李　玲，魏華凱，王超勇，蘇　鋒

(海軍航空工程學院 青島校區(qū)，山東 青島 266041)

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某型飛機液壓蓄壓器常見故障分析及維護

李玲，魏華凱，王超勇，蘇鋒

(海軍航空工程學院 青島校區(qū)，山東 青島 266041)

摘要：蓄壓器是飛機液壓系統(tǒng)暫時存儲并適時提供液壓能的裝置，其對液壓系統(tǒng)的正常可靠工作乃至飛行安全起著重要作用。研究了某型飛機液壓系統(tǒng)各蓄壓器的結構，工作原理，常見故障及排除方法，提出了在外場維護中，應該及時查看，確保蓄壓器初始壓力以及漏氣檢查等其他事項，期望對該型飛機蓄壓器的性能維護及修理提供參考，并對其他機型蓄壓器的外場檢查提供借鑒。

關鍵詞：蓄壓器；活塞；維護

蓄壓器是飛機液壓系統(tǒng)的重要輔件，是暫時存儲并適時提供液壓能的裝置，其性能的失效不僅直接影響液壓系統(tǒng)的工作，而且關系到液壓系統(tǒng)的正?？煽窟\行，嚴重時甚至影響飛行安全[1]。在軍用飛機的液壓系統(tǒng)中，蓄壓器的主要功能是儲能、吸收壓力沖擊和壓力脈動。

某型飛機液壓系統(tǒng)共安裝有6個蓄壓器，按照其在管路中所起的作用，可以分為系統(tǒng)蓄壓器(2個)、油箱增壓蓄壓器(2個)、前輪轉彎蓄壓器(1個)和剎車蓄壓器(1個)。

該型飛機蓄壓器在使用和維護過程中多次出現(xiàn)蓄壓器活塞失效，造成系統(tǒng)壓力不指示，氣腔漏氣，使蓄壓器壓力保持不住，以及蓄壓器內(nèi)部各處密封失效等故障，嚴重影響了飛機飛行安全。

1蓄壓器的功用及原理

該機型蓄壓器屬于變流量泵液壓系統(tǒng)的蓄壓器，是液壓系統(tǒng)中用來儲存壓力能的裝置，其還具有明顯的穩(wěn)壓功效。

1.1功用

1)系統(tǒng)蓄壓器作為輔助能源，可以提高系統(tǒng)工作的靈敏性，同時作為應急能源，在緊急情況下可保證飛機操縱一次斜拉桿；此外，系統(tǒng)蓄壓器還是一個高頻脈動的吸收裝置，可用來吸收液壓泵產(chǎn)生的高頻壓力脈動[2]。

2)油箱增壓蓄壓器可以為主液壓油箱和助力液壓油箱提供一個穩(wěn)定的增壓壓力。當飛機作短期停放時，蓄壓器中的壓力仍可以維持一定的時間，使泵再次起動時充填充分。

3)剎車蓄壓器的作用是儲備一定壓力、一定體積的油液，以便在特殊情況下(雙發(fā)停車時，蓄壓器貯存的壓力油可提供剎車用油，保證飛機著陸安全；飛機停機剎車時，也通過蓄壓器提供壓力)作為液壓能源使用。

4)前輪轉彎蓄壓器用于儲備一定體積和壓力的油液，作為前輪轉彎時的應急液壓源。

1.2構造與原理

該機型蓄壓器均為活塞式的氣壓蓄能器，利用活塞將氣體和液體隔開，活塞和筒狀蓄壓器內(nèi)壁之間有密封，油氣分離，液壓油不易氧化。這種蓄壓器具有壽命長、質(zhì)量輕、結構簡單和維護方便的特點，適合飛機高壓力的液壓系統(tǒng)。

1.2.1系統(tǒng)及油箱蓄壓器

系統(tǒng)蓄壓器和油箱增壓蓄壓器的結構分別如圖1和圖2所示。這2種蓄壓器都屬于柱形蓄壓器，其構造和基本工作原理相同。蓄壓器內(nèi)部的活塞將蓄壓器分為氣腔和液腔。當液壓泵向蓄壓器供壓時，油液通過通油接頭擠入液腔，并通過活塞壓縮氣腔的氮氣，在提高氣腔壓力的同時，液腔的油壓也相應提高。當系統(tǒng)達到最大工作壓力時，液壓泵便停止向蓄壓器供油，蓄壓器中也就存貯了具有一定體積和壓力的油液。在傳動部分工作時，氣腔氣體膨脹，將油液擠出推動部件做功，與此同時，氮氣壓力也逐漸降低，油液壓力也隨之降低。

圖1　系統(tǒng)蓄壓器結構圖

圖2　油箱增壓蓄壓器結構圖

2種蓄壓器的基本工作參數(shù)及安裝位置見表1。

表1　系統(tǒng)蓄壓器和油箱增壓蓄壓器主要技術數(shù)據(jù)

1.2.2剎車蓄壓器

剎車蓄壓器結構如圖3所示。其主要由氣腔端蓋、油腔端蓋、活塞和圓筒等部分組成。當發(fā)動機工作時，主系統(tǒng)液壓泵工作，輸出20.6 MPa(210 kgf/cm2)的壓力油液。油液進入蓄壓器的油腔，將氣腔內(nèi)的氮氣壓縮，直至氣腔內(nèi)氣體壓力達到20.6 MPa。此時，兩腔壓力達到平衡狀態(tài)，氣腔容積為600 mL，油腔容積為(1 160±120) mL，總容積為(1 800±180) mL。

圖3　剎車蓄壓器結構圖

1.2.3前輪轉彎蓄壓器

前輪轉彎蓄壓器安裝在前起艙內(nèi)順航向右側壁板上，其結構原理如圖4所示。

圖4　前輪轉彎蓄壓器結構圖

蓄壓器由外筒、氣腔端蓋、油腔端蓋及活塞等零件組成，由緊固帽將端蓋固定在外筒上。氣腔端蓋上裝有直通接頭，連接充氣活門和微型壓力表，油腔的三通接頭用于連接前輪轉彎油路。

在地面試車時，可通過蓄壓器充氣活門向氣腔充氮氣，充氣壓力為(6.9±0.3) MPa。當液壓系統(tǒng)供壓時，通過蓄壓器油腔接頭向液腔充壓力油。壓力油推動活塞壓縮氣腔，直至兩腔壓力達到工作壓力(20.6 MPa)。

蓄壓器工作時，氣體推動活塞，使液壓油進入前輪轉彎操縱系統(tǒng)管路。蓄壓器所儲備的油液容量可供前輪作2次40°轉彎。此時，蓄壓器內(nèi)的壓力從20.6 MPa降到8.5 MPa，有效容積為(420±40) mL，總容積為(630±60) mL。

2蓄壓器的常見故障及排除

對該機型多架飛機液壓系統(tǒng)蓄壓器故障進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)在使用和維護過程中，該型飛機6個蓄壓器多次出現(xiàn)蓄壓器壓力不保、壓力指示為零以及增壓異常等故障，具體情況如下。

2.1壓力保持不住

蓄壓器內(nèi)部活塞破裂，造成起動時系統(tǒng)壓力開始不指示，但操縱駕駛桿時壓力表指針擺動幅度大，判斷為蓄壓器內(nèi)部隔離油氣的活塞破裂。排除方法是更換內(nèi)部起隔離作用的活塞。

2.2壓力下降

蓄壓器氣壓下降快，并導致油箱內(nèi)進入大量氣體，油量指示桿外漏量異常，排氣口大量液壓油溢出，該故障主要是由于內(nèi)部活塞與筒形蓄壓器內(nèi)壁密封失效，高壓油進入氣腔，造成壓力下降。排除方法是更換活塞上的密封膠圈。

2.3氮氣滲漏，壓力指示為零

蓄壓器氣腔漏氣主要發(fā)生在以下2處：1)充氣腔管接頭密封失效；2)氣腔端蓋與筒體螺紋聯(lián)接密封失效。主要原因是蓄壓器長期處于充液和放液交替的變化過程中，加之液壓系統(tǒng)執(zhí)行附件工作時的壓力沖擊，不可避免存在振動，致使這2處螺紋聯(lián)接松動，造成密封能力下降，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，進而蓄壓器氣腔氮氣滲漏，壓力表指示為零。排除方法是檢查這2處的氣密性，并根據(jù)漏氣原因，及時更換螺紋聯(lián)接件或該處橡膠密封圈。

2.4供油壓力不均勻

由于蓄壓器內(nèi)部活塞運動阻力不均勻，造成供油壓力不均，可以通過更換活塞密封圈來排除。

2.5增壓故障

由于蓄壓器初始壓力過高，導致增壓出現(xiàn)問題。這主要是由于充氣過量，或充氣正常但外界溫度過高引起的，需要測定蓄壓器最高工作壓力，并及時調(diào)整到正常值。對于僅僅是外界溫度過高引起的故障，可以將蓄壓器放氣到適當壓力。

2.6沖壓時壓力上升故障

給蓄壓器沖壓時，壓力上升緩慢，甚至不能升壓，出現(xiàn)故障。主要原因有：1)充氣接頭螺紋松動或者橡膠密封墊、膠圈破損；2)充氣的氮氣瓶自身氣壓太低。出現(xiàn)升壓故障后，首先應檢查充氣瓶自身壓力，然后再看充氣部位的密封是否存在問題。

3蓄壓器維護的注意事項

對于蓄壓器的使用維護，主要是保證蓄壓器的充氣壓力符合規(guī)定，保證其有效容積。

3.1確保初始充氣壓力正常

初始充氣壓力是活塞式蓄壓器的重要參數(shù)。理論計算表明，在系統(tǒng)的工作壓力、蓄壓器的總容積等都已確定的情況下，蓄壓器儲油量的多少主要決定于氣腔氮氣的初始壓力大小[3]；因此，對于一個已經(jīng)制成的蓄壓器，最重要的是它的冷氣初始壓力應符合規(guī)定數(shù)值，并應在維護工作中按照規(guī)定進行填充。

經(jīng)驗證明，除了填充不準確外，氣溫變化和冷氣滲漏也是造成冷氣初始壓力過大或過小的主要原因。氣溫升高，冷氣初始壓力隨之增大；反之則減小。因此，當氣溫有顯著變化時，應及時檢查蓄壓器的冷氣初始壓力[4]。

對于柱形蓄壓器而言，冷氣滲漏往往是由于密封裝置磨損或充氣活門不密封造成的。此外，即使是正常的蓄壓器，冷氣也會有少量的滲漏，所以還應定期檢查蓄壓器的冷氣初始壓力。

3.2拆卸前輪轉彎蓄壓器前，應先放氣

從飛機上卸下前輪轉彎蓄壓器前，應對蓄壓器氣腔放氣(可通過擰松蓄壓器氣腔導管外套螺母來進行)，保證蓄壓器內(nèi)無壓縮氣體，不可完全信賴壓力表的零讀數(shù)。放完氣后才可卸下蓄壓器。

4結語

該型飛機蓄壓器性能的好壞，對于系統(tǒng)和油箱的穩(wěn)壓，剎車及前輪轉彎系統(tǒng)應急能源的提供，以及飛行運行和操縱安全的保障，都具有重要影響[5]。在飛機使用過程中，蓄壓器存在無壓力、壓力不保持和壓力下降等故障。在外場維護時，應及時查看蓄壓器初始壓力，確保其有效容積，及時總結該機型各處蓄壓器的常見故障及排除方法，提出相應的維護策略。相關研究內(nèi)容對其他類型飛機蓄壓器的保障提供了有效參考。

參考文獻

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[3] 翟光耀,盧曼麗,胡建雄,等. 緩沖蓄壓器端蓋開裂失效分析[J].理化檢查:物理分冊，2013,49(2)：107-109.

[4] 陸望龍. 看圖學液壓維修技能[M].北京：化學工業(yè)出版社，2014.

[5] 黃志堅. 液壓元件安裝調(diào)試與故障維修[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

責任編輯鄭練

The Fault Analysis and Maintenance of Hydraulic Accumulators in a Certain Type of Aircraft

LI Ling, WEI Huakai, WANG Chaoyong, SU Feng

(Qingdao Branch, Naval Aeronautical Engineering Institute, Qingdao 266041, China)

Abstract：The accumulator is a device that can temporarily store and timely provide the hydraulic energy. It can influence the normal and reliable operation of the hydraulic system, and even the flight safety. This paper mainly discusses the structures and working principles of all accumulators in the hydraulic system, and summarizes the common faults and troubleshooting. Moreover, it has put forward that the accumulators should be checked timely, for example, the pressure storage device initial pressure and leak checks in the outfield maintenance to provide references for the maintenance and repairing in the accumulators of a certain type of aircraft, which can also be applied to the outfield inspection of other types of aircraft.

Key words:accumulator, piston, maintenance

收稿日期：2015-07-28

作者簡介：李玲(1970-)，女，講師，碩士，主要從事結構強度、飛機機械系統(tǒng)附件檢修等方面的研究。

中圖分類號：TB 42

文獻標志碼:B