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1、1,航空活塞发动机常见故障及飞行中的处置,航空工程学院中国民用航空飞行学院,2,发动机常见故障,燃油系统故障,3,发动机常见故障,4,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一参数用表示及：=L实/L理。该式表示：=1 时汽油完全燃烧 1 时发动机处于富油状态 1 时发动机处于贫油状态
2、,5,汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证,的理论值与极限 物理实验证明当0.80.9时火焰传播速度最快为30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（飞机是吸气式）一般使用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=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。发动机实际工作混合比的过富油值是=0.6过贫油值是=1.1，这就是发动机实际工作时混合比的极限值。,6,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
3、（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。,7,汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证,TB200飞机,8,汽缸喷嘴堵塞混合比的变化与试验验证,TB20飞机,9,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
4、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=1.00变为=0.87；原=0.95变为=0.83；原=0.90变为=0.78；原=0.85变为=0.74；原=0.80变为=0.70 结论：发动机不会停车）,10,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）,11,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
5、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=0.620.65）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。,12,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）,13,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
6、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。,14,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,15,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,16,TB飞机空中停车原因的甄别与处置,17,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
7、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。,18,TB200飞机空中停车
8、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。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
9、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，这是因为供油量是依据进气量的变化而变化的，空中收油门快排气管放炮就是这个原因。此时收混合比即可稳定发动机的工作状态又不会失去拉力，可以操纵飞机回场着陆是有效的处置方法！,19,TB200飞机空中停车原因的甄别与处置,发动机内部被打坏但未停车故障现象是：起飞爬升时发动机突然出现较严重震动但转速没有下降和停车。处置：待占据了有利高度后，试收混合比若仍旧震动严重就是发动机内部被打坏，混合比恢复原位尽快场内着陆。这种情况还比较多见，如：99年6月TB20/B-8922、2004年6月TB200/B-8806号机。随着发动机工作时间的延长损坏将会
10、加剧并导致停车，应随时做好场外迫降的准备。试收混合比后若震动消除即为过富油故障。起飞时只要不出现转速下降趋于停车就不能轻易收混合比，如果不是过富油引起的震动，收了反而容易使发动机工作不正常或飞机失去拉力。,20,TB200飞机空中停车原因的甄别与处置,航行中燃油喷嘴严重堵塞 故障现象是：航行中发动机突然出现较严重震动，燃油压力变大，排气温度降至1250以下，就是喷嘴堵塞。航行中喷嘴严重堵塞发动机不会停车，这是因为巡航状态使用混合比是=0.951.00。喷嘴严重堵塞后在0.70以上。另外发动机即使失去功率螺旋桨处于风车状态，会抵消发动机的阻力功率保持自转。处置：此时收混合比到适当位置发动机就会恢复正常工作，若排气温度指示（堵的是3缸排气温度就没指示了），调整混合比使排气温度正常尽快着陆。,
