航空活塞发动机常见故障及飞行中的处置

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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。
机
机。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• 发动机的最佳混合比与极限值
- 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。为了表明发动机混合比贫富油的程度引进了余气系数这
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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）
操纵方法
转/分
燃油流 进气压 排气温 缸头温度
量Baidu Nhomakorabea
力
度
堵塞前试车参数
2680
17
27.5
1300
- 处置：此时第一反应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。
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。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• 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达到极限值，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。
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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）。
喷油嘴堵塞后α变为 α=15.00×5/6÷15=0.83 α=14.25×5/6÷15=0.80 α=13.50×5/6÷15=0.75 α=12.75×5/6÷15=0.71 α=12.00×5/6÷15=0.67
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300
全油门收混合比 2400
12.5
27.5
1325
325
收油门全混合比 1700
10
22
1200
325
堵塞后试 车参数
全油门全混合比 发动机震动情况 排气管排气情况
发动机掉转速直至停车
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。
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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
α=1.00 L实=1.00×15=15.00
α=0.95 L实=0.95×15=14.25
α=0.90 L实=0.90×15=13.50
α=0.85 L实=0.85×15=12.75
α=0.80 L实=0.80×15=12.00
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。
• 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。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• 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。
2400
15
28
1350
400
堵塞 后试 车参 数
收油门全 混合比
全油门全 混合比
发动机震 动情况
2000
15
19
1225
325
2500
28
28
1250
325
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
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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
TB20/B-8920号 起飞时发动机内部构件损坏，打坏发
机
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 气门挺杆座严重磨损并崩块打坏发动
机
机，场内紧急着陆。
TB20/B-8923号 调速器传动齿轮崩齿，严重打坏发动
调速器传动齿轮崩齿，严重打坏发动机。
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发动机内部构件脱落损坏造成停车的分析及预防
• 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
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富油状态时排气管未见黑烟，只是排气温度低。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• 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。
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TB飞机空中停车原因的甄别与处置
比较项目 发动机震动 收混合比杆 燃油流量 发动机声音 滑油喷出
喷嘴堵塞
构件损坏
大幅低频较大震动 小幅高频较大震动
反应明显
无反应
流量增大
流量无变化
有时有放炮声
有时有金属崩裂声
无滑油喷出
有时有滑油喷出
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航空活塞发动机常
见故障及飞行中的 处置
CUSTCUR-3ALLOPS-LINEMAINT.PPT
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发动机常见故障
• 燃油系统故障
TB20/B8914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/B8830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。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
•TB20 飞机实验 （TB20/B-8926号机到寿进厂延寿前）
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
2575
23
28
1300
350
全油门收 混合比
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• 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达到和接近富油极限值。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）
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TB200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：此时第一反应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回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。 - 若试收混合比后发动机无反应，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 则回场内着陆，高度不够只有选择迫降场进行场外迫降。如：类 似TB20/B-8920、TB20/B-8908的情况。
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
• TB200飞机
原α值 α=1.00 α=0.95 α=0.90 α=0.85 α=0.80
原α值实际空气量 L实=1.00×15=15.00 L实=0.95×15=14.25 L实=0.90×15=13.50 L实=0.85×15=12.75 L实=0.80×15=12.00
喷油嘴堵塞后α变为 α=15.00×3/4÷15=0.75 α=14.25×3/4÷15=0.71 α=13.50×3/4÷15=0.68 α=12.75×3/4÷15=0.64 α=12.00×3/4÷15=0.60
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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
α〈 1 α 〉1
时发动机处于富油状态 时发动机处于贫油状态
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汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证
•α的理论值与极限 物理实验证明当α＝0.8—0.9时火焰传 播速度最快为30Ｍ／Ｓ以上，起飞时发动机为了获得最 大功率，混合比都设计在此范围内。吸气式发动机（Ｔ Ｂ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 比称最佳混合比。