Internal Combustion Engine&Parts
0引言
近年来，我国低空域开放促进通用航空、无人机等产业快速发展，对航空活塞发动机的需求也急剧增加，对航空活塞发动机的性能、结构、适用性和可靠性提出新的、更高的要求。 研究表明活塞发动机不同缸套温度分布对活塞环润滑摩擦性能较大，合理的缸套温度分布能改善发动机漏气量和滑油系统性能[3]；白敏丽等人研究表明活塞环与气缸套的摩擦、润滑状态因受到温度场、压力分布、油膜厚度等影响在气缸套不同位置各不相同[4]；张勇等人利用二维润滑分析方法对活塞环-气缸套润滑状态分析发现，气缸套的磨损是影响活塞环与气缸套润滑性能的重要因素，在燃烧行程上死点对油膜参数影响尤为明显，对发动机润滑状态造成重大影响[6]等方面。 本文研究的是9缸、单排、气冷式、星型布局的航空活塞发动机，滑油系统运行情况是飞行和台架试车中最重要的监控指标之一，与发动机工作稳定性、结构可靠性和整机寿命密切相关。本文将结合发动机滑油系统工作运行情况对台架试车过程中烧滑油故障现象进行分析研究，给出排除方法和预防措施，为此类航空活塞发动机的工
厂修理和翻修，提高发动机工作性能、可靠性和寿命提供参考依据。
1滑油系统组工作原理
在航空活塞发动机中，滑油系统的作用是通过滑油循环油路输送充足滑油到对发动机内部承受高温、高载荷、高转速的零、部件的摩擦表面，减少其摩擦，降低磨损；滑油在各组件间循环流动给发动机内部零、部组件散热，清洁内部杂质；防止金属零、部件腐蚀，减少转动机构载荷冲击，降低发动机振动。另外，滑油也可作为螺旋桨液压变距机构的动力介质。
通常，航空活塞发动机采用压力润滑、喷射润滑和泼溅润滑方式对不同摩擦表面进行润滑，实时监控滑油系统参数，确保滑油系统正常运行。
航空活塞发动机启动运行时，空气由进气机构进入汽化器，与燃油按适当比例混合形成油气混合气，高速旋转的增压器给油气混合气增压后经过进气管、气缸进气门进入气缸内部点火燃烧、膨胀作功、排气，并循环工作实现发动机的持续工作，如图1所示。此时，气缸活塞组件滑油是由安装在后盖上的滑油泵从滑油箱吸油后经过单向活门后流入滑油油滤，经后盖流入径向油路从曲柄销前、后部喷油嘴喷出润滑气缸活塞组件；通过后盖上部调速器外供油管经调速器传动盒下方油路进入前机匣斜油路通过进、排气挺杆、推杆内部油路流入气门摇臂室润滑滚针轴承，沿推杆套回流到机匣中。
2故障分析
2.1故障现象
某型航空活塞发动机经工厂翻修后进行台架试车验收时，9号气缸在各个转速时，排气管冒白烟现象，发动机
某型航空活塞发动机试车烧滑油故障分析及排除
The Fault Analysis and Solution of Oil Burning During Test-operation of an Aero-piston Engine
张杰ZHANG Qun-jie
（成都航空职业技术学院航空工程学院，成都610100）
（College of Aviation Engineering，Chengdu Aeronautic Polytechnic，Chengdu610100，China）摘要：航空活塞发动机因其稳定工作性能、适宜动力、巡航油耗低等优点广泛应用到轻型或通航飞机上。近年来，随着我国通航航
空、无人机等产业蓬勃发展，促进航空活塞发动机的市场需求急剧攀升，对其工作性能、可靠性和寿命提出更高要求。
Abstract:An aero-piston engine is widely used in light or general aviation aircraft because of its stable performance,suitable power and low cruise fuel consumption.In recent years,with the vigorous
development of general aviation,UAV and other industries in China,the market demand of aero-piston engine has risen dramatically,and higher requirements have been put forward for operation performance, reliability and life.
关键词：航空活塞发动机；试车；烧滑油；故障分析
Key words:anaero-pistonengine；test-operation；oil burning；fault analysis
图1气缸混合气示意图
转速为2200转/分时检查单磁电机工作时转速掉转超过极限值的50%。
2.2原因分析
在飞行或台架开车试验过程中，为确保发动机可靠稳定运行，必须对滑油系统、发动机转速等技术指标全程监控。滑油系统、启动点火系统等工作情况与与转速大小关系密不可分、互相影响。发动机开车过程中，气缸排气管冒白烟，通常情况下是气缸燃烧效率下降，油气混合气燃烧不完全产生的。
就该台发动机而言，单个气缸的排气管冒白烟，且磁电机在规定范围内掉转超过规定，分析认为，单个磁电机工作时，转速下降超过规定是由于9号气缸工作不良引起的，与磁电机本身和点火系统无关。
结合气缸排气冒白烟和磁电机转速掉转现象综合分析，可能原因如下：
2.2.1气门配合尺寸
航空活塞发动机分气机构通过凸、挺杆、推杆、摇臂动作与气门、气门座、气门导套及气门弹簧控制进、排气门工作实现气缸进气、排气。发动机运行时，滑油会进入摇臂室进行润滑。若气缸气门
杆和气门导套的配合尺寸超差，造成进气门与气门导套间的锥面贴合不良，存在间隙，摇臂室的滑油会通过间隙流入气门座和气门导套空间，当进气门打开时，滑油进而流入燃烧室，造成混合气中的滑油成分过多，燃烧不良，排气管冒白烟。
2.2.2活塞涨圈间隙
活塞涨圈阻止高温燃气漏入机匣内部，并防止机匣内部滑油进入燃烧室。涨圈的对口间隙和侧向间隙使得适量的滑油可以向燃烧室方向流动，润滑气缸活塞组件的摩擦面，并为其散热。若活塞涨圈的开口间隙、侧面间隙过大，过量滑油会通过这些间隙进入燃烧室，造成混合气中的滑油成分过多，燃烧不良，排气管冒白烟。
2.2.3气缸椭圆度
气缸内表面椭圆度超差，使得活塞涨圈与气缸表面接触不良，过多的滑油通过接触不良的地方进入燃烧室，造成混合气中的滑油成分过多，燃烧不良，排气管冒白烟。
2.2.4气缸收缩带尺寸
活塞涨圈与气缸壁间的摩擦受到涨圈弹力和气体力的影响，气体通过涨圈与活塞槽的侧向和径向间隙作用在涨圈后面，活塞位于上死点
时，涨圈受到很大的气体力
是活塞涨圈和气缸收缩带内
表面磨损增加的重要因素。
气缸收缩带尺寸不均匀
收缩或气缸垂直度超差，造
成涨圈磨损异常，涨圈端面
与气缸内壁接触不良，发动
机运行时活塞组件的往复式
告警系统>环氧大豆油丙烯酸酯
运动使得过量滑油进入燃烧
室，造成混合气中的滑油成
分过多，燃烧不良，排气管冒
电表铅封
白烟。
2.2.5发动机功率变化
boin航空活塞发动机运行时，进入燃烧室内滑油量增加使得混合气中滑油比例超标，增加发动机滑油的消耗量，燃烧效率下降；高温导致滑油碳化在活塞涨圈组件、气缸与气门组件上产生积碳，造成零件过热、涨圈卡死、活塞机气门封严失效，降低发动机功率。当发动机出现烧滑油现象时，发动机功率下降，导致不稳定工作使得磁电机转速变化。
2.3故障排除
据上述故障原因分析，主要原因是发动机气缸活塞组件产生异常，须将发动机返回修理车间进行气缸分解检查。
2.3.1气门与气门导套配合尺寸检查
心电电极气缸分解后，对二号气缸气门与气门导套进行着检查，着印记连续，无间断和不接触现象，用煤油进行渗漏试验符合要求，分析认为，气缸冒白烟与气门及气门导套配合尺寸无关。
2.3.2涨圈间隙检查
检查活塞涨圈，发现第一、二道涨圈有明显异常磨损，涨圈对口间隙、侧向间隙超差。
2.3.3气缸尺寸检查
①检查气缸椭圆度及尺寸配合，缸筒部分无异常。
②检查收缩带尺寸，发现收缩尺寸不均匀，如图2所示，在收缩带偏差从20mm处开始逐步扩张，60mm处出现偏移标准值约57%，后偏差略微变小至标准值的17%。
③将气缸进行圆柱度检测，发现圆柱度在0.018mm，满足技术规定。
2.3.4故障排除方法
综合上述分析，造成该台发动机试车中冒白烟的原因是由于该气缸收缩带尺寸收缩不均匀，造成涨圈在气缸收缩带内磨损异常，机匣内的滑油通过收缩带不均匀的地方进入燃烧室，使得燃烧室中的滑油量过多，燃烧困难，燃烧不完全混合气从排气口排出，表现为冒白烟。
通过更换9号气缸，选配活塞、涨圈，恢复装配，经试车检查发动机工作状态良好。
3预防措施
索道安装
航空活塞发动机在外场运行和台架试车过程中出现
图2气缸收缩
带尺寸
Internal Combustion Engine &Parts
0引言
涵闸启闭机作为水利防洪、防汛的设备之一，其可以在瞬间输出较大流量，通过电气控制系统实现闸门的提、落操作，从而在突然断电的情况下迅速关闭闸门，以保护系统设备。而涵闸启闭机存在电动 和手摇两大类，手动涵闸启闭机的操作方法，涵闸的提、落均需依赖于人工，效率低且耗费过多人力，无法适应紧急状态下的闸门快速启闭的操作需求，而电气系统的引入，将电源与直流电机相互连接，利用逆顺开关、调速器的安装，经由万向轴连接套管，将电机设置与启闭机手摇轴上，以实现启闭闸门的电动控制，该种控制方法能够依照要求，瞬时操控电机，从而依照要求安全、便捷的完成启闭机的操控。但是，因为电气系统由控制、信号、调节等多部件构成，其在应用中可能存在局部部件损坏或是连接固件松动，引发电气系统的整体故障，为此，从不同层面强化涵闸启闭机电气系统的整体运维和安全防护，对于确保涵闸启闭机的安全运行具有重要的现实意义。
1涵闸启闭机电气系统的工作原理
涵闸启闭机电气系统是水电力工程中的应用支撑，但是以往的继电器控制方法，无法从根本上解决闸门提、落自动化、高效性的需求，且不能实时与上位监测系统进行通讯。为此，目前多以PLC 、控制面板及监控装置为主要工程，其中，PLC 控制器件用于操控电气系统的上升及下降操作，进行涵闸启停机的关停的制动转换操作；控制面板可根据涵闸启闭的操控需求执行提、落闸门的操作；而监控装置，可实时跟踪、观测启闭机的运行状态，在发现故障时，能够及时查看故障点并确定故障原因，由此，通过该自动化的电气系统便可满足闸门启闭的自动化需求，操作更为便捷、直观，提升了涵闸启闭机的运行效率。
结合理论和实践分析，涵闸启停机电气系统的核心构件在于可编程逻辑控制器PLC ，在对启停机进行实际控制时，开关量信号传输至PLC 操控装置后，变速器将自动识别该信号，并将其传递给化负责信号处理、执行操作的操控面板，即可实现对涵闸启停机的提、落操控，达到利用涵闸进行防洪、防汛。而可编辑的PLC 控制器最大优势是可对信号进行转化，并通过设计编程基于信号、电机装置实现涵闸的启闭操作，而且，操作过程中需实时关注、监测所有回路，以便在发现故障时可以通过屏幕或灯光传递信号，让检修人员快速判定故障，并进行检修，改善启闭机电气系统的整体运行效率。据此，涵闸启闭机电气系统集成了数据采集启停操作、故障检测、监控显示等多种功能，而这些功能的实现依赖于PLC 可编程逻辑控制器、监控系统、传感器等设备才能予以实现，涵闸启闭机电气系统的结构如图1所示。
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—作者简介：李月媛（1982-），女，安徽颍上人，工程师，本科，研究
方向为河道管理。
涵闸启闭机电气系统的安全运维研究
李月媛
（颍上淮河河道管理局，颍上236200）
摘要：涵闸启闭机具有结构简洁、操作方便、运行可靠的特点，可在异常断电情况下快速关闭闸门，在现代水利、污水处理工程中
大型平面闸门、深水闸门中均有广泛应用，而启闭机电动系统可实现涵闸自动化、高效率的提、落闸操作，省时省力，是未来的主流发展趋势，但是限于启闭机电气系统结构复杂，需要强化安全与运维管理，为此，文章将从这一点出发，分析其日常运维、检修与保养的方法，以为涵闸启闭机电气系统的实践应用提供有效支撑。
关键词：涵闸启闭机；电气系统；日常运维；检修方法
烧滑油现象主要是气缸活塞组件与滑油接触的封严件尺
寸或摩擦面配合尺寸异常造成的，修理翻修过程中预防措施如下：
①控制气门及气门导套尺寸和两者配合尺寸符合技术要求，确保合理间隙，避免发动机运行中出现烧滑油或气门卡阻现象；
②对气缸圆柱度、椭圆度、收缩带尺寸及收缩均匀性进行重点检查，修理确保气缸与活塞、涨圈的配合尺寸符合技术要求，避免造成试车中排气管冒白烟、滑油消耗量过大等故障。
4结论
航空活塞发动机试车过程中出现烧滑油现象多是因为过量滑油进入燃烧室，造成混合气中滑油超标，导致不完全燃烧，进而引起气缸组件、活塞涨圈组件积碳，涨圈卡滞，润滑效率下降，发动机过热等故障现象。此类故障主要
与气缸组件、活塞涨圈组件尺寸和相关配合尺寸相关，在实际修理或翻修生产中针对气门与气门导套配合尺寸、气缸缸筒技术尺寸、活塞涨圈组件与气缸配合尺寸等重点检查。
参考文献:
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[2]刘乐新，等.某型发动机试车无滑油压力故障分析[J].航空维修与工程，2019（6）：68-71.
[3]李玉杰，等.缸套温度对活塞环润滑的影响[J].内燃机与配件，2019（16）：90-93.
[4]白敏丽，等.活塞环-气缸套润滑摩擦研究[J].内燃机学报，2005（23）：72-76.
[5]龙小辉，等.某型航空活塞发动机空中气门卡阻机理[J].航空发动机，2019（45）：9-15.
[6]张勇，等.气缸套二维磨损对活塞环-气缸套摩擦副润滑特性的影响[J].内燃机学报，2001（19）：84-87.
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