航空活塞发动机常见故障及飞行中的处置

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eeddiiCUSTCUR-3ALLOPS-LINEMAINT.PPT1航空活塞发动机常见故障及飞行中的e处di置t

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titl航空工程学院中国民用航空飞行学院发动机常见故障燃油系统故障TB20/B-8914号机燃油系统进水造成飞机起飞时发动机停车引发事故，事故后油箱放水口进行了改装已消除了隐患TB200/B-8830号机发动机汽缸（三号）燃油喷嘴堵塞，造成起飞时发动机过富油停车引发事故。此类故障国外曾有报道，我们在飞行中也曾遇到过程度不同的此类故障，此类故障以后还可能会出现。Aviation

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2006发动机常见故障TB20/B-8908号机TB20/B-8922号机起飞时连杆轴瓦螺帽脱落，打坏发动机造成停车引发事故，场外迫降造成飞机损坏。起飞时调速器传动齿轮轴定位销脱落，严重打坏发动机，场内紧急着陆。TB20/B-8920号机起飞时发动机内部构件损坏，打坏发动机造成停车，场内紧急着陆成功。TB200/B-8806号机TB20/B-8930号机TB20/B-8923号机内部构件损坏严重打坏发动机，场内紧急着陆。气门挺杆座严重磨损并崩块打坏发动机，场内紧急着陆。调速器传动齿轮崩齿，严重打坏发动机。Aviation

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2006汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006发动机的最正确混合比与极限值余气系数发动机工作时需要汽油和空气按一定的比例混合才能使发动机正常工作理论上一公斤汽油完全燃烧需要15.12〔一般取15〕公斤空气这是有化学方程式求出的精确值称：理论空气量用L理表示。一公斤汽油实际燃烧所用的空气量称：实际空气量用L实表示。为了说明发动机混合比贫富油的程度引进了余气系数这一参数用α表示及：α=L实/L理。该式表示：

α

=

1时汽油完全燃烧•时发动机处于富油状态α〈1α

〉1时发动机处于贫油状态汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006α的理论值与极限物理实验证明当α＝0.8—0.9时火焰传速度最快为30Ｍ／Ｓ以上，起飞时发动机为了获得最大功，混合比都设计在此范围内。吸气式发动机〔ＴＢ飞机是吸气式〕一般使用α＝0.85左右的混合比，增压式发动机为了降低汽缸头最高温度和热负荷一般使用α=0.75左右的混合比。能使发动机获得最大功率的混合比称最正确混合比。发动机实际工作混合比的过富油值是α=0.6`过贫油值是α=1.1，这就是发动机实际工作时混合比的极限值。汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006气缸燃油喷嘴完全堵塞时混合比的变化一个汽缸燃油喷嘴完全堵塞混合比的变化情况`当一个汽缸的燃油管路完全堵塞时，燃油流量〔压力〕会自动增大保持总流量不变〔已经试验证实〕。被堵塞汽缸的燃油就会平均分配到其他汽缸中；TB20平均分配到所有汽缸，被堵塞汽缸的空气没有和汽油混合燃烧，其他汽缸的空气没有和汽油混合燃烧；TB200三个汽缸占总进气量的3/4；TB20五个汽缸占总进气量的5/6。因此被堵塞汽缸过贫油停止工作，其他汽缸出现过富油混合器。汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证TB200飞机原α原α值实际空气量喷油嘴堵塞后α变为值α=1.00L实=1.00×15=15.00α=15.00×3/4÷15=0.75α=0.95L实=0.95×15=14.25α=14.25×3/4÷15=0.71α=0.90L实=0.90×15=13.50α=13.50×3/4÷15=0.68α=0.85L实=0.85×15=12.75α=12.75×3/4÷15=0.64α=0.80L实=0.80×15=12.00α=12.00×3/4÷15=0.60Aviation

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2006汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证TB20飞机原α值原α值实际空气量喷油嘴堵塞后α变为α=1.00L实=1.00×15=15.00α=15.00×5/6÷15=0.83α=0.95L实=0.95×15=14.25α=14.25×5/6÷15=0.80α=0.90L实=0.90×15=13.50α=13.50×5/6÷15=0.75α=0.85L实=0.85×15=12.75α=12.75×5/6÷15=0.71α=0.80L实=0.80×15=12.00α=12.00×5/6÷15=0.67Aviation

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2006汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006当一个汽缸喷嘴完全堵塞后，从余气系数变化表可以看出TB200飞机由于汽缸数目少，，每个缸分摊的增量汽油多所以余气系数的变化到达和接近富油极限值。而TB20飞机汽缸数目多，每个汽缸分摊的增量汽油少，所以余气系数的变化量小，离富油极限稍远。由此可以推断出莱康明直接喷射式发动机的汽缸数目越多，汽缸喷嘴堵塞后对发动机的混合比影响越小。〔八缸发动机堵塞后：原α=1.00变为α=0.87；原α=0.95变为α=0.83；原α=0.90变为α=0.78；原α=0.85变为α=0.74；原α=0.80变为α=0.70结论：发动机不会停车〕汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证TB200飞机实验〔TB200/B-8835号机到寿进厂大修前〕堵塞后试车参数操纵方法转/分燃油流量进气压力排气温度缸头温度堵塞前试车参数26801727.51300300全油门收混合比240012.527.51325325收油门全混合比170010221200325全油门全混合比发动机掉转速直至停车发动机震动情况全油门全混合比时发动机震动较大，呈现大幅低频的贫富油震动特征，就象冷发刚启动个别缸还没有参与工作时的震动情况。当收混合比到适当位置时贫富油趋于正常转速在2400左右发动机基本无震动。实验中没有剧烈震动现象。排气管排气情况富油状态时排气管冒黑烟，有时有轻微的富油放炮声，收混合比到发动机稳定工作时排气正常。Aviation

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2006汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006结论：1、全油门全混合比状态时喷嘴严重堵塞会导致发动机停车！理论计算分析显示此时富油状态到达极限值，实验与理论分析计算数据完全吻合。〔实验可知：TB-200富油极限在ɑ=0.62——0.65〕2、收油门可以使发动机趋于稳定，但发动机功率太小飞机失去拉力。3、有效的处理方法是收混合比即可以使发动机稳定工作，又可以保持发动机有0.7以上的额定功率。汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证堵塞后试车参数TB20飞机实验〔TB20/B-8926号机到寿进厂延寿前〕操纵方法堵塞前试车参数全油门收混合比收油门全混合比全油门全混合比转/分燃油流量进气压力排气温度缸头温度257523281300350240015281350400200015191225325250028281250325发动机震动情况全油门全混合比时发动机震动较大，当收混合比到适当位置时贫富油趋于正常、转速在2400转/分发动机基本无震动。实验中没有剧烈震动现象。排气管排气情况富油状态时排气管未见黑烟，只是排气温度低。Aviation

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2006汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证Aviation

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2006结论：1、TB20飞机全油门全混合比状时，喷嘴完全堵塞发动机不会停车！理论计算机数据显示此时富油状态偏离极限值较远，实验与理论分析计算数据完全吻合。2、TB20飞机喷嘴完全堵塞发动机仍有0.8以上的额定功率，收混合比至15个燃油流量可以使混合比趋于正常，发动机无震动。发动机内部构件脱落损坏造成停车的分析及预防发动机结构损坏造成发动机停车的事例TB20/B-8908号机起飞时连杆轴瓦螺帽脱落，打坏发动机造成停车引发事故，场外迫降造成飞机损坏。TB20/B-8922号机起飞时调速器传动齿轮轴定位销脱落，严重打坏发动机，场内紧急着陆。TB20/B-8920号机起飞时发动机内部构件损坏，打坏发动机造成停车，场内紧急着陆成功。TB200/B-8806号机内部构件损坏严重打坏发动机，场内紧急着陆。TB20/B-8930号机TB20/B-8923号机气门挺杆座严重磨损并崩块打坏发动机，场内紧急着陆。调速器传动齿轮崩齿，严重打坏发动机。Aviation

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2006发动机内部构件脱落损坏造成停车的分析及预防Aviation

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2006发动机构件脱落或损坏的预防改进保险方式防止构件脱落加强发动机监控及早发现问题，防止构件脱落或损坏TB飞机空中停车原因的甄别与处置比较项目喷嘴堵塞构件损坏发动机震动大幅低频较大震动小幅高频较大震动收混合比杆反应明显无反应燃油流量流量增大流量无变化发动机声音有时有放炮声有时有金属崩裂声滑油喷出无滑油喷出有时有滑油喷出Aviation

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2006TB200飞机空中停车原因的甄别与处置燃油喷嘴严重堵塞或发动机内部被严重打坏该故障现象是：起飞爬升时发动机突然出现较严重震动〔有时伴有放炮声〕，发动机转速下降趋于停车。处置：此时第一反响就是操纵飞机转平飞或下滑保持速度控制姿态，与此同时收混合比减小燃油流量至15-13个〔混合比杆收至2/5-3/5位〕，2秒左右发动机转速迅速上升就是喷嘴严重堵塞故障无疑，如：TB200/B-8830号机。此时前后微调混合比直至转速最大〔2400转/分〕发动机震动最小为止，发动机可以保持0.7以上的额定功率操纵飞机场内着陆。假设试收混合比后发动机无反响，转速继续小将并停车〔有时伴有金属崩裂声或滑油喷出〕，就是发动机内部被脱落损坏的构件打坏，缓和比杆恢复原位。因为该故障是不可逆转型故障，高度够那么回场内着陆，高度不够只有选择迫降场进行场外迫降。如：类似TB20/B-Av8ia9tio2n

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08的情况。TB200飞机空中停车原因的甄别与处置起飞时燃油喷嘴局部堵塞故障现象是：起飞爬升时发动机突然出现较严重震动，燃油流量大、发动机声音象拖拉机，转速降至2000转/分以下但没停车，飞机失去拉力。地面可以看到排气管冒黑烟，此现象就是喷嘴局部堵塞造成过富油故障〔其他机型以前发生过同类故障并导致事故〕。处置：此时第一反响就是操纵飞机转平飞或下滑保持速度控制姿态，果断的收混合比到适当位置并进行微调即可转危为安。特别是飞行指挥员看到起飞出现这种情况应果断指挥收混合比，因教员在座舱内是看不到冒黑烟的。以上两种情况千万不能收油门，虽然收油门可以在1800转/分以下使发动机趋于稳定工作，但发动机功率太小飞机失去拉力很难回到机场。另外紧急情况收油门很难到位，同时容易过快反而会加剧瞬间富油，这是因为供油Av量iati是o是n

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