航空活塞发动机气门卡阻故障研究
航空活塞发动机常见故障及飞行中的处置课件
CONTENTS 目录
• 引言 • 常见故障类型及原因 • 飞行中处置措施 • 安全预防措施与建议
CHAPTER 01
引言
航空活塞发动机的重要性
航空活塞发动机是航空器推进系 统的重要组成部分，负责提供飞
行所需的推力。
其性能直接影响航空器的安全、 经济和环保性。
发现气缸裂纹或漏气应立即降低 飞行高度，并通知机务人员进行
检查和修复。
控制系统故障处置
控制系统失灵
检查控制线路和传感器，确保控制系统正常工作 。
调节器故障
检查调节器工作状态，如有问题应立即更换。
执行机构故障
检查执行机构工作状态，如有问题应立即修复或 更换。
CHAPTER 04
安全预防措施与建议
加强日常维护和检查
由于高温、高压和长时间运转，气缸 可能出现磨损、裂纹等问题，导致活 塞环与气缸壁之间的密封失效。
气缸盖故障
气缸盖可能出现裂缝、变形等问题， 影响气缸的密封性能和正常工作。
活塞环故障
活塞环可能因磨损、断裂等原因，导 致气缸密封性能下降，引起压缩不良 、漏气等问题。
控制系统故障
点火系统故障
点火系统可能因老化、污 垢等原因，导致点火不正 常或不点火，影响发动机 正常工作。
维护和保障活塞发动机的正常运 行对于确保飞行安全至关重要。
常见故障概述
航空活塞发动机在运 行过程中可能会遇到 各种故障和问题。
了解和掌握这些常见 故障是进行有效故障 诊断和处置的关键。
这些故障可能涉及发 动机的多个系统，如 燃油、点火、气缸、 进排气等。
CHAPTER 02
常见故障类型及原因
燃油系统故障
某型航空活塞发动机空中气门卡阻机理
0 引言
某型初级教练机配装 Continental 航空活塞式发 动机，在空中运行中多次发生发动机排气门卡阻故 障。故障多发生在巡航或下降阶段改变油门位置的瞬 间，典型故障现象是发动机抖动并伴随某缸排气温度 不显示（该机型上排气温度最低显示值为 260 ℃）和 气缸头温度持续降低。此故障现象在空中持续一段时 间后，发动机参数一般能够自行恢复正常，落地后对 发动机气缸进行内部检查可发现，在故障气缸的活塞 上留有气门与活塞撞击后形成的月牙形凹坑。
然而在同场运行的多机型机队中，采用 Lycoming 钠冷气门和采用 Continental 实心气门发动机的机型 均有较多飞行训练时长，在相同的燃油、滑油、场温、 场压及飞行操作人员和机务维修人员的条件下，规律 却发生反转。研究文献[1]所指出的更容易出现气门卡 阻的 Lycoming 钠冷气门发动机多年来没有发生气门 卡阻故障，而不易出现气门卡阻的 Continental 实心气 门发动机却每年均有 10 多起气门卡阻案例。
收稿日期：2018-06-07 基金项目院中国民用航空飞行学院成果转化与创新基金（CJ2018-04）资助 作者简介：龙小辉（1974），男，硕士，工程师，主要从事航空器维修及飞行器动力工程研究工作；E-mail：357107756@。
引用格式：
10
航空发动机
第 45 卷
的热量需要从气门头经气门座传向气缸头。因此运行 中钠冷气门的气门杆温度明显高于实心气门的，在钠 冷气门发动机上气门卡阻故障发生率也远高于实心 气门发动机的[1]。
2. Luoyang Branch袁Civil Aviation Flight University of China袁Luoyang Henan 471000袁China冤 Abstract: In view of the air valve sticking faults that occured many times in the operation of a certain type of aero piston engine袁the component of the sediment in the valve guide sleeve of the faulty engine was analyzed based on the structural design of the engine and the actual operating environment. The FDR data of the fault case was analyzed based on the EGView software. The results show that the reduction of effective fit clearance between valve and guide sleeve due to the temperature upheaval is the fundamental cause of air valve sticking. In flight袁the small fuel flow near 30% power is the main cause of temperature upheaval. A solution to increase the fuel flow near 30% power of the engine is proposed袁and the recommended threshold is 17.0 L / h. It is proved by practice that the proposed scheme is effective. Key words: valve sticking曰temperature upheaval曰EGView software曰fuel flow曰aero piston engine
PA44-180飞机发动机排气门卡阻机理分析
PA44-180飞机发动机排气门卡阻机理分析发布时间：2022-07-22T02:18:09.860Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：邵骏逸[导读] 随着相关技术的不断发展，当前PA44-180飞机在教学中应用比较广泛，而且这种飞机应用的是活塞发动机，将邵骏逸中国民航飞行学院遂宁分院四川遂宁 629000 摘要：随着相关技术的不断发展，当前PA44-180飞机在教学中应用比较广泛，而且这种飞机应用的是活塞发动机，将气门机构作为主要的研究对象，能够充分地描述气门卡阻危害。
通过对相关数据的统计，可以充分地检测出排气门的卡阻情况，并得出具体的结论。
关键词：PA44-180型飞机；发动机；排气门；卡组机理 PA44-180型这种飞机，是美国生产和制造，在这种飞机上装有2台活塞发动机，是以水平方式放置的，而且具有4个缸，这种发动机上有两个可变距的螺旋桨。
当前这种机型，已经是中国民航进行飞行教学的主力机型，目前这种机型已经有数十辆了，最为中级的教练机型，在实际教学中具有一定的重要性，从飞行学院引进这款机型后，就发生了几起发动机排气门出现卡阻的故障，而且有不少是在飞行过程中出现的，虽然这种飞机是双发的机型，出现这种故障，不仅会对飞行员的心理产生巨大影响，而且也会给飞行安全造成巨大影响，要想更好地排除故障，就要更换故障部件。
1排气门出现卡阻情况的危害1.1导致气缸不能正常工作当飞机的发动机，出现卡阻情况，主要和卡阻位置有关。
当飞机的排气门，还有卡阻是关闭状态时，发动机的推杆，还有推杆套会出现弯曲，进而导致滑油的外泄。
这时如果汽缸内的高温和高压燃气，没有办法尽快排除，就会进入到进气系统当中了，导致其他汽缸无法正常工作。
1.2会导致机械损伤当排气门的卡阻在开位状态下，而活塞进入到了压缩行程，这时未燃烧的混合气，就会被排除到汽缸外，并在高温和燃气的作用下，就会在排气管中，出现不完全燃烧的情况，进而产生了一些黑烟，这时如果发动机的功率减小，并出现振动情况时，就会使得活塞和排气门发生碰撞，进而出现一些机械损伤。
航空活塞发动机排故基本原则与常见故障分析
0引言随着我国通用航空的不断发展，航空器的维修与部件的更换是当前需要解决的重要问题，因此需要做好排故工作，减少发动机的功率损失，降低发动机发生故障时对零部件的破坏，延长发动机的使用性能和寿命，全面降低维修成本。
想要保证飞机飞行的稳定性，就需要做好航空活塞发动机的定期检查，严格按照排故的基本原则，制定出合理的排查方案。
本文主要对点火导线故障，滑油系统故障，气门卡阻故障进行了详细的分析，在进行发动机故障排除的过程中，需要遵循循序渐进的发展原则，结合当前的故障现象，找出故障产生的主要原因，按照从简单到复杂的排除顺序，制定出合理的排除方案。
1航空活塞发动机排故基本原则1.1充分了解故障信息在进行航空活塞发动机故障排除的过程中，要充分了解故障的主要信息，故障产生的因素有可能是受到微小事件或现象的影响，因此看起毫不相关的信息，也有可能是找出故障的主要依据，机务人员需要将所收集到的信息内容进行全面的整理和分类，建立起清晰的信息意识，正确的理解故障产生的基本要素，要详细解读故障内容。
通过模拟出相同的应用状态，进行故障分析，这种故障排除方式能够直观地显现出问题内容，并且在故障排除的过程中，不会引发其他不同类型的问题，有些工作人员在进行故障排除时，会间接的获取较多的故障现象，因此需要借助简洁的信息内容实现双向交换，一般直接接触故障现象的人员有飞行员和试车人员，如果同样的故障类型再次发生时，就可以通过明确的故障排除步骤自主排除，减少飞机维修的时间。
1.2系统知识建立在进行故障现象检查和判断的过程中，需要合理的运用系统知识，维修人员一般都经历过长期的专业训练，虽然一些机务人员并不精通所有的维修系统，但是却能够快速地使用现有的信息，精准的找出故障产生的主要因素，在进行故障排除时，需要利用维修手册，培训资料等系统知识，保证信息源的准确性，结合系统知识开展检查工作，判断引发故障的主要部件，罗列出故障产生的主要原因。
1.3实验排除法的应用在进行故障检测时需要通过实验方式排除或证实故障发生的主要原因，为了节约维修时间，机务人员需要缩短怀疑的部件范围，通过试错，重新评估故障产生因素，如果通过第一次实验，并没有找出故障产生的原因，就需要采取更换零件的方式，将可能影响故障产生的部件进行调换，按照从便宜到昂贵的顺序进行调换，减少维修的资金投入。
航空活塞发动机的常见故障及预防措施
68中国航班设备与制造Equipment and ManufacturingCHINA FLIGHTS航空活塞发动机的常见故障及预防措施朱阳正|中航工业直升机设计研究所摘要：飞机是目前我国远距离出行最快捷的方式，越来越多的人们出行都会选择飞机。
而航空活塞发动机属于机械零部件，发生故障是不可预见且存在一定概率性的。
为更好的确保飞机运行安全，本文根据航空活塞发动机故障的特点，主要就发动机活塞堵塞及发动机本体故障进行全面分析，并根据故障特点制定相应措施，旨在进一步降低航空活塞发动机的故障率，有效确保人机安全。
关键词：航空；故障；活塞发动机1 引言发动机是飞机的关键部件，它为飞机提供源源不断的动力，也是飞机必不可缺的部件之一[1]。
随着工业以及航空领域的不断发展，航空发动机经过若干次变革，已经拥有成熟、可靠的技术了。
航空发动机包括活塞发动机、冲压发动机以及燃气涡轮发动机等，在我国航空领域中，活塞发动机的研究和应用最为广泛。
本文在介绍活塞发动机结构、工作原理的基础上，列举活塞发动机的常见故障，并且通过分析其维护保养的方法来探讨这些常见故障的预防措施。
2 航空活塞发动机介绍活塞发动机是一种往复式的内燃机，通常使用汽油作为其燃料，其结构组成主要包括了活塞、连杆、气缸、曲柄、减速器、外壳等[2]。
通过燃烧带动螺旋桨的转动从而产生动力。
活塞发动机的往复运动也就是四个冲程的循环，包括进气、压缩、做功、排气，如图1所示。
第一，进气冲程活塞从上往下运动，进气口开且排气口关，混合气体（雾化汽油和空气）吸入气缸中；第二，压缩冲程活塞从下往上运动，进气口和排气口关闭，混合气体被压缩、点火；第三，做功冲程混合气体被点燃，其他膨胀推动活塞向下运动，也就是燃烧的化学能转换成机械能做功；第四，排气冲程活塞向上运动，排气口开进气口关，排放燃烧废气，从而完成四冲程循环[3]。
（见图1）3 航空活塞发动机常见故障及预防措施3.1 航空活塞发动机常见故障发动机是飞机的关键部件，它为飞机提供源源不断的动力，也是飞机必不可缺的部件之一[4]。
航空活塞发动机气门卡阻故障分析与预防
2012年6月第17期科技视界SCIENCE &TECHNOLOGY VISION 科技视界Science &Technology Vision民航飞行学院一架赛斯纳172R 型飞机完成当日飞行训练后,正常停飞,机务人员按照惯例对该飞机进行飞行后技术状态检查。
细心的机务人员发现发动机整流罩下部有较大面积的滑油油迹,于是打开发动机整流罩,发现4号缸排气门推杆已严重弯曲,滑油从推杆套两端的密封胶圈出渗出(如图1)。
该发动机型号为莱康明IO-360-L2A,自开始使用时间(TSN):346:56小时。
图1注意图中弯曲的推杆和直推杆的比较这是一起典型的由于气门卡阻造成的推杆弯曲故障现象。
气门卡阻,英文名称“Valve Sticking”,也译作气门粘连,是由于气门杆“发胖”或污染物堆积在气门杆与气门导套之间,导致的气门卡滞故障。
气门卡阻在我院执管的运五飞机装机的国产H-5和运五B 飞机ASz-62IR-16发动机上时常出现,但在美产的莱康明系列发动机上出现推杆弯曲尚属首次。
要深入分析该故障,必须对莱康明发动机的气门机构有一个基本的了解。
1莱康明发动机气门机构我院的莱康明系列发动机,均采用顶置式气门机构,如图2,主要包括气门、气门导套、气门弹簧、摇臂、推杆、挺杆、凸轮轴等,其工作过程是:当凸轮轴转动时,凸轮凸峰顶起挺杆和推杆,推杆受力顶住摇臂的一端,使摇臂绕轴转动,摇臂的另一端顶在气门杆的顶端,把气门顶开。
在顶开气门的同时,气门弹簧被压缩。
当凸轮的凸峰转过时,气门在弹簧力的作用下关闭,摇臂和挺杆也恢复在原来位置。
气门特别是排气门的工作条件恶劣,它的工作温度很高,最高可达在1600F°,几乎是在赤热条件下工作。
另外,气门关闭时对气门座的冲击负荷很大,而且撞击次数也很多,比如转速在2400转/分时,每分钟就要撞击1200次。
在排气行程时,高温气流通过排气门和气门杆,其受热程度要比进气门大得多。
气门故障情况简报讨论稿
Cessna172R飞机发动机气门杆与气门导套卡阻故障调研报告和相关处理措施近期，Cessna172R飞机发动机气门杆与气门导套卡阻（以下简称气门卡阻）故障频发，已严重危及飞行安全。
机务处和各执机单位对该故障高度重视并进行了多次不同层次的研讨，2007年7月15日，机务处组织召开了由航安办、Cessna 技术代表和各维修单位工程技术人员参加的故障专题研讨会；另外，Lycoming发动机厂家技术代表也于2007年3月2日和9月5日先后两次应邀到我院就该故障进行了专题研讨。
在此基础上，在机务维护方面也采取了一些针对性的措施，各执机单位维修部门也对飞行人员进行了发动机操作使用方面的培训。
但该故障并未得到有效控制，基于此，2007年9月11日至18日，机务处组织学院各维修单位有关Lycoming发动机翻修、外场维护方面的技术骨干组成Cessna172R飞机发动机气门杆与气门导套卡阻故障调研组，赴新津、广汉和绵阳分院进行故障实地调研，重点对发动机特性、外场维护、飞行使用及外界环境对该故障的影响因素进行了深入的调查、分析和研究，并制定相关措施。
本次故障调研情况及下一步故障预防和处理措施报告如下。
1 故障调研情况汇总1.1 故障数据统计注：绵阳分院PA-44-180发动机发生一起，如下。
1.2 气门故障的特点1.2.1 故障的机型分布截至2007年9月19日，我院Lycoming发动机共发生气门卡阻故障9起，其中3起发生在飞行阶段，其余在地面排故和定检工作中发现；172R飞机发动机8起，PA-44-180飞机发动机1起，我院其它装用Lycoming发动机的飞机未发生（TB20/200,269C/C-1,LE500）；经咨询，国内其他通航用户也未发生气门卡阻故障，见下表：备注：上表所列通航用户的Cessna172R飞机飞行时间少甚至部分飞机油封停场。
1.2.2 气门卡阻的故障现象发动机抖动，排气管冒黑烟，发现故障缸CHT、EGT异常或无指示，飞行中感觉功率下降，收油门时振动加剧。
航空活塞发动机的常见故障及预防措施
航空活塞发动机的常见故障及预防措施摘要：航空活塞发动机是一种重要的动力装置，常见故障的发生可能导致飞行安全事故。
本论文通过对航空活塞发动机的常见故障进行深入分析和总结，归纳了导致故障的主要原因，并提出了相应的预防措施。
通过本论文的研究，有望帮助航空业界更好地了解航空活塞发动机的故障特点，采取科学有效的预防措施，提高航空活塞发动机的可靠性和安全性。
关键词：航空活塞发动机，故障，预防措施引言：航空活塞发动机作为航空器的主要动力来源，在飞行中扮演着至关重要的角色。
然而，由于其复杂的结构和高度要求的工作环境，航空活塞发动机的故障时有发生。
这些故障不仅可能导致飞机失效，还会对飞行安全造成严重威胁。
因此，对航空活塞发动机的常见故障进行深入研究，探讨其产生的原因，并提出相应的预防措施，对于提高航空活塞发动机的可靠性和安全性具有重要的现实意义。
一、活塞环磨损活塞环是活塞发动机中关键的密封部件，它的磨损会导致气缸的压缩性能下降，进而影响发动机的动力输出和燃油效率。
1.活塞环磨损的主要原因1.1 燃油质量不合格低质量的燃油中可能含有不纯物质和过高的硫含量，这些杂质和硫元素在燃烧过程中会形成酸性物质，进而对活塞环和气缸壁产生腐蚀作用。
这些腐蚀性物质会磨损活塞环的表面，导致其失去原有的密封性能，同时增加活塞与气缸之间的摩擦，加速活塞环的磨损。
1.2 润滑油不足良好的润滑油在航空活塞发动机中起着至关重要的作用，它能在活塞环与气缸之间形成均匀的润滑膜，降低活塞环与气缸之间的摩擦和磨损。
然而，当润滑油不足时，润滑膜会变得不稳定，活塞环可能直接与气缸壁接触，造成严重的磨损。
1.3 发动机过热航空活塞发动机工作时，高温是不可避免的，但过度的发动机过热会造成活塞和活塞环材料的膨胀，使其失去原有的匹配间隙，从而增加活塞环与气缸壁之间的摩擦。
这种摩擦不仅导致活塞环表面的磨损加剧，还可能导致气缸壁表面的损伤。
2.预防措施为了有效避免活塞环磨损导致的故障，航空活塞发动机的运营者应当坚持使用高质量的燃油和润滑油。
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航空活塞发动机气门卡阻故障研究
作者：冯文瑞
来源：《科学与财富》2019年第26期
摘要：当前的航空科技发展水平来说，航空活塞发动机的主要问题就是气门卡阻，气门卡阻故障会引发多方面的发动机的各种故障的出现，进而威胁其飞行的安全。
本文通过对于航空活塞发动机的设计、制造以及维护等方面对其进行深入的研究分析，从而得出其相关角度对于气门卡阻问题的影响。
还结合相关的维护以及使用的实践方面对其进行具体的针对性的措施的提出以及应用，进而降低气门卡阻的发生。
关键词：气门卡阻;活塞发动机;航空问题
活塞发动机的气门以及气门杆之间的导套对于其有一定的影响，由于某种原因会导致气门的相对运动受到影响，进而引起气门卡阻问题的出现。
气门卡阻问题的直接原因就是气门以及气门导套之间可能存在的一定的沉积物到一定程度的聚集;其次就是其气门导套的骤冷或者气门杆骤热引起的一系列的具体问题。
这些问题都对于发动机的设计、制造以及未来的维护工作都有一定程度的影响。
一、氣门
气门是发动机的一个重要部件，气门由两部分组成，分别为进气门和排气门，进气门使得气体进入发动机中与燃油充分混合，进而使得其的启动更加顺畅。
排气门则是将燃烧后的气体排放出来。
气门的主要构件就是气门座、气门以及气门导套等几部分。
气门的结构用于工作过程中就是推动推杆进而使得其的工作更加顺畅。
气门弹簧的作用就是在其凸轮的凸峰离开挺杆之后，进行气门的关闭动作。
气门以及气门座之间是紧密连接在一起的，并且话通过摇臂以及推杆等结构紧密贴合在一起。
二、气门卡阻的原因分析
通过对于发动机的研究发现，气门卡阻的主要原因就是在于两个。
首先，气门与气门套之间有沉淀物;还有就是气门杆发生了变形。
2.1设计原因
活塞发动机的气门的工作环境就是高温高压，以及反复的不间断的摩擦，这就很容易使其造成损伤。
并且在工作过程中，还可能出现撞击以及润滑不良和受热不均匀等现象的出现，进而使得其有一定程度的磨损，进而影响其的工作。
在活塞发动机内部，油路与气路是在气门以及气门导管的位置发生了分隔，并且气门是通过喷溅进行润滑的，气门在散热以及进行润滑冷却的过程中的条件相对较差，这就容易引起一系列问题的出现。
气门对于汽缸来说是直接密封的，其受到高温的燃气的影响。
气门在要比以及气门弹簧的共同作用下就会使得其与气门座发
生撞击，进而导致气门发生损坏。
这种气门的损害属于气门的交变能力从而导致金属的疲劳。
在较低温度的空气与较高温度的燃气进行气体交换的过程中，温度的急剧变化容易使其发生损伤，进而导致热疲劳的出现，漏气的现象也就随着出现。
这些都是由于结构以及功能的设计，从而导致温度对其的影响相对来说比较大，容易使得气门上的润滑油被烤干的现象出现，进而使得其的沉淀物以及残渣残存在气门以及气门导套之间。
不同的结构对于排气门以及气门卡阻的故障发生的概率也是有一定的影响的，比如，大陆的发动机使用的是实心的排气门，但是莱康明发明的气门就是钠冷却的排气门。
莱康明的排气门可以是热量从气门头传递到气门杆，之后还可以同气门导套传递到气缸中。
在这个传递过程中热量的散失就使得其的损伤降低到一定的程度。
对比来看，大陆的发动机的气门杆的工作时的温度就比其更高一点，这就容易使沉积物出现，进而影响气门以及气门导套之间的正常工作。
同时，排气门以及排气门导套的设计对于气门卡阻故障的出现也有一定程度的影响。
其气门导套的耐磨想以及直径对其正常工作都有一定的影响。
采用直径较大、耐磨性较强的气门导套就可以使得问题的出现率得到一定程度的降低，从而确保其散热的正常以及沉淀物的不容易生成和堆积。
2.2制造原因
在航空活塞式发动机的各个零件的制造过程中也存在一系列的问题影响发动机的正常运行，这些缺陷的存在会大大影响发动机的正常使用。
零部件在制造过程中存在一些问题，比如气门在加工的过程中，某些误差的存在可能导致气门封闭不严，进而导致高温燃气的泄露问题的出现。
这些问题使得气门的温度过高，进而导致气门卡阻的问题出现。
另一个在制造过程中影响的原因就是装配不正确。
比如，摇臂轴衬套在进行装配的过程中，容易由于挤压等问题发生滑落的现象，从而使得在冷却的过程中气门的滑油提供出现问题，进而导致气门卡阻现象的出现。
2.3维护原因
航空的活塞式发动机在运行过程中需要通过导风板进行气流的组织，进而对于气缸进行全面的冷却处理。
因此，如果在维护过程中，导风板的安装出现差错，气缸就不能得到及时的冷却，进而导致发动机出现局部高温的现象。
工作温度相对较高的气门部分就非常容易出现故障，也就是气门卡阻现象的发生。
滑油散热器是可以通过滑油对其进行散热的，进而降低发动机的温度。
但是，如果散热器发生了堵塞，就使得滑油不能对其进行充分的冷却，也就导致了气门卡阻现象的发生。
在发动机的使用过程中是需要对于磁电机进行定时的，因此如果使用的点火角不能满足需求，进而使得火焰的燃烧发生延续，高温的燃气直接影响气门以及气门杆，从而使得气门杆上的滑油发生碳化的现象，这也就导致了相关问题的出现。
过贫或者过富的油气比容易造成其他
问题的出现，比如降低其的火焰传播速度，或者使得火焰燃烧得到延续，这些都可能影响到气门以及气门杆发生变化，进而导致气门卡阻现象的出现。
在正常的情况下，滑油可以保护气门以及气门杆的正常结构进而保证其的正常工作，但是高温则会使得其发生一些变化，不能实现对于气门的保护。
三、结束语
综上所述，合理研究发动机的工作原理，进而制定适合发动飞翔的方案使得发动机的各个零件都可以更好的运行下去。
并且发动机的各个零件还需要进行定期的检查以及更换，定期清除零件上的污垢等等。
发动机不能长时间的放置，应该定期运行发动机，从而清除发动机的水分以及酸，才能保证发动机可以安全进行工作。
参考文献：
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[2]杜仲.航空活塞发动机气门卡阻故障研究[J].航空维修与工程，2013（04）：81-83.
[3]李寄龙.航空活塞发动机气门卡阻故障分析与预防[J].科技视界，2012（17）：185-
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