航空活塞發動機排故基本原則與常見故障分析

鄧志奇 周克家 李自輝

（95935 部隊，黑龍江 哈爾濱150111）

在我國航空事業發展中，航空器械故障維修一直是一項重要工作組成部分，是保障航空安全、避免航空器械功率異常損耗的必然途徑。而活塞式發動機作為當前航空器主要的動力源之一，對其開展排故工作的重要性就更加不言而喻。但是在活塞式發動機排故工作開展中，也必須在其基本原則要求下規范化開展排故工作，明確其故障原因，降低故障問題的擴大而導致發動機零部件損壞的問題發生。

1 航空活塞發動機

航空活塞式發動機是應用于航空器械并為其提供飛行動力的一種往復式內燃機，是一種4 沖程、有電嘴點火的汽油發動機[1]。航空活塞發動機的主要結構組成包含曲軸、連桿、活塞、氣缸、分氣機構以及機匣等部件，并且還附有減速器以及增壓器等，減速器一般置于發動機前部，主要作用是降低動力輸出軸的轉速，而增壓器則一般置于機匣后部位置，用以提升發動機的高空性能，為航空器飛行提供動力保障。根據活塞式發動機氣缸冷卻方式的差異性，可以將活塞式發動機分為液冷式發動機以及氣冷式發動機兩種，早期飛行器所采用的大多為液冷式發動機，由于液冷式發動機的自重問題，早期飛行器的速度很低。而隨著對活塞式發動機的不斷研究，通過對飛行器飛行速度的逐漸提升，可以在飛行器飛行過程中利用高速氣流對發動機的氣缸進行冷卻，進而氣冷式發動機得到了廣泛應用，成為了航空器應用的主要發動機類型。活塞發動機的工作原理是火花塞點燃汽油發動機，由汽油發動機產生動力帶動曲軸轉動，曲軸轉動兩圈，活塞在氣缸結構內部往復運動4 次，每次均為一個沖程，其4 個沖程一次為吸氣、壓縮、膨脹以及排氣，共同形成一個定容加熱循環[2]，為飛行器提供飛行動力供應，具有著動力穩定、經濟性高的有點，目前多用于輕型低速飛機上。

2 航空活塞發動機排故基本原則

活塞發動機作為飛行器的飛升動力源，其運行穩定性直接關系到了飛行器的飛行安全，因此在活塞式發動機使用過程中，必須充分保證其運行狀態，因此對其開展排故工作是極為必要的。航空活塞發動機排故工作開展中，必須在其基本原則的要求下進行，以保證排故工作開展的科學性和質量。

首先，故障信息清晰性原則。在航空活塞發動機排故工作開展中首要原則要求就是明確其故障問題，只有充分保證對發動機故障信息的清晰性，才能夠針對性開展排故工作，提升排故工作的效率。同時，故障信息的清晰，也能夠避免活塞發動機一些表象問題影響排故工作的開展，通過對其故障情況的全面了解，找到故障出現的根源，由根源入手，排除故障問題。并且，對故障問題的清晰，也是避免活塞發動機維修中導致其他故障問題的出現，實現故障信息內容的雙向交換，減少飛行器的維修時間。

其次，排故知識系統性原則。排故知識系統性原則是對發動機維修人員的基本能力要求，區別于其他排故工作，飛行器發動機的排故更加復雜，要求也更加嚴謹，因此需要對排故維修人員進行長期的專業訓練，保證維修技術人員具有快速檢索故障信息的能力，對故障產生的原因進行準確定位，以保證活塞發動機維修工作的順利開展。在對維修技術人員的排故知識以及專業能力培養中，需要利用維修手冊以及專業的培訓資料，幫助維修技術人員建立系統化的排故知識體系，全面提升航空活塞發動機排故工作的整體質量，通過維修技術人員的系統排故知識體系，判斷故障位置，羅列故障原因，科學化開展排故工作。

再次，故障診斷原則。航空活塞發動機排故工作開展中，其故障診斷就是現代化檢驗設備以及維修技術人員的專業技術水準，規范化開展故障診斷排查工作，對存在故障誘發可疑性的零部件進行全面的故障診斷，最終確認發動機的故障問題，然后針對性開展維修工作，避免故障問題對飛行器的飛行安全產生不利影響，埋下飛行安全隱患。

最后，試驗排除原則。在航空活塞發動故障發生時，必須使用試驗排除法逐一排除懷疑部件。在進行發動機故障維修時，維修技術人員需要通過試驗排除的方式，通過是錯的模式，逐一檢驗發動機的故障情況，以便排除故障檢驗的干擾因素，然后對故障產生原因進行重新評估[3]。通過試驗排除原則，不僅能夠有效提升排故工作的質量，還能夠降低排故過程中的不必要零部件損耗，能夠降低航空活塞發動機的維修成本，對于活塞發動機排故工作的開展有著重要的推進意義。

3 航空活塞發動機的常見故障分析

故障作為機械設備運行中必不可免的主要問題之一，往往會給設備運行帶來嚴重的不利影響，而活塞發動機作為當前飛行器的主要動力能源，其故障問題的出現會給飛行器運行帶來嚴重的不利影響，甚至造成飛行安全事故的發生，因此開展排故工作是極為必要的。但是在航空活塞發動機的排故工作開展中，需要對活塞發動機的常見故障問題有所了解，才能夠充分保證排故工作開展的效率和質量。筆者對目前階段活塞發動機的常見故障情況進行了如下分析總結，以為排故工作的開展奠定基礎。

第一，發動機啟動故障。啟動故障問題多表現為活塞發動機不能啟動或者啟動困難，導致活塞發動機啟動故障發生的主要因素就是其燃油、氧氣以及火花等方面，作為發動機啟動的三大要素，這三點之中任何一個因素出現故障，都會導致發動機啟動故障的發生。首先，當燃油問題導致啟動故障發生。燃油問題導致的發動機啟動故障發生主要包含注油過多以及然后不足兩個方面，注油過多會對發動機點火產生阻礙，當飛行器排氣管具有濃烈的燃油氣味時，就說明發動機存在悶油的情況，導致啟動故障的發生。然后不足也無法啟動發動機，當排氣管的燃油氣味較淡時，則需要進行注油。其次，火花束系統導致的啟動故障。火花束導致的啟動故障主要包含了沖擊聯軸器的故障、磁電機內延時觸點系統故障以及磁電機的定時不準等問題，需要根據實際情況進行相應的排故處理。

第二，發動機轉速故障。發動機轉速故障問題發生的主要原因包含兩個方面：其一是點火不良；其二是燃油噴射器堵塞。在發動機轉速故障排查中，可以通過飛行前的磁電機檢查對點火不良導致的故障問題進行明確，進而可以找出故障電嘴，進行故障排除。而燃油噴射器堵塞導致的發動機轉速故障則可以通過在發動機停車后，采用水槍或瓶子在氣缸排氣口處2.5cm 的位置向各排氣收集器噴水較細的水流，觀察其蒸發情況，確認點火不良導致的發動機轉速故障問題[4]。

第三，滑油故障問題。滑油故障問題也是航空活塞發動機的常見問題之一，主要故障問題就是由于導風板密封件出現損壞、密封性下降出現流罩魚鱗片受損，磁電機定時不準確導致的滑油溫度過高故障以及滑油壓力低的故障。在滑油故障發生時，需要維修技術人員根據故障情況，檢查發動機的磁電機運行情況以及導風板的密封件，然后根據實際故障檢查結果，進行針對性的排故處理。而滑油壓力低的故障多由于滑油本身的等級、溫度以及變質等原因造成的，需要對滑油的品質情況進行檢驗，必要是及時更換滑油，保證滑油等級滿足航空活塞發動的運行需求。

第四，氣缸壓力故障。氣缸壓力故障多為氣缸壓力較低，導致這種故障發生的主要原因就是由于氣缸存在漏氣點，主要的漏氣點一般位于進氣門、排氣門以及漲圈等三個部分。因此在氣缸壓力故障發生時，要及時檢驗排氣門、進氣門以及漲圈是否存在漏點，對存在漏點的位置進行維修，保證活塞發動機氣缸壓力，保證飛行器的飛行安全。

結束語

活塞發動機作為當前航空領域中應用較多的發動機裝置，明確其常見故障體系，深入了解其排故原則，能夠有效提升活塞發動機排故工作的效率和質量，避免發動機故障隱患的存在，給飛行器的運行埋下故障安全隱患，制約我國航空事業的發展與進步。