某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)串油故障的排除與解析

段永東

摘 要：某型飛機(jī)在地面調(diào)試和飛行過程中時(shí)常出現(xiàn)液壓系統(tǒng)串油故障，嚴(yán)重的串油將直接影響液壓系統(tǒng)工作性能，進(jìn)而危及到飛行安全，本文通過對(duì)典型的串油故障加以提煉和總結(jié)，從原理上對(duì)液壓系統(tǒng)串油故障進(jìn)行深入分析，希望能為解決某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)串油故障提供參考。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);串油;主剎車;分配機(jī)構(gòu)

某型飛機(jī)液壓系統(tǒng)由兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分系統(tǒng)，即第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)組成，兩個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作保證液壓裝置的傳動(dòng)和操縱。每個(gè)分系統(tǒng)都由液壓油箱、液壓泵和液壓管路等部件組成，正常工作時(shí)，兩個(gè)液壓分系統(tǒng)內(nèi)的液壓油都在相對(duì)封閉的系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)立循環(huán)，實(shí)現(xiàn)操縱系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)功能。其中水平尾翼、前緣襟翼、襟副翼、方向舵等操縱系統(tǒng)是由一、二液壓系統(tǒng)并行傳動(dòng)的，此外第一液壓系統(tǒng)還單獨(dú)負(fù)責(zé)起落架、應(yīng)急和起飛線剎車、前輪轉(zhuǎn)彎、左進(jìn)氣道調(diào)節(jié)板和防護(hù)網(wǎng)等系統(tǒng)的傳動(dòng)，第二液壓系統(tǒng)單獨(dú)負(fù)責(zé)減速板、主剎車、右進(jìn)氣道調(diào)節(jié)板和防護(hù)網(wǎng)等系統(tǒng)的傳動(dòng)。

液壓系統(tǒng)能正常工作的最重要條件之一就是有適量的壓力載體—液壓油。如果系統(tǒng)中油量過多，將在循環(huán)過程中自動(dòng)從安全活門排放到機(jī)外;相反油量低于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)影響液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使部分系統(tǒng)癱瘓，直接影響飛行安全。

1.故障現(xiàn)象及危害

1.1故障現(xiàn)象

液壓系統(tǒng)部件投入工作前，兩個(gè)分系統(tǒng)內(nèi)的油量都處于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（通過液壓油箱的活塞桿的位置來檢查系統(tǒng)油量）當(dāng)發(fā)生一、二液壓系統(tǒng)串油故障時(shí)，液壓系統(tǒng)部件進(jìn)行循環(huán)操縱后，兩個(gè)分系統(tǒng)中的油液總量不變，但一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的油量減少，另一個(gè)系統(tǒng)的油量增加。如果大量的油液串流，座艙內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“一（二）系統(tǒng)液面低，液壓用于操縱”、“一個(gè)液壓系統(tǒng)”等燈光和語音告警信號(hào)。

1.2串油故障產(chǎn)生的危害

1.2.1 第一液壓系統(tǒng)向第二液壓系統(tǒng)串油

當(dāng)?shù)谝灰簤合到y(tǒng)的液壓油減少到最低允許液面時(shí)，接通最低油面信號(hào)器，第一液壓系統(tǒng)的油液只能保證飛機(jī)飛行所需要的供壓部位即舵面的操縱，同時(shí)使起落架收起電路斷電，起落架將不能正常收起，座艙內(nèi)伴隨發(fā)出“一系統(tǒng)油面低”、“起落架不收起”、“液壓用于操縱”等告警信號(hào)。如果此時(shí)第一液壓系統(tǒng)的油量繼續(xù)減少，將會(huì)導(dǎo)致液壓泵干磨，不能建立壓力，此時(shí)由第一液壓系統(tǒng)單獨(dú)供壓的液壓傳動(dòng)裝置將完全癱瘓，如起落架將無法正常收放，液壓泵由于無液壓油干磨而抱死等嚴(yán)重后果，直接影響到飛行安全。

1.2.2第二液壓系統(tǒng)向第一液壓系統(tǒng)串油

當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)油量降低到最低液面時(shí)，減速板開關(guān)自動(dòng)斷電，如果油液串流嚴(yán)重，將造成第二液壓系統(tǒng)液壓泵由于無液壓油干磨而抱死;第二液壓系統(tǒng)將失去動(dòng)力，由第二液壓系統(tǒng)供壓的主剎車等重要系統(tǒng)將不能工作，飛機(jī)著陸時(shí)只能使用沒有自動(dòng)防滑功能的應(yīng)急剎車，極易發(fā)生拖胎、爆胎等重大事故。

2.故障分析

2.1可能產(chǎn)生液壓系統(tǒng)串油的原因

縱觀整個(gè)液壓系統(tǒng)的操縱部件并結(jié)合串油故障的特點(diǎn)，第一、第二液壓系統(tǒng)的油液串流部位只能發(fā)生在第一、第二液壓系統(tǒng)有相互轉(zhuǎn)換功能或有交聯(lián)的液壓部件上，公用部件的不密封是導(dǎo)致串油的直接原因。因此，通過分析操縱系統(tǒng)的工作原理可以得出，液壓系統(tǒng)串油主要有以下三種情況：

（1）具有第一、 二液壓系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換功能的水平尾翼分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部轉(zhuǎn)換部件存在內(nèi)部滲漏;

（2） 主剎車系統(tǒng)中第一、二液壓系統(tǒng)共用的梭形活門內(nèi)部不密封;

（3）由雙系統(tǒng)供壓部位的液壓系統(tǒng)供壓或回油導(dǎo)管連接錯(cuò)誤。

2.2可能產(chǎn)生串油部件的工作原理分析

2.2.1水平尾翼分配機(jī)構(gòu)通道轉(zhuǎn)換裝置工作原理

通道轉(zhuǎn)換裝置由4個(gè)常閉式電磁開關(guān)和2個(gè)轉(zhuǎn)換活門組成（圖1），用來完成兩個(gè)液壓系統(tǒng)向各液壓舵機(jī)14提供通道的轉(zhuǎn)換[1]。

通道的轉(zhuǎn)換裝置由兩個(gè)液壓系統(tǒng)供壓，其中第一液壓系統(tǒng)給 1、3號(hào)液壓舵機(jī)供壓，而2、4號(hào)液壓舵機(jī)由第二液壓系統(tǒng)供壓，在兩個(gè)液壓系統(tǒng)之一失效情況下，裝置自動(dòng)讓另一個(gè)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)成正常工作。

在3號(hào)液壓舵機(jī)的供油管路上，裝有兩個(gè)常閉式電磁開關(guān)2;1號(hào)電磁開關(guān)控制一系統(tǒng)向其供油，2號(hào)電磁開關(guān)控制二系統(tǒng)向其供油，一系統(tǒng)壓力正常時(shí)，1號(hào)電磁開關(guān)通電，電磁力使配油柱塞3克服彈簧力向左移動(dòng)，使一系統(tǒng)來油通向轉(zhuǎn)換活門6右半部，通過單向活門4到3號(hào)液壓舵機(jī)的啟閉電磁開關(guān)，同時(shí)使轉(zhuǎn)換活門右半部的小活塞5向右移動(dòng)，打開3號(hào)液壓舵機(jī)到一系統(tǒng)的回油路。當(dāng)一系統(tǒng)壓力小于100kg/cm2時(shí)，1號(hào)電磁開關(guān)斷電，關(guān)閉3號(hào)液壓舵機(jī)通第一液壓系統(tǒng)的油路;此時(shí)2號(hào)電磁開關(guān)通電，接通第二液壓系統(tǒng)到3號(hào)液壓舵機(jī)的油路，工作原理同上。

在2號(hào)液壓舵機(jī)供油管路上，也裝有兩個(gè)常閉式電磁開關(guān);4號(hào)電磁開關(guān)控制第二液壓系統(tǒng)向其供油，3號(hào)電磁開關(guān)控制第一液壓系統(tǒng)向其供油，當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)壓力正常時(shí)，由第二系統(tǒng)向2號(hào)液壓舵機(jī)供油：當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)壓力小于100kg/cm2時(shí)，轉(zhuǎn)向第一系統(tǒng)向其供油，工作原理同上。

因此，4個(gè)液壓舵機(jī)工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平尾翼4余度操縱，當(dāng)某一個(gè)液壓系統(tǒng)壓力低于100kg/cm2時(shí)，可實(shí)現(xiàn)3余度操縱。

如果轉(zhuǎn)換活門5（圖1）的密封性不好，則在一、二系統(tǒng)共同供壓時(shí)，在轉(zhuǎn)換活門部位產(chǎn)生一、二液壓系統(tǒng)串油。

1. 電磁線圈2.電磁開關(guān)3.配油柱塞4.單向活門5.轉(zhuǎn)換活門6.小活塞 7. 拉桿8.螺栓9.搖臂10.單向活門11.平板閥12.配油裝置殼體 13.搖臂14.液壓舵機(jī)15.液壓作動(dòng)筒16.活塞17.反饋傳感器

2.2.2機(jī)輪剎車系統(tǒng)梭形活門的工作原理分析

機(jī)輪剎車系統(tǒng)由主剎車、應(yīng)急剎車、起飛線剎車、自動(dòng)剎車等分系統(tǒng)組成。無論是操縱由第二系統(tǒng)供壓的主剎車還是由第一系統(tǒng)供壓的應(yīng)急剎車或起飛線剎車，壓力油都是要經(jīng)過梭形活門進(jìn)入機(jī)輪剎車裝置作動(dòng)筒。梭形活門的作用是

保證機(jī)輪主剎車起動(dòng)時(shí)斷開起飛線剎車和應(yīng)急剎車供壓油路，或操縱應(yīng)急、起飛線剎車時(shí)斷開主剎車系統(tǒng)供壓油路。

梭形活門包括殼體，梭形件及活門（圖2）。在殼體里有兩條進(jìn)油通道，一條出口通道，油液通過進(jìn)口通道進(jìn)入工作油液，經(jīng)過出口通道供給需用部位。[2]

3.液壓系統(tǒng)串油故障的檢查和排除方法分析

3.1地面確定第一、二液壓系統(tǒng)是否串油的基本檢查步驟

（1）檢查第一、二液壓系統(tǒng)蓄壓器充填情況應(yīng)符合規(guī)定，給一、二液壓系統(tǒng)加油到規(guī)定液面。

（2）單獨(dú)給第一或第二系統(tǒng)建立額定壓力。

（3）在接通和斷開傾斜、航向阻尼開關(guān)兩種情況下分別操縱一、二系統(tǒng)供壓的前緣襟翼、襟副翼、方向舵、水平尾翼等系統(tǒng)。單獨(dú)操縱每一個(gè)能舵面工作時(shí)觀察供壓的分系統(tǒng)液壓油箱油面位置的變化情況，確定是否有串油現(xiàn)象。

（4）單獨(dú)給第一系統(tǒng)供壓時(shí)， 操縱應(yīng)急剎車、起飛線剎車，單獨(dú)給第二系統(tǒng)供壓時(shí)操縱主剎車系統(tǒng)，檢查剎車系統(tǒng)梭形活門內(nèi)部密封性。[3]

3.2故障點(diǎn)的定位與排除方法分析

3.2.1單獨(dú)操縱前緣襟翼、襟副翼、方向舵時(shí)串油

在接通和斷開阻尼電門兩種狀態(tài)下檢查，如果有串油情況極有可能是一、二系統(tǒng)管路接反造成的。

（1）接通阻尼電門時(shí)串油，由于此時(shí)傾斜、航向舵機(jī)投入工作，重點(diǎn)檢查舵機(jī)管路是否有錯(cuò)連接情況。

（2）斷開阻尼電門時(shí)產(chǎn)生串油現(xiàn)象，由于舵機(jī)沒有投入工作，重點(diǎn)檢查前緣襟翼、襟副翼、方向舵的舵面分配機(jī)構(gòu)的管路連接情況。

3.2.2操縱水平尾翼時(shí)串油

3.2.2.1導(dǎo)管連接情況檢查

按照安裝在尾梁和平尾分配機(jī)構(gòu)上的標(biāo)識(shí)檢查水平尾翼分配機(jī)構(gòu)液壓導(dǎo)管是否存在一、二系統(tǒng)回油管路接反情況。

3.2.2.2水平尾翼分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部串油的檢查

如果管路連接正確，則可以斷定分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部串油。水平尾翼操縱系統(tǒng)中有左右兩個(gè)分配機(jī)構(gòu)，判定具體是哪一個(gè)分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部有滲漏故障有以下兩種方法：

方法一：將其中一個(gè)分配機(jī)構(gòu)上的供電插頭斷開，使該分配機(jī)構(gòu)斷電而不投入工作，使水平尾翼在另一個(gè)分配機(jī)構(gòu)單獨(dú)工作的情況下，操縱水平尾翼動(dòng)作，觀察是否有串油現(xiàn)象，若仍然串油，則可斷定正在工作的分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏。用同樣的方法檢查另一個(gè)分配機(jī)構(gòu)的內(nèi)部密封性。

方法二：分別交叉斷開左右水平尾翼分配機(jī)構(gòu)上的第一或第二系統(tǒng)回油導(dǎo)管，即第一液壓系統(tǒng)供壓操縱水平尾翼時(shí)斷開安裝在分配機(jī)構(gòu)上的第二液壓系統(tǒng)的回油導(dǎo)管，第二液壓系統(tǒng)供壓操縱水平尾翼時(shí)斷開第一液壓系統(tǒng)的回油導(dǎo)管，如果發(fā)現(xiàn)斷開的回油接管嘴有油液流出，則說明該分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部有滲漏。

水平尾翼分配機(jī)構(gòu)內(nèi)部不密封時(shí)，應(yīng)更換相應(yīng)的故障件，排除串油故障。

3.2.3操縱剎車系統(tǒng)時(shí)串油

如果操縱主剎車或應(yīng)急剎車和起飛線剎車時(shí)液壓系統(tǒng)串油，則可以斷定梭形活門內(nèi)部不密封。左右主起落架機(jī)輪剎車系統(tǒng)中各有一個(gè)梭形活門。操縱主剎車（或應(yīng)急剎車）時(shí)，可以斷開左右兩個(gè)梭形活門上的第一液壓系統(tǒng)（或第二液壓系統(tǒng)）接管嘴，觀察是否有回油滲漏，如果有滲漏則可判斷該梭形活門故障。更換故障的液壓附件，排除串油故障。

4.結(jié)論

由于液壓系統(tǒng)串油故障會(huì)直接危及到飛行安全，因此在地面調(diào)試過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除串油故障極其重要。每個(gè)起落飛行后都有必要重點(diǎn)檢查液壓系統(tǒng)油面的變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。通過上述總結(jié)的分析故障的方法，曾解決某型飛機(jī)地面調(diào)試和飛行中出現(xiàn)的申油故障，有效地保證了飛行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷軍.飛機(jī)液壓傳動(dòng)與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2009

[2]胡良謀等.飛機(jī)液壓系統(tǒng)使用故障分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014

[3]秦大同，謝里陽.氣壓傳動(dòng)與控制設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013

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