某型飛機壓力加油不正常故障分析及解決方案

范吉林

(長沙五七一二飛機工業(yè)有限責任公司，湖南 長沙 410000)

在對某型飛機BE180、BE181進行壓力加油時，前組油箱正常油滿信號燈不亮。經檢查BE180飛機前組油箱沒加進油，BE181前組油箱沒加滿，油平面離加油口大約20cm。

圖1 壓力加油控制工作原理圖

1 工作原理

壓力加油控制工作原理如圖1所示。［1］壓力加油控制系統(tǒng)包括正常系統(tǒng)和應急控制系統(tǒng)。壓力加油時，當機身油箱中的油面上升到規(guī)定高度時，油箱中燃油浮子閥中的浮子浮起，導壓管中的油壓升高，使燃油電磁開關中的正?？刂魄还ぷ鳎加碗姶砰_關關閉，切斷加油油路，正常油滿信號燈(黃色)燃亮。當正?？刂葡到y(tǒng)有故障時，油箱油面會繼續(xù)上升，當上升到應急油面時，燃油浮子閥中的應急油滿信號器接通電路，使燃油電磁開關中的應急控制腔工作，燃油電磁開關關閉，切斷壓力加油油路，應急油滿信號燈(紅色)燃亮。

2 故障分析

2.1 造成油加不滿或加不進的可能原因

1)壓力加油接頭堵塞或打不開;

2)連接導壓管的導管彎曲角度過大，油液流動阻力大;

3)燃油浮子閥RFF16/1的活門堵塞，不能使燃油電磁開關正?？刂魄坏娜加屯ㄟ^燃油浮子閥泄壓;

4)燃油電磁開關RDK－13進油活門打不開。

2.2 檢查整個壓力加油控制系統(tǒng)

1)對壓力加油接頭GJB60－85檢查，Φ28mm的限流孔沒有堵塞，同時后組油箱能正常加油，說明壓力加油接頭GJB60－85能正常工作，此處可以排除。

2)將燃油浮子閥拆下檢查，控制導管無過度彎曲，不會有過大的流動阻力;浮子和活門組件經試驗臺檢查工作正常，信號燈均能在規(guī)定油面高度上正常燃亮，并更換新的燃油浮子閥RFF16/1，此故障未能消除，故導管和浮子閥的原因均可排除。

3)拆下燃油電磁開關到試驗臺檢查，在進口為0.35MPa的煤油壓力下活門不能打開輸油。

圖2 燃油電磁開關RDK－13結構圖

燃油電磁開關RDK－13結構如圖2所示，它由活門、薄膜組件、導向桿、彈簧、安全閥、電磁閥和導壓管接頭等組成。［2］工作原理是壓力加油管路的煤油可經導向桿上的小孔流入薄膜腔B、薄膜腔A，薄膜腔A與導壓管接頭連通，薄膜腔B與電磁閥油路相通直接到油箱。導壓管接頭用導管與燃油浮子閥相連接，薄膜腔A內的煤油壓力可以通過燃油浮子閥卸掉，薄膜腔B的壓力可通過電磁閥卸掉直接到油箱。壓力加油時，燃油浮子閥的活門是打開的，薄膜腔A的壓力可以經導壓管從燃油浮子閥活門處泄壓，而因為電磁閥未通電薄膜腔B的壓力可通過電磁閥卸掉直接到油箱，因此燃油電磁開關RDK－13的活門在燃油壓力作用下打開，實現(xiàn)壓力加油。隨著油面上升到“正常油面控制位置”時，燃油浮子閥關閉，薄膜腔A的壓力升高，與進油壓力平衡，故在彈簧力的作用下，燃油電磁開關的活門關閉，壓力加油油路被切斷，停止壓力加油。當正?？刂葡到y(tǒng)有故障時，浮子閥腔內的油面繼續(xù)升高，當油面上升到“應急油面控制位置”時燃油浮子閥中的應急油滿信號傳感器接通電路，使電磁閥通電關閉油路，薄膜腔B中止泄壓，壓力升高，與進油壓力平衡，故在彈簧力的作用下，活門關閉，壓力加油油路被切斷。

從附件結構和工作原理分析，要使燃油電磁開關RDK－13活門不打開或打開開度小，原因主要有3個:1)導壓管接頭被堵，薄膜腔A的壓力無法泄掉，在彈簧力的作用下使活門關閉;2)彈簧RDK13－000－09彈力過大;3)電磁閥活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02的閥口間隙為零。

綜上所述，對故障件重新試驗驗證分析，打開導壓接頭堵帽，活門打開輸油，證明薄膜腔A工作正常，分解附件上半部分，對彈簧RDK13－000－09進行測力檢查，符合要求;當將導壓管接頭堵上，電磁閥未通電時，電磁閥的活門組件RDK13－530在彈簧力的作用下應該是打開的，與主體RDK13－530－02的閥口是應該有間隙的，薄膜腔B到電磁閥的油路應該是通的，可以將薄膜腔B的油液排往油箱，但此時發(fā)現(xiàn)無油液流出，活門無法打開，初步確定電磁閥的活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02的閥口沒有間隙或發(fā)生堵塞。

根據判斷分析，拆下電磁閥，用深度尺測量活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02閥口間隙為零，而技術條件規(guī)定間隙不小于0.2mm，經銼修銜鐵活門桿端面，保證間隙不小于0.2mm，重新裝配試驗，燃油電磁開關活門打開。重新裝配上飛機進行壓力加油時，正常油滿信號燈(黃色)燃亮，檢查油箱油面符合規(guī)定，故障排除。

從上述檢查分析得出，壓力加油不正常故障造成的原因是電磁閥活門組件與殼體活門座閥口間隙為零，燃油電磁開關主要是在加油過程中經導向桿上的小孔流入應急薄膜腔的燃油不能通過電磁閥泄掉，從而使應急薄膜腔的燃油壓力越來越大，并與加油壓力平衡，在彈簧力的作用下關閉活門，切斷壓力加油油路，從而使飛機不能正常將油加滿。

3 理論分析

可以將該電磁閥簡化為液壓控制閥中應用較廣的錐閥形式，不同的是錐閥角α為180°，簡化的模型如圖3所示。

圖3 電磁閥簡化模型

3.1 壓力流量特性

根據流體力學中流經節(jié)流孔的流量公式，［3］得到電磁閥的流量表達式為:

式中，Cq－流量系數，液流完全收縮，取Cq=0.7

dm－閥座孔直徑平均值為Φ3mm〔m=(d+d1)/2)〕

ρ－燃油密度0.8×103kg/m3

α－1/2錐閥角，90°

ΔP－壓力損失，由試驗規(guī)范取ΔP=98 kPa

X－閥口間隙D

將上述值代入公式(1)得出

由公式(2)可知，流量Q不受流體粘性變化的影響，同時煤油粘性很低，粘性可以忽略不計，只有當間隙D越小，即活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02的閥口間隙越小，流過閥口的航空煤油流量Q越小，也就是進入薄膜腔B的煤油通過電磁閥閥口排入油箱的流量減少，根據節(jié)流產生壓力的原理，讓薄膜腔B逐步建壓，產生一定壓力，當這個壓力不能與加油壓力平衡時，但是會克服部分進油壓力，與彈簧力共同作用下將附件進油口活門開度變小，進油活門流通面積減少，單位時間內進入油箱煤油流量減小，這樣產生的后果是壓力加油時間變長。

3.2 反復試驗驗證間隙D的變化對加油的影響

只有當活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02的閥口間隙D為零時，燃油電磁開關活門不能打開，從而造成煤油加不進，BE180飛機屬于這種情況;當活門間隙0＜D＜0.1mm時，當油箱油面接近正常加油油面時，燃油浮子閥燈罩活門(與燃油電磁開關導壓口相連)開度也變小，接近關閉狀態(tài)，這樣薄膜腔A的油液無法迅速從燃油浮子閥卸掉，從而A腔產生一定的壓力，這樣在A腔、B腔壓力與活門彈簧共同作用下，而這個合力大于加油壓力時，將會讓油箱加不滿，BE181飛機就屬于這種情況;而當活門間隙0.1≤D＜0.2mm時，活門打開開度減小，造成單位時間進入油箱的流量減小，從而加油時間變長;當間隙D≥0.2mm時，燃油電磁開關能正常打開加油，在規(guī)定時間內能把油箱加滿。當然間隙D不能無限制大，間隙D必須保證活門組件能夠在電磁力的推動下克服電磁活門彈簧力將電磁活門關閉為準。

3.3 影響閥口間隙D的主要因素

1)燃油內的微粒雜質污染。由于活門組件與閥口實際上是一個節(jié)流口，由節(jié)流原理可知長時間的反復工作，節(jié)流口處高速液流產生局部高溫，致使油液氧化生成膠質沉淀，這些生成物跟油中原有雜質結合，在壓膠活門膠面表面逐步形成附著層，從而使間隙變小甚至為零，形成閥口堵塞。

2)活門橡膠的耐油性。橡膠活門經煤油長時間的浸泡發(fā)生澎漲，使間隙變小甚至為零?？紤]到活門粘接性的問題，采用的橡膠是5080，但是5080溶漲率合格范圍較寬(0～15%)，當它處于上限時，就可能使裝配過程中調整的間隙變小，甚至為零。

3)人為差錯。一是憑經驗操作，二是工藝技術文件沒有規(guī)定測量方法，從而導致工人可能沒有按工藝技術要求保證間隙D不小于0.2mm。

4 解決辦法

1)修理時嚴格控制活門組件RDK13－530與主體RDK13－530－02活門座間隙D不小于0.2mm。當間隙不夠時，允許銼修活門組件桿端面。間隙D按圖4所示進行測量，由公式D=A－(B－C)算出間隙D。

圖4 間隙D的測量

2)附件裝配前，將新壓制的壓膠活門做浸油試驗24小時，檢查活門橡膠的耐油性。如發(fā)現(xiàn)橡膠溶漲率超過技術規(guī)范5%時，應及時反饋到壓膠工段查找原因，同時浸泡后迅速裝配可以保證所測量的間隙D是活門工作時的真實間隙，避免因為活門橡膠膨漲，讓間隙D變小，甚至堵住閥口。

3)試飛站和外場在平時維護中注意保持燃油系統(tǒng)的清潔，以保證控制系統(tǒng)油路的通暢和附件的可靠工作。在進行壓力加油檢查時，注意觀察壓力加油速度，以保證壓力加油的可靠性。

4)裝配車間裝配時注意不要導管彎曲角度過大，盡量平緩過度，裝配時注意保持導管和附件的清潔，防止對油液的污染。

根據以上方法進行修理和維護，提高了燃油電磁開關RDK－13和壓力加油系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性，消除了質量隱患。

［1］楊華保.飛機原理與構造［M］.西安:西北工業(yè)大學出版社，2007.

［2］李向新.燃油電磁開關RDK－13修理工藝規(guī)程［S］.長沙:長沙五七一二飛機工業(yè)有限責任公司，1999，(7).

［3］RDK－13燃油電磁開關技術說明書［S］.宜賓:國營570 廠，1990.

［4］林肖芬，顧宏斌.飛機系統(tǒng)設計原理［M］.南京:南京航空航天大學出版社，1997.

［5］陳廷楠.應用流體力學［M］.北京:航空工業(yè)出版社，1999.