航空活塞發動機故障的主要特點及預防

杜俊 汪宇 李天生

摘 要：活塞發動機的故障類型多樣，故障的發生缺少規律性和預見性，但航空活塞發動機故障的一些特點卻是有規律可循的。本文結合航空活塞發動的常見故障特點，分析了噴嘴堵塞、發動機本體故障等出現時的特點，針對這些故障的預防展開了討論，并給出了一定的應急方案。目的是引導相關人員更多的了解活塞發動機的特點，將飛機發動機風險降低，以確保飛機飛行的安全。

關鍵詞：航空活塞發動機;結構與功能;故障特點;故障預防

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.019

0 引言

航空發動機就是飛機的心臟，它給飛機提供了源源不斷、穩定的動力，飛機才能在藍天上翱翔。航空活塞發動機是國內飛機應用最多的發動機類型，在飛機飛行中發動機一旦出現故障，飛機飛行的安全性、穩定性將無法保證，甚至會造成機毀人亡的后果。因此，對發動機故障的重視和研究，是為了更好的規避發動機故障風險，最大程度的確保飛機飛行的安全。

1 航空活塞發動機的結構與功能

航空發動機可分為活塞發動機、燃氣渦輪發動機和沖壓發動機，在我國活塞發動機應用的最為廣泛。航空活塞發動機主要由活塞、曲軸、連桿、氣缸等組成，每個部分在發動機工作中都有重要的作用。發動機是飛機的心臟，活塞則是發動機的心門，活塞的反復運動促使化學能轉化為動能，給飛機提供飛行動力。一方面，活塞有防止燃燒室溫度過高的作用，使燃燒室工作穩定。另一方面，活塞能夠防止發動機工作中漏氣、漏油，確保了燃燒室的安全。火花塞也叫火嘴，是活塞發動機的點火裝置。當新鮮的氣油混合物進入氣缸后，火花塞會放電，以此達到點燃氣油混合物的目的，使發動機產生化學能力，這也是活塞發動機得名的原因。氣缸的作用則是完成化學能向機械能的轉化，使飛機獲得動能。進氣口是迎接氣油混合物的裝置，排氣口則是將氣油混合物燃燒后的廢氣、乏氣排掉，為新的氣油混合物騰出空間。活塞發動機的工作原理就是新鮮的氣油混合物從進氣口進入燃燒室，在活塞、火花塞等部件的作用下，氣油混合物順利的完成燃燒，將化學能轉化為機械能，燃燒過的廢氣和乏氣再從出氣口排出。活塞發動機的作用就是為飛機提供飛行動力，可想而知，當活塞發動機出現故障，或動力供給能力下降，或停車，這對于空中飛行的飛機會造成怎樣可怕的風險。

2 航空活塞發動機故障的特點

航空活塞發動機的故障類型很多，如電源故障，火花塞不能正常打火，氣油混合物進入燃燒室后不能正常燃燒。例如，發動機控制故障，故障發生后噴嘴不能按正確的比例為燃燒室提供燃料，容易造成發動機較大的震動感，甚至停車。在對一款氣冷、噴油式，六缸的小型飛機活塞發動機的故障研究中發現發動機燃油和控制故障是航空活塞發動機最常見的故障，其次是發動機本體故障，這兩種故障類型遠遠超過其他故障類型。發動機燃油和控制故障最常見的就是噴嘴堵塞故障，故障發生時，發動機有較強的震動感，燃油的流量會增大，有時發動機還會伴有“噼里啪啦”的聲響，如放炮一般。發動機本體故障多指發動被損壞。出現此故障時，發動機也有較大震動，且震動頻率較高。有時發動機還會發出金屬崩裂的響聲，滑油噴出也是時有時無。造成發動機本體故障的原因很多，如連桿、曲軸部分的螺絲脫落、調速器齒輪崩裂、發動機內部部件磨損等等，都會導致發動機本體故障，導致發動機停車，飛機迫降。這一結果有很大的安全風險，甚至造成飛機的損壞、人員傷亡等嚴重后果。因此，認真研究航空活塞發動機故障的主要特點能夠使飛機駕駛員在駕駛飛機時多一份安全保障，也能有效的將一些發動機故障提前解決，確保空中飛行的安全。

3 航空活塞發動機故障的預防

航空活塞發動機故障具有多樣化和不可預見性，針對不同的故障要采用不同的預防方式。例如，燃油系統故障，由于噴嘴堵塞，進入燃燒室的氣油混合比例失調，燃油過剩。這種現象會造成發動機停車。預防辦法就是養成良好的發動機維護習慣，這樣可以有效的避免噴嘴堵塞現象。此外，在遭遇發動機停車時，如果伴有大幅度低頻率的震動，或聽到鞭炮聲，同時發動機的轉速迅速下降導致停車。這個時候就可以考慮是噴嘴堵塞故障，發現情況后先調整混合氣油的比例，讓發動機先恢復工作。然后再次調整氣油比例，讓發動機排氣溫度正常，之后尋找機會盡快著陸。這是發現噴嘴堵塞故障后的急救措施，也有積極的預防故障嚴重化的成效。綜上所述，活塞發動機故障的預防主要做好以下幾點，第一，建立良好的發動機維護制度，養成嚴謹的、科學的發動機維護作風。第二，對遇到過的發動機故障進行積極的處理，對一些部件進行改裝或改進，以提高發動機的性能，降低發動機的故障率。第三，利用先進的科技手段對發動機進行監控，在故障發生前提前控制故障隱患，將可能發生的故障及時排除。第四，加強飛機駕駛人員和維修人員的交流，及時的掌握飛機的各種信息，從這些信息中篩選有價值的信息，對故障隱患進行準確的判斷，并進行及時的處理。同時，培養駕駛員正確的發動機操作、使用意思，提高駕駛員對飛機發動機的了解程度，以便其能及時發現問題，做出正確的處理反應。

4 結語

綜上所述，航空活塞發動機故障的雖然存在多樣性、隨機性、不可預見性，但是如果能夠掌握不同故障的特點，針對這些故障的特點有效的排查故障安全隱患，一定能起到積極的預防作用。同時，結合航空活塞發動機的常見故障，制定有效的發動機維護策略，也能提高活塞發動機的壽命，減少發動機的故障率。因此，在航空活動中，要重視活塞發動機故障的特點，挖掘相關故障數據的內在規律，以便對發動機存在的故障風險進行積極地預防，提高航空活塞發動機的安全性，使航空事業得到更好發展。

參考文獻：

[1]王凱.SR20飛機發動機典型故障分析及預防措施[J].機械工程師，2016（07）：77-78.

[2]馬晉川.航空活塞發動機滑油系統典型故障分析[J].科技尚品，2017（03）：151-152.

作者簡介：杜俊（1990-），男，黑龍江哈爾濱人，本科，助理工程師，研究方向：航空機械。