0引言
AE300E4C发动机是一个由汽车发动机改造而成,具有涡轮增压,双顶置凸轮轴直列4缸,液冷,采用燃油共轨技术的压燃式煤油发动机,配备了齿轮箱和一个可变螺距螺旋桨,由EECU控制发动机进气、燃油量和螺旋桨转速,其发动机最大168hp的功率,汽缸压缩比17.5:1,主要系统包括发动机控制组件、进气系统、燃油系统、滑油系统和冷却系统。该发动机在国内通航使用时间较短,其发动机各系统原理对比以往通航飞机常用的Lycoming活塞式发动机飞机有较大的区别,人员对该发动机的认知较浅,需要积累大量的维护经验,保障该机的正常使用和维修。
1发动机构成和控制原理
1.1发动机本体
发动机核心为OM640汽车发动机,本体主要部件为机匣、曲轴、凸轮轴、缸盖、气门、汽缸、活塞、双质量飞轮。
发动机机匣为单件挤压铸造件,基于这种设计,不需要单独的汽缸套,同时使用铸铁制造,具有良好的故障安全运行功能,同时降低了噪音。由于发动机为液体冷却,机匣内还包括一体式汽缸和冷却通道。每个汽缸有4个气门,两个进气门和两个排气门,为了提高燃烧效率,这些气门围绕燃烧室中心呈圆形布置。
活塞材料为铸铝,并有铸钢环载体,活塞顶部是圆顶和嵌入式,以优化燃烧,活塞壁上装有聚四氟乙烯垫,可减少摩擦,改善阻力。
发动机曲轴由真空重铸锻造钢制,安装于机匣内部。缸盖由高强度铝合金制成,两个凸轮轴安装在汽缸盖上,每个凸轮轴驱动汽缸的一个进气门和一个排气门,一个凸轮轴是由链条直接从曲轴驱动的,另一个凸轮轴是通过齿轮从动的,链传动由双钢链组成,链条自动张紧。
双质量飞轮安装在机匣和齿轮箱之间,也叫扭矩减振器,是一种连接到发动机曲轴上以减少扭矩振动的装置。减振器由质量元件(主轮)和耗能元件(次级飞轮)两部分
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基金项目:中国民航飞行学院科研基金(J2018-27)-AE300发动机工作及维护特性的研究。
作者简介:张宇庆(1987-),重庆人,工程师,主要从事通用航空器维修理论与维修技术。
量,这就需要机器必须要有足够的散热系统,在日常工作中,相关人员要注意机房的卫生状况,注意除尘和清洁油污,防止灰尘和油污大量的附着在机器上,影响机器的散热状态,从而导致机器在使用时温度过高,降低工作效率,损坏机器散热系统,导致机器故障[4]。其次,工作人员要定期对发电机的机油进行更换操作,机油可以起到内部零件的润滑作用,如果机油过期或者机油含量不适,都会对机器运行
造成不良后果。在检查机油的同时,要针对发电机的燃油量进行补充,以此来确保机器能够持久运行。最后,机器在春季和夏季的使用也有不同,工作人员要根据季节,对机器进行相关维护和保养。不同季节要对机器配件进行合理更换,一般包括,机油、机油滤清器、空气滤气器等,良好的维护和保养能够延长机器的使用寿命。
3在日常使用中应注意的事项
发电机在运行过程中存在着一定的危险性。首先,因为机器运行时会产生大量的热能,水箱内部水温过高压力增大,所以在工作过程中禁止打开水箱盖,以免对人员造成伤害。其次,当机器进行紧急停机操作后,一定要对机器进行系统报警消除,否则在下次使用发电机时,机器会自动认定为有故障,从而导致机器不能正常运作。再次,电网长时间稳定供电时,相关工作人员要定期对机器进行启动,并且使机器进行一定时间的适当运行,这种方式可以有效的使机器内部零件得到润滑,为机器的长期使用和耐用性提供保障[5]。最后,在操作发电机进行供电时,绝对不可以让机器超负荷工作,一旦发现机器过载运作时,要及时进行调整,以免对机器造成故障,影响使用年限和工作状态。
4结语
综上所述,发电机的操作和机器日常维护与保养是极为重要的。首先,在对发电机的使用前,工作人员要对机器进行仔细检查,确保机器能够正常启动。其次,在发电机启动时,工作人员要严格按照流程,
对机器进行逐步操作,决不能违规启动。最后,在发电机的保养和维护上,相关人员要定期的对机器进行更换配件,保障机器能够长久稳定的运行。
参考文献:
[1]庄智水.柴油发电机组常见故障分析及处理措施[J].水电站机电技术,2019,42(04):58-61.
[2]蔡亚勤.大型应急柴油发电机组检修及维护保养措施分析[J].机电信息,2019(21):71-72.
[3]王强.柴油发电机维护面临的问题及优化建议[J].通信电源技术,2019,36(S1):285-286.
[4]鲁冠男.军用通信车辆车载供电监控系统的设计[D].安徽理工大学,2015.
[5]王文涛,于双岭,兰江磊.柴油发电机的运维和常见故障处理[J].科技视界,2015(06):63,237.
AE300E4-C发动机系统原理和维护提示
张宇庆
(中国民航飞行学院广汉分院,广汉618307)
摘要:奥地利AE公司的AE300E4-C发动机在国内主要用于钻石NG系列飞机,由于该机型较新,发动机可获取的技术资料较少,其使用及维护特性还在研究。本文通过分析该发动机各系统构成和基本原理,提出维护提示,转变人员活塞发动机固定维修模式,提高人员的维修能力,降低飞机维修风险。
关键词:AE300;发动机;原理;维护提示
图2进气系统控制原理
图1EECU 交联和控制的部件和机构
外界空气
进气总管
进气温度传感器#1/#2
进气压力传感器#1/#2
涡轮增压
废气活门
增压作动器
EECU
G1000系统PFD 显示:
ECU A 故障、ECU B 故障
电热塞工作情况
燃油压力、
滑油压力操作面板:ECU VOTER L/R ECU 测试按钮
MFD 综合显示:
螺旋桨转速、发动机功率
滑油压力、滑油温度冷却液温度、齿轮箱温度燃油流量
广汉飞行学院招生EECU (ECU A 和ECU B )
作动器:燃油喷嘴、电热塞低压燃油泵、增压作动器共轨压力控制活门调速器作动器高压泵燃油计量组件
传感器(单通道):曲轴#1/#2凸轮轴#1/#2进气温度#1/#2进气压力#1/#2功率杆#1/#2
传感器(共用):燃油共轨压力冷却液温度滑油温度、
滑油压力齿轮箱温度、
燃油压力燃油温度
图3燃油系统控制循环
只有一个低压泵是工作的,在低压泵和高压泵之间有一个燃油滤,能够清除运行过程中可能出现的污染。系统在高压泵进口处测量燃油温度和压力,在检测到压力损失的情况下,EECU会自动切换ECU通道控
24366psi的压力向燃油共轨和喷嘴提为了确保所需的燃油量被压缩,装有燃油计量组部分过量燃油用于高压泵的冷却和润滑,过量的燃油被加热并通过回流管回流到油箱中。提供螺旋桨变距的滑油,滑油流经齿轮箱、
和回桨储压器。
1.6冷却系统
冷却系统为发动机各部件进行冷却,主要部件为水泵、温控活门、滑油/冷却液热交换器、散热器、
热器和管路。
水泵是一个旋叶泵,由发动机后部的多楔带驱动,已吸收热量的冷却液抽出进行循环散热。
循环和小循环,在小循环中,冷却液流经滑油
发动机零件目录(IPC)可阅读性较差,部分零部件未列出,同时还存在与飞机实物不符的情况,其件号的主要参考依据为飞机设计图纸。维修人员应及时收集类似问题,避免航材订错、领错、装错。
2.2航线、定检维护工作
①发动机滑油消耗量很小,要求不大于0.1l/h,如果航线检查时发现消耗异常,应及时对滑油系统进行检查。②进行齿轮箱维护工作时,应在释压活门上挂“禁止拆卸”的标签,避免误拆;齿轮箱油检查时油液应高于齿轮箱油检查窗的1半,正常情况不应消耗;因通电打开发动机开关后储压器的油液会回流,所
以检查标准不应按照通电打开发动机开关后再检查,应以发动机正常停车冷却后的量为准;更换了齿轮箱滑油,地面试车后因整个系统充分进油,齿轮箱油可能不足,需要再次检查。
③当发动机很热时不要卸下冷却液膨胀水箱的口盖,水箱里有加压高温冷却液,高温冷却液会对人体造成伤害;冷却液膨胀箱压力测试要先拆卸硅酸盐包和滤网,如果充气时压力表指示不降,禁止立刻拆卸口盖,应将冷却液从打气设备的泄压活门放掉待降压后再重新添加冷却液;冷却液更换时发动机因处于冷却状态,温控活门未开起,地面试车时将温度升高以打开温控活门将大循环填充满,停车冷却后再次添加冷却液至正常液位。
④回桨储压器充气前必须通电并打开发动机开关,确保储压器电磁阀打开;在螺旋桨、调速器、储压器及其相关管路拆装工作过程中,禁止通电并打开发动机开关。⑤燃油系统维护时建议将低压泵跳开关拔出,否则通电并打开发动机开关会使低压泵会处于工作状态。
⑥公制、英制紧固件都存在,同时该发动机的螺帽、螺栓力矩值偏大,一定要对合适的工具,避免紧固件滑丝、损坏的情况。
⑦发动机某些部位存在一次性螺栓,每次拆卸必须报废,安装新件时若未按规定的力矩或角度完成拧紧工作,必须报废后再使用新件。
⑧发动机空间狭小,发动机管路、导线、电缆排布密集,外部容易出现磨损,定检时应加强检查。各管路、电缆的间隔尤其重要,捆扎和固定要求较高。
2.3地面试车提示
①发电机开关接通电热塞,当处于开位时起动发动机,不会出现起动困难。
②ENGINE GLOW并非每次打开发动机开关都会出现。
③更换发动机全新喷嘴后的初次地面试车可能出现起动困难,需多次尝试起动。
④在ECU测试完成前,若释放“ECU TEST BUTTON”按钮或操纵功率杆,将终止测试程序,ECU测试过程中可能会出现发动机抖动。
⑤关车时建议将功率杆放置慢车,放置于10%功率停车会导致个别螺旋桨顺桨。
⑥除应急情况外,禁止采用关闭燃油选择活门的方式进行关车。
⑦选装了空调的飞机,关车前注意先关闭空调开关,否则可能导致空调发电机调压器故障。
⑧发动机开关要在总电门关闭前关闭,否则会触发ECU备用电瓶,导致低压泵和ECU一直工作。
2.4典型的发动机故障
①发动机1#汽缸和排气管连接的螺桩松动和脱落的故障,经厂家建议更换新螺桩并在螺桩上涂抹螺纹密封胶后故障消失,可能原因为螺纹密封胶失效。
②螺旋桨调速器故障,已发生多起,主要故障为不能回桨、最大转速位卡阻导致螺旋桨转速不能变化的故障,此类故障存在偶发性,与调速器内部机构和ECU的控制相关,目前仍为完全消除。
③地面试车ECU fail故障频繁,检查后实际为假故
障,消除代码后试车正常。
④右发动机除冰支架断裂,已发生多起,目前仍未解决该问题。
⑤出现冷却液液位低警告,主要为管路排气不彻底,误以为冷却液已加够。
⑥某些发动机齿轮箱磁堵会发现块状金属屑,经厂家建议后监控检查。
⑦涡轮废气活门控制杆漏气,为膜盒组件本体故障。
⑧双质量飞轮安装机匣后部堵盖缺失,安装新件时可
以采取措施使其固定牢靠。
⑨双质量飞轮毂盘定位销钉松动、卡死,出现后必须更换双质量飞轮,此故障在拆装毂盘时应特别注意。⑩发动机前减震垫渗油故障,厂家已采用新型发动机减震垫。
11〇发动机喷嘴罩防火漆脱落严重,厂家已进行改进,
使用新型的防火树脂进行替换。
12〇涡轮增压器位置的滑油管路接头处存在轻微渗油的情况,主要为密封垫性能降低造成。
13〇慢车状态下低压泵故障或切断供油出可能导致发动机停车,此为发动机ECU切换通道和低压泵时,由于发动机转速较低,燃油的重新供应时间不能满足发动机的连续正常工作造成的,若发动机转速较高,切换后发动机会出现掉转燃油回复至当前油门的正常转速。
14〇单侧发电机输出电压和电流相对对侧输出较低,高转速状态出现发电机失效警告,排查该发和对侧发动机上电压输出的各部件、机身电源系统各部件,多次进行地面试车验证,最终检查发现该侧的发电机输出接线片(位于机身下部)存在问题。
3结语
DA42NG飞机在国内的使用和维护仍处于初始阶段,同时基于汽车发动机改装而成的航空发动机维护经验还处于积累、摸索阶段,全新的技术和新的发动机观念让通航领域有了新的认知,需要持续不断的研究AE300系列发动机工作原理及维护特性,提出预防措施,确保飞行安全。
参考文献:
[1]Austro Engine Maintenance Manual E4Series.Doc.No. E4.08.04.(R28).
[2]Austro Engine Installation Manual E4Series.Doc.No. E4.02.01.(R21).
[3]Austro Engine Operation Manual E4.Doc.No.E4.01.01.(R20).
[4]DA42NG AIRPLANE MAINTENANCE MANUAL.Doc.No. 70215.(R4).
[5]DA42NG AIRPLANE FLIGHT MANUAL.Doc.No.70116e.(R4).