高巍

摘 要：某發(fā)動機(jī)試車時(shí)發(fā)現(xiàn)在中大流量液壓加載狀態(tài)下液壓泵高壓出口壓力偏低。通過對整個(gè)液壓加載設(shè)備的檢查，及試驗(yàn)驗(yàn)證，確定安全閥組、液壓閥控制油路及管路氣塞是造成此種故障現(xiàn)象的原因。針對此故障，重新調(diào)定安全閥開啟壓力，更換故障的液壓閥，在管路高點(diǎn)加裝放氣裝裝置的排故措施，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證排故措施有效可靠。

關(guān)鍵詞：液壓加載；壓力降低；流量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.002

0 引言

液壓加載試驗(yàn)是持久試車（簡稱PFRT70h的重要考核項(xiàng)目。通過液壓加載試驗(yàn)，可以評估、考核發(fā)動機(jī)被飛機(jī)液壓泵提取功率后收到的影響。液壓加載試驗(yàn)壓力、流量控制是否精確是試驗(yàn)的關(guān)鍵。某型發(fā)動機(jī)在持久試車過程中，出現(xiàn)了液壓泵出口在大流量狀態(tài)下，壓力不滿足指標(biāo)要求，持久試車過程中部分階段，發(fā)動機(jī)被提取功率輸出未達(dá)到試車大綱要求，影響了持久試車的結(jié)果。

1 故障現(xiàn)象

某型發(fā)動機(jī)配裝液壓泵在正常工況下，最大流量時(shí)泵出口壓力不應(yīng)小于26.5MPa。在進(jìn)行持久試車時(shí)，大流量狀態(tài)時(shí)泵出口壓力最低降至12MPa左右。

2 故障樹

針對液壓泵加載壓力偏低這一事件，結(jié)合液壓加載系統(tǒng)工作原理，列出該事件的故障樹，具體情況見圖1。

3 故障底事件分析

3.1 液壓泵本身缺陷

該問題發(fā)生后邀請了南京液壓中心有關(guān)專家共同研究，并開展了相關(guān)工作。南京液壓中心分析液壓泵本身工作正常

3.2 液壓油品質(zhì)差

試驗(yàn)使用的液壓油為YH-15航空液壓油，發(fā)動機(jī)上臺試驗(yàn)前、后對兩個(gè)液壓站使用油液的固體污染度進(jìn)行化驗(yàn)，結(jié)果均符合要求，詳見表1。

采用排故措施后驗(yàn)證試驗(yàn)前利用4天時(shí)間分別對兩套液壓系統(tǒng)使用的油液重新進(jìn)行了循環(huán)，并對使用油液的固體污染度進(jìn)行化驗(yàn)，結(jié)果均符合要求，詳見表2。

3.3 液壓泵進(jìn)口壓力不符合要求

液壓泵試車時(shí)進(jìn)口壓力MPa，符合要求。

3.4 傳感器故障

檢查液壓站進(jìn)出口使用的壓力傳感器，六支傳感器都是經(jīng)過檢測，并且合格的。有效期到2013年1月，并且檢查了校準(zhǔn)證書與計(jì)算機(jī)程序內(nèi)工程單位轉(zhuǎn)換的對應(yīng)關(guān)系，未發(fā)現(xiàn)問題。

7月26日對六支壓力傳感器進(jìn)行了重新校準(zhǔn)，除一只測量液壓泵出口的傳感器存在重復(fù)性問題，其他傳感器正常，而有問題的測點(diǎn)在試驗(yàn)中使用的是雙傳感器測量，不影響結(jié)果的判斷。

3.5 流量計(jì)故障

先期與計(jì)量部門核實(shí)了流量計(jì)的轉(zhuǎn)換系數(shù)，未發(fā)現(xiàn)問題。將流量計(jì)拆下后，7月26日送計(jì)量部門重新檢校，已完成安裝恢復(fù)計(jì)量，未發(fā)現(xiàn)問題。

3.6 測試軟件異常

針對加載設(shè)備上流量，壓力參數(shù)，重新核實(shí)了測試軟件及相關(guān)配置，未發(fā)現(xiàn)問題

3.7 液壓站安全閥組故障

安全閥組，其作用是對液壓泵進(jìn)行保護(hù)。安全閥組中的溢流閥設(shè)置的壓力過低可能會導(dǎo)致液壓泵出口的壓力下降。安全閥組故障可能引起在加載大流量時(shí)，部分加載液壓油從此流過而未經(jīng)過流量計(jì)，造成流量計(jì)未能測出液壓泵實(shí)際流量。

3.8 存在未經(jīng)計(jì)量的回油

從原理圖分析，液壓系統(tǒng)中存在3處未流經(jīng)流量計(jì)的回油管路。

安全閥組回油管路；比例閥閥體回油管路；液壓泵泵體回油管路；

在驗(yàn)證試驗(yàn)前，將液壓控制閥組回油管路拆開，設(shè)計(jì)加工螺堵，將一端封閉，另一端油液接入容器中，檢查液壓控制閥組回油量。

3.9 液壓管路氣塞

試車過程中，若循環(huán)管路中存在著氣體，會導(dǎo)致液壓泵進(jìn)出口壓力、流量波動，影響加載。可以通過增加放氣管，消除氣塞。

本次驗(yàn)證試驗(yàn)前，在原有低壓管路安裝有放氣閥門的基礎(chǔ)上，用2天時(shí)間在2套液壓系統(tǒng)中的高壓管路中安裝了放氣閥門及放油管，并在試驗(yàn)前對管路進(jìn)行了充分放氣，排除氣塞對液壓泵工作的影響。

3.10 液壓管路安裝錯(cuò)誤

如果液壓管路安裝錯(cuò)誤，泵出口管路部分加載液壓油未經(jīng)過流量計(jì)流出，會造成液壓泵加載流量測量值偏低。

已從以下幾個(gè)方面檢查液壓管路安裝情況。

檢查安全閥組液壓回路閥門是否關(guān)閉。

對照原理圖檢查比例流量閥、液控單向閥及組件是否符合原理圖要求。

檢查在開車狀態(tài)下，液壓加載系統(tǒng)各閥門位置是否正確。

已完成上述檢查，未見異常。

3.11 控制軟件異常

經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)判讀，控制軟件無異常。

4 故障分析

故障樹之1、2、3、4、5、6、10、11項(xiàng)已完成驗(yàn)證和檢查工作，未發(fā)現(xiàn)異常，可以排除；故障樹之7、8、9項(xiàng)是需重點(diǎn)排查和解決的項(xiàng)目。

根據(jù)故障樹分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，安全閥組及液壓控制閥組的異常滲漏是造成液壓泵加載問題的主要原因。同時(shí)，管路氣塞也是造成加載問題的另一主要因素。

4.1 安全閥組問題

安全閥組是由溢流閥、截止閥、蓄能器、指針式壓力表及球閥組成。如果溢流閥、截止閥故障或溢流閥壓力調(diào)整過低，會造成部分未經(jīng)過計(jì)量的液壓油回到液壓泵進(jìn)口，不能真實(shí)反應(yīng)液壓泵出口流量，極易造成液壓泵出口壓力降低。

在前期試驗(yàn)中，由于出現(xiàn)了液壓系統(tǒng)管路振動大、加載管路工作聲音異常的問題，在試驗(yàn)進(jìn)行過程中，曾對安全閥組的打開壓力進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)整，調(diào)整是在慢車、液壓泵加載45L/min狀態(tài)下進(jìn)行的，調(diào)整壓力的依據(jù)是安全閥組的指針壓力表的示數(shù)，將打開壓力調(diào)整至安全壓力（指針壓力表示數(shù)約為29MPa左右）。本次驗(yàn)證試驗(yàn)中，液壓泵工作壓力正常，現(xiàn)場觀察安全閥組指針壓力表的示數(shù)，左側(cè)泵示數(shù)為33MPa，右側(cè)泵示數(shù)為40MPa，據(jù)此現(xiàn)象，可以判斷，安全閥組的指針壓力表在前期試驗(yàn)過程中可能由于振動等原因，示數(shù)已不準(zhǔn)確，數(shù)值偏大，為了調(diào)整至安全壓力，在現(xiàn)場調(diào)整時(shí)將安全閥組的溢流閥門調(diào)整過大，使安全閥組存在了一部分的異常泄漏。

4.2 液壓控制閥組回油問題

在本次驗(yàn)證試驗(yàn)前，檢查出的右側(cè)泵使用的液壓控制閥組回油量偏大問題，在前次試驗(yàn)中使用在YZB-90泵上，加劇了異常泄漏量，造成前期試驗(yàn)YZB-90泵加載壓力明顯偏小。

4.3 管路氣塞問題

液壓系統(tǒng)油液中有空氣，易造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，液壓泵噪聲及液壓泵過熱等現(xiàn)象。液壓加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮試驗(yàn)現(xiàn)場管路長，有高度差，在低壓供油管路設(shè)有排氣裝置，用于試驗(yàn)前排除系統(tǒng)內(nèi)空氣。此次排查故障時(shí)發(fā)現(xiàn)由于管路布置原因，高壓管路氣體不易排出。上次試車和本次試車從液壓管路發(fā)出的聲音判斷，上次聲音較本次聲音大，且本次試車管路振動比上次試車小，加之上次試車高壓管路沒有放氣，以上幾個(gè)情況間接說明管路氣塞也會影響系統(tǒng)壓力穩(wěn)定性及試驗(yàn)件安全。

綜上所述，液壓泵加載部分狀態(tài)壓力偏低的原因如下：

a. 由于安全閥組存在異常泄漏， YZB-85液壓泵在低流量（測量流量170L/min以下）工作時(shí)，實(shí)際工作流量大于測量流量，但沒有超出液壓泵的工作能力，出口尚能保持壓力，在大流量（測量流量195L/min、230L/min）工作時(shí)，超出了液壓泵的能力范圍，造成出口壓力降低。

b. YZB-90液壓泵除安全閥組的異常泄漏外（大于YZB-85液壓泵安全閥組的異常泄漏量），液壓控制閥組回油量異常，回油量與測量流量之和遠(yuǎn)大于YZB-90液壓泵的能力，因此，在中等流量（測量流量90L/min）時(shí)即出現(xiàn)了壓力降低的情況。

c. 管路中存在有氣塞現(xiàn)象加劇了液壓泵的不穩(wěn)定工作。故障分析過程中，請南京液壓中心提供YZB-85液壓泵的P-Q曲線如圖2、圖3所示。

分析液壓泵的P-Q曲線，表明當(dāng)流量為230L/min時(shí)，出口壓力為26.5MPa以上；當(dāng)流量繼續(xù)升高時(shí)，出口壓力下降較快，在流量為250L/min時(shí)，出口壓力減小到5MPa。根據(jù)機(jī)理分析、故障時(shí)液壓泵加載數(shù)據(jù)（表3）及驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表4），結(jié)合液壓泵的P-Q曲線，可以確定安全閥組及液壓控制閥組的異常滲漏導(dǎo)致液壓泵出口實(shí)際流量大于測量流量，造成液壓泵出口壓力不達(dá)標(biāo)。

從表4可見，本次驗(yàn)證試驗(yàn)液壓泵出口壓力完全滿足技術(shù)文件要求（不小于26.5MPa）。

5 結(jié)論

通過故障驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對液壓加載設(shè)備進(jìn)行的改進(jìn)設(shè)計(jì)解決了液壓加載試驗(yàn)泵出口壓力不達(dá)標(biāo)的故障，排故措拾有效，試驗(yàn)圓滿完成。