摘 要:該文通過分析CESSNA525型飛機(jī)基本液壓系統(tǒng)的組成、功能和原理,對液壓系統(tǒng)典型液壓系統(tǒng)故障進(jìn)行了分析探討,并歸納了常見故障的分類故障樹,以方便機(jī)務(wù)人員快速定位故障,排除故障。
關(guān)鍵詞:CESSNA525 液壓系統(tǒng) 故障分析
中圖分類號:V22文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)12(c)-00-02
CESSNA525飛機(jī)是我院引進(jìn)的美制雙發(fā)渦扇八座小型高級教練機(jī)。液壓系統(tǒng)在該機(jī)型上應(yīng)用廣泛,是直接影響到飛行安全的重要的系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用位于每臺發(fā)動機(jī)上的定量液壓泵提供的壓力油驅(qū)動起落架、襟翼、減速板等系統(tǒng)。
飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障呈現(xiàn)不確定性、綜合影響因素較多等特點(diǎn),再加上排故過程中元件本身存在的故障率的增加,嚴(yán)重干擾了故障的診斷,導(dǎo)致此類故障在排除過程中出現(xiàn)較大難度。據(jù)統(tǒng)計(jì)液壓系統(tǒng)故障占飛機(jī)機(jī)械故障的40%左右[1]。
1 CESSNA525液壓系統(tǒng)基本工作原理[2]
主液壓系統(tǒng)是一個空載式的系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時,由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的兩個泵將向系統(tǒng)提供連續(xù)不斷的液壓油。一個液壓總管安裝在右側(cè)機(jī)翼整流包皮下方的液壓油箱前,它是系統(tǒng)的控制部件,操縱起落架、減速板、襟翼和反推裝置。液壓總管的控制部分與一個控制系統(tǒng)空載的、由電磁作動的卸荷活門一起協(xié)同工作。在無壓力需要情況下,卸荷活門未通電處于打開狀態(tài),使液壓油能夠自由地從進(jìn)油口流向回油口。當(dāng)需要壓力時,卸荷活門通電并關(guān)閉,壓力油經(jīng)卸荷活門進(jìn)入所選擇的系統(tǒng)/部件。釋壓活門將液壓系統(tǒng)的壓力限制在1500PSI。釋壓活門與卸荷活門相互平行地安裝在液壓總管上。液壓油箱安裝在飛機(jī)右側(cè),為各種液壓作動的部件儲存液壓油。液壓油箱利用來自飛機(jī)氣壓調(diào)節(jié)器的氣壓增壓,以保證向發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓泵提供正壓力的液壓油。在液壓油箱增壓管路的下游裝有一個釋壓活門,它在28±2PSI時開始釋壓,以防止系統(tǒng)
過壓。
2 常見故障整理與分類
液壓系統(tǒng)故障中最典型,危害也最大的為起落架無法正常放下故障,一般可分為電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)故障三大類,筆者對其常見原因進(jìn)行了初步分類,在發(fā)生故障時可按以下可能原因分析查找原因。
上圖所示的正常起落架無法放下的故障樹說明如下:
3 一起典型重復(fù)故障實(shí)例分析
(1)故障現(xiàn)象
2010年1月16日該機(jī)在飛行前操縱檢查時發(fā)現(xiàn)襟翼收放無力的情況。
2010年6月25日廣漢分院一架執(zhí)行廣漢-桂林-廣漢航線飛行訓(xùn)練的CESSNA525型B-7777號高教機(jī),在飛抵桂林上空加入進(jìn)近飛行后,因飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障導(dǎo)致飛機(jī)起落架、襟翼無法正常放下,機(jī)組按應(yīng)急檢查單用應(yīng)急儲壓瓶將起落架放下并鎖定,但襟翼、減速板系統(tǒng)無法操縱,飛機(jī)最終在零度襟翼、無減速板高危特情下安全著陸。
(2)故障分析
這兩次故障非常典型,危害性也非常大,經(jīng)過對飛機(jī)液壓管路、液壓泵等常規(guī)檢查后均沒有發(fā)現(xiàn)異常后,推回機(jī)庫檢查,接上地面液壓車發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)無法建立正常工作壓力。經(jīng)過對液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行分析得知有四種原因會導(dǎo)致此現(xiàn)象:①液壓泵失效②負(fù)荷活門無法關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán) ③釋壓活門失效④用壓元件內(nèi)漏,如起落架、襟翼、減速板等收放動作筒。
經(jīng)過排查,發(fā)現(xiàn)兩次故障均由釋壓活門失效引起。釋壓活門(見圖3,圖7)位于液壓組件上,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力超過1500PSI時將打開將液壓油釋放至回油路中以免系統(tǒng)發(fā)生故障時損傷其它零部件。拆下該釋壓活門后發(fā)現(xiàn)該部件內(nèi)零件已脫落至液壓管路中(見圖4,圖5),經(jīng)對管路壓縮氣體吹洗后找到了該活門全部零件。經(jīng)分解檢查后發(fā)現(xiàn),該活門內(nèi)部零件全部依靠進(jìn)口螺帽固定,該零件(CESSNA PN:9912423-46)在使用了僅5個月(668小時,401次起落后)即磨損至圖6狀況。
釋壓活門的釋壓原理(如圖7):液壓油在進(jìn)口螺帽處壓力值達(dá)到1500PSI時液壓作用力克服彈簧力使液壓力通過側(cè)壁四個孔泄放至回油管路中。根據(jù)該原理及地面液壓車試驗(yàn)情況,液壓系統(tǒng)在液壓作動筒行程達(dá)到極限位時總會疾速沖高至1500PSI,因此,釋壓活門中進(jìn)口螺帽將不斷經(jīng)受反復(fù)變化的的沖擊力。從液壓密封面積估算其沖擊載荷力可高達(dá)π×0.3in×0.3in×1500PSI=424pounds。因此螺紋連接的進(jìn)口螺帽很可能會在周期性沖擊載荷下?lián)p壞或脫落。
(3)處置措施
①以交換件的形式完成了CESSNA服務(wù)通告SB525-29-14(2010-5-7發(fā)布),該通告中要求將進(jìn)口螺帽增加鉚接工藝,增加其固定可靠性。
②檢查各用功單元(如起落架、襟翼等)的作動筒極限位與液壓控制系統(tǒng)的關(guān)系,防止在到達(dá)極限位時液壓系統(tǒng)仍在供壓,從而導(dǎo)致釋壓活門反復(fù)釋壓。本次檢查未發(fā)現(xiàn)極限位限動過晚
情況。
4 結(jié)語
從廠家針對此類問題發(fā)布的服務(wù)通告可以發(fā)現(xiàn):CESSNA525型飛機(jī)液壓系統(tǒng)的弱點(diǎn)在釋壓活門,而該部件的失效對于飛行安全的影響是非常大的,所有液壓系統(tǒng)均無法工作。另外,襟翼、減速板無法放下時對于飛行機(jī)組來說,必須做好高速落地的準(zhǔn)備工作。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐有才.飛機(jī)液壓系統(tǒng)統(tǒng)故障多的原因探討及對策[J].液壓與氣動,2009(10).
[2] CESSNA525飛機(jī)維護(hù)手冊.
[3] CESSNA525飛行操縱手冊.