黃紅讓

摘要：針對(duì)飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障多而嚴(yán)重影響飛行安全的問(wèn)題，從多年的故障統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)：設(shè)計(jì)與制造、使用維修、噪音與振動(dòng)等是液壓系統(tǒng)故障多發(fā)的主要原因，并提出了針對(duì)性的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)?故障原因?改進(jìn)方法

1.概述

飛機(jī)的液壓系統(tǒng)主要為飛機(jī)提供安全可靠的液壓能源，用于完成起落架收放、襟翼收放、前輪轉(zhuǎn)彎、主起機(jī)輪剎車(chē)等操作。為了保證液壓系統(tǒng)工作可靠，現(xiàn)代飛機(jī)上一般安裝有主供壓系統(tǒng)和應(yīng)急供壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的安全可靠直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行安全。根據(jù)多年的外場(chǎng)統(tǒng)計(jì)顯示，液壓系統(tǒng)的故障大多體現(xiàn)在系統(tǒng)油液污染、系統(tǒng)壓力不足、成品部件內(nèi)部故障等。因此，分析飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因、提出改進(jìn)方案，對(duì)于飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。液壓系統(tǒng)故障主要由以下方面造成：

2.設(shè)計(jì)與制造存在缺陷

2.1?液壓油箱設(shè)計(jì)存在不足

液壓系統(tǒng)中的液壓油箱，是系統(tǒng)中存放液壓油、并對(duì)油液進(jìn)行散熱的地方。由于目前飛機(jī)上的液壓油箱多數(shù)是采用開(kāi)啟式空氣增壓油箱，這樣不僅在加油和日常維護(hù)中，易使灰塵、水分等污染物進(jìn)入油箱，還會(huì)增加空氣與液壓油接觸的機(jī)會(huì)，容易導(dǎo)致液壓油污染;另外，受空間的限制，液壓油箱的空間較小，一般為6～12L，而且對(duì)液壓油的散熱主要是利用飛行中外界氣流的，而且對(duì)液壓油的散熱主要是利用飛行中外界氣流進(jìn)入油箱夾層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，散熱效果較差;尤其是當(dāng)液壓系統(tǒng)在地面工作時(shí)，就無(wú)法對(duì)油箱進(jìn)行散熱，致使液壓油的溫度偏高，引起系統(tǒng)污染嚴(yán)重和附件工作不穩(wěn)定而引發(fā)故障。

2.2?管路和附件布局不合理

由于液壓導(dǎo)管和附件在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，常常受到飛機(jī)空間的限制，使導(dǎo)管無(wú)法保證良好的走向，許多導(dǎo)管彎曲度大，安裝密集，縱橫交錯(cuò)。這樣一方面在油液流動(dòng)過(guò)程中，沿程損失和局部損失增大，引起系統(tǒng)的壓力損失增大，溫度升高;另一方面也增加了系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)和對(duì)管壁的沖擊力，引起導(dǎo)管的彎曲振動(dòng)和徑向振動(dòng)加強(qiáng)，加之導(dǎo)管之問(wèn)的間隙較小，導(dǎo)管之間就可能產(chǎn)生碰撞磨損，引起導(dǎo)管的破裂。如某部多架飛機(jī)，在3?年內(nèi)就先后發(fā)生液壓導(dǎo)管破裂故障93?起。另外，維修人員在拆裝某個(gè)附件或?qū)Ч軙r(shí)，往往先要拆下其它的導(dǎo)管和附件;有時(shí)因維修窗口（通道）?太小，拆裝時(shí)無(wú)法看到，只能憑感覺(jué)，這樣就很容易發(fā)生維修差錯(cuò)而引發(fā)故障。由于液壓泵是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)工作的，使得許多液壓附件和導(dǎo)管都是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙周?chē)?。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，附近溫度很高，達(dá)數(shù)百攝氏度，這樣不僅使液壓系統(tǒng)自身產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)掉，還會(huì)使系統(tǒng)的溫度升高。而系統(tǒng)溫度過(guò)高，就會(huì)引起液壓附件工作不穩(wěn)定、液壓油性能變差、系統(tǒng)污染嚴(yán)重等不良后果。這是飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障多的一個(gè)重要原因。

2.3?液壓泵設(shè)計(jì)存在缺陷

液壓泵是液壓系統(tǒng)的核心附件，在使用與維護(hù)中發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)存在缺陷、故障較多。如某型飛機(jī)采用的YZB-23?柱塞泵，曾發(fā)生過(guò)多起故障，據(jù)統(tǒng)計(jì)在使用維修中，因YZB-23柱塞泵故障就更換了十幾臺(tái)。故障多的一個(gè)重要原因，是泵在設(shè)計(jì)中存在缺陷。此泵的柱塞與斜盤(pán)之問(wèn)采用了滑靴靜壓支承，即在柱塞頭部開(kāi)一個(gè)小孔，從工作腔內(nèi)不斷引出一股泄漏量很小的高壓液壓油，使之在柱塞頭部的間隙中形成一定厚度的油膜（0.015～0.025?mm），油膜按一定壓力分布，而承受柱塞的全部作用力。這種支承，雖然避免了柱塞與斜盤(pán)、轉(zhuǎn)子與分油盤(pán)的直接接觸，減少了摩擦力，使用壽命延長(zhǎng)，但也增加了泄漏損失。特別是當(dāng)液壓系統(tǒng)被污染時(shí)，含有固體顆粒污染物的液壓油高速流過(guò)小孔時(shí)，會(huì)不斷沖刷小孔，使之直徑增大、泄漏量增加而超過(guò)規(guī)定。另外，該泵缸體采用單點(diǎn)支承，在工作過(guò)程中會(huì)受到側(cè)向力的作用，尤其是當(dāng)柱塞發(fā)生卡滯，就會(huì)使缸體發(fā)生傾斜，加重轉(zhuǎn)子和分油盤(pán)之間的磨損，而引發(fā)故障。

3.使用維修存在的問(wèn)題

據(jù)了解，在維修工作中，部分維修人員不能自覺(jué)遵守各種維修法規(guī)和規(guī)章制度、維護(hù)作風(fēng)較差導(dǎo)致維修品質(zhì)不高，也是引起液壓系統(tǒng)故障多的一個(gè)重要原因。主要表現(xiàn)在以下方面：

3.1?系統(tǒng)污染嚴(yán)重

由于有關(guān)人員缺乏液壓油污染控制的基本知識(shí)，對(duì)污染控制重要性認(rèn)識(shí)不夠，尤其是對(duì)老舊飛機(jī)的污染控制不夠重視，而這些飛機(jī)的污染往往最為嚴(yán)重。但由于各種原因，致使相關(guān)人員未能認(rèn)真貫徹執(zhí)行。因而在工作中，不能自覺(jué)做好防污染工作，致使污染物進(jìn)入系統(tǒng)。如在加油時(shí)，未按規(guī)定檢查加油設(shè)備和液壓油品質(zhì)、拆下的附件導(dǎo)管不能及時(shí)包扎等;由于沒(méi)有專門(mén)負(fù)責(zé)管理污染控制工作的部門(mén)和人員，對(duì)維修工作中如何進(jìn)行污染控制，也沒(méi)有明確規(guī)定，因而缺乏有效的監(jiān)督管理。導(dǎo)致在油料的存放、運(yùn)輸和使用中，就無(wú)法實(shí)施有效的污染控制;在拆裝、加油、試驗(yàn)等維修工作，就出現(xiàn)了圖省事、不按規(guī)章要求進(jìn)行的現(xiàn)象。這些是導(dǎo)致目前軍用飛機(jī)液壓系統(tǒng)污染嚴(yán)重的一個(gè)重要原因。

3.2?導(dǎo)管維修不良

彎制導(dǎo)管時(shí)，由于沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)和工藝進(jìn)行，有時(shí)使導(dǎo)管的彎曲部位出現(xiàn)較大的橢圓度，在使用中就易出現(xiàn)縱向裂紋;有時(shí)使導(dǎo)管彎度過(guò)小，使導(dǎo)管存有較大的內(nèi)應(yīng)力，在使用中就易發(fā)生橫向裂紋。例如，在某型飛機(jī)助力系統(tǒng)中，緩沖瓶與單向活門(mén)連接的導(dǎo)管，因?yàn)槭艿揭簤罕贸隹诟邏好}沖的影響，加之導(dǎo)管彎制時(shí)，其橢圓度約為9.6?%，大于承受壓力脈動(dòng)的導(dǎo)管應(yīng)不大于6?%的要求，導(dǎo)致導(dǎo)管產(chǎn)生縱向裂紋達(dá)9?mm。另外，在導(dǎo)管的安裝過(guò)程中，有時(shí)不能保證導(dǎo)管之間、導(dǎo)管與附件之間的規(guī)定間隙，在系統(tǒng)工作就易使導(dǎo)管磨穿漏油;有時(shí)未對(duì)正就強(qiáng)行安裝，使喇叭口處及彎曲處出現(xiàn)應(yīng)力集中而發(fā)生裂紋;有時(shí)為了操作的方便，不按規(guī)定安裝導(dǎo)管的固定卡箍，隨意去掉卡箍和變動(dòng)卡箍的位置，使導(dǎo)管震動(dòng)加強(qiáng)，甚至出現(xiàn)共振而損壞。

3.3?故障排除不徹底

目前排故方式較為單一，主要是采用換件的方式。這種方式雖然節(jié)約了維修時(shí)間，提高了飛機(jī)的完好率;但增加了維修經(jīng)費(fèi)，尤其是不利于對(duì)故障的分析和預(yù)防，往往使故障排除不徹底。因?yàn)橛袝r(shí)換上新件后，故障雖然表面上看被排除了，但故障產(chǎn)生的機(jī)理往往并不清楚，因而就不可能從根本上消除故障，類似的故障還可能會(huì)發(fā)生。如電磁換向閥故障不能換向時(shí)，如果不進(jìn)行校驗(yàn)和分解檢查，往往很難知道故障的真正原因;如果是液壓系統(tǒng)污染引起的，即使更換了電磁換向閥，但由于系統(tǒng)污染沒(méi)有解決，所以類似故障遲早還會(huì)發(fā)生。

4.噪音與振動(dòng)難以消除

噪音是液壓系統(tǒng)不可避免的一種現(xiàn)象，要完全消除噪音是困難的，只能設(shè)法減少噪音和避免不正常的噪音。噪音往往伴隨振動(dòng)。噪音惡化系統(tǒng)部件工作條件，振動(dòng)則會(huì)引起系統(tǒng)損壞。產(chǎn)生噪音和振動(dòng)的可能原因有以下幾種：（1）由于液壓系統(tǒng)進(jìn)入空氣而產(chǎn)生噪音。（2）?由于液壓部件設(shè)計(jì)與制造上的原因引起噪音。（3）由于液壓系統(tǒng)安裝上的原因而引起振動(dòng)。（4）由于液壓系統(tǒng)的使用維護(hù)不良和某些零件損壞而引起的噪音。（5）系統(tǒng)參數(shù)選擇不當(dāng)和管道變形使系統(tǒng)不穩(wěn)定所致的振動(dòng)。

5.降低液壓系統(tǒng)故障的方法

從上述分析可知，引起液壓系統(tǒng)故障多的主要原因：一是由于飛機(jī)自身特點(diǎn)——空間狹小，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷，導(dǎo)致附件可靠性底、系統(tǒng)布局不合理、工作溫度高和抗污染能力差;二是維修質(zhì)量不高和系統(tǒng)污染嚴(yán)重。因此，要想減少系統(tǒng)的故障，一方面應(yīng)該改進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的可靠性和維修性，另一方面培養(yǎng)優(yōu)良的維護(hù)作風(fēng)，防止系統(tǒng)污染，努力提高維修品質(zhì)。

5.1?改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)工作的可靠性和維修性

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要按照液壓系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行，對(duì)飛機(jī)液壓系統(tǒng)中不符合規(guī)范要求的部分，應(yīng)給予改進(jìn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意的問(wèn)題是：

第一，選用性能優(yōu)良的液壓附件（尤其是液壓泵），并且盡可能將重要的液壓附件安裝在環(huán)境溫度底且通風(fēng)散熱好的部位，以提高附件工作的可靠性;第二，要充分考慮系統(tǒng)對(duì)液壓油清潔度的要求，選用高精度的油濾，盡可能采用容積較大的自供增壓油箱，以提高系統(tǒng)的抗污染能力和散熱效果;第三，提高系統(tǒng)的維修性，盡量增大維修通道，并使液壓附件和導(dǎo)管的布局科學(xué)、合理，以便于平時(shí)的拆裝和維護(hù);第四，大量采用先進(jìn)的科技成果，對(duì)飛機(jī)和地面設(shè)備進(jìn)行改裝。如推廣液壓系統(tǒng)加裝磁塞，以便定期觀察污染情況，將油箱改為壓力加油和箱外顯示油量，以便減少油箱蓋打開(kāi)次數(shù)，有效控制系統(tǒng)的污染。

5.2?做好系統(tǒng)防污染工作

英國(guó)對(duì)液壓系統(tǒng)的一次抽樣調(diào)查，證明液壓油污染引起的故障，占液壓系統(tǒng)總故障的85?%?左右，業(yè)內(nèi)人士的大量研究也表明，液壓系統(tǒng)故障有78?%是污染造成的，因此防止系統(tǒng)污染，是降低故障的有效措施。加強(qiáng)教育，提高對(duì)污染控制的認(rèn)識(shí)加強(qiáng)維修人員職業(yè)道德和責(zé)任性教育;大力宣傳防污染工作的重要意義，使維修人員充分認(rèn)識(shí)污染控制工作的重要性、艱苦性和長(zhǎng)期性;加強(qiáng)維修法規(guī)、特別是有關(guān)污染控制標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)和相關(guān)規(guī)定的學(xué)習(xí)，使之在維修工作中增強(qiáng)防污染的自覺(jué)性，按規(guī)章制度辦事，養(yǎng)成優(yōu)良的維修作風(fēng)。

5.3?采取措施消弱噪音

應(yīng)從維護(hù)方面防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，注意排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣，保持工作油液的清潔，保持油泵等部件的結(jié)構(gòu)完好，管道合理布局并加以固定，調(diào)整好油泵與原動(dòng)機(jī)軸的同心度，防止油泵轉(zhuǎn)速過(guò)高等。

6.結(jié)束語(yǔ)

飛機(jī)液壓系統(tǒng)可能產(chǎn)生的故障比較多，引起故障的可能原因也是多方面的，發(fā)生了故障往往不易找到具體原因。因此，重視液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)、日常維護(hù)，主動(dòng)預(yù)防才能減少故障的發(fā)生，保證飛行安全。