172R飛機發(fā)動機啟動困難分析

代振幫

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

關鍵詞：活塞發(fā)動機；啟動；故障

Cessna 172型飛機是美國塞斯納飛機公司的經(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，它被廣泛的應用于飛行教學與私人飛行中。Cessna 172R型飛機的動力裝置是由一臺德事??？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，該發(fā)動機采用直接起動式電起動機，由起動機直接帶動發(fā)動機曲軸轉動而啟動發(fā)動機。

1.發(fā)動機啟動原理

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

發(fā)動機起動的必須滿足以下要求：

①啟動發(fā)動機時轉數(shù)小，發(fā)動機機械泵不能正常供油，需要使用電動增壓泵預先向汽缸注油。

②起動機帶動曲軸的旋轉的起動轉速不能太低（一般高于40-60r/min）。

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

2.發(fā)動機啟動困難故障現(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)動機的情況。

3.故障分析

（1）電瓶電壓過低

172R飛機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的應急輔助電源。當飛機電瓶電壓過低時，供給起動機負載電壓偏小，起動機轉到動扭矩偏小，帶動曲軸旋轉速度偏小，不能使發(fā)動機完成正常啟動。

（2）起動機故障

172R飛機裝發(fā)動機前部下方裝有有一臺SKY-TEC或LAMAR起動機，SKY-TEC是一臺24V直流式直接驅動式串激電動機，由儀表板上start開關控制電動機中的電磁線圈工作當起動機工作時候，起動機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)動機曲軸轉動，當發(fā)動機啟動成功后起動機消齒輪會自動收回。

起動機不轉動的可能原因有：

①電源開關或者線路有故障。

②start開關或者線路有故障。

③起動機本體故障。

④起動機傳動機構故障，起動機齒輪或槳盤齒輪損壞。

（3）磁電機故障

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

①磁電機未能跳火

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

②磁電機分電盤盤松動或者燒蝕

分電盤通過分電臂將磁電機產(chǎn)生的高壓電鏈接傳輸?shù)綄母邏簩Ь€上，分電盤松動或燒蝕，其與高壓導線形成開路，高壓電不能傳輸至電嘴故不能啟動。

③電容故障

磁電機電容故障時候，斷電器跳火強度增大，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無法正常工作，磁電機不產(chǎn)生高壓電了。

⑤磁電機定時錯誤不當。

（4）電咀污染：

當啟動注油過多、中央極結冰或者電嘴燒蝕嚴重時，擊穿中央極和旁極的能量變高，電咀點火失敗。當電咀發(fā)生積鉛時，因為積鉛的電阻比空氣小，積鉛將導致電咀短路，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置不合理造成。

4.日常維護中的注意事項

4.1電瓶的維護：通常發(fā)動機啟動后應及時打開飛機發(fā)電機開關，172R飛機使用一個28V直流額定電流60A的交流-直流電機作為主電源，當主電源接通時，發(fā)電機在為整機供電的同時對飛機機載電瓶進行充電，保持電瓶電壓滿足要求。

4.2起動機的維護：在進行50H定期檢查時，應反時針轉動起動機小齒輪使其伸出，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內(nèi)部潤滑驅動組件，每旋轉45°槳葉重復潤滑直到齒輪和軸完全潤滑。檢查起動機外部狀況良好，線路連接可靠，起動機殼體安裝固定牢固。

4.3磁電機的維護：（1）每100H定期檢查時拆下磁電機，打開后蓋，脫開分電裝置，檢查分電臂應無松動和嚴重燒蝕，分電盤安裝孔應無嚴重磨損現(xiàn)象、磁電機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，驅動齒輪固定可靠。（3）使用酒精清潔斷電器觸點，檢查觸點間隙應為0.008-0.010英寸，轉動磁電機齒輪，觀察觸點有火花產(chǎn)生。

4.4電咀的維護：每50H定檢時拆下發(fā)動機全部電阻，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行噴砂并進行跳火實驗，對不能跳火的電咀進行更換。

4.5試車人員應能準確判斷發(fā)動機的狀態(tài)，對于冷發(fā)狀態(tài)，應接通電動燃油泵對汽缸進行注油，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斷位進行啟動。對于熱發(fā)狀態(tài)，試車人員應減少注油，油門桿置于二分之一英寸位置，混合比桿應推至全富油位，待注油1S后再拉至關斷位進行啟動。對于啟動前注油過多發(fā)生悶油不能啟動的狀況應直接將混合比推關斷位，油門桿推至二分一位置后直接開始啟動。

參考文獻：

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[2]李汝輝，吳一黃.活塞式航空動力裝置[M].北京航空航天出版社，2007.

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