飛機液壓系統(tǒng)故障特性分析及故障診斷使用技術(shù)

張懇拓

摘要：液壓系統(tǒng)作為飛機的重要組成部分，其各個零件在飛行飛機期間都提供了壓力方面的支持保證飛機的平穩(wěn)運行。但是綜合考量液壓系統(tǒng)本身具有一定的復雜性，容易出現(xiàn)的故障繁多，需要結(jié)合具體的飛機液壓系統(tǒng)進行故障診斷，并尋求解決方案，以防飛機事故的發(fā)生。本文的研究結(jié)合自身參與東方航空實際的工作經(jīng)驗，運用多種故障分析方式，結(jié)合液壓系統(tǒng)故障案例進行詳細的分析，以便提高故障診斷的可靠性和工作效率。

Abstract： The hydraulic system is an important part of the aircraft， and its various parts provide pressure support during the flight of the aircraft to ensure the smooth operation of the aircraft. However， comprehensive consideration of the hydraulic system itself has a certain complexity， and there are many faults that are prone to occur. It is necessary to combine the specific aircraft hydraulic system for fault diagnosis and seek solutions to prevent aircraft accidents. The research in this paper combines the actual work experience of participating in Eastern Airlines， uses a variety of failure analysis methods， combined with hydraulic system failure cases for detailed analysis， in order to improve the reliability and efficiency of failure diagnosis.

關(guān)鍵詞：飛機液壓系統(tǒng);故障特性;故障診斷技術(shù)

Key words： aircraft hydraulic system;fault characteristics;fault diagnosis technology

中圖分類號：V245.1;V267? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0141-02

0? 引言

飛機的液壓系統(tǒng)運用了大量的新的技術(shù)，包括機械、電子和自動化控制新技術(shù)的應用，在一定程度上提高了液壓系統(tǒng)工作的效率，但同時也增加了液壓系統(tǒng)運行的復雜性和結(jié)構(gòu)的復雜性，因此會導致部分故障種類的增多。本文的研究，結(jié)合自身實際的工作經(jīng)驗，分析飛機液壓系統(tǒng)的故障診斷方案，結(jié)合實際案例找出避免出現(xiàn)故障的原因。實際上飛機液壓系統(tǒng)作為飛機重要的組成部分，通常用于收放起落架、減速板和剎車等。飛機液壓系統(tǒng)的故障和健康問題會直接影響到飛行的安全，據(jù)統(tǒng)計民航飛行中液壓系統(tǒng)故障降機械故障的20～30%，而維修工作量卻占到了整體機械維修的1/3。各維修部在飛機液壓維修系統(tǒng)上，需要耗費大量的人力、物力和財力進行健康診斷和故障分析，當前關(guān)于液壓系統(tǒng)的故障診斷和健康管理方案的研究相對來說較多。從目前來看大部分文章都結(jié)合了液壓系統(tǒng)的故障處理方式，進行深度的探討。本文就著眼于飛機液壓系統(tǒng)結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗，從液壓系統(tǒng)的壓力出發(fā)，綜合考慮液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對壓力信號進行分析處理。并且結(jié)合實際的案例分析飛機液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因和主要的解決對策，為飛機的飛行提供可靠的保障。

1? 液壓系統(tǒng)故障特性分析

飛機的液壓系統(tǒng)工作環(huán)境較為惡劣，存在的故障會時有發(fā)生，普通的故障播報系統(tǒng)不能滿足其實際的需求。本文的研究從液壓系統(tǒng)的預計報警基礎(chǔ)上，針對常見的人工檢查和日常維護中存在的液壓系統(tǒng)故障特性進行分析。

1.1 故障的特點

液壓系統(tǒng)故障的特點包含了故障的漸進性、隱蔽性、因果關(guān)系的復雜性和故障存在的隨機性。首先故障存在的漸進性，主要指代的是飛機的液壓系統(tǒng)其故障并不是突見性的，而是呈現(xiàn)一種漸進性的特點。例如在實際工作中，由于磨損或油污堆積物的污染所造成的飛機故障，導致工作狀態(tài)下滑和系統(tǒng)工作參數(shù)無法正常工作。液壓系統(tǒng)故障的隱蔽性包含了系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)故障問題具體特征，表現(xiàn)在故障檢測造成的干擾性和故障現(xiàn)象呈現(xiàn)的十分有限，提取故障現(xiàn)象特征較為困難。因果關(guān)系的復雜性指代的是液壓系統(tǒng)的故障癥狀存在某種重疊關(guān)系，具體表現(xiàn)在存在多種故障可能因為同一個原因，也可能是因為多種原因所引起的類似癥狀。故障的原因和癥狀之間是重疊的存在難以判斷性。而故障的隨機性主要指代的是實際飛機飛行過程中受到各式各樣的影響，液壓系統(tǒng)很難進行準確的分類，使得故障的定性較為困難，診斷較為復雜。

1.2 故障的分類

1.2.1 按照故障的不同特征分類

實際飛機飛行地面后液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的故障和實際存在的特征需要進行分類，包含了產(chǎn)生故障的原因、重復的次數(shù)、故障的時間和影響飛機穩(wěn)定性的程度。對于故障的分類包含了設計的故障和使用的故障等。首先關(guān)于設計的故障是液壓系統(tǒng)設計原件選擇時，設計的錯誤，致使加大輸出造成的故障，包含了磨損和封閉性設計師造成的液壓系統(tǒng)故障和發(fā)生的類型故障。使用故障表現(xiàn)為液壓系統(tǒng)本身的附件中存在著可逆變化和快速不可變變化所引發(fā)的突然參數(shù)故障。包括污染物的掉落引發(fā)的泄漏問題，造成系統(tǒng)高壓管路的壓力下降，或是因為最小節(jié)流閥阻塞所導致的油溫異常增高等。除此之外，不可逆變化的故障問題也包含了退化功能，指代的是不可逆集附件動力結(jié)構(gòu)的原因，疲勞損壞或長時間的負荷運載。尤其是在負載作用下液壓的動力元件損壞會導致突然功能故障現(xiàn)象，包括飛機野蠻降落過程中，液壓系統(tǒng)的軟管損壞或是電磁閥電路中斷等問題。

1.2.2 按故障產(chǎn)生的原因分類

飛機液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因有很多常見的故障類型，包含了外部密封失效、元件損壞、電磁閥部分故障等等。其中外部密封損壞占據(jù)了整體飛機壓故障的35%，具體表現(xiàn)在液壓導管或軟管的損壞，促使外部密封意外老化產(chǎn)生了突然故障現(xiàn)象而元件損壞主要是故障的3～10%。造成具體元件損壞的原因包含液壓系統(tǒng)增壓主管路中的壓力脈沖，使附件產(chǎn)生疲勞損傷或是沖擊負載起落架系統(tǒng)附件的影響等等問題。電磁閥在故障出現(xiàn)中處于較小份額，具體故障表現(xiàn)在水氣滲漏到附件中，導致震動過載。存在串油故障的原因，包含了飛機實際工作人員操作不當所導致的液壓系統(tǒng)，兩個液壓油箱的油量存在差距。除此之外還有一種常見的液壓系統(tǒng)故障，包括液壓油泄漏問題，因為飛機的液壓系統(tǒng)本身較為復雜，存在的零件較多具體包括了括液壓油內(nèi)漏和外漏兩種。其次，液壓系統(tǒng)故障還包括液壓油的污染，油污染對于系統(tǒng)的損傷較大，嚴重會引發(fā)飛機事故的出現(xiàn)，造成污染的殘留。飛機系統(tǒng)部件附件與液壓管道的維修安裝過程中工具的不清潔或是液壓系統(tǒng)的污染。又如設計制造過程。目前很多現(xiàn)役的飛行過后的時代，企業(yè)壓系統(tǒng)會造成一定的缺陷，再加上飛機本身機體結(jié)構(gòu)部分屬性，如果設計制造中存在缺陷，就容易導致液壓附件和管道的布局不合適，彼此之間的距離存在差異性較大，影響到了日常的維修和系統(tǒng)的散熱，一定程度上會引發(fā)飛機故障問題的出現(xiàn)。

2? 飛機液壓系統(tǒng)故障診斷方案

2.1 飛機液壓系統(tǒng)故障降低的對策

飛機液壓系統(tǒng)設計過程中首先需要選擇性能較好的液壓附件，尤其是要充分考慮到飛機通風散熱和環(huán)境溫度低的區(qū)域進行液壓泵的安裝，有利于保證液壓系統(tǒng)使用的可靠性。除此之外，還需要結(jié)合液壓油本身的清潔要求，考慮到油濾的高精度型，選擇具有大容量自供增壓的油箱，避免存在污染，同時也能保證實際使用過程中飛機液壓系統(tǒng)的散熱效果。除此之外還需要加強對于液壓系統(tǒng)維護型設計的管理，要做好對于維修通道的管控，建立起相應的感應器和壓管附件的合理布局，定時、定期的進行日常的維護和管理工作，借助先進的設備進行器械的改進和設備的維護與安裝。

2.2 飛機液壓系統(tǒng)故障診斷策略

2.2.1 運用事件樹分析

例如某飛機維修基地對于A320客機進行日常檢驗時，發(fā)生了電動馬達不能工作的情況下，再進行故障排查和檢驗的過程中發(fā)現(xiàn)單向活門失效，導致液壓油出現(xiàn)反流所造成的故障問題時，需要進行相應的系統(tǒng)故障診斷。在診斷環(huán)節(jié)可以首先運用事件樹進行分析，因為A320液壓系統(tǒng)主要是為了提供增壓和液壓油而服務的。正常情況下，飛機的電動馬達泵會直接通過單向活門提供增壓液壓油進入到高壓工作狀態(tài)。在實際的工作過程中需要借助液壓油先將閥芯打開，在這個過程中借助彈簧所成的力傳遞到保持蓋上，這樣就可以直接卡住殼體臺階，保證液壓油的單向活悶傳輸?；谑录淇梢粤私獾綕M足單向活門工作的需求，并建立起正確的診斷步驟，保證液壓油的正常疏通。同時針對事件樹分析，可以進行單向活門失效的故障檢驗（見圖1）。從事件樹的故障分析來看，無法體現(xiàn)單向活門失效的原因，只有提供故障發(fā)生的途徑，在實際過程中讓維修人員進行故障的排除。

2.2.2 運用邏輯鏈分析

雖然單向活門是個小軟件，但是其結(jié)構(gòu)復雜，容易出現(xiàn)故障問題，需要借助邏輯鏈進行分析，要考慮到實際的工作情況。在工作過程中建立一定的邏輯處理分析圖，然后要了解到每一個具體的環(huán)節(jié)。首先要了解本身的殼體和各個部件，其次要針對閥芯本身作用于液壓油的流向進行控制之后，再進行液壓油引發(fā)的閥芯位移進行分析。結(jié)合基本功能聯(lián)系到液壓油的反流故障能夠發(fā)現(xiàn)存在的磨損問題超出了安全范圍，所導致的保持蓋的松動，出現(xiàn)閥芯脫落的問題。針對閥芯本身的問題和引起液壓有反流的主要因素，分析臺階的磨損造成的故障問題。

3? 結(jié)束語

綜上所述，針對飛機液壓系統(tǒng)的故障診斷過程中，需要結(jié)合飛機液壓系統(tǒng)故障的特性分析常見的故障原因，掌握故障分析方式，結(jié)合實際案例進行故障的診斷和排查。

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