CMI發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性在翼修復(fù)研究

王凱 蔣平清

摘要：基于現(xiàn)用的氣缸離位修理技術(shù)，針對(duì)存有缺陷的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)行修理和修復(fù)，開(kāi)發(fā)出一種新的維修工藝，以保證在位研磨實(shí)施過(guò)程中達(dá)到與現(xiàn)行氣缸壓縮性修復(fù)工藝等效的氣缸密封性恢復(fù)效果，使其壓縮性能恢復(fù)至新缸水平，較大程度減小維修周期并節(jié)約維修成本，并降低該型發(fā)動(dòng)機(jī)因氣缸壓縮性低所造成故障的可能性。

Abstract： Based on active cylinder off-location repair technology， in view of the defect for repair and repair of engine cylinder， it developed a new process of maintenance， to ensure implementation in the grinding process to achieve with the current cylinder compression repair process equivalent cylinder recovery in sealing effect， making its compression ability to a new level of cylinder compression performance. And it largely reduced the maintenance cycle and saved maintenance costs， and it reduced the possibility of fault of the caused by the low cylinder compression.

關(guān)鍵詞：氣缸;離位修理;密封性;故障

Key words： cylinder;off-location repair;sealing;fault

中圖分類號(hào)：U464? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0133-02

0? 引言

活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮性指的是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的密封性，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)下通過(guò)充氣測(cè)量的方式進(jìn)行檢查。發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)功率損失、燃油消耗增加等問(wèn)題，增加發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)難度，壓縮性過(guò)差甚至?xí)斐砂l(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定，對(duì)飛行安全造成威脅。

學(xué)院引進(jìn)的SR20機(jī)型使用的CMI發(fā)動(dòng)機(jī)，其設(shè)計(jì)和制造情況與之前學(xué)院使用的萊康明發(fā)動(dòng)機(jī)有明顯的區(qū)別，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)污染物控制方面，使用要求復(fù)雜、對(duì)燃油要求高。洛陽(yáng)分院自2012年開(kāi)展SR20初教機(jī)訓(xùn)練以來(lái)，使用國(guó)產(chǎn)100號(hào)航汽，因其鉛含量高，在2012年底起，機(jī)隊(duì)陸續(xù)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮性下降快的趨勢(shì)，到2013年底，機(jī)隊(duì)普遍出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的情況。隨后基于維護(hù)手冊(cè)、相關(guān)工程技術(shù)資料及廠方的技術(shù)支援，制定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮性修復(fù)工作單卡，內(nèi)容涉及拆卸/安裝氣缸、氣缸氣門導(dǎo)套清潔、氣缸氣門座研磨、氣門/氣門座尺寸測(cè)量、密封面檢查、氣門/氣門座研磨、氣缸/氣門座清潔、密封性靜壓測(cè)試和裝機(jī)壓縮性能測(cè)試等一系列維修工作，工作流程較多，且涉及發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸拆裝工作，程序較為復(fù)雜，增加了許多維修過(guò)程中的航材成本和人力成本。若在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一種在不拆除氣缸的情況下，直接對(duì)氣缸排氣門座和排氣門進(jìn)行密封性修復(fù)，既能減少維修所需的人力和航材成本，又能避免了在拆裝氣缸過(guò)程中可能造成的對(duì)其它部件損壞的可能性，迅速降低了因發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮性導(dǎo)致的故障停場(chǎng)率。

1? 密封性在翼修復(fù)的可行性分析及關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性在翼修復(fù)旨在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性修復(fù)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)操作工藝進(jìn)行程序的改進(jìn)和工藝的合理簡(jiǎn)化，開(kāi)發(fā)一種新的維修工藝、維修工具和設(shè)備，并對(duì)其改進(jìn)方案進(jìn)行可靠性評(píng)估，著重分析工藝改進(jìn)后的氣缸的工作性能和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的影響，以保證氣缸在位研磨實(shí)施工作達(dá)到與現(xiàn)行離位氣缸壓縮性修復(fù)工藝等效的氣缸密封性恢復(fù)效果，免去排氣管拆裝、氣缸拆裝等一系列附加維護(hù)工作，以極大縮減維修周期和維修成本，迅速降低因發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮性導(dǎo)致的故障停場(chǎng)率。

在可行性方面：洛陽(yáng)分院作為SR20飛機(jī)最大的用戶，該型飛機(jī)年訓(xùn)練飛行4萬(wàn)小時(shí)量，多數(shù)SR20飛機(jī)使用至1500小時(shí)左右均出現(xiàn)氣缸壓縮性衰減至最低滲漏值以下水平，均需要執(zhí)行拆裝氣缸、清潔檢查排氣門座和更換排氣門工作，開(kāi)發(fā)一種新的氣缸密封性修復(fù)工藝具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)緊迫性。目前現(xiàn)有的執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性修復(fù)所需的拆裝氣缸、更換排氣門和清潔檢查排氣門程序?yàn)檫M(jìn)一步執(zhí)行氣缸在翼密封性修復(fù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)和拓展思路，為新工藝下的氣缸密封性修復(fù)提供了參考依據(jù)和衡量標(biāo)準(zhǔn)。

在操作流程方面：要在不拆除氣缸的基礎(chǔ)上，對(duì)氣門和氣門座之間進(jìn)行在位研磨，同時(shí)要避免研磨過(guò)程中出現(xiàn)研磨不均勻、研磨量過(guò)大、研磨效果不佳、損壞接觸面等情況的發(fā)生，對(duì)操作工藝的要求極為嚴(yán)格，且對(duì)操作人員的操作水平要求較高。

在工具、設(shè)備、耗材的選用方面：需要尋找一種專用研磨劑并開(kāi)發(fā)專用工具和設(shè)備，以保證在研磨過(guò)程中氣門與氣門導(dǎo)套、氣門與氣門座之間的有效接觸和所需的適量的壓力，以避免造成氣門桿/氣門座研磨不均勻、尺寸超標(biāo)、氣門桿被工具損壞等。

改進(jìn)后的操作程序如下：

①拆下排氣門壓縮彈簧，并通過(guò)電嘴孔以適當(dāng)工具在排氣門面上涂抹研磨劑（320級(jí)），確保氣門桿和其它部位無(wú)研磨劑（可同時(shí)配合使用內(nèi)窺鏡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢查）;

②確保氣門面和氣門座有效貼合（可稍微施加壓力），使用合適的工具固定并夾緊氣門桿端頭（須格外小心以防止工具對(duì)氣門桿端頭造成損傷或損壞），并以適當(dāng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)氣門桿，通過(guò)氣門面與氣門座以及其間的研磨劑作用去除氣門座上的沉積物;可視情多次進(jìn)行該操作，以確保氣門座沉積物能夠有效清除;

③清除殘留在氣門面和氣門座的研磨劑，確保氣門面、氣門座和氣缸內(nèi)應(yīng)清潔，無(wú)研磨殘?jiān)脱心?

④完成氣缸排氣門安裝和恢復(fù)工作，并再次檢查氣缸壓縮性能，以確保氣缸壓縮性符合要求。

根據(jù)原采用的氣缸離位研磨工藝中的操作程序，需要把研磨工具的柄放在打開(kāi)的左、右手掌間，反復(fù)移動(dòng)手掌做摩擦運(yùn)動(dòng)，并向內(nèi)稍施加壓力，來(lái)操作旋轉(zhuǎn)研磨工具，操作6～9次研磨沖程，然后提高氣門離開(kāi)氣門座，旋轉(zhuǎn)氣門60°，將氣門放在氣門座上，再進(jìn)行另外6～9次研磨沖程，重復(fù)上述研磨程序操作大概6次（如圖1所示）。此次在工具選用方面，采用的是Bosch GO2電動(dòng)工具，其配備了第二代智能芯片，具有六檔扭矩機(jī)械調(diào)節(jié)按鈕，最小檔位扭力輸出為0.2Nm，最大扭矩輸出為5Nm，其無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)速為0～360轉(zhuǎn)/分鐘，可以充分模擬原手工研磨的速度及壓力。同時(shí)，當(dāng)停止推力或松開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，可從旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)中瞬間停止，有效防止扭力過(guò)大導(dǎo)致的氣門/氣門座之間的摩擦力過(guò)大，作業(yè)更為精準(zhǔn)。同時(shí)，彌補(bǔ)了原氣缸離位研磨工藝中的手掌摩擦及按壓方式研磨存在的研磨速度不均勻、壓力波動(dòng)等缺陷。

在操作時(shí)需要注意，當(dāng)使用電動(dòng)工具固定氣門桿端部時(shí)，需使用防磨薄膜固定在氣門桿端頭，以防止電動(dòng)工具夾傷氣門桿，同時(shí)，需注意纏繞在氣門桿端頭的防磨薄膜厚度要均勻，以防止電動(dòng)工具旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)工具旋轉(zhuǎn)中心與氣門轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏離，造成氣門座與氣門面之間的研磨不均。

在完成上述氣門座與氣門面在翼研磨工作后，需要立刻清除殘留在氣門面及氣門座上的研磨劑，以防止殘留的研磨劑在氣缸活塞往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)作用下對(duì)氣缸壁造成磨損。其研磨劑清除程序如下：取下前述研磨程序中的電動(dòng)工具并用手指向氣缸內(nèi)稍微輕推氣門桿以使氣門面離開(kāi)氣門座且距離不能過(guò)大（氣門桿推進(jìn)去的距離控制在15mm左右以便于能夠同時(shí)清潔氣門面及氣門座），隨后使用固定有清潔棉的特制夾具通過(guò)上部電嘴孔使其與氣門面相接觸，同時(shí)用手旋轉(zhuǎn)氣門桿，以使清潔棉能夠擦除氣門面及氣門座上的大部分研磨劑，在此過(guò)程中可視情多次更換清潔棉，以確保能夠最大程度地有效清除殘留在氣門面及氣門座上的研磨劑。隨后，使用連接有壓縮氣源且裝有洗滌汽油的手動(dòng)噴壺，通過(guò)上部電嘴孔向氣缸內(nèi)噴入洗滌溶液進(jìn)行壓力清洗，同時(shí)使用另一只手前后推動(dòng)氣門桿，使氣門面往復(fù)接觸并離開(kāi)氣門面，上述壓力噴洗清潔程序可視情多次進(jìn)行，以確保氣門面及氣門座徹底清洗干凈，無(wú)任何殘留的研磨劑。

2? 研究意義

該發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性在翼修復(fù)研究，是基于洛陽(yáng)分院作為維修單位關(guān)于部附件維修的一次深層次探討，具有以下的理論研究和工程實(shí)踐價(jià)值：

①開(kāi)發(fā)新的維修工藝，取代原先的更換排氣門和清潔排氣門座的工作，而采用對(duì)排氣門和排氣門座在翼研磨的方式進(jìn)行密封性修復(fù)，是國(guó)內(nèi)首次CMI發(fā)動(dòng)機(jī)在翼修復(fù)工作的一個(gè)深層次的探討，提升了維修單位的維修能力，并為通航運(yùn)營(yíng)人維修深度拓展提供了思路;

②免除了氣缸的拆裝和排氣門的更換工作，避免了在拆裝氣缸過(guò)程中可能造成的對(duì)其它部件損壞的可能性;

③極大縮減了維修周期和維修成本，迅速降低了因發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮性導(dǎo)致的故障停場(chǎng)率，為學(xué)院SR20機(jī)隊(duì)的正常運(yùn)行起到了重要作用，具備較大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3? 結(jié)束語(yǔ)

本文基于理論知識(shí)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮性離位修復(fù)工藝和工具進(jìn)行修改和完善，介紹了SR20型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性在翼修復(fù)的操作程序。通過(guò)對(duì)實(shí)施新工藝進(jìn)行氣缸密封性修復(fù)的氣缸進(jìn)行效果持續(xù)跟蹤和監(jiān)控，并持續(xù)進(jìn)行工程實(shí)踐測(cè)試與驗(yàn)證，改良后的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性離位修復(fù)程序具有操作簡(jiǎn)單、施工方便和節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，也為通航運(yùn)營(yíng)人維修深度拓展提供了思路。

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