B737飛機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵頻繁損壞的故障探討

【摘 要】飛機(jī)液壓系統(tǒng)向飛機(jī)的各個(gè)用戶（如飛行操縱、反推、剎車、起落架收放等關(guān)鍵系統(tǒng)）提供操縱力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)各個(gè)飛行階段的控制。本文通過對(duì)B737飛機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵（engine driven pump， EDP）原理和案例介紹，分析可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵重復(fù)故障的原因，討論如何快速檢查和判斷發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的故障形式，避免故障重復(fù)發(fā)生，降低維護(hù)成本，減少航班延誤。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)液壓系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)泵

發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵和電動(dòng)泵是液壓系統(tǒng)的核心，即液壓的動(dòng)力來源，它們兩者互為備用，直接影響飛行安全，而且，如果處理不當(dāng)，故障可能重復(fù)發(fā)生，造成飛機(jī)停場（AOG），產(chǎn)生巨大的維護(hù)成本和經(jīng)濟(jì)損失。因此，討論和解決造成發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵故障的問題意義重大。本文以B737飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵故障為例，從其工作原理出發(fā)，通過具體案例分析，討論如何檢查判斷發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的故障原因和故障形式，從而采取有效的維護(hù)措施。

1 B737飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵工作原理

B737NG飛機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)附件齒輪箱前端面上，是一個(gè)由附件齒輪箱將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變比后驅(qū)動(dòng)的柱塞泵，其輸出流量可根據(jù)下游用戶需求的變化而變化，當(dāng)泵出口下游沒有液壓用戶需要液壓流量時(shí)，補(bǔ)償活塞處于的穩(wěn)定位置，當(dāng)下游系統(tǒng)用戶有用壓需求時(shí)，泵出口壓力降低，補(bǔ)償活塞在彈簧力作用下上移，從而打破行程活塞和比例活塞的平衡，使斜盤傾斜角變大，即改變了柱塞的抽吸和擠壓行程，從而改變出口流量，反之則減小傾斜角，減小輸出流量。

2 導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵故障的原因分析

2.1 原因

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵本體或者各接頭的密封件老化失效導(dǎo)致滲漏；（2）殼體回油管路堵塞或被限流導(dǎo)致的潤滑和散熱不好，將泵燒壞；（3）提起發(fā)動(dòng)機(jī)滅火手柄后切斷供油路，而發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于風(fēng)車狀態(tài)，泵內(nèi)氣穴導(dǎo)致的內(nèi)部損壞；（4）液壓油箱增壓系統(tǒng)滲漏，因從液壓油箱到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的管路較長，若液壓油箱壓氣不足以將油液壓到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵入口，則同樣會(huì)造成泵內(nèi)氣穴而損壞；（5）EDP進(jìn)口液壓油受到污染，有雜質(zhì)，導(dǎo)致EDP失效。其中，殼體回油路被限流原因比較隱蔽，常規(guī)檢查較難發(fā)現(xiàn)，容易造成泵的頻繁損壞。下面以具體案例對(duì)此問題進(jìn)行分析。

2.2 案例

2011年2月6日，B-50XX飛機(jī)執(zhí)行昆明—北京航班，空中機(jī)組反映液壓A系統(tǒng)油量只有25%，飛機(jī)備降西安，西安地面檢查發(fā)現(xiàn)左發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵本體的部件接縫處漏油，檢查殼體回油濾未發(fā)現(xiàn)金屬屑，初步外觀檢查并未發(fā)現(xiàn)殼體裂紋，西安地面更換左發(fā)EDP、殼體回油濾以及封嚴(yán)后，地面試車測試液壓A系統(tǒng)無滲漏，相關(guān)系統(tǒng)檢查測試正常。

2011年2月7日，該機(jī)執(zhí)行廣州—昆明航班，起飛后，A系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵低壓燈常亮，系統(tǒng)壓力2900PSI（只剩電動(dòng)泵壓力），昆明檢查發(fā)現(xiàn)左發(fā)EDP輸入軸剪斷，檢查EDP殼體回油濾和A系統(tǒng)回油濾未發(fā)現(xiàn)異常，但發(fā)現(xiàn)殼體回油管和EDP供油管內(nèi)有殘余油泥狀污染物。更換了EDP和液壓A系統(tǒng)系統(tǒng)回油濾，對(duì)殼體回油濾單向活門上游所有殼體回游管路進(jìn)行沖洗，試車檢查無滲漏。

2011年2月8日，同一架飛機(jī)執(zhí)行昆明—深圳航班，深圳落地后機(jī)務(wù)檢查發(fā)現(xiàn)左發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵有大量液壓油滲漏，更換左發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵，更換殼體回油濾及其管路，更換供油管，檢查發(fā)現(xiàn)殼體回油管路位于吊架上的快卸接頭松動(dòng)，重裝該接頭，對(duì)液壓A系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，試車檢查無滲漏，A系統(tǒng)相關(guān)測試正常，故障徹底排除。

初步觀察以上三個(gè)案例，在同一架飛機(jī)的同一位置短時(shí)間內(nèi)連續(xù)三次反映不同而又相同的故障，為什么說是不同呢？因?yàn)槿喂收系墓收犀F(xiàn)象不同；而為什么說是相同呢？因?yàn)槿喂收系膶?shí)質(zhì)相同，都是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵失效。下面對(duì)案例進(jìn)行詳細(xì)分析。

2月6日第一次故障。故障現(xiàn)象：飛機(jī)空中反映A系統(tǒng)液壓油滲漏只剩下25%，飛機(jī)備降西安，地面檢查為左發(fā)EDP本體封嚴(yán)處液壓油大量滲漏。處理措施：（1）維護(hù)人員查詢了故障件（件號(hào)66087，序號(hào)660872718，為原廠裝機(jī)件，使用時(shí)間19290.78小時(shí)，循環(huán)12750，無任何拆換和送修記錄）；（2）維護(hù)人員檢查確認(rèn)EDP殼體回油濾清潔、正常；（3）更換EDP后試車測試正常。分析：因檢查殼體回油濾正常，故維護(hù)人員判斷為封嚴(yán)老化導(dǎo)致的突發(fā)性液壓油滲漏故障，按常規(guī)方法檢查處理。

2月7日第二次故障。故障現(xiàn)象：機(jī)組反映起飛后A系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵低壓燈常亮，只有A系統(tǒng)電動(dòng)泵有壓力輸出，A系統(tǒng)液壓油量正常。處理措施：（1）維護(hù)人員按FIM排除左發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵低壓燈亮問題，檢查確認(rèn)壓力傳感器、測量相關(guān)線路正常；（2）目視檢查EDP外觀無異常，未見任何滲漏，維護(hù)人員拆檢發(fā)現(xiàn)EDP殼體回油濾內(nèi)有少量黑色污染物，單向活門下游管路流出的液壓油清潔無異常，檢查殼體回油管路有黑色油泥狀污染物，壓力沖洗殼體回油濾單向活門到EDP接頭所有管路，更換殼體回油濾；（3）拆檢發(fā)現(xiàn)A系統(tǒng)系統(tǒng)回油濾正常；（4）拆下EDP后，維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)EDP輸入花鍵軸斷裂，更換EDP后兩次長時(shí)間試車正常；查詢故障件（件號(hào)66087，序號(hào)660872748，為2010年9月12日因試車時(shí)殼體漏油拆下送修，送修報(bào)告為密封件失效導(dǎo)致漏油超標(biāo)），故判斷為附件送修質(zhì)量問題。分析：因故障點(diǎn)直觀明了，維護(hù)人員判斷為因輸入軸斷裂導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵無輸出壓力，從而點(diǎn)亮駕駛艙A系統(tǒng)低壓指示燈，黑色油泥狀污染物為泵本體發(fā)生卡阻時(shí)摩擦產(chǎn)生，檢查殼體回油濾并未發(fā)現(xiàn)金屬屑，殼體回油濾下游軟管內(nèi)油液清潔無污染，因此初步判斷為附件送修質(zhì)量不好導(dǎo)致，與前一次故障無太大關(guān)聯(lián)。

2月8日第三次故障。故障現(xiàn)象：飛機(jī)空中EDP低壓燈亮，機(jī)組關(guān)斷EDP電門，深圳落地后機(jī)務(wù)反映左發(fā)EDP液壓油大量滲漏，泵體周圍有大量黑色油泥，泵本體有變色現(xiàn)象。處理措施：（1）目視檢查A系統(tǒng)左發(fā)EDP本體大量漏液壓油，檢查發(fā)現(xiàn)EDP供油管與EDP接口端有污染物，更換EDP供油管后測試供油管供油通暢；（2）檢查發(fā)現(xiàn)EDP殼體回油濾清潔無異物，EDP殼體回油管與EDP接口端有污染物，更換下段回油管，測試確認(rèn)管路通暢；（3）拆檢左發(fā)EDP殼體回油管吊架接頭時(shí)發(fā)現(xiàn)該快卸接頭未真正卡在鎖定位，重新安裝該管接頭至正常到位；（4）更換EDP，并對(duì)A系統(tǒng)完成沖洗，地面試車30分鐘，EDP工作正常，無滲漏。分析：故障再次出現(xiàn)，目視直接觀察到泵體所有密封件都失效滲漏，泵體表面過熱變色，泵體周圍有大量黑色污染物，可直觀判斷為泵因過熱燒壞，發(fā)現(xiàn)的大量黑色油泥應(yīng)為液壓油受高溫后炭化形成。

總結(jié)上述案例，三次不同的故障現(xiàn)象均為同一故障源所致，即殼體回油油路不通暢，因殼體回油管路堵塞或被污染物限流，泵內(nèi)各旋轉(zhuǎn)部件得不到充分潤滑和散熱而迅速產(chǎn)生高熱，高溫使液壓油受熱炭化，碳化后的液壓油呈黑色油泥，進(jìn)一步加劇泵內(nèi)、外相關(guān)管路的堵塞，使泵內(nèi)工況急劇惡化，高溫同樣導(dǎo)致本體上所有接頭和安裝底座封嚴(yán)件失效滲漏，系統(tǒng)油量大量滲漏造成整個(gè)一側(cè)液壓系統(tǒng)的癱瘓；三次故障不同的故障現(xiàn)象又讓維修人員不易把故障歷史前后聯(lián)系起來，從而得出了不同的判斷結(jié)果。

3 維護(hù)建議

遇到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵頻繁更換時(shí)，建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行限流原因排查：（1）系統(tǒng)油箱到泵入口的供油管流通性檢查；（2）泵殼體回油濾單向活門、殼體回油濾、吊架處快卸接頭的檢查；（3）泵殼體回油底座接頭處的限流閥是否堵塞，安裝的件號(hào)是否正確；（4）油箱增壓系統(tǒng)是否有滲漏。

但是結(jié)合上文中的案例分析我們看到，造成故障的最終缺陷非常隱蔽，而且每次液壓泵損壞的表現(xiàn)形式還不盡相同，導(dǎo)致排故過程中對(duì)AMM中的提示沒有給予重視，造成故障反復(fù)，最終再回到按AMM建議進(jìn)行徹底排查。這可能也是國內(nèi)外多家維修單位同樣遇到的問題。為此，我們總結(jié)出以下兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，為排除此類故障提供參考。

（1）若發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵損壞，必須對(duì)泵的損壞原因進(jìn)行初步分析。如果是由于過熱損壞，那么除更換泵以外，還需按照AMM的檢查建議進(jìn)行限流原因排查。泵過熱損壞的跡象有：泵本體表面金屬可能變色；周圍或相關(guān)管路內(nèi)伴隨有大量液壓油受熱炭化后的黑色油泥；泵體結(jié)合面封嚴(yán)失效等。（2）若發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵損壞，更換新泵后測試過程中壓力過高，此時(shí)維修人員應(yīng)當(dāng)引起重視，應(yīng)按照AMM的檢查建議進(jìn)行限流原因排查。因?yàn)槿绻菤んw回油管路發(fā)生堵塞，在泵無輸出流量的情況下勢必會(huì)造成泵的輸出壓力增高。在新泵裝機(jī)后測試過程中可觀察到泵出口壓力偏高，上文案例中第一次和第二次泵裝機(jī)測試時(shí)均發(fā)現(xiàn)泵出口壓力高于標(biāo)準(zhǔn)壓力。

4 結(jié)語

以上故障分析和維護(hù)建議是從排故過程總結(jié)而來。當(dāng)遇到類似故障時(shí)，借鑒這些維護(hù)經(jīng)驗(yàn)可在故障第一次出現(xiàn)時(shí)就引導(dǎo)到排除缺陷點(diǎn)的正確方向，最大程度減少航班延誤和降低維護(hù)及營運(yùn)成本。

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作者簡介：王學(xué)昌（1983—），男，云南昆明人，本科，助理工程師，研究方向：飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)。