172R飞机发动机启动困难分析

代振帮

摘 要：对Cessna 172飞机启动困难涉及的相关系统进行描述分析，提出了日常维护中的注意事项，对减少故障发生具有重要意义。

关键词：活塞发动机；启动；故障

Cessna 172型飞机是美国塞斯纳飞机公司的经典之作，也是在世界范围内最受欢迎的一种小型通用飞机，它被广泛的应用于飞行教学与私人飞行中。Cessna 172R型飞机的动力装置是由一台德事隆？莱康明公司生产的LO-360-L2A型直喷式水平对置活塞发动机，该发动机采用直接起动式电起动机，由起动机直接带动发动机曲轴转动而启动发动机。

1.发动机启动原理

Cessna 172R型飞机发动机启动时，驾驶员接通飞机电源电门，启动电动泵对汽缸进行注油，飞机电瓶输出电压给起动机，起动机转动带动发动机大齿轮盘转动，齿轮盘传动给曲轴，曲轴通过传动齿轮带动磁电机齿轮转动，由磁电机产生高压电流通过高压导线输送到电咀，电咀中央积和旁极发生强电离产生电火花使汽缸爆发以启动发动机。

发动机起动的必须满足以下要求：

①启动发动机时转数小，发动机机械泵不能正常供油，需要使用电动增压泵预先向汽缸注油。

②起动机带动曲轴的旋转的起动转速不能太低（一般高于40-60r/min）。

③电嘴能在适当的时候产生强烈电火花点燃汽缸中的油气混合气。

2.发动机启动困难故障现象

操作者必须多次将钥匙拧到“start”位才能成功启动或不能启动发动机的情况。

3.故障分析

（1）电瓶电压过低

172R飞机防火墙左前部装有一个24V、12.75AH、12单元体的铅酸电瓶作为飞机的应急辅助电源。当飞机电瓶电压过低时，供给起动机负载电压偏小，起动机转到动扭矩偏小，带动曲轴旋转速度偏小，不能使发动机完成正常启动。

（2）起动机故障

172R飛机装发动机前部下方装有有一台SKY-TEC或LAMAR起动机，SKY-TEC是一台24V直流式直接驱动式串激电动机，由仪表板上start开关控制电动机中的电磁线圈工作当起动机工作时候，起动机前端小齿轮在电磁作用下伸出与大桨盘齿轮啮合，带动发动机曲轴转动，当发动机启动成功后起动机消齿轮会自动收回。

起动机不转动的可能原因有：

①电源开关或者线路有故障。

②start开关或者线路有故障。

③起动机本体故障。

④起动机传动机构故障，起动机齿轮或桨盘齿轮损坏。

（3）磁电机故障

172飞机附件机匣左右两侧各装有上装有一台Slick 4371磁电机，磁电机利用电磁感应原理产生高压电，两台磁电机相互独立工作，既提高了点火能量，又保障了一台失效后发动机的安全性，磁电机故障原因：

①磁电机未能跳火

当磁电机内部断电器跳火触点间隙过大时，其击穿空气的所需能量增加，削弱磁电机的输出电压。也就不能产生足够的高压电。

②磁电机分电盘盘松动或者烧蚀

分电盘通过分电臂将磁电机产生的高压电链接传输到对应的高压导线上，分电盘松动或烧蚀，其与高压导线形成开路，高压电不能传输至电嘴故不能启动。

③电容故障

磁电机电容故障时候，断电器跳火强度增大，跳火时间延长，二级线圈产生电压变低或不能产生高压电。

④冲击联轴器故障

冲击联轴器弹簧的弹性下降或者飞重无法正常工作，磁电机不产生高压电了。

⑤磁电机定时错误不当。

（4）电咀污染：

当启动注油过多、中央极结冰或者电嘴烧蚀严重时，击穿中央极和旁极的能量变高，电咀点火失败。当电咀发生积铅时，因为积铅的电阻比空气小，积铅将导致电咀短路，使电咀不能产生电火花。

（5）启动程序错误：

发动机处于冷发和热发时，由于的雾化程度不同，即使油门杆在相同的位置，汽缸中的混合气的比例不同，汽缸中贫富油环境不同。通常冷发启动失败是由于开车人员油门杆位置设置不合理造成。

4.日常维护中的注意事项

4.1电瓶的维护：通常发动机启动后应及时打开飞机发电机开关，172R飞机使用一个28V直流额定电流60A的交流-直流电机作为主电源，当主电源接通时，发电机在为整机供电的同时对飞机机载电瓶进行充电，保持电瓶电压满足要求。

4.2起动机的维护：在进行50H定期检查时，应反时针转动起动机小齿轮使其伸出，使用洗涤油清洁小齿轮和大桨盘齿轮，将润滑剂喷管弯曲端伸入起动机内部润滑驱动组件，每旋转45°桨叶重复润滑直到齿轮和轴完全润滑。检查起动机外部状况良好，线路连接可靠，起动机壳体安装固定牢固。

4.3磁电机的维护：（1）每100H定期检查时拆下磁电机，打开后盖，脱开分电装置，检查分电臂应无松动和严重烧蚀，分电盘安装孔应无严重磨损现象、磁电机轴承密封良好无渗漏、碳刷状况完好。（2）检查冲击联轴器状况良好，棘爪小端无损失，驱动齿轮固定可靠。（3）使用酒精清洁断电器触点，检查触点间隙应为0.008-0.010英寸，转动磁电机齿轮，观察触点有火花产生。

4.4电咀的维护：每50H定检时拆下发动机全部电阻，清洁电咀旁极和中央极间的大量沉积物，使用铜丝刷清洁电咀点火端安装螺纹，检查并将电极间间隙调整为0.016-0.021英寸，利用喷砂工具对电阻进行喷砂并进行跳火实验，对不能跳火的电咀进行更换。

4.5试车人员应能准确判断发动机的状态，对于冷发状态，应接通电动燃油泵对汽缸进行注油，油门手柄置于四分之一英寸，混合比置于全开位，待燃油流量上升后再将混合比杆拉至关断位进行启动。对于热发状态，试车人员应减少注油，油门杆置于二分之一英寸位置，混合比杆应推至全富油位，待注油1S后再拉至关断位进行启动。对于启动前注油过多发生闷油不能启动的状况应直接将混合比推关断位，油门杆推至二分一位置后直接开始启动。

参考文献：

[1]阎成鸿.CESSNA 172R型飞机结构培训教程[M].航空工业出版社，2008.

[2]李汝辉，吴一黄.活塞式航空动力装置[M].北京航空航天出版社，2007.

[3]Cessna Aircraft Company Model 172R/172S Maintenance Manual [M].Cessna Aircraft Company，v12.15.2016.