淺析飛機液壓系統的故障分析及預防措施

何一名

（云南機場集團有限責任公司飛機維修服務分公司，云南 昆明 650200）

1 波音系列飛機液壓系統簡介

當前，波音公司的B737一系列機型的飛機能夠供給動力的主要由3個相對獨立的液壓系統構成。這三個系統能夠為波音公司的B737一系列機型的飛機提供所需要的壓力，他們在飛機飛行過程中發揮著舉足輕重的作用。

（1）A系統為起落架收放，前輪轉彎，左發反推，副翼，升降舵，升降舵感覺計算機，方向舵，地面擾流板，內側飛行擾流板，備用剎車以及PTU。（2）B系統為主輪剎車，右反推裝置，副翼，升降舵，升降舵感覺計算機，方向舵，外側飛行擾流板，后緣襟翼，前緣襟翼和縫翼，備用收放起落架。（3）備用液壓系統包括備用液壓系統和液壓動力轉換組件。（4）PTU備用液壓系統的基本工作原理是：飛機的液壓需求系統當出現對于液壓動力需求的情況時，飛機的方向舵前端的襟翼縫翼所安裝的發動機通過相反方向的發動來提供液壓需求系統所需求的額外動力，與此同時，在飛機B系統對外放出壓力的時候，飛機的A系統還可以利用該備用液壓系統來產生液壓動力，該液壓動力即為飛機前側方向的襟翼及縫翼的驅動動力來源，而此時飛機B系統仍為所用的液壓油的來源。

2 飛機液壓系統的操作和維護的注意事項

（1）要了解所操作系統的組成，熟悉各控制按鈕和手柄的作用、方向。（2）保持正常的油量，注意油量的儲備和向油箱補油。（3）保持液壓油的清潔。（4）油泵啟動前，確定襟翼位置并且確定發動機包皮未打開，檢查各個跳開關是否到位，手柄位置是否正確。（5）油泵啟動后，聽/檢各部聲音是否正常，壓力指示是否在限定的范圍內。（6）液壓泵運轉時，要檢查溫度是否正常，殼體以及管路是否滲油，密封是否良好。（7）操作過程中要始終與地面人員聯系，確保通訊無誤。

3 飛機液壓系統常見故障分析和預防措施

造成飛機液壓系統故障的原因是多方面的，其分析角度主要為系統故障發生的時機以及發生故障時所出現的異常現象，總體來說，造成飛機液壓系統發生故障主要有以下幾種原因。

3.1 飛機液壓系統污染及防治

有關針對運行中飛機發生故障情況的統計數據已經顯示出液壓系統故障為飛機發生故障的主要原因，其比例約占飛機機械類故障的四成。在所有有關飛機發生液壓系統故障的案例中，有近八成的誘因是液壓系統出現了不潔的情況。通過對相關統計數據的統計可以發現，由于系統不潔所導致的液壓系統故障的主要表現形式是相關構件卡滯、漏油、嚴重損耗，并由此導致飛機在運行時出現飛行不穩定甚至相關動力系統完全失靈，而這有可能造成飛行事故的出現。

3.1.1 液壓系統污染物的主要來源是外部進入和內部生成

（1）外部進入污染物主要來源是飛機制造和維修過程中由外界引入的雜質，主要包括：①飛機生產過程中由于清潔不徹底而殘留在系統內部的殘渣、碎屑及擦除不徹底所剩下的洗滌劑等；②飛機與外界設備的接口處，如接頭、管道入口等殘存的污染物；③由于工作人員操作不當，如雨雪天氣沒有使用防護罩而帶入的外界污染物；④當飛機出現故障，更換零件時零件本身殘存的污染物；⑤對飛機進行擦拭等維護過程中所帶入的洗滌劑、人造織物等雜質；⑥系統與外界相接部分由于使用而產生的污染物。（2）內部生成的污染物的主要來源是主要飛機工作時其內部組件因化學力作用及物理磨損等因素而產生的雜質，主要包括：①飛機組件的接合面，以及飛機密封件由于反復工作而產生的殘渣、金屬碎屑等雜質污染物；②飛機的油液由于化學作用如氧化、變質而產生的具有腐蝕作用的污染物。

3.1.2 液壓系統污染的預防及排除

液壓系統污染的產生原因十分復雜，因此針對飛機液壓系統污染的防治也是一項極為復雜的工作，該項工作對于飛機的正常工作運行已極為重大。飛機液壓系統的污染防治必須由諸如飛機生產商、運行維護人員、檢修人員等部門積極溝通，良好合作才能對污染防治產生積極的效果。總體來說針對飛機液壓系統污染的預防可以從以下幾個方面著手。

（1）加大宣傳力度，努力提高相關人員安全生產、安全運行的安全意識。（2）加大日常監控力度，可從以下幾個方面著手：①監控飛機與外界相接的部分，如飛機的油氣開口、飛機的發動機安裝組件和飛機的增壓器接口，嚴格防止在對這些組件進行更換維護的過程中產生污染的情況；②提高對于諸如液壓油等油液的純凈度檢驗標準，確保各種可能會加入飛機液壓系統的油液符合飛機正常運行的衛生標準；③避免飛機組件在諸如拆卸、修護等維修活動中進一步損壞從而產生殘渣等污染物，對于飛機液壓系統維護的整個過程都要注意進行污染物防控；④經常檢查是關鍵。要經常、仔細地檢查液壓油的潔度，更新油液檢測、化驗設備，提高檢測設備的檢測性能，從而實現對污染物更嚴格的監控；⑤清潔完污染物后進行記錄以便下次檢修；⑥制定關于故障設備的保養、更換的指導手冊，嚴格按照指導手冊進行預防、維護工作，確保飛機液壓系統始終運行于正常狀態，嚴格禁止違規操作，以免造成嚴重的飛行事故。

3.2 飛機液壓柱塞泵故障分析及排除

某種飛機的液壓系統選取了ZB-40作為其關鍵組件，該種栓塞泵總體來說性能優越，運行穩定，但隨著飛行次數的不斷增加，該泵逐漸進入老化期，發生故障的次數不斷增加。液壓泵故障的主要表現形式是其出口壓力不足，從而難以使液壓系統正常運行，發生故障時的主要表現為：①在液壓泵使用的前期，其發生故障的幾率就比較高，這也是液壓泵故障早期性的體現；②隨著飛機使用次數的不斷增加，液壓泵這一關鍵組件出現故障的次數呈現明顯增加的趨勢，稱之為故障的漸進性；③液壓泵發生故障的時機呈現十分明顯的季節性，夏季較高，冬季相對較少；④隨著液壓泵維修次數的不斷增加，其發生故障也更加頻繁。

3.2.1 故障原因分析

通過對液壓泵結構、原理和故障特點的分析，導致故障的原因主要有以下幾個方面：（1）液壓泵設計存在缺陷。（2）維修質量不高。（3）液壓系統污染嚴重。（4）系統溫度和壓力過高。

3.2.2 液壓泵故障的預防措施

（1）加強出廠檢驗，減少早期故障。（2）嚴格控制系統的污染，使液壓泵在良好的環境下工作。（3）安裝液壓泵后，必須在泵內注滿液壓油才能進行工作，以防止液壓泵干磨。（4）在高溫季節一定要盡量縮短系統在地面工作的時間，并打開飛機有關窗口，以便于系統散熱。（5）進廠大修的飛機，工廠應按進廠時所給定的保留項目給予保留。

3.3 飛機液壓導管破裂故障分析及預防

飛機液壓系統工作壓力較高，流量脈沖大，如果飛機液壓導管設計不合理，彎曲過多，會導致液壓導管易破裂。近幾年多次出現飛機液壓導管破裂的故障，飛機液壓導管破裂實際上是一種疲勞破壞，由于在液壓導管上存在交變載荷的作用，通過對飛機液壓導管進行受力分析可知，導管在工作中的受力形式主要表現為彎曲振動和徑向振動。

3.3.1 彎曲振動引起破裂分析

導管的彎曲振動是指導管受到反復彎曲的作用。當導管本身彎曲時，如果管內流體壓力脈動，也會引起導管的彎曲振動。而在液壓系統中，當突然打開和關閉液壓控制閥時，管路中會引起液壓撞擊，產生比原來大幾倍的瞬間壓力，它們都會引起較大的液壓脈動；另外液壓撞擊時，油液壓力要發生高頻振蕩，從而使導管受到高頻重復的載荷作用。

3.3.2 徑向振動引起破裂

分析在流體壓力的作用下，導管將沿半徑方向稍稍向外擴張(發生徑向變形)，當油液壓力周期性變化時，導管就會產生徑向振動。當導管橫截面為圓環形時，管壁上沿圓周方向的應力分布是均勻的，導管不易破裂；而對于橫截面呈橢圓環形的導管，內部油壓力將迫使導管的橫截面恢復圓環形，從而在管壁曲率最大的部位(M和N的縱截面處)產生最大應力，同時該處也易產生應力集中，所以隨著振動次數增加，導管就容易在該處出現疲勞裂紋。

3.3.3 維護不良引起破裂

在機務工作中，如果對導管不按要求進行修理和維護，就可能使導管產生磨損、壓傷(劃傷)、變形和腐蝕，而這些都會使導管損傷，在振動作用下，就可能導致導管破裂。引起導管損傷的情況主要有以下四種：（1）導管彎曲不良。（2）導管與周圍機件間隙過小。（3）導管安裝固定不符合要求。（4）導管的腐蝕。

3.3.4 液壓導管破裂的預防

（1）提高維修人員的技術水平。（2）必要時，可考慮采用氟塑料管來代替金屬導管。（3）在維護工作中，防止導管出現機械損傷；間隙要符合要求，以避免導管磨損。（4）必要時，可安裝熱膨脹補償裝置，以減小熱應力的影響。（5）必要時，可安裝合適的蓄能器或消振器，并盡量采用帶緩沖裝置的液壓元件，減弱液壓脈動，防止產生液壓撞擊。

4 結語

本文僅僅是對飛機的液壓系統中部分故障淺析及預防經驗分享，不具有通用性。

[1]孫金立等.無損檢測在航空維修中的應用[J].國防工業出版社，2004，（7）.

[2]王洪濤.飛機系統與附件[J].廣州民航職業技術學院，2005.