飛機壓力加油系統(tǒng)故障分析

王浩，李新軍，陳志濤，呂明

1中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司設(shè)計研究院動力燃油所；2中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司試飛廠

飛機壓力加油系統(tǒng)故障分析

王浩1，李新軍1，陳志濤1，呂明2

1中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司設(shè)計研究院動力燃油所；2中航飛機股份有限公司漢中飛機分公司試飛廠

基于飛機壓力加油系統(tǒng)和附件的工作原理，對壓力加油系統(tǒng)的常見典型故障進(jìn)行分析。

壓力加油；壓力加油控制活門；油面控制器；預(yù)檢開關(guān)

1 概述

壓力加油系統(tǒng)隸屬于燃油系統(tǒng)，是燃油系統(tǒng)的重要組成部分，機載燃油箱存儲的燃油通常情況下是通過壓力加油系統(tǒng)加入的(除壓力加油系統(tǒng)無法加油,只能靠重力加油的情況)。它由壓力加油接頭、壓力加油控制活門、油面控制器、預(yù)檢開關(guān)、真空活門、壓力信號器、放油開關(guān)和加油管路組成。它的主要功用是在地面安全快速的向飛機加注燃油以滿足飛行需要。

2 壓力加油系統(tǒng)工作原理

壓力加油系統(tǒng)按加油方式分為人工壓力加油系統(tǒng)和自動壓力加油系統(tǒng)。

2.1 自動壓力加油系統(tǒng)。在加油預(yù)選顯示器上設(shè)定加油量，通過燃油計算機和加耗油控制器自動控制壓力加油的整個過程。

2.2 人工壓力加油系統(tǒng)。當(dāng)自動壓力加油系統(tǒng)故障時，人工操作電源開關(guān)控制壓力加油控制活門的開啟和關(guān)閉，對燃油箱進(jìn)行壓力加油。

3 壓力加油系統(tǒng)附件和功能

3.1 壓力加油控制活門、油面控制器、預(yù)檢開關(guān)是壓力加油系統(tǒng)中的重要組成附件，通過它們之間的配合使用（見圖1），達(dá)到對飛機壓力加油系統(tǒng)的預(yù)檢功能、加油控制和應(yīng)急油面控制。

圖1 燃油箱壓力加油系統(tǒng)圖

3.1.1 壓力加油控制活門。壓力加油控制活門由電磁活門、上柱塞活門、下柱塞活門和管接頭等組成。作為一個常開式燃油切斷閥，它設(shè)定有最小打開壓力，當(dāng)壓力加油管路內(nèi)加入一定壓力的燃油，壓力加油控制活門在燃油壓力的作用下打開，燃油通過壓力加油控制活門進(jìn)入燃油箱。壓力加油控制活門設(shè)定有兩種關(guān)閉方式：當(dāng)油量加到設(shè)定值時，燃油計算機發(fā)出指令給壓力加油控制活門通電，通過電磁活門切斷燃油通道，加油結(jié)束。當(dāng)油量加至應(yīng)急油面時，可通過油面控制器關(guān)閉壓力加油控制活門的控制管路，切斷燃油通道，加油結(jié)束。

3.1.2 油面控制器。油面控制器由機械浮子和磁浮子組成。機械浮子設(shè)置有浮子艙。油面控制器作為一個應(yīng)急關(guān)斷的設(shè)備，它的工作油面高度必須高于燃油箱滿油面高度。

3.1.3 預(yù)檢開關(guān)。預(yù)檢開關(guān)由電磁活門、接頭、插座、殼體組成，安裝在壓力加油系統(tǒng)的預(yù)檢管路上，它的功用是打開和關(guān)斷預(yù)檢管路。

3.2 壓力加油系統(tǒng)功能

3.2.1 預(yù)檢功能。設(shè)置預(yù)檢功能是為在壓力加油開始階段時對應(yīng)急關(guān)斷功能進(jìn)行檢測，以防止故障后燃油在壓力加油過程中溢出燃油箱。它的工作原理如下：進(jìn)行地面壓力加油時，將預(yù)檢開關(guān)打開，燃油通過預(yù)檢管路進(jìn)入油面控制器，液動力作用下打開蓋板，燃油進(jìn)入機械浮子艙內(nèi)，隨著艙內(nèi)油面的升高，機械浮子在燃油浮力的作用下浮起，當(dāng)艙內(nèi)然右面達(dá)到滿油面時，機械浮子關(guān)閉控制管路；壓力加油控制活門在加油壓力作用下，上柱塞腔內(nèi)開始建壓，使下柱塞腔關(guān)閉，壓力加油控制活門關(guān)斷，此燃油箱停止加油。

3.2.2 加油控制功能。進(jìn)行地面壓力加油時，預(yù)先設(shè)定加油量，啟動加油車，帶有一定壓力的燃油通過壓力加油接頭進(jìn)入加油管路。此時壓力加油控制活門的控制管路暢通，上柱塞活門和下柱塞活門在燃油壓力的作用下先后開啟，燃油通過壓力加油控制活門進(jìn)入燃油箱。油量達(dá)到設(shè)定值時，燃油計算機發(fā)出指令，關(guān)閉壓力加油控制活門，加油結(jié)束。

3.2.3 應(yīng)急油面控制功能。進(jìn)行地面壓力加油時，當(dāng)燃油箱內(nèi)油面已達(dá)規(guī)定值，正常油面控制失效，無法關(guān)斷壓力加油控制活門時。油面繼續(xù)上升至油面控制器的工作液面，燃油進(jìn)入油面控制器的機械浮子腔內(nèi)。機械浮子在燃油浮力的作用下浮起，關(guān)閉壓力加油控制活門的控制管路，壓力加油控制活門關(guān)斷，燃油箱停止加油。

4 典型故障分析

壓力加油系統(tǒng)在故障方面可以分為無法預(yù)檢、無法加油和無法關(guān)斷三種典型故障。

4.1 無法預(yù)檢。無法預(yù)檢是指在加油過程中壓力加油系統(tǒng)的預(yù)檢功能不能實現(xiàn)。導(dǎo)致這種故障發(fā)生的原因如下：

4.1.1 預(yù)檢開關(guān)故障

4.1.1.1 預(yù)檢開關(guān)不能通電，此故障由供電線路和開關(guān)故障引起，因此需對預(yù)檢開關(guān)的供電線路和開關(guān)進(jìn)行排查。

4.1.1.2 預(yù)檢開關(guān)已通電但不能打開預(yù)檢管路。此故障為預(yù)檢開關(guān)產(chǎn)品故障，只能對其進(jìn)行維修或更換。

4.1.2 油面控制器故障

預(yù)檢管路內(nèi)燃油已通過預(yù)檢開關(guān)進(jìn)入油面控制器機械浮子腔內(nèi)，但無法關(guān)閉控制管路。此故障為油面控制器產(chǎn)品故障，只能對其進(jìn)行維修或更換。

4.1.3 壓力加油控制活門故障

油面控制器已關(guān)閉壓力加油控制活門的控制管路，但壓力加油控制活門無法關(guān)斷燃油通道。此為壓力加油控制活門產(chǎn)品故障，只能對其進(jìn)行維修或更換。

4.2 無法加油。無法加油是指燃油進(jìn)入加油管路內(nèi)，燃油箱上安裝的壓力加油控制活門無法在燃油壓力的作用下打開，燃油不能進(jìn)入燃油箱內(nèi)。本文介紹的壓力加油控制活門在設(shè)計上為常開式的燃油閥。它的打開壓力值遠(yuǎn)低于正常壓力加油的壓力，因此在進(jìn)行地面壓力加油時，不會出現(xiàn)無法加油的故障。

4.3 無法關(guān)斷。無法關(guān)斷是指在燃油箱內(nèi)燃油加至預(yù)設(shè)值或應(yīng)急油面高度時，無法自動關(guān)閉壓力加油控制活門，燃油從通氣系統(tǒng)溢出燃油箱。導(dǎo)致這種故障發(fā)生的原因如下：

4.3.1 壓力加油控制活門未通電，無法切斷燃油通道。故障出現(xiàn)后需對壓力加油活門的供電線路和開關(guān)進(jìn)行排查。

4.3.2 通電后壓力加油控制活門的電磁活門無法切斷燃油通道。此為壓力加油控制活門產(chǎn)品故障，需能對其進(jìn)行維修或更換。

4.3.3 當(dāng)燃油箱內(nèi)油面達(dá)到應(yīng)急油面時，無法通過油面控制器機械關(guān)閉加油壓力加油控制活門。導(dǎo)致這種故障發(fā)生的原因如下：（1）油面控制器故障：燃油已進(jìn)入機械浮子腔，但機械浮子不能關(guān)閉控制管路。此為油面控制器產(chǎn)品故障，需能對其進(jìn)行維修或更換。（2）壓力加油控制活門故障：油面控制器已關(guān)閉壓力加油控制活門的控制管路，但壓力加油控制活門無法切斷燃油通道。此為壓力加油控制活門產(chǎn)品故障，需對其進(jìn)行維修或更換。

5 結(jié)束語

本文以原理和功能為基礎(chǔ)，對壓力加油系統(tǒng)的典型故障進(jìn)行了分析。飛機壓力加油系統(tǒng)在設(shè)計時可將上述故障模式及故障原因作為參考，對系統(tǒng)和附件的功能和原理進(jìn)行完善，減少壓力加油系統(tǒng)的故障率和維修工作量。