周九来

摘要：SR20飞机是我分院主力训练机型，其故障率的高低不仅关乎飞行安全更直接影响飞行训练进度。根据近年来该机型故障统计分析，点火系统故障停场率较高。常见的故障现象有发动机抖动、磁电机不工作、磁电机调转多调转超差或者不掉转、EGT或CHT偏低等，因此对该机型进行全面具体的点火系统故障机理分析并结合实际排故案例，整理故障现象、故障原因并汇总排故及预防方法，为后续该机型点火系统维护提供便利是十分重要的。

关键词：点火系统;故障分析;预防

Abstract： SR20 aircraft is the main training model of our institute. Its failure rate is not only related to flight safety， but also directly affects the flight training schedule. According to the fault statistics and analysis of this model in recent years， the fault stop rate of ignition system is high. Common malfunctions are engine jitters， magneto does not work， magneto jerked back more super poor or do not turn， EGT or CHT is low， etc.， thus sweeping specific ignition system of the aircraft fault mechanism analysis and combined with the actual troubleshooting cases， failure phenomenon， failure reason and summary troubleshooting and preventive methods， provide convenience for the follow-up the aircraft ignition system maintenance is very important.

Key words： ignition system;failure analysis;prevention

0  引言

点火系统是活塞发动机重要的工作系统，其性能的好壞对发动机的正常工作有很大影响，轻则发动机抖动，重则空中发动机停车，引发严重安全事故。本文以SR20飞机点火系统为例，对点火系统的组成及原理进行了简单介绍，对故障现象、机理、解决方案进行了全面系统的分析和总结，结合实际维护经验提出预防措施，对保证该机型发动机正常工作有重要意义。

1  SR20机型点火系统的组成及工作原理

点火系统是由点火电门、磁电机、高压导线、电嘴组成的。点火电门是控制磁电机工作的开关，磁电机负责在每个气缸压缩行程上死点前24°产生最高电压并由高压导线传送给各气缸电嘴，足够高的电压击穿电嘴中央极[2]和旁极之间的空气产生电火花，点燃气缸内的油气混合气，燃烧后的气体膨胀做功推动活塞往复运动，从而带动发动机曲轴和飞机螺旋桨旋转。

2  SR20机型点火系统各大部件功用及故障点

2.1 点火电门

2.1.1 点火电门的功用  点火电门是用来控制磁电机工作的，如图1所示，当点火电门置于OFF位时，左右两个磁电机的P导线均已接地，磁电机不产生高压电也就是磁电机不工作;当点火电门置于L位时，左磁电机P导线断开，右磁电机P导线接地;当点火电门置于R位时，右磁电机P导线断开，左磁电机P导线接地;当点火电门置于BOTH位时，双磁电机P导线均断开，双磁同时工作，为各气缸电嘴提供高压电。当点火电门置于START位时，发动机由起动机启动爆发。

2.1.2 点火电门的故障点  点火开关磨损，磁电机钥匙磨损，点火开关触点磨损、脏污、锈蚀、松动、点火开关罩杯磨损、锈蚀、变形，点火开关接线端子磨损、锈蚀、松动，P导线断，磁电机电容接线片松动接触不良，磁电机电容接线片与磁电机壳体接地，这些故障点会导致故障现象有磁电机钥匙卡不住，钥匙在非OFF位能拔出，磁电机不掉转，磁电机不接地无法停车，磁电机不工作等。

2.2 磁电机

2.2.1 磁电机的功用  SR20飞机使用的是两个型号为S6LSC-25的左旋磁电机[1]，左右磁电机都有冲击联轴器，右磁装有转速传感器。磁电机的作用就是在发动机工作中，当曲轴转到最有利的提前点火角度时，为电嘴提供最高的电压而产生强烈的电火花[2]，点燃混合气，使发动机获得最大功率。磁电机定时包括内定时和外定时，定时的准确性直接影响发动机功率输出。磁电机内定时如图2所示，分电盘齿轮红心标记位于正中间，将磁电机内部各机件的配合关系调整到使磁电机能够产生最高电压的状态[3]。磁电机外定时就是磁电机内定时产生最高电压时，恰好对准发动机一号缸的活塞运动到压缩行程上死点前24°的位置（如图3所示，在压缩行程上死点前，定时销插入1缸下部电嘴，旋转螺旋桨使活塞顶到24°定时销，螺旋桨转不动的位置），外定时角度检查工具由定时灯和倾角仪共同完成，定时灯如图4所示，LMAG线接左磁电容，RMAG线接右磁电容，中间GND为接地线，1缸压缩行程上死点前24°位置找好后，安装磁电机并轻轻旋转观察磁电机对应位置的定时灯由不亮到刚刚稳定闪亮的位置，即为断电器触点初断位，完成磁电机的内外定时，磁电机此时产生高压电。倾角仪安装位置如图5所示，安装好磁电机后，打开倾角仪，回零位，顺着螺旋桨旋转方向先把定时灯扳亮，释放磁电机冲击联轴器后，往相反的方向扳转螺旋桨将定时灯扳灭，再沿螺旋桨旋转方向轻拍螺旋桨直到定时灯刚亮为止，记录倾角仪读数，如图6所示箭头向下，就是提前点火角度相对于基准24°位置下偏1.8°，提前点火角度为25.8°，可以顺着螺旋桨旋转方向扳转磁电机将定时角度调小到24°位置，按上述步骤重新检测实际提前点火角度。规定单磁提前点火角度24±1°，调转不能大于150转，双磁提前点火角度差值小于1°，调转差不能大于50转，内外定时必须同时准确，才能保证磁电机正常工作。

2.2.2 磁电机的故障点  外定时角偏大或偏小，双磁外定时不同步，磁电机内漏，磁电机壳体裂，磁电机本体故障，磁电机转速传感器故障，这些故障点会导致单磁调转多、不掉转、双磁调转超差、单磁停车、磁电机不工作、转速不稳定或异常等故障现象。

2.3 高压导线

2.3.1 高压导线的功用  高压导线负责将高压电从磁电机输送到点火电嘴。

2.3.2 高压导线的故障点  高压导线击穿、断裂、屏蔽层破损、端头锈蚀，导致故障现象一般都是连锁反应，磁电机调转多同时EGT下降明显或异常、发动机抖动，通讯噪音大、无线电干扰。

2.4 电嘴

2.4.1 电嘴的功用  电嘴是用来产生电火花，可靠地点燃气缸内的空气混合气[1]。

2.4.2 电嘴的故障点  电嘴积碳、积铅、受潮、挂油，中央级烧蚀超标电嘴间隙大，中央级旁级粘连，中央级绝缘瓷管裂，这些故障点会导致发动机抖动，单磁电机调转多甚至停车，EGT或CHT下降明显或异常等现象。

3  SR20机型点火系统实际排故案例分析

3.1 左磁不掉转

针对这个故障现象分析故障原因，左磁位时右磁电机可能无法接地所以继续工作或者右磁电机一直不工作。排故措施：试验右磁电机调转情况以及点火开关置于OFF位，发现右磁位调转正常，OFF位無停车趋势，因此判断故障原因是右磁电机无法接地，锁定故障点磁电机P导线或点火电门。经目视检查右磁电机电容接线片断裂（磁电机电容接线片位置如图7橘色中间螺栓）更换接线片，试车恢复正常。案例拓展：如果目视检查右磁电机电容接线片、P导线外观均正常，那么拆下点火电门，检查触点、罩杯等故障点是否出现磨损、锈蚀等异常情况，必要时更换相应组件重新试车检查。

3.2 右磁不掉转，左磁位停车

针对这个故障现象可以快速判断故障原因是左磁电机不工作。依照由小到大、由简到繁的排故顺序，锁定故障点左磁电机接线片与磁电机壳体接地、磁电机本体故障、左磁电机控制的六个电嘴或高压导线同时故障（几率太低，暂不考虑）。经检查发现左磁电机接线片与磁电机壳体接地，电容储存的电能直接通过壳体接地，所以高压线圈无法产生高压电。调整接线片与壳体的相对位置，断开搭接，试车检查左磁电机工作正常，故障排除。通过这个案例发现，看似大问题，其实是由小问题造成的，所以排故时要熟练掌握从现象到原因再到点，由简到繁，达到快速排故的目的。

相似案例拓展：检查发现磁电机P导线无意外接地现象，锁定故障点磁电机本体故障，更换磁电机后试车正常。

3.3 左磁位掉转超限，发动机抖动，三号缸EGT下降明显

针对这个故障现象分析故障原因，发动机抖动的原因是各个气缸爆发时压力不均匀，左磁电机控制左边汽缸上部电嘴和右边汽缸下部电嘴点火，右磁电机控制右边汽缸上部电嘴和左边汽缸下部电嘴点火，右磁位正常说明三号缸密封性以及三号缸上部电嘴点火均正常，因此锁定故障点三号缸下部电嘴或高压导线。措施：拆下三缸下部电嘴进行检查，发现电嘴中央级烧蚀超标，点火性能弱，更换新电嘴试车检查正常。

相似案例拓展：更换新电嘴后故障还未排除，检查三号缸下部高压导线，发现有击穿痕迹，由于高压导线较长，内部可能存在多处击穿，所以更换整个左磁电机高压导线，试车检查正常。从此种高压导线击穿案例发现，大多电嘴中央极烧蚀较重，电嘴间隙较大。

3.4 左磁掉转超限

针对这个故障现象，试车发现左磁掉转180，右磁110，发动机无抖动现象，各气缸EGT、CHT并无明显下降，说明各缸电嘴和高压导线正常，因此锁定故障点，左磁电机外定时角不准或磁电机本体故障（可能性较小）。措施：将左磁电机压紧螺帽稍微松些，将磁电机逆着螺旋桨旋转的方向偏转一些，增大提前点火角，拧紧压紧螺帽，试车检查左磁调转正常。相似案例拓展：左磁掉转400，各缸EGT均下降多，右磁掉转正常，由于左磁电机掉转较多，锁定故障点左磁定时偏差较大或者磁电机本体故障。措施：拧开左右磁电机观察孔堵盖，地面转动螺旋桨直到右磁分配齿轮的红心标记出现在观察孔的中心位置，如图2所示。检查此时左磁观察孔的中心位置是否出现分配齿轮的红心标记，结果发现红心标记在中间位置，说明左磁定时没有问题，锁定故障点左磁本体故障，更换左磁电机试车检查正常。

3.5 双磁掉转均不超限，但是双磁掉转差值大于50转

针对这个故障现象，试车发现左磁掉转90，右磁掉转40，发动机无抖动现象，各气缸EGT、CHT并无明显下降，说明各缸电嘴和高压导线正常，因此锁定故障点，左右磁电机外定时角不同步。因为左右磁调转均不大于150转，所以可以只调整一个磁电机的外定时角，让该磁电机与另外一个磁电机外定时同步。原则上以掉转值在50到100转的磁电机为基准，调整掉转小于50转的磁电机外定时角。措施：将右磁电机压紧螺帽稍微松些，将磁电机顺着螺旋桨旋转的方向（如图5所示螺旋桨旋转方向为逆时针）偏转一些，减小提前点火角，利用定时销、倾角仪、定时灯按2.2.1所述方法调整并检测磁电机提前点火角，保证单磁和双磁提前点火角度均在标准范围。重新试车检查左磁掉转70，右磁60恢复正常。

综合3.4与3.5类型的外定时角故障案例发现，增大提前点火角可以减小该磁电机调转，减小提前点火角可以增加该磁电机调转。如果单磁掉转150至200左右的，另一个磁电机掉转正常的，可优先考虑该磁电机外定时角偏小，按3.4排故措施进行操作;如果双磁掉转超差但均不超150，优先考虑掉转较小的磁电机外定时角偏大，按3.5调整措施调小外定时角，试车检验。

3.6 无线电通讯干扰

由故障现象分析故障原因，点火系统带有高压电的屏蔽层破损会导致无线电通讯杂音等问题，锁定故障点高压导线、电嘴、磁电机。由于高压导线防波屏蔽层容易受到扭曲、碰磨、老化等外力影响，电嘴和磁电机壳体为钢制不易破裂，几率较低。措施：检查六个气缸所有高压导线，发现5缸下部高压导线屏蔽层破损，使用防波胶带修理绑定后，无线电通讯正常。

3.7 磁电机钥匙在非OFF位能拔出

该类型故障一般都时点火开关或者磁电机钥匙日久磨损导致，快速锁定故障点，检查确实磨损超标，更换点火开关或者钥匙即可。

4  SR20机型点火系统故障预防总结

4.1 高压导线击穿故障预防

针对高压导线击穿案例，在外场飞机维护中发现对应连接的电嘴大多有电极烧蚀较多，电嘴间隙较大，高压导线需要承载更高的电压才能击穿电极间的空气跳火，长期如此就容易造成高压导线击穿。因此，日常电嘴维护检查中对电极电蚀量超过新电嘴电极 1/2的电嘴进行更换，小于1/2的用电嘴间隙专用调整工具将电嘴间隙调整到规定值：0.40mm[2]。

4.2 高壓导线破损及断裂故障预防

安装高压导线时注意不要和发动机其他部件（尤其是金属部件）碰磨;由于高压导线较长，对高压导线进行绑扎固定时弯曲角度尽量圆润，避免直接弯曲180度造成应力集中，加速高压导线疲劳断裂;当拧紧点火电嘴上的高压导线接头螺帽时，使用7/16英寸的扳手固定高压导线绝缘套管螺帽防止扭曲。

4.3 电嘴引起的发动机抖动故障预防

根据日常发动机抖动故障记录，绝大部分抖动是由电嘴性能不良造成的。定检中清洁电嘴的积碳积铅，拆装电嘴做好防范，不要摔落电嘴造成中央级绝缘瓷管破裂，意外掉落的电嘴直接报废;飞机慢车位不要停留太久，停车前推油门杆至2000转以上清洁积碳。

4.4 磁电机P导线接线片故障预防

用扳手拧紧接线片固定螺帽后，注意P导线要处于放松状态，以免过紧受力断裂。

4.5 磁电机故障预防

安装磁电机前先找压缩行程上死点，再利用定时销确定上死点前24°，密封垫安装到位。定检中用食指和拇指尖部按压分电器齿轮轴，并径向移动转轴以检查分电器齿轮轴衬套和分电器间是否有侧向间隙[3]。如果分电器齿轮轴衬套松动，更换磁电机。定期在高压导线端子上涂抹 MS-122AD Teflon 喷雾，防止端子锈蚀造成接触不良，电嘴跳火差。

4.6 点火电门故障预防

定检工作中注意检查罩杯和接线端子板组件的磨损或锈蚀状况，损耗超标的直接更换;用棉签蘸取异丙基酒精清洁罩杯和触点[2]，并在点火电门的触点和罩杯以及所有触点接触区域上涂一薄层润滑油，防止锈蚀磨损造成接触不良，点火电门控制失效。

5  结语

本文从飞机实际运行故障入手，根据故障现象分析故障原因，根据故障原因快速锁定故障部位，理论分析加排故实践，针对不同故障现象制定最有效的排故措施，为后续该机型点火系统维护提供便利;以故障机理与飞机实际故障情况为依据，提出故障预防措施，降低故障发生率，保障飞行安全的基础上提高飞机利用率。

参考文献：

[1]赵廷渝，李卫东.航空活塞动力装置[M].西南交通大学出版社，1999.

[2]民用航空器维修人员执照基础培训教材.

[3]唐庆如.活塞发动机[M].北京：兵器工业出版社，2007.