Cessna 172R飛機油門慢車位停車現象淺析

張宇慶

Cessna 172R飛機油門慢車位停車現象淺析

張宇慶

張宇慶

中國民航飛行學院廣漢分院機務工程部

張宇慶（1987-）男，四川省廣漢市人，工作單位：中國民航飛行學院廣漢分院機務工程部，職務：機型工程師，研究方向：應用理論研究。

Cessna 172R飛機在訓練過程中出現過幾起在地面油門慢車位停車的現象，飛行人員對現象描述存在一個共性：在油門桿已經收到慢車位之后，飛行人員有繼續向后拉油門桿的動作。對此推斷持續拉油門桿可能造成出現的發動機停車的現象，本文主要通過介紹對Cessna 172R飛機進行測試，并通過測試的結果進行分析，得出結論，希望對飛行人員和機務維護人員有所幫助。

初步分析

根據Cessna172R慢車位拉桿導致停車的現象，經過初步分析認為可能存在兩個方面的影響因素：一是燃調慢車調節機構部附件狀況，二是飛行人員的操作。

燃調慢車調節機構及工作原理

Cessna172R飛機發動機使用的燃調為Precision Airmotive Corporation公司生產的RSA-5AD1型直噴式燃調。

1.RSA-5AD1型燃調的慢車調節機構主要由以下零部件組成。

1）風門機構（風門、風門軸）：主要作用控制發動機進氣量；

2）風門搖臂：通過油門桿鋼索操縱風門搖臂打開風門；

3）慢車轉速螺釘：控制風門搖臂止擋位置，調節慢車轉速；

4）互連桿機構：主要調節慢車供油活門位置調節發動機慢車混合比；

5）慢車供油活門組件：控制慢車位燃調供油量。

2.慢車轉速調節

Cessna172R飛機慢車轉速應為700～750轉RPM，當需要調節時，順時針轉動螺釘，風門最小開度增加，轉速增加；反時針轉動調節螺釘，風門最小開度減小，轉速減小。

3.慢車混合比調節

影響慢車混合比的主要附件為互連桿機構和慢車供油活門組件。

互連桿機構主要由上、下U型夾和中間調節螺栓構成，并用定位銷釘固定在兩端，上端連接風門控制組件，下端連接慢車活門控制組件；2個定位銷中間掛接了一根定位彈簧，作用是防止調節螺釘由于發動機的振動導致螺釘自由轉動，造成貧富油混亂；調節螺栓上端為細螺紋，下端為粗螺紋。

慢車控制活門組件包括慢車供油活門和慢車供油控制活門。慢車供油活門在其它轉速狀態下都是處于關閉狀態，只有在油門桿處于慢車位時才從出油孔供入燃油；慢車供油控制活門貼于慢車供油活門上，而慢車供油控制活門開度大小受互連桿長度影響，順時針轉動調節螺栓，互連桿長度增加，活門旋轉使出油孔開度增大，供油量增加，混合氣變富油，反之，則變貧油。

互連桿調節螺栓調節一個齒變化量約為20RPM，混合比轉速變化量最合適的范圍是增加10～50RPM。

油門慢車位停車測試情況分析

將部分飛機慢車轉速和混合比都調節至規定范圍內，待慢車轉速穩定后，將油門桿緩慢向后拉并保持5～10秒，測試是否停車。

從停車的飛機中篩選了3架燃調使用時間較長的飛機進行測試。

1.樣機一

測試內容1：貧富油的影響

1）初始狀態記錄：慢車轉速710RPM，混合比轉速增加30RPM，拉桿發動機停車。

2）將螺桿向富油方向調節，混合比轉速增加100RPM，拉桿發動機停車。

3）發動機參數調節回初始狀態，將螺桿向貧油方向調節6格，混合比轉速上升0，能保持較長時間不停車，拉桿至發動機停車之間的時間相比初始狀態較長；繼續調貧3格，慢車轉速下降到650RPM，拉桿發動機最低440RPM，不停車。

結論：慢車位拉桿停車屬于過富油停車。

分析：

地面拉桿并保持時，發動機在正常狀態偏富油會更容易導致停車，偏貧油反而不容易導致停車。另外，從本測試內容也可以看出，地面拉桿停車既不是因為燃油被關斷，也不是因為氣源被關斷，而是因為混合氣過富引起的，停車前排氣管大量冒黑煙也印證了這一點。

富油會導致停車比較容易理解，所以不展開分析，這里只分析貧油狀態，當油門桿處于慢車位時，風門開度已經很小，因燃調風門控制機構存在一定的綜合間隙（風門軸、搖臂、互連桿等部附件長期磨損造成），加上定位彈簧的拉力，油門桿慢車位時風門控制搖臂實際并未完全靠于止擋位，調節混合氣至貧油時，理論上混合氣處于過貧油狀態，但實際拉桿克服了綜合間隙后，風門開度進一步減小，進氣量在原來的基礎上繼續減少，但燃油量未減少，反而使發動機處于比較理想的混合比，從而發動機慢車穩定不停車。

測試內容2：慢車轉速的影響

正常狀態下，順時針調節慢車轉速螺釘使慢車轉速到達850RPM，風門最小開度增大，拉桿發動機停車，但持續時間較長；逆時針調節，風門最小開度減小，拉桿發動機直接停車。

結論：正常狀態下少量增加慢車轉速并不能有效改變停車的狀態。

分析：慢車轉速調節原理是改變風門的最小開度，增加慢車進氣量，但增加量不足以改變慢車拉桿發動機富油的工作狀態。

測試內容3：新舊燃調對比

1）更換新燃調（翻修件），在正常發動機參數下（慢車700～750RPM，混合比轉速增加10～50RPM），發動機不停車。

2）新舊燃調對比：

①綜合間隙：舊件互連桿間隙較大，新件幾乎無間隙；

②進氣道：舊件進氣道內風門最小開度的位置邊緣壁上存在污垢。

注：進氣道不屬于定期維護的位置，而空氣中微小的雜質進入進氣道積累附著形成污垢可能和進氣濾的過濾能力及進氣道自身結構有關。

結論：更換新燃調可以解決慢車停車故障，互連桿間隙和進氣道內壁污垢影響的可能性較大。

分析：

1）如果翻修燃調的檢查存在綜合間隙大的情況，一般更換互連桿，所以新舊燃調綜合間隙的差異主要體現在互連桿機構的間隙，翻修件因更換互連桿間隙減小，慢車位拉桿對風門最小開度變化影響不大。

2）從污垢分析，污垢直接影響發動機進氣量，在慢車位風門開度不變的情況下，污垢越厚，進氣量越小，發動機越富油。

結論：Cessna172飛機慢車位拉桿停車為富油停車，影響較大的可能因素是互連桿間隙和進氣道清潔度。

2.樣機二

測試內容1： 貧油狀態再次驗證測試

發動機慢車轉速720RPM，混合比轉速增加20RPM，拉桿直接停車，向貧油方向調節3次，每次3格，發動機拉桿到停車時間逐漸增加到最后穩定不停車。

結論：和樣機一測試現象一致，在燃調綜合間隙大的前提下，發動機處于貧油狀態時，慢車位拉油門桿后的實際混合氣恰好比較理想，亦可說明正常狀態下停車是屬于氣源被減小引起的過富油停車。

測試內容2：互連桿和燃調進氣道清潔度的影響

1）在相同的發動機慢車參數下（慢車轉速720RPM，混合比轉速增加20RPM），分別使用舊互連桿和新互連桿，發動機依然會停車。

2）使用新互連桿的情況下，清潔進氣道污垢，再次試車，慢車轉速大幅度上升。調節慢車轉速后，拉桿發動機不停車，慢車轉速760RPM，混合比轉速增加30RPM，拉桿最低穩定轉速430RPM。

3）換回舊的互連桿，再次試車，正常慢車參數狀態下拉桿發動機停車。

結論：互連桿間隙和燃調進氣道清潔度是影響慢車停車的主要因素，且兩個因素同時對慢車停車起作用，只有消除兩種因素的情況下才能使發動機慢車不停車。

分析：從樣機一和樣機二內容1已得知停車原因為氣源關小導致的過富油停車。更換新互連桿，綜合間隙減小，使拉桿前后的風門最小開度變化量減小，即慢車位的風門和慢車位拉桿后的風門最小開度變化很小，進氣量不會減少太多；從另一個角度來看，相比之前綜合間隙大的燃調，發動機進氣量增加了。但由于綜合間隙不僅僅存在于互連桿，更換互連桿只能減小綜合間隙而不能完全消除。

清潔進氣道污垢后，進氣道內徑對比有污垢時會增大，同時影響風門的最小開度大小，進氣量會多于未清潔之前的狀態，但隨意清潔進氣道可能存在一定的風險，應避免清潔過程將污垢進入燃調靜壓孔，從而造成燃調工作不正常。

結論：從本次測試分析，更換互連桿和清潔進氣道兩個因素共同使進氣量增大，此部分的進氣量可滿足正常發動機拉桿時的混合比，使發動機不停車。

3.樣機三：

測試內容：再次驗證互連桿和進氣道清潔度的影響。

結論：和樣機二“互連桿和進氣道清潔度的影響”的測試現象一致，需要互連桿間隙和進氣道清潔度兩個因素共同消除時，飛機才能夠在拉桿的情況下發動機不停車，并且穩定在某個發動機轉速下。

燃調使用時間的分析

停車的飛機燃調經過統計使用時間多數超過1000H，分析如下。

1.時間使用越長，污垢積累越多

隨著時間的推移，污垢越多，進氣量越少，發動機富油，慢車轉速下降，在航線維護過程中，體現為發動機調貧，慢車轉速上調這么一個過程。長期調節后，風門最小開度已增大，但由于污垢原因，實際開度并未增大。這也是清潔燃調進氣道后，發動機過貧油，慢車轉速大幅度上升的原因。

2.時間使用越長，燃調部附件磨損程度越高，間隙越大。

3.使用時間較短的燃調可能存在翻修時互連桿間隙已接近更換標準，但實際并未進行更換。裝機使用后，在較短的時間范圍內也可能磨損至超標間隙值，出現綜合間隙大的狀況。

結論

燃調綜合間隙增大和進氣道污垢積累增多是導致發動機慢車位過度拉油門桿停車的主要因素。

建議的措施

1.發動機定檢加入試車測試，檢查慢車位拉桿的掉轉轉速，存在拉桿后掉轉超過300RPM的飛機檢查互連桿間隙或清潔進氣道；更換互連桿和清潔進氣道后仍不能解決該問題，則更換燃調。

2.對飛行人員進行培訓，尤其在收油門至慢車位時不要過度向后拉油門桿。

結語

本文通過淺析Cessna 172R飛機燃調慢車機構的原理，分析樣機測試各項內容對油門慢車位停車的影響，并提出措施，希望對飛行人員和機務人員的操縱、維護、檢查有所幫助，出現相應停車現象時能及時找出原因，排除故障，保障飛機的正常運行。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.058