一起737 N G液壓油滲漏故障分析

曹曉林

（山東太古飛機工程有限公司，山東 濟南 250107）

根據多年工作經驗總結和可靠性分析，737NG系列飛機液壓油滲漏屬于機隊常見故障，通常是由于管路破裂或管路接頭磨損，或者液壓部件本身的封圈/封嚴滲漏造成的，但歷史上很少因為液壓系統增壓組件故障造成高壓的壓力油回流到液壓油箱而損傷液壓油量表造成液壓油大量滲漏，而造成飛機操作系統因無液壓油提供動力而出現操作困難的問題。而我公司737NG機隊出現了一次罕見的液壓滲漏故障：一架飛機起飛后機組報告A系統出現低壓警告且液壓油量低（約40%），并隨即返航，地面人員檢查發現A系統液壓油箱油量傳感器指示表盤上面的玻璃破損丟失以及油量指針丟失（參見圖1的照片），A系統剩余油量約24%。

圖1 A系統液壓油箱油量指示表損壞照片

本文就此次故障，對737NG系統液壓系統滲漏故障展開討論分析。

1 排故過程

1.1 簡介

更換A系統液壓油箱油量指示傳感器、A系統EMDP、檢查并更換A系統EDP、EMDP殼體回油濾和液壓A系統回油濾（回油濾均未發現異常物質），A系統壓力約60PSI(低于正常值3000PSI，僅相當于液壓油箱預增壓壓力）；檢查并更換A系統壓力組件的EDP和EMDP供油濾（注：發現EMDP供油慮上有少量金屬屑），A系統壓力最高可達約2850PSI，但若操作液壓系統部件又回到60PSI（故障現象未變）；更換A系統壓力組件，A系統壓力增加到3000PSI且操作液壓系統部件壓力工作正常，故障排除。

1.2 詳細過程

第一，更換液壓A系統油箱油量表和A系統EDP、EMDP殼體油慮和系統回油慮（且在三個回油濾上均未發現金屬屑等其他物質），檢查管路安裝正常并給A系統油箱加注液壓油到100%FULL，使用A系統EMDP進行測試發現油量下降到90%FULL，但系統壓力只從40PSI上升到60PSI。

第二，檢查EMDP的跳開關未跳出，打開P91板對泵進行復位，再次測試，壓力依舊不上升，但從輪艙里可以明顯聽到泵運轉的聲音，操縱副翼和方向舵都比較困難，說明雖然泵在運轉，但系統確實沒有液壓壓力。啟動左發動機單獨使用EDP，壓力可以達到2850PSI，操縱飛控系統壓力可以降到2000PSI左右，同時打EMDP,在舵面不動的情況下，系統壓力仍然為2850PSI，多次操縱飛控舵面對系統進行排氣，液壓壓力依舊2850PSI左右不再上升。

第三，從EMDP油箱供油管處脫開，大量液壓油經供油管流出，說明油箱到EMDP供油正常。拆下A系統壓力組件上的單向活門，檢查正常，拆下EMDP壓力油慮，發現有少量金屬屑，依據AMM29-11-21更換A系統EMDP,并再次更換EMDP殼體油慮和消音器。再次使用EMDP測試，系統壓力只從40PSI上升到60PSI，松動但沒有脫開壓力組件EMDP供油管接頭，再次打EMDP，有大量油從松動的接頭處噴出，說明電動泵有輸出壓力，緊好壓力組件EMDP供油管接頭,再次打泵測試系統壓力可以到100PSI,有輕微上升，敲動壓力組件后液壓壓力可以繼續升到2850PSI，但操縱飛控舵面時系統液壓壓力下降明顯可以到1600左右，操縱擾流板壓力降到500PSI,后再次惡化壓力降到60PSI壓力不再上升。

第四，更換A系統壓力組件，系統壓力上升到3000PSI,且操作測試液壓系統部件，系統壓力指示正常，故障排除。

2 液壓系統工作原理

737NG飛機液壓系統由A和B兩個獨立的液壓系統給飛機提供主要液壓動力，每個液壓系統正常能提供3000PSI的壓力，給各操作系統提供操作系統部件的動力。另外，還有1套備用液壓系統，在特定條件下開始工作作為主液壓動力的補充。這里只講述A系統液壓工作原理與相關部件，B系統與A系統完全相似，備用液壓系統由于與本故障沒有關系，這里從略。

A系統液壓油工作循環圖和液壓油箱預增壓原理圖及其相關部件，具體參見圖2和圖3及圖4。

A系統液壓系統工作基本循環簡述如下：

1）液壓油箱對為系統存儲的液壓油進行預增壓（通過飛機引氣系統預增壓，在地面如果飛機無引氣可以通過外接地面氣源完成該功能），液壓油壓力達到50PSI左右；

2）發動機驅動泵（EDP）和/或電動馬達驅動泵（EMDP）對液壓油進行增壓，再通過系統壓力組件使系統液壓油壓力達到各系統操作壓力3000PSI；

3）各操作系統利用壓力油驅動系統部件；

4）被系統操作吸收能量的壓力油變成低壓油，流回到液壓油箱，準備再進行下一次循環。

注：在液壓油運動循環的各部件或管路中，安裝有不同類型的油慮對液壓油進行清潔，以防止系統堵塞。

圖2 A系統工作原理圖

圖3 A系統液壓油箱油箱引起增壓圖

3 故障分析與總結

3.1 結合液壓系統工作原理和整個排故過程分析，我們可以得出以下結論

1）A系統液壓組件釋壓活門失效在旁通位是導致系統低壓的原因，而且由于液壓油直接通過系統回油管路回油，導致油箱內泡沫增多，壓力變大，并最終導致油箱上的油量表表頭受壓后破裂損傷，并導致A系統液壓油大量外漏。

2）液壓油箱液壓油大量外泄，造成系統缺油，使得EMDP（A系統）在缺油的狀況下運轉，因機械磨損而損傷，在壓力組件的EMDP供油管油濾上發現少量金屬屑即可作為驗證。

3）油量表表頭損傷有4種可能：

（1）液壓油箱釋壓系統功能故障，因A系統壓力組件故障使得大量壓力油回到A液壓油箱，由于釋壓活門管路較細，即使油箱釋壓系統功能正常也會在油箱與釋壓管路之間產生很大的壓差，從而不足以把油箱的高壓釋放掉，使得油箱壓力上升太快釋壓系統來不及釋壓，壓力超過油量傳感器的設計承受壓力，壓力傳感器/油量表被高壓壓力損傷。但是通過地面測試，并未發現油箱釋壓活門故障。

注：由于液壓油箱設計特點，A、B系統釋壓功能是相通的，A、B系統的釋壓活門均可以給A或B油箱進行釋壓。且在檢查油箱壓力指示值一直都正常，在規定的45-50PSI之間不超壓，另外如果釋壓功能失效需要兩個釋壓活門同時故障這種可能性很小。

（2）液壓油箱釋壓系統功能正常，因A系統壓力組件故障使得大量壓力油回到A液壓油箱，由于釋壓活門管路較細，即使油箱釋壓系統功能正常也會在油箱與釋壓管路之間產生很大的壓差，從而不足以把油箱的高壓釋放掉，使得油箱壓力上升太快釋壓系統來不及釋壓，壓力超過油量傳感器的設計承受壓力，壓力傳感器/油量表被高壓壓力損傷。

（3）三是油量表本身質量缺陷，不能經受住正常的壓力沖擊而損傷。液壓油箱釋壓活門是油箱氣增壓系統的一部分，正常情況下，當增壓氣體壓力超過60-65psi或油箱內壓力超過60-65psi時打開，釋放掉多余的氣體或液壓油。因系統故障，液壓油箱臨時有一個壓力沖擊，而表本身質量缺陷經不住這種沖擊而破裂。

（4）外來物打傷，液壓油箱油量指示表，但這種可能性很小。

注：因為譯碼數據顯示飛機在離地10分鐘后才開始外漏，且出現故障的航段飛機啟動發動機后出現的低壓故障的關聯性，都不支持這種可能。

所以通過以上分析，此處故障液壓油箱油量表破裂真正原因可能為（2）、（3）兩個綜合原因造成的，這種可能性很大。

3.2 結合A系統液壓油壓力的譯碼數據對該故障進行分析

9：47：00（北京時間），機組地面開始冷轉并啟動左發，9：47：36，左發達到慢車狀態（60%N2）。

從 9：47：00至 9：47：36這 36秒內， 左發 EDP輸出壓力緩慢上升并保持在1750PSI上下，這是不正常的，因為在正常狀態下，EDP的輸出壓力在30%N2以上時不應該低于2800PSI，此時A液壓系統輸出壓力低故障已經明顯出現。

圖4 A系統增壓組件增壓原理圖

從 9：47：36至 9：48：44這 68秒內，左發一直保持在 59-71%N2，而A系統壓力在此期間最低下探到1472PSI，最大也只波動到2384PSI，故障現象非常明顯。

從 9：48：45 至 9：57：06 這 8 分 21 內， 左發一直保持在59-78%N2，A系統液壓壓力在2500-2752PSI之間波動，仍然呈現供壓不足狀態。

從 9：57：07 至 9：57：52 這 45 秒， 發動機推到最大起飛功率，飛機開始滑行起飛，A系統壓力保持在2700-2750PSI。

9:57:53飛機離地，9：57：59秒機組收起落架，收起落架時，A系統壓力最低降至1700PSI，起落架收上后A系統壓力恢復至2700-2750PSI。

從 9：59：52 至 10：09：45 這 9 分 53 秒，A 系統液壓壓力從2740緩慢直線下降至2580PSI。在此期間，A系統EMDP在10：04：17秒開始出現低壓警戒信息，而EDP仍然輸出2600PSI左右的壓力，原因是通過液壓組件的釋壓活門的旁通油量增大，這導致了系統的輸出壓力下降。由于EMDP的供給能力只有EDP的1/6不到（EMDP輸出流量為5.7加侖/分鐘，而EDP則為36加侖/分鐘），在同樣的壓降下，EMDP首先出現了低壓警戒信息 （輸出壓力低于1300PSI時觸發低壓警戒信息）。

從 10：09：46 至 10：14：37，A系統壓力一直保持在2580PSI左右。

從 10：14：38 至 10：21：15，A 系統壓力從 2580 逐步下降至760PSI。在此期間，A系統液壓油量在10：15：24時開始突然外漏，原因是液壓油通過液壓組件的釋壓活門大量回油（表現在大幅的輸出壓力降低），油箱內泡沫累積，油箱內壓力增大，油量表在集中壓力作用下破裂損壞，系統油量也由110%下降至35.3。

機組在10：19：02秒開始下降執行返航程序。

在10：19：58秒，由于液壓油的大量外漏以及液壓組件釋壓活門的旁通，EDP也開始出現了低壓警戒信息。

從 10：21：16 至 10：28：07，A系統壓力又慢慢恢復至1496PSI，隨后又下降至912PSI以下。在此期間，A系統的液壓油量也逐步減少至30%。

隨后，機組執行程序，關閉切斷A系統液壓供給。

放出起落架以后，A系統油量恢復至45%左右，這是起落架收放作動器里的液壓油回到了油箱。

另外，進一步分析當日譯碼（當日飛機執行濟南-西安-濟南，在西安起飛時出現該故障）發現：當在空中液壓油未開始滲漏前A系統液壓油箱的油量多于正常值 〔在當日濟南起飛時正常收上起落架后，油量（07：42 分）：A 系統為 78%（收起落架之前為98%）B系統為98%；而在西安故障時收上起落架后，油量（09：57 分）：A 系統為 100%（收起落架之前為110%）B系統為98%〕，這說明A系統有不正常回油，使得液壓油箱有比正常多出22%的油量,這很可能使得A系統液壓油箱在更多的回油下壓力增大。如果油量傳感器/油量表承受不了該壓力，就會破裂。

3.3 排故小結

此次故障主要故障部件是A系統壓力組件，因其故障連帶造成A系統液壓油箱油量傳感器/油量表爆裂，系統液壓油嚴重滲漏，進一步造成A系統EMDP機械磨損失效。

對于液壓系統低壓而造成液壓油滲漏的故障，我們除了參照FIM排故外，可以結合譯碼數據進行分析排故，以準確的查找故障源。當判斷為EDP或EMDP故障時，注意檢查相應殼體回油濾是否有金屬屑或異物，如果有需要進一步檢查相應壓力組件的供油慮和系統回油濾是否存在異物或金屬屑。如果為時有時無或只是在空中出現，可以收放襟翼或頂升飛機收放起落架進行驗證排故。當更換完可能的故障件后，請單獨用EMDP或EDP，進行舵面、繞流板、反推等操作測試，看壓力下降是否正常，并系統打壓10分鐘以上看壓力在靜態是否減小。

注1：更換EMDP或EDP時，如果為部件機械損傷原因造成的更換，需要對油路進行沖洗否則會損傷系統其他部件。

注2：對于液壓油箱氣增壓安全釋壓活門是否工作正常，可以參照AMM TASK29-09-05-700-801進行測試，需要件號為BACC14AD04JL的堵頭，進行測試兩個釋壓活門均正常（在 65PSI打開，60PSI關閉）。

[1]波音737NG飛機故障隔離手冊 (FIM,Fault Isolation Manual)[S].（手冊編號：D633A103-SHG，初版日期：FEBRUARY 10,2005，最新修訂日期：Feb 15，2011).

[2]波音 737NG 飛機維修手冊（AMM，Aircraft Maintenance Manual）[S].（手冊編號： D633A101-SHG，初版日期：FEBRUARY 10,2005，最新修訂日期：Feb 15，2011）.

[3]737NG 機型培訓手冊 （TRAINING MANUAL of 737NG）[S].（山東太古飛機工程有限公司培訓部編寫，出版日期：2007年6月）.