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莱康明发动机点火系统常见故障分析及排除 摘 要：点火系统是发动机的重要系统之一，对它的理解和掌握，有助于快速的排除发动机故障，有利于减少飞机的停厂时间。该文主要介绍了点火系统中磁电机单磁掉转异常的故障，定时灯在磁电机排故中的应用，电嘴积碳引起的发动机抖动，点火系统隔波装置故障引起的机载电子设备干扰，这些介绍对日常维护点火系统和排除点火系统故障十分有益。 关键词：莱康明 磁电机 电嘴 掉转 电磁干扰 定时灯 中图分类号：u464.337.2 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）03（a）-00-02 近十几年里，中国有越来越多的用户在使用美国莱康明航空发动机，随着维护的深入，发现发动机故障率中占比例最高的是点火系统故障。下面以德事隆·莱康明公司生产的io-360-l2a发动机选用的美国champion公司生产的点火系统为例，分析点火系统在飞行使用中最常遇到的问题及分享排故的一些经验。 1 莱康明发动机点火系统基本组成及分布 莱康明发动机点火系统主要由：磁电机（包括外部导线和开关）、高压导线和电嘴三部分组成。每个气缸有两个电嘴，分别安装在气缸头的上部和下部，有两个磁电机通过高压导线分别控制每个气缸的一个电嘴，即一台发动机有两套独立的点火系统。一般两个磁电机是分开安装的，也有两个磁电机合在一起共用一个转子，由一个传动齿轮带动。阿维科·莱康明公司生产的io-540-c4d5d发动机选用的d6ln-3000型磁电机就属于这一类。各型莱康明发动机使用的磁电机原理大同小异。 2 磁电机单磁掉转异常故障 发动机在使用中，飞行人员或机务人员在对发动机试车时，在对磁电机进行试单磁工作时，常会遇到这样两种情况：要么单磁工作时发动机不掉转，要么单磁工作时发动机转速迅速下降，发动机失去功率。这两种情况可以归结为：（1）在单磁位双磁工作。（2）在双磁位单磁工作。 3 在单磁位双磁工作分析 3.1 在单磁位双磁工作的原因 它的现象即试车试单磁时，一个磁电机工作时发动机不掉转，另一个磁电机工作时发动机掉转正常。这种现象的原因是在试单独的一个磁电机工作性能时，另一个磁电机没有关闭，而在正常工作。在日常维护中，排故时会发现，另一个磁电机由低压电路中的电容正极引出接到磁电机开关的接地线断路。而最可能断开的位置在电容正极引出的接线桩处的接地线的接线片根部导线断开。这样就造成了这个磁电机不能关闭。本来应该在试单磁时，让另一个磁电机通过接地线在磁电机开关处接地，使其不工作。现在接地线断路，就等于磁电机低压电路中的一次线圈始终能产生感应电流。发动机转动，断电器就会正常工作，一次线圈就会产生自感应电动势，从而让高压电路中的二次线圈产生感应电动势，让磁电机始终产生高压电。因为接地线断开就等于磁电机开关对磁电机的控制失去作用，磁电机开关无法让磁电机的一次线圈接地，只要发动机转动这个磁电机就正常工作，就无法试单磁。 3.2 定时灯在查找单磁位双磁工作故障中的应用 定时灯是给磁电机在外定时安装中，判断磁电机是否安装精确的工具。大多使用以电池为电源的定时灯，如eastern technology corporation生产的e50型定时灯。这种定时灯在磁电机断电器触点断开时灯亮，闭合时熄灭。交流定时灯的工作方式与上述相反，当断电器触点断开时灯熄灭。在上述故障的分析中，在单磁位双磁工作的故障是可以在运转发动机试单磁中检查出来的。但是当停车排故时，拆掉了发动机整流罩，可是肉眼却看不出电容正极到磁电机开关的接地线哪里断了。因为有时导线内部的金属线断了，而外面的绝缘层完好无损。这时发动机试车人员甚至会怀疑自己的判断，记不清是左磁不掉转还是右磁不掉转，而装回整流罩给发动机试车又很麻烦。这时使用定时灯就可以简单有效的判断哪个磁电机不能接地。把定时灯的两根正线接在两个磁电机的电容正极，而负线接地，此时磁电机开关都在off位。当拆掉电嘴，顺旋向搬动螺旋桨到一号缸膨胀作功行程使冲击联轴器脱开，然后回搬螺旋桨到一号缸压缩行程上死点前25 °附近来回晃动时，会发现有个定时灯会亮而另一个灯始终不亮，不亮那个灯相连的磁电机为正常，亮灯相连的那个磁电机为故障。因为磁电机开关在off位，两个磁电机均应接地。亮灯说明这个磁电机没接地，断电器对低压电路起作用。这时只要找到这个磁电机接地线断开的位置就可以排除故障，断处多在电容正极接线处的接线片根部胶套内。这是一个利用定时灯排故非常好的 例子。 3.3 在双磁位单磁工作分析 这类故障只能在试车试单磁时才能发现。它的现象是当磁电机开关位于单磁位时，一个磁电机单独工作时，发动机不掉转，而另一个磁电机单独工作时，发动机转速迅速下降直至为零，即发动机不工作。这是因为有一个磁电机使终没有工作，即无论磁电机开关在双磁位还是在不掉转的单磁位，都只有一个磁电机在工作。另一个不工作的磁电机故障的原因有很多。比如装配磁电机时未连接内部的电容插线；磁电机断电器故障；磁电机分电器故障；磁电机线包不绝缘等。当更换这个故障磁电机后，发动机单磁掉转就可恢复正常。 4 电嘴积碳引起的发动机抖动 莱康明的发动机抖动多数是由电嘴积碳，造成电嘴的中央极和旁极相连，而使电嘴不跳火。对于四缸的莱康明发动机，如io-360-l2a发动机，在查找故障电嘴时，有如下规律：如果是左磁电机单独工作时，发动机抖动并掉转200rpm以上，则检查左边2、4缸下部电嘴和右边1、3缸上部电嘴，简称“左下右上”；如果是右磁电机单独工作时，发动机抖动并掉转200rpm以上，则检查右边1、3缸下部电嘴和左边2、4缸上部电嘴，简称“右下左上”。对于装有g1000系统的飞机，甚至可以根据每个气缸的排气温度的差异，确定是哪一个电嘴故障。有少数比例的飞机，在出原厂时，磁电机的接地线在磁电机的开关处或电容正极接线处，左磁电机和右磁电机互相接反。这并不影响飞机的安全性，但对排故有影响。比如现在试车试单磁，左磁电机工作右磁电机接地。发现发动机抖动并掉转300rpm，2号缸排气温度异常，初步判定为2号缸下部电嘴因积碳而未工作。而因左、右磁电机接地线接反，实际故障的电嘴为2号缸上部 电嘴。 5 点火系统隔波装置故障引起的机载电子设备干扰 5.1 磁电机及其外部导线的隔波 先介绍磁电机外部的连接导线，这很容易让人混淆。slick磁电机的电容正极引出一根较粗的导线，磁电机的壳体引出一根较细的导线，两线随后并成一根通往磁电机开关。维修人员时常把连接磁电机壳体的线称作磁电机接地线，因为磁电机壳体确实连通发动机本体，但它实际上是根屏蔽线。真正的磁电机接地线即低压电路中的电容正极通往磁电机开关的较粗导线，就由这根较细导线传导隔波电流。而磁电机内部则是由金属壳体来隔波屏蔽的。如果磁电机的屏蔽线断路或磁电机壳体缺损，那么就会对飞机的通讯导航设备产生干扰。因为磁电机工作时会产生高频辐射。如断电器火花放电具有振荡的性质，电路上的交变电流周围会形成变化的电磁场，它们都会在飞机线路内产生虚假的高频信号，对机载无线电通信设备和电子设备产生干扰。因此需要对磁电机及其线路进行屏蔽隔波。 5.2 高压导线的隔波 高压导线是连接磁电机和电嘴的桥梁，需要传输大约15000～18000伏以上的高压电，并且是脉动传输的，因为活塞式发动机是间歇性点火的。因此需要对高压导线进行隔波处理，否则同样会造成机载无线电通信设备和电子设备的干扰。但是，由于在定检和排故中需要频繁的拆装电嘴，靠近电嘴的一端，与电嘴压紧螺帽相连的高压导线隔波套极易损坏，一旦损坏到一定程度，就会产生电磁干扰。因此，这个部位也是在日常维护和排除通信干扰故障中需要重点检查的部位。 参考文献 [1] 吴增辉.tb-20飞机发动机构造讲义[m].四川：中国民航飞行学院，1990. [2] avco lycoming直接驱动发动机大修手册[z].四川：中国民航飞行学院，1990. [3] 朱普安.飞机电气元件[m].北京：中国民航出版社，1997. [4] 丁时熙.tb-20飞机发动机讲义[m].四川：中国民航飞行学院，1989. [5] 丁时熙.tb-20飞机飞机构造讲义[m].四川：中国民航飞行学院， 1989. [6] 屈本权，朱新宇.seminole飞机机型理论[m].四川：中国民航飞行学院，2003. [7] cessna172r型飞机机型培训教材[z].四川：中国民航飞行学院， 2006. | 
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发表于 2015-3-10 09:29:58
