1 引言
作为点火系统的重要部件之一,电嘴的作用是利用磁电机产生的高压电击穿空气,适时产生电火花,并准确可靠地点燃气缸内的燃油空气混合气。若电嘴发生故障不能正常点火,则会影响燃烧和发动机的功率输出。对中国民航飞行学院广汉分院CESSNA 172R飞机机群5年和近100000飞行小时的故障统计分析表明,点火系统的故障占飞机系统故障的20%,其中,电嘴故障占点火系统故障的83%。因此,电嘴故障是航空活塞式发动机使用过程中的主要故障之一。本文以CESSNA172R飞机使用的莱康明某型四缸发动机为例,分析比较适用的三种电嘴型号的构造和抗积铅性能,介绍电嘴正确有效的维护,确保能够充分发挥发动机的性能,从而确保飞行安全。
2 三种电嘴型号的构造和抗积铅性能比较
通过电嘴的型号可以了解电嘴的构造。如:REM37BY。R表示有附加电阻,E表示5/8in-24的上部螺纹, M表示下部螺纹直径为1/2in,长度为18mm, 37表示热值,数值小为冷电嘴,数值大为热电嘴, B表示采用两个与中央极相切的旁极, Y表示采用延长的中央极。
莱康明公司服务说明SI1042Z指出,CESSNA172R飞机发动机可以使用美国CHAMPION公司生产的REM38E、REM40E和REM37BY三种电嘴。由于广汉分院某段时期采用的95#航空汽油,含铅量较高,电嘴的主要故障表现为积铅,现就这三种电嘴的区别和抗积铅性能进行比较分析。
(1)从型号和外观上看,三种电嘴都是采用相同的材料制作,带附加电阻,上下部螺纹尺寸一致。REM38E和REM40E的区别只是后者的热值稍高。REM37BY的中央极和旁极与前两者不同,中央极延长到螺纹外,旁极也由┙┕变成了┏ ┑。这样设计不仅使点火位置更深入气缸内部,通过气缸中进出的气流可以吹除电嘴上积铅,降低积铅的形成;积铅从电嘴孔里掉落时,也不容易搭接在电嘴间隙之间造成短路或搭桥而导致电嘴不工作,可减少电嘴故障。因此,从型号和外观设计上来看,REM37BY电嘴抗积铅性能最好。
(2)可以通过实际飞行中的故障数据来验证三种电嘴的抗积铅性能。广汉分院某两个月内CESSNA 172R型飞机使用的是95#航空汽油。
REM37BY的故障千时率最低,说明抗积铅性能是最好的,与上面的分析一致。REM38E故障千时率远大于REM37BY和REM40E,说明REM38E的抗积铅性能最差。因此,CESSNA172R飞机在选用电嘴型号时,可以优先选择REM37BY电嘴,可以起到很好的抗积铅效果,降低电嘴故障率,提高飞行可靠性,节约航材。
3 电嘴的维护
影响电嘴产生电火花的因素有:电嘴间隙大小;电嘴是否挂油、积碳、积铅和受潮;电嘴温度。因此,在对电嘴进行维护时,应当严格遵守发动机和电嘴生产厂家推荐的电嘴的检查和维护程序。
3 . 1 电嘴的拆装
电嘴的拆装要使用正确的工具和方法。拆卸时,不要使用冲击型扳手,用专用的电嘴架放置电嘴,以防止电嘴的电极、螺纹和绝缘瓷管损伤。安装前,目视检查绝缘瓷管以及螺纹的状况,并预先在电嘴下部螺纹上涂上一层石墨油膏作防滞剂。清理气缸头部的螺纹孔,安装新的垫片以保证电嘴正确的密封。安装时,先用手将电嘴拧入气缸头部螺纹孔,再参照厂家的要求,用力矩扳手拧紧电嘴至规定力矩。
另外需注意的是,电嘴掉落到地面后可能会造成绝缘瓷管出现不易观察的裂纹而导致电嘴失效,故不能再使用。由于各气缸工作情况不一样,因此各气缸电嘴电蚀现象往往不同,为了调整和改善电嘴的电蚀现象,每50飞行小时可以将上下排电嘴互换安装,达到延长电嘴寿命的目的。
3 . 2 电嘴的检查、修理和测试
首先目视检查电嘴状况,报废有损坏或电极厚度不到原始厚度一半的电嘴。按照推荐的程序和溶剂清除电嘴上的油污和积铅、积碳。再用压缩空气吹干电嘴,防止在喷砂过程中液体粘有研磨剂残留在壳体和绝缘体之间,引起电嘴失效。完全清洁电嘴后,使用电嘴间隙调整工具,通过调整电嘴旁极的方法来调整间隙。调定间隙后应该用圆形塞规来检测,让塞规和中心电极的中心线平行地插入到每个间隙内。
要使用电嘴生产厂家推荐的专用电嘴测试仪,按照测试程序对电嘴进行测试,淘汰不合格的电嘴。良好修理后的电嘴应具有以下特征:干净清洁;机械性能良好;电极厚度足够,外形满意;通过规定的测试,电气性能良好等。
3 . 3 发动机的正确使用和维护
在大多数情况下,电嘴故障是由发动机其它部件故障引起的。因此,发动机的正确使用和维护对电嘴的维护是十分有利的。
(1)使用符合发动机生产厂家提供的符合标准的航空燃油。含铅量应符合标准,含铅量低,发动机容易发生爆震,可能会损坏电嘴电极,造成绝缘体头部破裂;含铅量高,电嘴和气门机构容易积铅,使电嘴产生的电火花减弱甚至不工作,造成发动机功率下降而抖动。
(2)正确使用和操纵发动机,要防止电
嘴挂油积碳积铅。为此,滑油压力不能过高;发动机慢车时间不宜过久;混合比设置正确;正确暖机;推收油门柔和;停车前烧电嘴等。
(3)按照规定的程序对发动机进行维护。当发现同一个气缸的上下部电嘴持续和重复出现滑油污染,则说明发动机可能由于失效的活塞涨圈、损坏的活塞或磨损的气门导套而恶化,需要立即纠正。
4 结语
REM37BY电嘴拥有良好的抗积铅性能,可大幅减少电嘴故障率和工作量。按照规定程序正确维护电嘴和发动机,可以减少电嘴故障,延长电嘴寿命,保证飞行安全的同时对节约航材也具有一定的现实意义。