Cessna172飛機發(fā)動機地面慢車狀態(tài)停車故障分析

關(guān)鍵詞：Cessna172飛機；發(fā)動機停車；活塞發(fā)動機

故障簡述

近年來，某航校Cessna 172機隊在教學訓練任務過程中多次出現(xiàn)飛機落地后減速滑跑過程中發(fā)動機停車，飛機停在跑道上，停車前發(fā)動機排氣管冒黑煙，下部余油口有燃油流出，初步判定該故障與發(fā)動機燃油系統(tǒng)有關(guān)。該故障發(fā)生頻次較高，且機隊中新、舊飛機均有發(fā)生，具有一定的機隊普遍性，對正常飛行訓練造成了較大影響。

發(fā)動機燃油系統(tǒng)介紹

1.I0-360-L2A發(fā)動機

Cessna 172R型飛機配置一臺德事隆萊康明公司10-360-L2A型發(fā)動機。該發(fā)動機為水平對置、四汽缸、直接驅(qū)動（無減速器）、燃油噴射式、空氣冷卻、正常吸氣式四行程航空活塞式發(fā)動機，“I”表示發(fā)動機采用噴射式燃油調(diào)節(jié)裝置：“0”表示汽缸為水平對置；“360”表示汽缸的總工作容積，單位為立方英寸；“L2A”表示該發(fā)動機的機匣、配重裝置、磁電機等部件與其他10-360發(fā)動機有區(qū)別。發(fā)動機燃油系統(tǒng)包括膜盒式機械燃油泵、噴射式燃油調(diào)節(jié)器（以下簡稱“燃調(diào)”）、燃油分配器、燃油導管、燃油噴嘴等部件（見圖1）。

2．燃油調(diào)節(jié)裝置工作原理

發(fā)動機采用美國Precision/AVstar公司生產(chǎn)的RSA -5ADI型燃油噴射裝置一直接噴射式燃油調(diào)節(jié)器（見圖2）。燃調(diào)根據(jù)進氣量的多少調(diào)節(jié)計量輸出燃油。燃調(diào)包括文氏管、兩個空氣室AB及空氣薄膜、兩個燃油室CD及燃油薄膜和與空氣薄膜和燃油薄膜相連的球形活門。

基本工作原理簡述：A、B室空氣室，中間由空氣薄膜隔開，A室通文氏管喉部，與文氏管喉部壓力相等；B室通沖壓空氣，與外界壓力相等。C、D室為燃油室，中間由燃油薄膜隔開。C室直接通油泵來的燃油；D室通過混合比調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后的燃油。兩相比較，C室油壓大于D室油壓。

當空氣流經(jīng)文氏管時，在喉部的流速增加，壓力下降，則A室壓力小于B室壓力，這個壓力差使得球形活門開度增加，供油量也相應增加。節(jié)氣門開度越大，壓力差也就越大，球形活門開度也就隨之越大，供油量也相應越大；反之，節(jié)氣門開度減小，供油量也隨之減小。由于節(jié)氣門與油門桿相連，當前推或后收油門時，進氣量發(fā)生變化，供油量也隨之發(fā)生變化。

故障情況

多起發(fā)動機慢車停車均存在相似的故障現(xiàn)象，本文選取其中一架飛機進行詳細分析，針對故障飛機停車后進行相關(guān)系統(tǒng)的檢查：

1）燃油系統(tǒng)檢查：對燃油系統(tǒng)進行沖洗檢查，從燃調(diào)出口和分配器出口沖洗燃油管路檢查正常，未發(fā)現(xiàn)異物。

2）發(fā)動機操縱系統(tǒng)檢查：操作油門、混合比鋼索操縱，檢查操縱系統(tǒng)無卡滯，無過量間隙。

3）進氣系統(tǒng)檢查：

a）進氣濾外觀及密封正常；

b）進氣漏斗底部有油跡，拆下進氣漏斗發(fā)現(xiàn)有積存的燃油油液：

c）燃調(diào)進氣道（風門軸、文氏管喉部、沖壓孔）存在掛油。

4）點火系統(tǒng)檢查：檢查發(fā)動機磁電機、高壓導線及電嘴外觀正常，拆下4個氣缸電嘴，檢查發(fā)現(xiàn)各氣缸電嘴明顯積碳變黑，無明顯積鉛，符合發(fā)動機富油燃燒特征；磁電機外定時檢查均正常（雙磁均為260），磁電機工作檢查正常。

5） SD卡數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)顯示該航段共飛行5個起落，前4個飛行起落SD卡各項數(shù)據(jù)均正常，當天地面oat溫度為7～8℃，空中oat溫度為5-6℃，無結(jié)冰可能性。故障前最后一個起落過程SD卡數(shù)據(jù)以下異常：

a）燃油流量異常：落地前后3分鐘內(nèi)（發(fā)動機轉(zhuǎn)速從1700RPM下降至0）燃油流量約為7～8GPH（見圖3），對比其他正常數(shù)據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速1700RPM時燃油流量為4～5GPH，發(fā)動機800RPM慢車狀態(tài)時燃油流量應為1.5～2.5GPH;

b）排氣溫度、缸頭溫度異常：4個氣缸缸頭溫度為270～290°F，排氣溫度1150～1170°F，對比前幾個航段和同時段其他飛機數(shù)據(jù)均偏低：

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，同時根據(jù)塔臺現(xiàn)場觀察，飛機在五邊降落過程中排氣管出現(xiàn)冒黑煙的現(xiàn)象，判斷該機故障前最后一個起落處于富油運行狀態(tài)。

6）根據(jù)以上檢查結(jié)果初步判斷燃調(diào)內(nèi)部燃油流量異常，發(fā)動機存在富油運行的情況，將燃調(diào)拆下送至具有分解資質(zhì)的修理廠進行分解檢查：

a）文氏管存在油液、油泥等污染物；

b）空氣室存在油液、油泥等污染物；

c）徹底分解檢查其他部件未發(fā)現(xiàn)污染和缺陷，該燃調(diào)已進行重新翻修。

故障原因分析

將多起故障發(fā)動機的燃調(diào)拆下并進行分解檢查，燃調(diào)進氣道內(nèi)壁、文氏管、空氣室均存在不同程度的污染。經(jīng)分析，發(fā)動機在運行過程中燃調(diào)把燃油直接噴射到各汽缸進氣口進氣門之前，大部分燃油與空氣混合后進入氣缸燃燒，多余的燃油由于重力作用沿進氣管向下流入燃調(diào)進氣道、進氣管漏斗、余油管排出發(fā)動機，部分燃油沿進氣道側(cè)壁流動過程中可能通過文氏管喉部的靜壓孔進入燃調(diào)內(nèi)部，同時在流動過程中可能混合空氣中水分、雜質(zhì)、滑油、積鉛積碳等污染物形成油泥污，在文氏管喉部靜壓管路內(nèi)部積聚，并進入燃調(diào)內(nèi)部空氣腔。污染物堵塞靜壓管路和內(nèi)部空氣室后，導致空氣室動、靜壓差偏大，由于燃調(diào)根據(jù)燃油腔、空氣室壓力差決定球形計量活門開度，當空氣室壓差偏大，球形計量活門處于開度較大的位置，燃調(diào)持續(xù)輸出較大流量燃油，導致發(fā)動機地面慢車狀態(tài)下過富油停車。

后續(xù)處理措施及建議

結(jié)合相關(guān)故障現(xiàn)象和分析結(jié)果，對受污染的燃調(diào)進行徹底分解、清潔并重新翻修，對目前在運行的飛機發(fā)動機燃調(diào)進行在位沖洗，后續(xù)運行過程中暫未出現(xiàn)類似故障，同時針對該起故障，提出相關(guān)操作建議：

1．操作人員應注意控制注油時間和注油量。當?shù)孛孀⒂瓦^多時，按POH相關(guān)程序進行操作，同時在日常使用過程中適當調(diào)節(jié)貧富油。

2．地面維修人員打開電動泵進行燃油滲漏測試前，應將混合比桿置于OFF位，油門桿置于慢車關(guān)斷位。如需對燃調(diào)進氣道進行清潔時，應注意清潔方式，防止油液從文氏管喉部進入燃調(diào)內(nèi)部。