Cessna172飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)地面慢車(chē)狀態(tài)停車(chē)故障分析

關(guān)鍵詞：Cessna172飛機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)；活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

故障簡(jiǎn)述

近年來(lái)，某航校Cessna 172機(jī)隊(duì)在教學(xué)訓(xùn)練任務(wù)過(guò)程中多次出現(xiàn)飛機(jī)落地后減速滑跑過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)，飛機(jī)停在跑道上，停車(chē)前發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)有關(guān)。該故障發(fā)生頻次較高，且機(jī)隊(duì)中新、舊飛機(jī)均有發(fā)生，具有一定的機(jī)隊(duì)普遍性，對(duì)正常飛行訓(xùn)練造成了較大影響。

發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)介紹

1.I0-360-L2A發(fā)動(dòng)機(jī)

Cessna 172R型飛機(jī)配置一臺(tái)德事隆萊康明公司10-360-L2A型發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)為水平對(duì)置、四汽缸、直接驅(qū)動(dòng)（無(wú)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(dòng)機(jī)，“I”表示發(fā)動(dòng)機(jī)采用噴射式燃油調(diào)節(jié)裝置：“0”表示汽缸為水平對(duì)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(dòng)機(jī)的機(jī)匣、配重裝置、磁電機(jī)等部件與其他10-360發(fā)動(dòng)機(jī)有區(qū)別。發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)包括膜盒式機(jī)械燃油泵、噴射式燃油調(diào)節(jié)器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“燃調(diào)”）、燃油分配器、燃油導(dǎo)管、燃油噴嘴等部件（見(jiàn)圖1）。

2．燃油調(diào)節(jié)裝置工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)采用美國(guó)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(jiàn)圖2）。燃調(diào)根據(jù)進(jìn)氣量的多少調(diào)節(jié)計(jì)量輸出燃油。燃調(diào)包括文氏管、兩個(gè)空氣室AB及空氣薄膜、兩個(gè)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(mén)。

基本工作原理簡(jiǎn)述：A、B室空氣室，中間由空氣薄膜隔開(kāi)，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(kāi)。C室直接通油泵來(lái)的燃油；D室通過(guò)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(dāng)空氣流經(jīng)文氏管時(shí)，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(gè)壓力差使得球形活門(mén)開(kāi)度增加，供油量也相應(yīng)增加。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大，壓力差也就越大，球形活門(mén)開(kāi)度也就隨之越大，供油量也相應(yīng)越大；反之，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度減小，供油量也隨之減小。由于節(jié)氣門(mén)與油門(mén)桿相連，當(dāng)前推或后收油門(mén)時(shí)，進(jìn)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(dòng)機(jī)慢車(chē)停車(chē)均存在相似的故障現(xiàn)象，本文選取其中一架飛機(jī)進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)故障飛機(jī)停車(chē)后進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)的檢查：

1）燃油系統(tǒng)檢查：對(duì)燃油系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)檢查：操作油門(mén)、混合比鋼索操縱，檢查操縱系統(tǒng)無(wú)卡滯，無(wú)過(guò)量間隙。

3）進(jìn)氣系統(tǒng)檢查：

a）進(jìn)氣濾外觀及密封正常；

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

c）燃調(diào)進(jìn)氣道（風(fēng)門(mén)軸、文氏管喉部、沖壓孔）存在掛油。

4）點(diǎn)火系統(tǒng)檢查：檢查發(fā)動(dòng)機(jī)磁電機(jī)、高壓導(dǎo)線(xiàn)及電嘴外觀正常，拆下4個(gè)氣缸電嘴，檢查發(fā)現(xiàn)各氣缸電嘴明顯積碳變黑，無(wú)明顯積鉛，符合發(fā)動(dòng)機(jī)富油燃燒特征；磁電機(jī)外定時(shí)檢查均正常（雙磁均為260），磁電機(jī)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(gè)起落，前4個(gè)飛行起落SD卡各項(xiàng)數(shù)據(jù)均正常，當(dāng)天地面oat溫度為7～8℃，空中oat溫度為5-6℃，無(wú)結(jié)冰可能性。故障前最后一個(gè)起落過(guò)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?700RPM下降至0）燃油流量約為7～8GPH（見(jiàn)圖3），對(duì)比其他正常數(shù)據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1700RPM時(shí)燃油流量為4～5GPH，發(fā)動(dòng)機(jī)800RPM慢車(chē)狀態(tài)時(shí)燃油流量應(yīng)為1.5～2.5GPH;

b）排氣溫度、缸頭溫度異常：4個(gè)氣缸缸頭溫度為270～290°F，排氣溫度1150～1170°F，對(duì)比前幾個(gè)航段和同時(shí)段其他飛機(jī)數(shù)據(jù)均偏低：

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，同時(shí)根據(jù)塔臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)觀察，飛機(jī)在五邊降落過(guò)程中排氣管出現(xiàn)冒黑煙的現(xiàn)象，判斷該機(jī)故障前最后一個(gè)起落處于富油運(yùn)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(dòng)機(jī)存在富油運(yùn)行的情況，將燃調(diào)拆下送至具有分解資質(zhì)的修理廠進(jìn)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(jìn)行重新翻修。

故障原因分析

將多起故障發(fā)動(dòng)機(jī)的燃調(diào)拆下并進(jìn)行分解檢查，燃調(diào)進(jìn)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(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中燃調(diào)把燃油直接噴射到各汽缸進(jìn)氣口進(jìn)氣門(mén)之前，大部分燃油與空氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，多余的燃油由于重力作用沿進(jìn)氣管向下流入燃調(diào)進(jìn)氣道、進(jìn)氣管漏斗、余油管排出發(fā)動(dòng)機(jī)，部分燃油沿進(jìn)氣道側(cè)壁流動(dòng)過(guò)程中可能通過(guò)文氏管喉部的靜壓孔進(jìn)入燃調(diào)內(nèi)部，同時(shí)在流動(dòng)過(guò)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(jìn)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(dǎo)致空氣室動(dòng)、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(jì)量活門(mén)開(kāi)度，當(dāng)空氣室壓差偏大，球形計(jì)量活門(mén)處于開(kāi)度較大的位置，燃調(diào)持續(xù)輸出較大流量燃油，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)地面慢車(chē)狀態(tài)下過(guò)富油停車(chē)。

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(duì)受污染的燃調(diào)進(jìn)行徹底分解、清潔并重新翻修，對(duì)目前在運(yùn)行的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃調(diào)進(jìn)行在位沖洗，后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中暫未出現(xiàn)類(lèi)似故障，同時(shí)針對(duì)該起故障，提出相關(guān)操作建議：

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

2．地面維修人員打開(kāi)電動(dòng)泵進(jìn)行燃油滲漏測(cè)試前，應(yīng)將混合比桿置于OFF位，油門(mén)桿置于慢車(chē)關(guān)斷位。如需對(duì)燃調(diào)進(jìn)氣道進(jìn)行清潔時(shí)，應(yīng)注意清潔方式，防止油液從文氏管喉部進(jìn)入燃調(diào)內(nèi)部。