一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法技术

本发明专利技术介绍了一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，解决Cirrus SR20飞机慢车停车故障，包括进行TCM IO‑360‑ES发动机主用泵性能筛选，通过慢车工作点稳定程度决定是否更换；以减小辅助泵对主用泵影响程度为目的，进行正常慢车状态下发动机最佳基准工作点的优化设置；以发动机性能实时掌控为目的，在运行实践中对飞机‑发动机燃油系统的综合性能进行监控检查。本发明专利技术可便捷监控主用泵基准工作点偏移情况，对发动机性能实时掌控；参数设置有据可循，排故换件有的放矢，提高了排除SR20飞机慢车停车故障的可靠性。

A reliable way to eliminate the breakdown of aircraft idle parking

【技术实现步骤摘要】
一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法
本专利技术涉及一种航空器维修技术，特别是一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，更具体涉及排除CirrusSR20飞机慢车停车故障的方法。
技术介绍
美国CirrusDesign公司生产的SR20飞机号称“空中宝马”，采用整机复合材料结构并配备有整机降落伞系统，具有卓越的飞行品质和较高的安全性，在私人用途和飞行培训等方面获得了广泛的应用，Cirrus公司的SR系列飞机在全球的保有量已超过6000架。CirrusSR20飞机配置了美国TCM公司生产的IO-360-ES型航空活塞发动机，在运行中经常出现发动机地面慢车停车故障，特别是多次在飞机着陆后脱离跑道过程中出现发动机停车，给飞行员带来很大的心理压力。CirrusSR20飞机及发动机燃油系统中一共有两个供油泵。一个是位于飞机燃油系统中的电动燃油增压泵（以下称辅助泵），该泵只在需要的时候人工打开起辅助供油作用；另一个是位于发动机燃油系统中的发动机驱动燃油泵（以下称主用泵），是该型发动机燃油控制系统的核心部件，是发动机工作过程中的主用油泵，其特定转速时的输出油压决定了发动机的基准工作点。在安装逻辑上辅助泵位于主用泵之前，辅助泵输出的燃油经主燃油滤过滤后进入主用泵。CirrusSR20飞机维修手册中规定辅助泵的输出压力应在4-6psi之间，TCMIO-360-ES发动机手册中规定的主用泵基准工作点范围是在600rpm时主用泵输出油压应在7-9psi之间，手册及厂方相关技术文件中仅对主、副油泵输出油压正常规定范围做出了规定，对主、副油泵输出压力之间的对应关系并未做出额外的说明和要求。CirrusSR20飞机在运行实践中经常出现的发动机慢车停车有三种表现形式：一是飞机落地后收油门至慢车状态然后发动机停车，即“落地停车”，这种发动机停车出现在飞机刚落地脱离跑道的过程中，由于刚刚着陆，如果停车故障早出现几分钟那时飞机还在着陆进近中，对单发动机的CirrusSR20飞机而言将是极大的安全威胁，所以这种“落地停车”给飞行员带来很大的心理压力；二是地面开启辅助泵后发动机转速持续降低直至停车，即“打泵停车”；三是关闭辅助泵瞬间发动机停车，即“关泵停车”。慢车停车是CirrusSR20飞机上的固有故障，尽管CirrusSR系列飞机在全球的保有量已超过6000架，但多年来这个问题一直未能得到有效解决；TCM作为全球性的航空活塞发动机制造公司，其产品也并不唯一地使用在CirrusSR系列飞机上，且多采用原理相似的发动机燃油喷射系统，但TCM公司对其发动机运行中频繁出现的慢车停车故障的发生机理也未有揭示。航空维修工程领域内对采用TCM燃油喷射系统相关发动机的慢车停车故障的排除方法也无学术报道。由于故障原因不明，运行实践中频繁出现的发动机慢车停车故障给飞行员带来巨大心理压力，而维修技术人员对此也只能是大量更换故障发动机上燃油系统相关部件，带来了巨大的人力物力损失，也带来较大的飞行安全风险。而故障机理不清，难以对发动机出现空中停车的几率进行风险评估，基于安全考虑，政府适航监管部门针对某航空运行单位SR20机队频繁出现发动机地面慢车停车的运行状况暂停了其SR20机队的运行直至采取有效措施。通过运行实践中对CirrusSR20飞机“落地停车”、“打泵停车”、“关泵停车”等慢车停车疑难故障的发生机理的深入研究和长时间的实践验证，本专利技术对可靠解决CirrusSR20飞机的慢车停车故障给出了便于工程实践操作的判断标准和执行方法，而且由于涉及到对TCMIO-360-ES发动机主用泵性能的筛选判断，故本专利技术所公布的技术方案对其它采用TCM发动机燃油喷射控制系统的机型上解决类似故障具有较大借鉴意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，更具体涉及排除CirrusSR20飞机慢车停车故障的方法，可靠解决CirrusSR20飞机在正常运行中频繁出现的“落地停车”、“打泵停车”、“关泵停车”等顽固性慢车停车疑难故障；本专利技术进一步解决的技术问题还包括以预防TCMIO-360-ES发动机各类慢车停车故障为目的的便于在CirrusSR20飞机上对飞机-发动机燃油系统综合性能进行监控判断的操作方法和参数标准，达到实时跟踪监控发动机性能状况、及早发现故障趋势、以较高可靠性解决CirrusSR20飞机顽固性慢车停车故障的目的；本专利技术更进一步解决的技术问题还包括在满足上条的基础上兼顾经济性，对不能通过性能检测的拟淘汰的高价部件例如发动机驱动燃油泵进行性能优化，恢复其使用价值。为了实现解决上述技术问题的目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，具体用以解决CirrusSR20飞机慢车停车故障，包括如下步骤：第一阶段：以优胜劣汰为目的，进行TCMIO-360-ES发动机主用泵（发动机驱动燃油泵）性能筛选，通过衡量主用泵的慢车工作点稳定程度，决定是否更换该主用泵；本专利技术提出的在航空器运行环节对经出厂测试合格的主用泵进行以慢车（工作点）稳定性为指标的二次筛选，主要是在发动机地面试车中通过模拟飞机实际运行中发动机的各种使用状态、并以基准工作点漂移量作为量化指标来衡量主用泵的慢车工作点稳定程度；实际运行中飞机在起飞、降落阶段需要开启辅助泵，而辅助泵开启状态下主用泵回油油室燃油薄膜存在有推动慢车活门开度增大的附加力，所以在飞机全油门起飞时因开启辅助泵将使慢车活门开度进一步增大；对主用泵慢车稳定性的测试应模拟飞机实际运行状态使慢车活门开度尽可能最大，然后收回油门考察慢车活门复位至基准开度的能力；具体步骤包括：1）以尽可能小的起动转速起动发动机，如发动机温度及滑油温度低于该发动机技术手册温度规定值则按规定程序完成暖机操作；2）将发动机转速稳定在600rpm的标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，该油压在CirrusSR20飞机技术手册中称之为非计量燃油压力，设其为P1；必要时调整主用泵慢车油压调整螺钉使P1处于7-9psi之间；3）推油门至最大功率位并开启辅助泵即电动燃油增压泵，在全油门状态工作3-5s后收油门，在发动机转速约1500-2000rpm时关闭辅助泵；4）继续收油门至600rpm的发动机标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，设其为P2；5）计算P1和P2差值，设ΔP=P1-P2，差值越大说明该主用泵的稳定性越差，如ΔP≥2psi则可判定该主用泵的性能不能满足正常运行要求，更换该主用泵；第二阶段：以减小辅助泵对主用泵影响程度为目的，进行CirrusSR20飞机正常慢车状态下发动机最佳基准工作点的优化设置：按TCMIO-360-ES型发动机技术手册的规定，基准工作点设置是在600rpm的标定转速上进行的，但飞机运行中正常使用的慢车转速是800±50rpm，所以在600rpm设置好基准工作点后还须把发动机慢车转速调整为800±50rpm后飞机方可投入运行；工程实践表明600rpm时设置的混合比参数不适合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，具体用以解决Cirrus SR20飞机慢车停车故障，其特征是包括如下步骤：/n第一阶段：以优胜劣汰为目的，进行TCM IO-360-ES发动机主用泵，性能筛选，通过衡量主用泵的慢车工作点稳定程度，决定是否更换该主用泵；/n具体步骤包括：/n1）以尽可能小的起动转速起动发动机，如发动机温度及滑油温度低于该发动机技术手册温度规定值则按规定程序完成暖机操作；/n2）将发动机转速稳定在600rpm的标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，该油压在Cirrus SR20飞机技术手册中称之为非计量燃油压力，设其为P1；必要时调整主用泵慢车油压调整螺钉使P1处于7-9psi之间；/n3）推油门至最大功率位并开启辅助泵即电动燃油增压泵，在全油门状态工作3-5s后收油门，在发动机转速约1500-2000rpm时关闭辅助泵；/n4）继续收油门至600rpm的发动机标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，设其为P2；/n5）计算P1和P2差值，设ΔP= P1-P2，差值越大说明该主用泵的稳定性越差，如ΔP≥2psi则可判定该主用泵的性能不能满足正常运行要求，更换该主用泵；/n第二阶段：以减小辅助泵对主用泵影响程度为目的，进行Cirrus SR20飞机正常慢车状态下发动机最佳基准工作点的优化设置：/n改进步骤如下：/n1）起动发动机，如发动机温度及滑油温度低于该发动机技术手册温度规定值则按规定程序完成暖机操作；/n2）推油门至发动机转速1700±100rpm左右并持续10-15s清洁火花塞；/n3）收油门至800±50rpm的Cirrus SR20飞机正常运行慢车转速上检查贫富油，发动机转速变化量应为约70±10rpm；必要时调整慢车贫富油调整螺钉；/n4）调整后推油门至1700±100rpm左右持续10-15s清洁火花塞；/n5）再次收油门至800±50rpm，记录此时的发动机实际转速为N1，N1即为不开辅助泵时的实际慢车转速；开启辅助泵即电动燃油增压泵后，记录发动机实际转速为N2，N2即为开启辅助泵后发动机的实际转速；发动机转速改变量ΔN=N2-N1，应满足∣ΔN∣≤50rpm；/n6）如ΔN<-50rpm，则调高主用泵即发动机驱动燃油泵的输出油压，输出油压为非计量燃油压力；如ΔN>50rpm，则调低主用泵输出油压；每次调整后均重复执行第二阶段步骤2）至第二阶段步骤5）；/n7）收油门至600rpm的发动机标定转速上，检查主用泵输出油压应在7-9psi范围内，如超出该范围仍无法满足第二阶段步骤6），则更换辅助泵；/n8）更换辅助泵时应依据第二阶段步骤7）中主用泵的输出油压视情选择合适的辅助泵，如主用泵的输出油压大于9psi则选择换用输出油压偏下限的辅助泵，反之输出油压小于7psi需选择输出油压偏上限的辅助泵；更换辅助泵后需重复执行第二阶段步骤1）至第二阶段步骤7）进行再次调整；/n第三阶段：以发动机性能实时掌控为目的，在运行实践中对飞机-发动机燃油系统的综合性能进行监控检查：/n步骤如下：/n1）收油门至800±50RPM的正常慢车转速，记录此时的发动机实际转速为N3，N3即为不开辅助泵时的实际慢车转速；开启辅助泵即电动燃油增压泵后，记录发动机实际转速为N4，N4即为开启辅助泵后发动机的实际转速；发动机转速改变量ΔN2=N4-N3，应满足∣ΔN2∣≤50rpm，否则返回第一阶段和第二阶段；/n2）检查发动机在特定转速时的最低燃油流量：800rpm应不小于1.3gph、900rpm时应不小于1.4gph，否则返回第一阶段和第二阶段；/n3）维修中如更换辅助泵，需执行第二阶段。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可靠性高地排除飞机慢车停车故障的方法，具体用以解决CirrusSR20飞机慢车停车故障，其特征是包括如下步骤：
第一阶段：以优胜劣汰为目的，进行TCMIO-360-ES发动机主用泵，性能筛选，通过衡量主用泵的慢车工作点稳定程度，决定是否更换该主用泵；
具体步骤包括：
1）以尽可能小的起动转速起动发动机，如发动机温度及滑油温度低于该发动机技术手册温度规定值则按规定程序完成暖机操作；
2）将发动机转速稳定在600rpm的标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，该油压在CirrusSR20飞机技术手册中称之为非计量燃油压力，设其为P1；必要时调整主用泵慢车油压调整螺钉使P1处于7-9psi之间；
3）推油门至最大功率位并开启辅助泵即电动燃油增压泵，在全油门状态工作3-5s后收油门，在发动机转速约1500-2000rpm时关闭辅助泵；
4）继续收油门至600rpm的发动机标定转速上，记录发动机主用泵的输出油压，设其为P2；
5）计算P1和P2差值，设ΔP=P1-P2，差值越大说明该主用泵的稳定性越差，如ΔP≥2psi则可判定该主用泵的性能不能满足正常运行要求，更换该主用泵；
第二阶段：以减小辅助泵对主用泵影响程度为目的，进行CirrusSR20飞机正常慢车状态下发动机最佳基准工作点的优化设置：
改进步骤如下：
1）起动发动机，如发动机温度及滑油温度低于该发动机技术手册温度规定值则按规定程序完成暖机操作；
2）推油门至发动机转速1700±100rpm左右并持续10-15s清洁火花塞；
3）收油门至800±50rpm的CirrusSR20飞机正常运行慢车转速上检查贫富油，发动机转速变化量应为约70±10rpm；必要时调整慢车贫富油调整螺钉；
4）调整后推油门至1700±1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟现召，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：四川;51