172R飛機(jī)發(fā)動機(jī)啟動困難分析

代振幫

摘 要：對Cessna 172飛機(jī)啟動困難涉及的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行描述分析，提出了日常維護(hù)中的注意事項(xiàng)，對減少故障發(fā)生具有重要意義。

關(guān)鍵詞：活塞發(fā)動機(jī)；啟動；故障

Cessna 172型飛機(jī)是美國塞斯納飛機(jī)公司的經(jīng)典之作，也是在世界范圍內(nèi)最受歡迎的一種小型通用飛機(jī)，它被廣泛的應(yīng)用于飛行教學(xué)與私人飛行中。Cessna 172R型飛機(jī)的動力裝置是由一臺德事隆？萊康明公司生產(chǎn)的LO-360-L2A型直噴式水平對置活塞發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)采用直接起動式電起動機(jī)，由起動機(jī)直接帶動發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動而啟動發(fā)動機(jī)。

1.發(fā)動機(jī)啟動原理

Cessna 172R型飛機(jī)發(fā)動機(jī)啟動時，駕駛員接通飛機(jī)電源電門，啟動電動泵對汽缸進(jìn)行注油，飛機(jī)電瓶輸出電壓給起動機(jī)，起動機(jī)轉(zhuǎn)動帶動發(fā)動機(jī)大齒輪盤轉(zhuǎn)動，齒輪盤傳動給曲軸，曲軸通過傳動齒輪帶動磁電機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動，由磁電機(jī)產(chǎn)生高壓電流通過高壓導(dǎo)線輸送到電咀，電咀中央積和旁極發(fā)生強(qiáng)電離產(chǎn)生電火花使汽缸爆發(fā)以啟動發(fā)動機(jī)。

發(fā)動機(jī)起動的必須滿足以下要求：

①啟動發(fā)動機(jī)時轉(zhuǎn)數(shù)小，發(fā)動機(jī)機(jī)械泵不能正常供油，需要使用電動增壓泵預(yù)先向汽缸注油。

②起動機(jī)帶動曲軸的旋轉(zhuǎn)的起動轉(zhuǎn)速不能太低（一般高于40-60r/min）。

③電嘴能在適當(dāng)?shù)臅r候產(chǎn)生強(qiáng)烈電火花點(diǎn)燃汽缸中的油氣混合氣。

2.發(fā)動機(jī)啟動困難故障現(xiàn)象

操作者必須多次將鑰匙擰到“start”位才能成功啟動或不能啟動發(fā)動機(jī)的情況。

3.故障分析

（1）電瓶電壓過低

172R飛機(jī)防火墻左前部裝有一個24V、12.75AH、12單元體的鉛酸電瓶作為飛機(jī)的應(yīng)急輔助電源。當(dāng)飛機(jī)電瓶電壓過低時，供給起動機(jī)負(fù)載電壓偏小，起動機(jī)轉(zhuǎn)到動扭矩偏小，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)速度偏小，不能使發(fā)動機(jī)完成正常啟動。

（2）起動機(jī)故障

172R飛機(jī)裝發(fā)動機(jī)前部下方裝有有一臺SKY-TEC或LAMAR起動機(jī)，SKY-TEC是一臺24V直流式直接驅(qū)動式串激電動機(jī)，由儀表板上start開關(guān)控制電動機(jī)中的電磁線圈工作當(dāng)起動機(jī)工作時候，起動機(jī)前端小齒輪在電磁作用下伸出與大槳盤齒輪嚙合，帶動發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動成功后起動機(jī)消齒輪會自動收回。

起動機(jī)不轉(zhuǎn)動的可能原因有：

①電源開關(guān)或者線路有故障。

②start開關(guān)或者線路有故障。

③起動機(jī)本體故障。

④起動機(jī)傳動機(jī)構(gòu)故障，起動機(jī)齒輪或槳盤齒輪損壞。

（3）磁電機(jī)故障

172飛機(jī)附件機(jī)匣左右兩側(cè)各裝有上裝有一臺Slick 4371磁電機(jī)，磁電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生高壓電，兩臺磁電機(jī)相互獨(dú)立工作，既提高了點(diǎn)火能量，又保障了一臺失效后發(fā)動機(jī)的安全性，磁電機(jī)故障原因：

①磁電機(jī)未能跳火

當(dāng)磁電機(jī)內(nèi)部斷電器跳火觸點(diǎn)間隙過大時，其擊穿空氣的所需能量增加，削弱磁電機(jī)的輸出電壓。也就不能產(chǎn)生足夠的高壓電。

②磁電機(jī)分電盤盤松動或者燒蝕

分電盤通過分電臂將磁電機(jī)產(chǎn)生的高壓電鏈接傳輸?shù)綄?yīng)的高壓導(dǎo)線上，分電盤松動或燒蝕，其與高壓導(dǎo)線形成開路，高壓電不能傳輸至電嘴故不能啟動。

③電容故障

磁電機(jī)電容故障時候，斷電器跳火強(qiáng)度增大，跳火時間延長，二級線圈產(chǎn)生電壓變低或不能產(chǎn)生高壓電。

④沖擊聯(lián)軸器故障

沖擊聯(lián)軸器彈簧的彈性下降或者飛重?zé)o法正常工作，磁電機(jī)不產(chǎn)生高壓電了。

⑤磁電機(jī)定時錯誤不當(dāng)。

（4）電咀污染：

當(dāng)啟動注油過多、中央極結(jié)冰或者電嘴燒蝕嚴(yán)重時，擊穿中央極和旁極的能量變高，電咀點(diǎn)火失敗。當(dāng)電咀發(fā)生積鉛時，因?yàn)榉e鉛的電阻比空氣小，積鉛將導(dǎo)致電咀短路，使電咀不能產(chǎn)生電火花。

（5）啟動程序錯誤：

發(fā)動機(jī)處于冷發(fā)和熱發(fā)時，由于的霧化程度不同，即使油門桿在相同的位置，汽缸中的混合氣的比例不同，汽缸中貧富油環(huán)境不同。通常冷發(fā)啟動失敗是由于開車人員油門桿位置設(shè)置不合理造成。

4.日常維護(hù)中的注意事項(xiàng)

4.1電瓶的維護(hù)：通常發(fā)動機(jī)啟動后應(yīng)及時打開飛機(jī)發(fā)電機(jī)開關(guān)，172R飛機(jī)使用一個28V直流額定電流60A的交流-直流電機(jī)作為主電源，當(dāng)主電源接通時，發(fā)電機(jī)在為整機(jī)供電的同時對飛機(jī)機(jī)載電瓶進(jìn)行充電，保持電瓶電壓滿足要求。

4.2起動機(jī)的維護(hù)：在進(jìn)行50H定期檢查時，應(yīng)反時針轉(zhuǎn)動起動機(jī)小齒輪使其伸出，使用洗滌油清潔小齒輪和大槳盤齒輪，將潤滑劑噴管彎曲端伸入起動機(jī)內(nèi)部潤滑驅(qū)動組件，每旋轉(zhuǎn)45°槳葉重復(fù)潤滑直到齒輪和軸完全潤滑。檢查起動機(jī)外部狀況良好，線路連接可靠，起動機(jī)殼體安裝固定牢固。

4.3磁電機(jī)的維護(hù)：（1）每100H定期檢查時拆下磁電機(jī)，打開后蓋，脫開分電裝置，檢查分電臂應(yīng)無松動和嚴(yán)重?zé)g，分電盤安裝孔應(yīng)無嚴(yán)重磨損現(xiàn)象、磁電機(jī)軸承密封良好無滲漏、碳刷狀況完好。（2）檢查沖擊聯(lián)軸器狀況良好，棘爪小端無損失，驅(qū)動齒輪固定可靠。（3）使用酒精清潔斷電器觸點(diǎn)，檢查觸點(diǎn)間隙應(yīng)為0.008-0.010英寸，轉(zhuǎn)動磁電機(jī)齒輪，觀察觸點(diǎn)有火花產(chǎn)生。

4.4電咀的維護(hù)：每50H定檢時拆下發(fā)動機(jī)全部電阻，清潔電咀旁極和中央極間的大量沉積物，使用銅絲刷清潔電咀點(diǎn)火端安裝螺紋，檢查并將電極間間隙調(diào)整為0.016-0.021英寸，利用噴砂工具對電阻進(jìn)行噴砂并進(jìn)行跳火實(shí)驗(yàn)，對不能跳火的電咀進(jìn)行更換。

4.5試車人員應(yīng)能準(zhǔn)確判斷發(fā)動機(jī)的狀態(tài)，對于冷發(fā)狀態(tài)，應(yīng)接通電動燃油泵對汽缸進(jìn)行注油，油門手柄置于四分之一英寸，混合比置于全開位，待燃油流量上升后再將混合比桿拉至關(guān)斷位進(jìn)行啟動。對于熱發(fā)狀態(tài)，試車人員應(yīng)減少注油，油門桿置于二分之一英寸位置，混合比桿應(yīng)推至全富油位，待注油1S后再拉至關(guān)斷位進(jìn)行啟動。對于啟動前注油過多發(fā)生悶油不能啟動的狀況應(yīng)直接將混合比推關(guān)斷位，油門桿推至二分一位置后直接開始啟動。

參考文獻(xiàn)：

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[3]Cessna Aircraft Company Model 172R/172S Maintenance Manual [M].Cessna Aircraft Company，v12.15.2016.