某型飛機(jī)登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)故障分析及解決措施

(中航西飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司 工程技術(shù)中心， 陜西 西安 710089)

引言

隨著現(xiàn)代交通事業(yè)的快速發(fā)展，人民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，飛機(jī)作為一種重要的交通工具[1-3]，被越來越多的人廣泛使用[4-5]。對于普通乘客而言，登機(jī)門是最先接觸到的飛機(jī)部件之一[6]，同時登機(jī)門也是設(shè)計復(fù)雜、功能要求嚴(yán)格、具有一定代表性的飛機(jī)眾多運(yùn)動部件之一[7]。作為一種典型的飛機(jī)艙門，登機(jī)門不僅是乘客上下的主要通道，在緊急情況下還要做I型應(yīng)急出口使用。某型飛機(jī)采用了外開式門梯合一登機(jī)門，其結(jié)構(gòu)如圖1a,提升機(jī)構(gòu)圖如圖1b所示，其打開和關(guān)閉依靠液壓系統(tǒng)操縱。本研究對該型登機(jī)門在使用中發(fā)生的無阻尼落下的故障進(jìn)行了分析，提出了解決措施。

1.收放拉桿 2.轉(zhuǎn)動交點2 3.固定支架 4.上搖臂 5.液壓作動筒 6.轉(zhuǎn)動交點1 7.主搖臂 8.小搖臂 9.轉(zhuǎn)動交點3 10.連桿 11.翻板組件 12.轉(zhuǎn)動交點4 13.左側(cè)扶手連桿 14.提升拉桿 15.左側(cè)隨動收放扶手 16.右側(cè)固定扶手圖1 門梯合一登機(jī)門

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)在交付用戶后，至今已發(fā)生多次登機(jī)門無阻尼落下，致使登機(jī)門作動筒活塞桿斷裂、與登機(jī)門交聯(lián)的結(jié)構(gòu)框架、地板損壞的事件，嚴(yán)重影響了用戶的使用[8-10]。經(jīng)多次地面檢查試驗，當(dāng)液壓系統(tǒng)油箱增壓壓力不足或人工關(guān)閉登機(jī)門的情況下，故障再次復(fù)現(xiàn)，在打開登機(jī)門時，登機(jī)門無阻尼落下，導(dǎo)致登機(jī)門作動筒及登機(jī)門傳動部件損傷[11-12]。

2 故障原因分析

某型機(jī)登機(jī)門的關(guān)閉和打開依靠液壓系統(tǒng)操縱。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。系統(tǒng)由單向活門、登機(jī)門蓄壓器、節(jié)流活門、電磁開關(guān)、單向節(jié)流活門、阻尼蓄壓器、安全活門、釋壓活門、登機(jī)門作動筒、液壓導(dǎo)管等組成。正常情況下，當(dāng)關(guān)閉登機(jī)門時，登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)電磁開關(guān)4通電接通；儲存在登機(jī)門蓄壓器2中的高壓油經(jīng)節(jié)流活門3、電磁開關(guān)4、單向節(jié)流活門5進(jìn)入登機(jī)門作動筒7的無桿腔，推動作動筒活塞桿伸長，登機(jī)門在作動筒的帶動下向上抬起運(yùn)動，直到最高位置，保證登機(jī)門關(guān)閉。當(dāng)打開登機(jī)門時，僅需向外推門，登機(jī)門作動筒活塞桿縮回，油液經(jīng)單向節(jié)流活門5、電磁開關(guān)4的回油路進(jìn)入到系統(tǒng)回油管路中，直至登機(jī)門完全打開。

1.單向活門 2.登機(jī)門蓄壓器 3.節(jié)流活門 4.電磁開關(guān) 5.單向節(jié)流活門 6.釋壓活門 7.登機(jī)門作動筒圖2 登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)原理圖

由圖2可知，當(dāng)?shù)菣C(jī)門關(guān)閉到位后，登機(jī)門作動筒活塞桿處于伸長狀態(tài)，在電磁開關(guān)斷電后，登機(jī)門作動筒兩腔均與系統(tǒng)回油管路相通，此時如果系統(tǒng)處于液壓油箱增壓系統(tǒng)壓力不足或失效的情況下，登機(jī)門作動筒無桿腔充油不充分，當(dāng)再次打開登機(jī)門時，單向節(jié)流活門的節(jié)流作用將會大大降低，喪失了阻尼作用，致使登機(jī)門打開的速度急劇加快，造成登機(jī)門作動筒及登機(jī)門傳動部件損傷。

另外，該型機(jī)登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)動力源來自于登機(jī)門蓄壓器，該蓄壓器在充滿壓的情況下，可以滿足10次完全關(guān)閉登機(jī)門的能量需求。但是，登機(jī)門作為供人員上下飛機(jī)的主要通道，除了供乘客登機(jī)外，大部分時候還要供維護(hù)人員通行，當(dāng)飛機(jī)停場維護(hù)時，頻繁的關(guān)閉登機(jī)門，登機(jī)門蓄壓器內(nèi)儲存的油壓消耗殆盡又得不到及時補(bǔ)充時，維護(hù)人員常常采用人工抬起、手動關(guān)閉的方式，將登機(jī)門關(guān)閉到位，此時同樣會造成登機(jī)門作動筒無桿腔充油不充分，當(dāng)再次打開登機(jī)門時，登機(jī)門無阻尼落下，造成登機(jī)門作動筒及登機(jī)門傳動部件損傷。

綜上所述，造成登機(jī)門無阻尼落下的根本原因是由于登機(jī)門作動筒無桿腔充油不充分，導(dǎo)致登機(jī)門打開時，節(jié)流效果不明顯，喪失阻尼作用，登機(jī)門打開速度過快，從而造成登機(jī)門作動筒和登機(jī)門結(jié)構(gòu)損傷。

3 解決措施

由以上分析可知，要從根本上解決登機(jī)門無阻尼落下的故障，就是要保證登機(jī)門作動筒無桿腔始終充滿油液，當(dāng)再次打開登機(jī)門時，無桿腔油液在節(jié)流活門的控制下，緩慢進(jìn)入系統(tǒng)回油，為登機(jī)門提供阻尼作用。因此，根據(jù)現(xiàn)有登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)的布局，在系統(tǒng)內(nèi)電磁開關(guān)的回油路上增加1個阻尼蓄壓器、1個單向活門、1個安全活門。在登機(jī)門打開時，將原先通過電磁開關(guān)直接進(jìn)入回油路中的液壓油先儲存到阻尼蓄壓器中，為登機(jī)門作動筒的無桿腔提供一定的備壓，保證登機(jī)門作動筒的無桿腔始終充滿油液，其中多余的油液通過安全活門再進(jìn)入到系統(tǒng)回油管路中。這樣不僅可以保證登機(jī)門正常打開，而且由于備壓的阻尼作用，登機(jī)門打開的速度將進(jìn)一步減緩，從而有效的避免了登機(jī)門快速打開時對登機(jī)門作動筒和傳動部件的沖擊。改進(jìn)后的登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)原理圖見圖3。

該解決措施貫徹實施后，在地面試驗臺架上，經(jīng)過10000余次的登機(jī)門打開、關(guān)閉試驗，試驗過程中登機(jī)門功能正常，打開、關(guān)閉時間符合要求，試驗過程中阻尼蓄壓器充壓、釋壓功能正常，可以保證登機(jī)門作動筒無桿腔始終充滿油液，再次打開登機(jī)門時有效的起到阻尼作用；因此，再未出現(xiàn)登機(jī)門無阻尼落下的故障。試驗結(jié)果表明，該解決措施原理正確、方法有效、切實可行，可以從根本上杜絕該故障的再次發(fā)生。

4 結(jié)論

綜上所述，某型飛機(jī)登機(jī)門發(fā)生的無阻尼落下故障原因為登機(jī)門作動筒無桿腔充油不充分，導(dǎo)致登機(jī)門在打開時節(jié)流活門作用降低，未起到阻尼效果，從而造成登機(jī)門作動筒和傳動部件損傷。 通過故障分析，

1.登機(jī)門蓄壓器 2.節(jié)流活門 3.電磁開關(guān) 4.單向活門 5.阻尼蓄壓器 6.安全活門 7.釋壓活門 8.單向節(jié)流活門 9.登機(jī)門作動筒 10.單向活門圖3 改進(jìn)后的登機(jī)門液壓操縱系統(tǒng)原理圖

為從根本上解決該問題，在系統(tǒng)中增加阻尼蓄壓器，保證登機(jī)門作動筒的無桿腔始終充滿油液，最終保證登機(jī)門的正常使用。