通用航空活塞发动机常见点火系统简介

丁素芬

（中国民用航空飞行学院，四川 广汉618307）

点火系统是活航空塞式发动机的重要系统，其工作的状况直接影响到发动机的起动性能、功率、经济性及工作的可靠性，因此点火系统可以比拟为发动机的心脏。了解常见点火系统的组成、工作原理及常见故障对机务工作者分析和排除发动机相关故障具有事半功倍的指导性意义。

1 点火系统的组成和工作原理

1.1 点火系统的组成

常见航空活塞发动机点火系统由磁电机、磁电机/起动开关、起动振荡器，点火电嘴、高压导线等组成[1]，如图 1 所示。

图1 常见点火系统

（1）磁电机。磁电机安装在发动机附件机匣上，由发动机带动工作，利用电磁感应原理产生高压电，并适时地将高压电通过高压导线按照点火次序分配到各个气缸，供电嘴产生电火花。

现代航空活塞发动机上通常装备两个磁电机，两个磁电机相互独立地工作。一是提高每个气缸的点火能量，提高火焰传播速度，改善发动机的功率和经济性；二是保证发动机工作可靠，一旦某个磁电机发生故障不能产生高压电，另一个磁电机仍能产生高压电，使发动机继续工作。D6LN-3200磁电机是一种复式磁电机，即两个磁电机装在同一个壳体内，因此一台发动机只需要一台磁电机。

（2）磁电机/起动开关。位于飞机驾驶舱，用来起动发动机和操纵磁电机工作。磁电机／起动开关有五个位置[1]，如图2所示。

图2 起动开关

起动位用于起动发动机。发动机爆发后，钥匙自动跳到双位，双位表示两个磁电机都工作，右位指右磁电机工作，左磁电机不工作，左位则相反，关位表示两个磁电都不工作。

正常工作时，磁电机开关位于双磁位，两个磁电机都工作。单磁位（左或右）仅用于地面发动机试车时对磁电机工作性能进行检查，即检查磁电机单磁掉转，方法如下：将发动机转速调整到某一较大转速（如2000 r/min），稳定工作后，将磁电机开关从双位转到左或右位，发动机转速将下降但工作平稳；然后把磁电机开关转到双位。单磁工作时，由于每个气缸只有一个电嘴工作，燃烧速度减慢，发动机的功率有所下降，表现为转速的下降。停车后，磁电机开关必须放在关位，否则扳转螺旋桨时极易导致磁电机点火，使发动机重新爆发造成危险。

（3）起动振荡器。由电瓶供电，结合磁电机上的延时触点一起工作，在发动机起动时帮助磁电机产生高压电。

（4）点火电嘴。安装在气缸头上，由高压导线与磁电机连接。其功用是利用磁电机产生的高压电击穿空气，产生电火花，点燃气缸内的混合气。

电嘴主要由钢心、外壳、绝缘体和隔波套管组成，如图3所示。钢心杆上部与高压导线相连，下部焊有中央极；外壳下部焊有2个旁极，旁极与中央极间的间隙叫电嘴间隙。当高压电输送到电嘴时，在中央极与旁极间形成了很高的电位差并使电嘴间隙之间的气体发生强烈的电离，产生电火花。

图3 电嘴

（5）高压导线。高压导线连接磁电机和点火电嘴，作用是将磁电机产生的高压电传输到点火电嘴。导线由四层组成，由外向里分别为硅树脂橡胶层、金属编织层、硅树脂绝缘层和不锈钢丝芯线。其具有很好的耐磨性和韧性，其中的金属编织层还起到隔波的作用，防止点火系统对飞机无线电的干扰。导线的构造如图4所示。

图4 导线

1.2 点火系统的工作原理

起动时，磁电机开关放在起动位，起动电路接通，起动机工作，带动曲轴转动。此时右磁电机接地，不工作；左磁电机工作，借助起动振荡器和延时触点产生高压电，提前点火角比正常的提前点火角小。发动机爆发后，松开钥匙，磁电机开关自动跳到双位，起动线路断开，两个磁电机同时工作。正常工作期间，磁电机开关都在双位。磁电机产生的高压电通过高压导线传输到点火电嘴，在电嘴的中央极与旁极间形成了很高的电位差并使电嘴间隙之间的气体发生强烈的电离，产生电火花。左磁电机管左排气缸的下部电嘴和右排气缸的上部电嘴；右磁电机管右排气缸的下部电嘴和左排气缸的上部电嘴[1]。单磁位仅用于在地面发动机试车时对磁电机工作性能进行检查，即检查单磁工作时磁电机掉转是否在规定的范围内。

2 点火系统常见故障

2.1 磁电机故障

（1）断电器间隙不正常和断电器触点接触不良。断电器间隙过大过小时，会使二次线圈电压降低，火花减弱，引起磁电机掉转过多，发动机功率下降。断电器触点接触不良，会使接触电阻增大，断电时的低压电流减小，二次线圈电压减小。造成接触不良的主要原因是触点间进入油污和发生金属转移。

（2）线圈绝缘性变差。会使线圈和壳体之间以发生放电现象，使磁能损失增大，二次线圈电压降低。检查单磁时会发现掉转过多，可看到线圈放电部分烧黑。线圈绝缘性变差的主要原因是线包受潮和温度过高。

（3）分电盘裂纹。产生裂纹后，在裂纹处会发生漏电现象，也使二次线圈电压降低，影响电嘴跳火。

（4）磁电机定时不准。会使提前点火角过大或过小，都会使发动机的功率和经济性下降。

2.2 电嘴故障

（1）电嘴挂油积炭。主要是长期过富油或涨圈磨损，大量滑油进入燃烧室造成的。在使用中当小转速时间过久时也易造成电嘴挂油积炭。

（2）电嘴积铅。使用含铅量高的汽油和在贫油巡航状态长时工作易积铅。

（3）电嘴受到碰撞及电嘴间隙变化或瓷绝缘体损坏，使电嘴内部漏电。

2.3 高压导线故障

（1）高压导线绝缘体被击穿，使其绝缘性能变差。

（2）高压线接触不良。如高压线与分电桩之间，高压线与电嘴之间等。

（3）防波套破损，干扰飞机无线电。

3 结束语

本文详细介绍了常见航空活塞发动机点火系统的组成、工作原理和常见故障，实践证明结合本文的一些观点和结论在排除航空活塞发动机点火系统故障中会达到事半功倍的效果。

[1]TB20 aircraft maintenance manual[C].Issued by Scotta aircraft company，Apr.2010.