張競(jìng)

摘要：飛機(jī)燃油系統(tǒng)的功用是儲(chǔ)存燃油，并向發(fā)動(dòng)機(jī)提供適當(dāng)?shù)娜加?，促使其霧化和汽化，以便與空氣均勻的混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚猓瑵M(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作狀況下的需要。其好壞直接影響到飛行的安全。PA44-180飛機(jī)是學(xué)院飛行訓(xùn)練的主力機(jī)型。近年來(lái)，出現(xiàn)了很多因?yàn)槿加拖到y(tǒng)問(wèn)題導(dǎo)致的故障，其中比較典型的為汽化器故障，自飛機(jī)引進(jìn)以來(lái)，廣漢分院發(fā)生的汽化器故障i00余起，嚴(yán)重影響了我院飛機(jī)的正常飛行訓(xùn)練。本項(xiàng)目主要針對(duì)PA44-180飛機(jī)汽化器出現(xiàn)的問(wèn)題，歸納總結(jié)故障特點(diǎn)和規(guī)律，分析導(dǎo)致出現(xiàn)汽化器故障的原因。通過(guò)對(duì)汽化器故障的分析，找出在實(shí)際外場(chǎng)維護(hù)中減少汽化器故障出現(xiàn)的方法，提出外場(chǎng)維護(hù)建議。

關(guān)鍵詞：PA44-180；HA-6型汽化器；故障；分析；建議

1.汽化器簡(jiǎn)介

汽化器的功用是依據(jù)流經(jīng)文氏管的空氣流量大小來(lái)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供適量的燃油，并使其霧化和汽化，以便與空氣均勻的混合，組成混合比適當(dāng)?shù)幕旌蠚?，?jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管歧管分配后進(jìn)入各氣缸進(jìn)行燃燒，滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作情況下的需要。汽化器有很多種型號(hào)，Precision Airmotive Corporation公司生產(chǎn)的汽化器大致有以下幾種型號(hào)：MA3A、MA3PA、MA3SPA、MA4SPA和HA等。雖然各種型號(hào)的汽化器在外觀上有一定的差異，但在工作原理上都是相通的。（圖1）

廣漢分院（中國(guó)民航飛行學(xué)院廣漢分院）PA44-180機(jī)隊(duì)使用的汽化器為HA-6型浮子式汽化器，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)各裝一臺(tái)汽化器。下面就以HA-6型汽化器為例，淺談該型汽化器使用過(guò)程中出現(xiàn)的一些故障并簡(jiǎn)要分析。

2.HA-6型汽化器工作原理及分類(lèi)

汽化器是通過(guò)油門(mén)桿控制汽化器中的節(jié)氣門(mén)，前推油門(mén)桿，節(jié)氣門(mén)開(kāi)大，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣增多，發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大；后拉油門(mén)桿，節(jié)氣門(mén)關(guān)小，發(fā)動(dòng)機(jī)功率減??；油門(mén)桿拉至最后，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入慢車(chē)狀態(tài)。混合比桿控制汽化器中主噴嘴定流孔大小，但混合比桿前推，主噴嘴的定流孔開(kāi)大，噴出的燃油增多，混合氣就越富；反之，后拉混合比桿，混合氣就變貧油，混合比桿拉到最后，主噴油嘴的定流孔關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。通過(guò)調(diào)節(jié)油門(mén)桿和混合比桿，可保證進(jìn)入氣缸燃燒的混合氣的混合比滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)在各工作狀態(tài)下對(duì)功率的要求。

汽化器分類(lèi)：

汽化器可按照組件結(jié)構(gòu)來(lái)分類(lèi)，也可按工作原理和過(guò)程進(jìn)行分類(lèi)，下面分別介紹：

（1）按照汽化器結(jié)構(gòu)劃分，HA-6型浮子式汽化器主要由浮子室、浮子機(jī)構(gòu)、噴油嘴、文氏管、節(jié)氣門(mén)和各輔助裝置構(gòu)成。

浮子室內(nèi)安裝有浮子機(jī)構(gòu)，并有通氣孔與外界大氣相通。浮子機(jī)構(gòu)用來(lái)調(diào)節(jié)汽化器的進(jìn)油量，使進(jìn)油量隨時(shí)等于噴油量，以保持浮子室內(nèi)的油面高度一定。

空氣流經(jīng)文氏管的喉部時(shí)，通道變窄，流速增大，壓力減小，以致低于浮子室的空氣壓力（此處的空氣壓力為文氏管前部壓力，等于大氣壓力）。這樣，在浮子室與文氏管喉部的空氣之間便產(chǎn)生了壓力差。浮子室內(nèi)的燃油便在這個(gè)壓力差的作用下，從噴油嘴噴出。

（2）HA-6型浮子室汽化器按照工作原理和工作過(guò)程，可將整個(gè)汽化器分為慢車(chē)系統(tǒng)、功率系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和加速系統(tǒng)。

慢車(chē)系統(tǒng)的功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和慢車(chē)轉(zhuǎn)速工作時(shí)，保證供給發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的富油混合氣。

功率系統(tǒng)的功用是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供足量燃油以及適當(dāng)?shù)幕旌媳鹊挠蜌饣旌蠚狻?/p>

經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的功用是為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)速時(shí)過(guò)富油，通過(guò)空氣計(jì)量噴嘴滲入合適計(jì)量的空氣量，來(lái)控制中轉(zhuǎn)速的貧富油。

加速系統(tǒng)的功用是當(dāng)迅速打開(kāi)節(jié)氣門(mén)時(shí)，空氣流速增大后供油增加具有一定滯后性，為防止發(fā)動(dòng)機(jī)突然過(guò)貧油，通過(guò)與節(jié)氣門(mén)軸聯(lián)動(dòng)的加速系統(tǒng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，將燃油通過(guò)加速系統(tǒng)的噴嘴噴入文氏管喉部，額外增加供油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在急加速時(shí)的供油量。

3.HA-6型汽化器故障統(tǒng)計(jì)、故障原因分析

自2001年我院引進(jìn)PA44-180機(jī)隊(duì)以來(lái)，廣漢分院共發(fā)生與汽化器有關(guān)的故障100余起。其中，對(duì)訓(xùn)練飛行影響較大的如下表所示：

現(xiàn)針對(duì)以上表中的故障進(jìn)行具體分析：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)慢車(chē)轉(zhuǎn)速低或轉(zhuǎn)速高

發(fā)動(dòng)機(jī)慢車(chē)轉(zhuǎn)速低或轉(zhuǎn)速高，是由于汽化器慢車(chē)轉(zhuǎn)速螺釘調(diào)節(jié)不當(dāng)導(dǎo)致的。通常PA44-180型飛機(jī)慢車(chē)轉(zhuǎn)速設(shè)定為600RPM，當(dāng)出現(xiàn)慢車(chē)轉(zhuǎn)速低或高的情況時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)慢車(chē)轉(zhuǎn)速螺釘，使慢車(chē)轉(zhuǎn)速在規(guī)定范圍內(nèi)。但應(yīng)注意的是，慢車(chē)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，會(huì)影響進(jìn)入汽缸的油與氣的比值，故在調(diào)節(jié)慢車(chē)轉(zhuǎn)速后，應(yīng)對(duì)慢車(chē)混合比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。

（2）汽化器故障引起的停車(chē)

故障舉例一：2011年8月31日，PA44-180/B-3591號(hào)機(jī)在地面啟動(dòng)時(shí)，右發(fā)轉(zhuǎn)速達(dá)到1600RPM后即不再增加，排氣管冒黑煙，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)。

排故流程：取下汽化器浮子室放泄堵頭，打泵沖洗浮子室并檢查，無(wú)污染物。脫開(kāi)汽化器與空氣盒的連接，檢查發(fā)現(xiàn)右發(fā)汽化器文氏管喉部有一長(zhǎng)約5厘米、寬約1厘米的氈墊。檢查其來(lái)源，發(fā)現(xiàn)是汽化器空氣盒后部組件上的一塊蓋板上掉下來(lái)的。

原因分析：由于汽化器的工作原理是通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)來(lái)控制文氏管喉部的空氣流量，以流過(guò)文氏管的空氣流量的大小來(lái)控制噴油量，故當(dāng)文氏管喉部被氈墊堵住一部分后，勢(shì)必造成空氣流量的減小，致使噴油量減小，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小，嚴(yán)重時(shí)甚至停車(chē)。（圖2）

故障舉例二：2015年4月22日，我院PA44-180/B-3680號(hào)機(jī)在結(jié)束飛行回到機(jī)庫(kù)前，推油門(mén)桿燒電嘴后拉回慢車(chē)位過(guò)程中，右發(fā)自動(dòng)停車(chē)。機(jī)組再次啟動(dòng)右發(fā)，啟動(dòng)完成后約5秒，該發(fā)動(dòng)機(jī)再次停車(chē)。

排故流程：檢查進(jìn)氣濾狀況良好，檢查電嘴狀況良好，檢查磁電機(jī)外定時(shí)良好，打開(kāi)汽化器浮子室放泄堵頭，放泄燃油，檢查浮子室燃油量足夠且無(wú)雜質(zhì)，檢查進(jìn)氣盒狀況良好。拆下汽化器，分解汽化器檢查，發(fā)現(xiàn)在汽化器慢車(chē)油針中有一堵塞物，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是一只飛蟲(chóng)。（圖3）

原因分析：PA44-180飛機(jī)使用的HA-6型汽化器有三條供油通道：慢車(chē)油路、主油路和加速油路，三條油路都有各自的獨(dú)立的出油口，但慢車(chē)油路和主油路共用一個(gè)進(jìn)油口。慢車(chē)油路和主油路的供油依賴(lài)于浮子室的總壓和出油口出的氣壓之間的壓力差。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在慢車(chē)功率時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小，僅浮子室和位于氣流通道壁的慢車(chē)出油口之間存在壓力差，慢車(chē)油路供油，主油路不供油，隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度加大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加，主油路參與供油。PA44-180飛機(jī)安裝的Lycoming發(fā)動(dòng)機(jī)主供氣通道安裝有進(jìn)氣濾，飛蟲(chóng)不可能通過(guò)主供氣通道進(jìn)入汽化器，但汽化器加溫通道沒(méi)有氣濾，飛蟲(chóng)可能通過(guò)該通道進(jìn)入汽化器。另外，空氣盒不是完全密封的部件，飛蟲(chóng)也可能通過(guò)空氣盒的開(kāi)口直接進(jìn)入。當(dāng)飛行過(guò)程中使用汽化器加溫，飛蟲(chóng)就會(huì)直接到達(dá)汽化器位置，并在非常低的概率下進(jìn)入汽化器沖壓空氣管，并隨沖壓空氣進(jìn)入汽化器浮子室。飛蟲(chóng)通過(guò)慢車(chē)油路和主油路的共同進(jìn)油口進(jìn)入了慢車(chē)油路，造成慢車(chē)油路堵塞，并造成慢車(chē)停車(chē)，但卻不堵塞主供油通道，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)較大功率下的工作無(wú)影響，所以事發(fā)當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)大功率下工作正常，拉回慢車(chē)即停車(chē)。

故障舉例三：2015年12月19日，PA44-180/B-3599號(hào)在進(jìn)行長(zhǎng)五邊進(jìn)近時(shí)，按照程序規(guī)定關(guān)閉汽化器加溫功能。幾分鐘后左發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降200RPM，并伴隨飛機(jī)輕微左轉(zhuǎn)，隨后機(jī)組前推左發(fā)油門(mén)桿，3秒后功率恢復(fù)正常，并收油門(mén)至原位。飛機(jī)落地后，機(jī)組前推油門(mén)桿加速脫離跑道，在此過(guò)程中，左發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。

排故流程：檢查左發(fā)進(jìn)氣濾、電嘴、磁電機(jī)外定時(shí)狀況均良好，汽化器燃油清潔，空氣盒狀況良好。隨后拆卸汽化器，發(fā)現(xiàn)在汽化器風(fēng)門(mén)處有部分水跡，汽化器分解檢查狀況良好。（圖4）

原因分析：當(dāng)氣流流過(guò)文氏管喉部時(shí)，溫度會(huì)大幅度降低，且燃油汽化需要熱量，也會(huì)降低局部溫度，如果此時(shí)空氣很濕潤(rùn)，極易在文氏管喉部處形成局部結(jié)冰。當(dāng)汽化器文氏管喉部結(jié)冰時(shí)，文氏管截面積減小，進(jìn)氣量減少，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，隨著結(jié)冰的進(jìn)一步加劇，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。

3.3汽化器本體裂紋或漏油

汽化器本體裂紋或漏油故障一般都是在各級(jí)定檢中發(fā)現(xiàn)。自飛機(jī)引進(jìn)到目前為止，尚未發(fā)生因?yàn)槠鞅倔w裂紋或漏油導(dǎo)致的飛機(jī)空中或地面停車(chē)。但該型故障會(huì)導(dǎo)致燃油消耗較高、發(fā)動(dòng)機(jī)失火等危險(xiǎn)情況，也應(yīng)引起重視。

關(guān)于汽化器的故障還有很多，比如因?yàn)閱?dòng)注油過(guò)多造成的發(fā)動(dòng)機(jī)失火、汽化器貧富油調(diào)節(jié)不當(dāng)造成掉轉(zhuǎn)不符合規(guī)定等，由于篇幅有限，在這里不再贅述。

4.維護(hù)建議

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，汽化器的正常工作則是發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。在PA44-180飛機(jī)HA-6型汽化器的日常維護(hù)中，維護(hù)人員應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1）在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)慢車(chē)轉(zhuǎn)速或混合比進(jìn)行調(diào)節(jié)前，應(yīng)熟知汽化器性能；調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)依據(jù)對(duì)慢車(chē)轉(zhuǎn)速的調(diào)整，相應(yīng)地調(diào)節(jié)混合比使之匹配；在外界氣溫變化較大時(shí)，應(yīng)注意隨外界氣溫的高低相應(yīng)地調(diào)高或調(diào)低混合比。

（2）日常維護(hù)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽化器空氣盒蓋板氈墊狀況的檢查，防止因氈墊脫落造成節(jié)氣門(mén)堵塞而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。在氣溫較高的季節(jié)，建議加大對(duì)汽化器加溫通道以及空氣盒的吹塵工作，防止外來(lái)物進(jìn)入汽化器，污染燃油或堵塞燃油管路。

（3）汽化器的工作原理是油氣混合后再進(jìn)入汽缸，這一特性導(dǎo)致汽化器容易在文氏管喉部結(jié)冰，故飛行人員在發(fā)現(xiàn)氣溫驟降或空氣濕度較大時(shí)，應(yīng)果斷開(kāi)啟汽化器加溫功能，防止因汽化器結(jié)冰導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)。