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        某型飛機液壓系統(tǒng)串油故障的排除與解析

        2020-04-22 07:27:50段永東
        裝備維修技術(shù) 2020年21期
        關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng)

        段永東

        摘 要:某型飛機在地面調(diào)試和飛行過程中時常出現(xiàn)液壓系統(tǒng)串油故障,嚴重的串油將直接影響液壓系統(tǒng)工作性能,進而危及到飛行安全,本文通過對典型的串油故障加以提煉和總結(jié),從原理上對液壓系統(tǒng)串油故障進行深入分析,希望能為解決某型飛機液壓系統(tǒng)串油故障提供參考。

        關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng);串油;主剎車;分配機構(gòu)

        某型飛機液壓系統(tǒng)由兩個相對獨立的分系統(tǒng),即第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)組成,兩個系統(tǒng)協(xié)同工作保證液壓裝置的傳動和操縱。每個分系統(tǒng)都由液壓油箱、液壓泵和液壓管路等部件組成,正常工作時,兩個液壓分系統(tǒng)內(nèi)的液壓油都在相對封閉的系統(tǒng)內(nèi)獨立循環(huán),實現(xiàn)操縱系統(tǒng)的液壓傳動功能。其中水平尾翼、前緣襟翼、襟副翼、方向舵等操縱系統(tǒng)是由一、二液壓系統(tǒng)并行傳動的,此外第一液壓系統(tǒng)還單獨負責(zé)起落架、應(yīng)急和起飛線剎車、前輪轉(zhuǎn)彎、左進氣道調(diào)節(jié)板和防護網(wǎng)等系統(tǒng)的傳動,第二液壓系統(tǒng)單獨負責(zé)減速板、主剎車、右進氣道調(diào)節(jié)板和防護網(wǎng)等系統(tǒng)的傳動。

        液壓系統(tǒng)能正常工作的最重要條件之一就是有適量的壓力載體—液壓油。如果系統(tǒng)中油量過多,將在循環(huán)過程中自動從安全活門排放到機外;相反油量低于標準時,會影響液壓系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),嚴重時會使部分系統(tǒng)癱瘓,直接影響飛行安全。

        1.故障現(xiàn)象及危害

        1.1故障現(xiàn)象

        液壓系統(tǒng)部件投入工作前,兩個分系統(tǒng)內(nèi)的油量都處于規(guī)定的標準范圍內(nèi)(通過液壓油箱的活塞桿的位置來檢查系統(tǒng)油量)當(dāng)發(fā)生一、二液壓系統(tǒng)串油故障時,液壓系統(tǒng)部件進行循環(huán)操縱后,兩個分系統(tǒng)中的油液總量不變,但一個系統(tǒng)內(nèi)的油量減少,另一個系統(tǒng)的油量增加。如果大量的油液串流,座艙內(nèi)會出現(xiàn)“一(二)系統(tǒng)液面低,液壓用于操縱”、“一個液壓系統(tǒng)”等燈光和語音告警信號。

        1.2串油故障產(chǎn)生的危害

        1.2.1 第一液壓系統(tǒng)向第二液壓系統(tǒng)串油

        當(dāng)?shù)谝灰簤合到y(tǒng)的液壓油減少到最低允許液面時,接通最低油面信號器,第一液壓系統(tǒng)的油液只能保證飛機飛行所需要的供壓部位即舵面的操縱,同時使起落架收起電路斷電,起落架將不能正常收起,座艙內(nèi)伴隨發(fā)出“一系統(tǒng)油面低”、“起落架不收起”、“液壓用于操縱”等告警信號。如果此時第一液壓系統(tǒng)的油量繼續(xù)減少,將會導(dǎo)致液壓泵干磨,不能建立壓力,此時由第一液壓系統(tǒng)單獨供壓的液壓傳動裝置將完全癱瘓,如起落架將無法正常收放,液壓泵由于無液壓油干磨而抱死等嚴重后果,直接影響到飛行安全。

        1.2.2第二液壓系統(tǒng)向第一液壓系統(tǒng)串油

        當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)油量降低到最低液面時,減速板開關(guān)自動斷電,如果油液串流嚴重,將造成第二液壓系統(tǒng)液壓泵由于無液壓油干磨而抱死;第二液壓系統(tǒng)將失去動力,由第二液壓系統(tǒng)供壓的主剎車等重要系統(tǒng)將不能工作,飛機著陸時只能使用沒有自動防滑功能的應(yīng)急剎車,極易發(fā)生拖胎、爆胎等重大事故。

        2.故障分析

        2.1可能產(chǎn)生液壓系統(tǒng)串油的原因

        縱觀整個液壓系統(tǒng)的操縱部件并結(jié)合串油故障的特點,第一、第二液壓系統(tǒng)的油液串流部位只能發(fā)生在第一、第二液壓系統(tǒng)有相互轉(zhuǎn)換功能或有交聯(lián)的液壓部件上,公用部件的不密封是導(dǎo)致串油的直接原因。因此,通過分析操縱系統(tǒng)的工作原理可以得出,液壓系統(tǒng)串油主要有以下三種情況:

        (1)具有第一、 二液壓系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換功能的水平尾翼分配機構(gòu)內(nèi)部轉(zhuǎn)換部件存在內(nèi)部滲漏;

        (2) 主剎車系統(tǒng)中第一、二液壓系統(tǒng)共用的梭形活門內(nèi)部不密封;

        (3)由雙系統(tǒng)供壓部位的液壓系統(tǒng)供壓或回油導(dǎo)管連接錯誤。

        2.2可能產(chǎn)生串油部件的工作原理分析

        2.2.1水平尾翼分配機構(gòu)通道轉(zhuǎn)換裝置工作原理

        通道轉(zhuǎn)換裝置由4個常閉式電磁開關(guān)和2個轉(zhuǎn)換活門組成(圖1),用來完成兩個液壓系統(tǒng)向各液壓舵機14提供通道的轉(zhuǎn)換[1]。

        通道的轉(zhuǎn)換裝置由兩個液壓系統(tǒng)供壓,其中第一液壓系統(tǒng)給 1、3號液壓舵機供壓,而2、4號液壓舵機由第二液壓系統(tǒng)供壓,在兩個液壓系統(tǒng)之一失效情況下,裝置自動讓另一個液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)成正常工作。

        在3號液壓舵機的供油管路上,裝有兩個常閉式電磁開關(guān)2;1號電磁開關(guān)控制一系統(tǒng)向其供油,2號電磁開關(guān)控制二系統(tǒng)向其供油,一系統(tǒng)壓力正常時,1號電磁開關(guān)通電,電磁力使配油柱塞3克服彈簧力向左移動,使一系統(tǒng)來油通向轉(zhuǎn)換活門6右半部,通過單向活門4到3號液壓舵機的啟閉電磁開關(guān),同時使轉(zhuǎn)換活門右半部的小活塞5向右移動,打開3號液壓舵機到一系統(tǒng)的回油路。當(dāng)一系統(tǒng)壓力小于100kg/cm2時,1號電磁開關(guān)斷電,關(guān)閉3號液壓舵機通第一液壓系統(tǒng)的油路;此時2號電磁開關(guān)通電,接通第二液壓系統(tǒng)到3號液壓舵機的油路,工作原理同上。

        在2號液壓舵機供油管路上,也裝有兩個常閉式電磁開關(guān);4號電磁開關(guān)控制第二液壓系統(tǒng)向其供油,3號電磁開關(guān)控制第一液壓系統(tǒng)向其供油,當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)壓力正常時,由第二系統(tǒng)向2號液壓舵機供油:當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)壓力小于100kg/cm2時,轉(zhuǎn)向第一系統(tǒng)向其供油,工作原理同上。

        因此,4個液壓舵機工作時,實現(xiàn)水平尾翼4余度操縱,當(dāng)某一個液壓系統(tǒng)壓力低于100kg/cm2時,可實現(xiàn)3余度操縱。

        如果轉(zhuǎn)換活門5(圖1)的密封性不好,則在一、二系統(tǒng)共同供壓時,在轉(zhuǎn)換活門部位產(chǎn)生一、二液壓系統(tǒng)串油。

        1. 電磁線圈2.電磁開關(guān)3.配油柱塞4.單向活門5.轉(zhuǎn)換活門6.小活塞 7. 拉桿8.螺栓9.搖臂10.單向活門11.平板閥12.配油裝置殼體 13.搖臂14.液壓舵機15.液壓作動筒16.活塞17.反饋傳感器

        2.2.2機輪剎車系統(tǒng)梭形活門的工作原理分析

        機輪剎車系統(tǒng)由主剎車、應(yīng)急剎車、起飛線剎車、自動剎車等分系統(tǒng)組成。無論是操縱由第二系統(tǒng)供壓的主剎車還是由第一系統(tǒng)供壓的應(yīng)急剎車或起飛線剎車,壓力油都是要經(jīng)過梭形活門進入機輪剎車裝置作動筒。梭形活門的作用是

        保證機輪主剎車起動時斷開起飛線剎車和應(yīng)急剎車供壓油路,或操縱應(yīng)急、起飛線剎車時斷開主剎車系統(tǒng)供壓油路。

        梭形活門包括殼體,梭形件及活門(圖2)。在殼體里有兩條進油通道,一條出口通道,油液通過進口通道進入工作油液,經(jīng)過出口通道供給需用部位。[2]

        3.液壓系統(tǒng)串油故障的檢查和排除方法分析

        3.1地面確定第一、二液壓系統(tǒng)是否串油的基本檢查步驟

        (1)檢查第一、二液壓系統(tǒng)蓄壓器充填情況應(yīng)符合規(guī)定,給一、二液壓系統(tǒng)加油到規(guī)定液面。

        (2)單獨給第一或第二系統(tǒng)建立額定壓力。

        (3)在接通和斷開傾斜、航向阻尼開關(guān)兩種情況下分別操縱一、二系統(tǒng)供壓的前緣襟翼、襟副翼、方向舵、水平尾翼等系統(tǒng)。單獨操縱每一個能舵面工作時觀察供壓的分系統(tǒng)液壓油箱油面位置的變化情況,確定是否有串油現(xiàn)象。

        (4)單獨給第一系統(tǒng)供壓時, 操縱應(yīng)急剎車、起飛線剎車,單獨給第二系統(tǒng)供壓時操縱主剎車系統(tǒng),檢查剎車系統(tǒng)梭形活門內(nèi)部密封性。[3]

        3.2故障點的定位與排除方法分析

        3.2.1單獨操縱前緣襟翼、襟副翼、方向舵時串油

        在接通和斷開阻尼電門兩種狀態(tài)下檢查,如果有串油情況極有可能是一、二系統(tǒng)管路接反造成的。

        (1)接通阻尼電門時串油,由于此時傾斜、航向舵機投入工作,重點檢查舵機管路是否有錯連接情況。

        (2)斷開阻尼電門時產(chǎn)生串油現(xiàn)象,由于舵機沒有投入工作,重點檢查前緣襟翼、襟副翼、方向舵的舵面分配機構(gòu)的管路連接情況。

        3.2.2操縱水平尾翼時串油

        3.2.2.1導(dǎo)管連接情況檢查

        按照安裝在尾梁和平尾分配機構(gòu)上的標識檢查水平尾翼分配機構(gòu)液壓導(dǎo)管是否存在一、二系統(tǒng)回油管路接反情況。

        3.2.2.2水平尾翼分配機構(gòu)內(nèi)部串油的檢查

        如果管路連接正確,則可以斷定分配機構(gòu)內(nèi)部串油。水平尾翼操縱系統(tǒng)中有左右兩個分配機構(gòu),判定具體是哪一個分配機構(gòu)內(nèi)部有滲漏故障有以下兩種方法:

        方法一:將其中一個分配機構(gòu)上的供電插頭斷開,使該分配機構(gòu)斷電而不投入工作,使水平尾翼在另一個分配機構(gòu)單獨工作的情況下,操縱水平尾翼動作,觀察是否有串油現(xiàn)象,若仍然串油,則可斷定正在工作的分配機構(gòu)內(nèi)部滲漏。用同樣的方法檢查另一個分配機構(gòu)的內(nèi)部密封性。

        方法二:分別交叉斷開左右水平尾翼分配機構(gòu)上的第一或第二系統(tǒng)回油導(dǎo)管,即第一液壓系統(tǒng)供壓操縱水平尾翼時斷開安裝在分配機構(gòu)上的第二液壓系統(tǒng)的回油導(dǎo)管,第二液壓系統(tǒng)供壓操縱水平尾翼時斷開第一液壓系統(tǒng)的回油導(dǎo)管,如果發(fā)現(xiàn)斷開的回油接管嘴有油液流出,則說明該分配機構(gòu)內(nèi)部有滲漏。

        水平尾翼分配機構(gòu)內(nèi)部不密封時,應(yīng)更換相應(yīng)的故障件,排除串油故障。

        3.2.3操縱剎車系統(tǒng)時串油

        如果操縱主剎車或應(yīng)急剎車和起飛線剎車時液壓系統(tǒng)串油,則可以斷定梭形活門內(nèi)部不密封。左右主起落架機輪剎車系統(tǒng)中各有一個梭形活門。操縱主剎車(或應(yīng)急剎車)時,可以斷開左右兩個梭形活門上的第一液壓系統(tǒng)(或第二液壓系統(tǒng))接管嘴,觀察是否有回油滲漏,如果有滲漏則可判斷該梭形活門故障。更換故障的液壓附件,排除串油故障。

        4.結(jié)論

        由于液壓系統(tǒng)串油故障會直接危及到飛行安全,因此在地面調(diào)試過程中及時發(fā)現(xiàn)并排除串油故障極其重要。每個起落飛行后都有必要重點檢查液壓系統(tǒng)油面的變化情況,及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。通過上述總結(jié)的分析故障的方法,曾解決某型飛機地面調(diào)試和飛行中出現(xiàn)的申油故障,有效地保證了飛行安全。

        參考文獻:

        [1]李艷軍.飛機液壓傳動與控制[M].北京:科學(xué)出版社,2009

        [2]胡良謀等.飛機液壓系統(tǒng)使用故障分析[M].北京:國防工業(yè)出版社,2014

        [3]秦大同,謝里陽.氣壓傳動與控制設(shè)計[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013

        (沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司,遼寧 沈陽 110034)

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