某型支線客機(jī)液壓油箱放氣/卸壓閥不能完全關(guān)斷排故分析

摘 要：對(duì)某型民用客機(jī)由于液壓系統(tǒng)油箱放氣/泄壓閥不能完全關(guān)斷，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)低油量告警的故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析，闡述了該型飛機(jī)液壓系統(tǒng)架構(gòu)、液壓系統(tǒng)部件工作原理，給出了故障定位和排故方法，供航線維護(hù)人員參考。

關(guān)鍵詞：液壓油箱；放氣/卸壓閥；低油量；排故分析；支線客機(jī)

Troubleshooting Analysis on Hydraulic Reservoir Bleed/Relief Valve Can Not Be Completely Shutoff for a Certain Regional Jet

Keywords： Hydraulic Reservoir； Bleed/Relief Valve； Hydraulic Low Quantity； Troubleshooting Analysis； Regional Jet

民航客機(jī)發(fā)生故障時(shí)，一般是根據(jù)中央維護(hù)計(jì)算機(jī)記錄的故障信息，例如CAS警告信息、CMS維護(hù)信息等，以及設(shè)備、控制面板上的故障指示燈，參考故障隔離手冊(cè)（FIM/TSM）查詢對(duì)應(yīng)的條目從而找到排故程序。然而對(duì)于有些不常見的觀察到的故障現(xiàn)象，故障隔離手冊(cè)中不一定包括，這時(shí)候就要根據(jù)故障現(xiàn)象，結(jié)合系統(tǒng)原理和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，針對(duì)性地制定排故方案。本文就某型支線客機(jī)的一起2#液壓系統(tǒng)低油量告警的故障現(xiàn)象進(jìn)行排故分析，以供參考。

1 故障現(xiàn)象

某日，一架國產(chǎn)支線客機(jī)計(jì)劃執(zhí)行航班任務(wù)，當(dāng)飛機(jī)推出后，飛行員起動(dòng)雙發(fā)進(jìn)行舵面操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)2#液壓系統(tǒng)油量從68%降低到50%（HYD 2 LO QTY琥珀色CAS信息指示），飛行員將飛機(jī)滑回機(jī)位。飛機(jī)滑回后，維修人員檢查發(fā)現(xiàn)2#液壓系統(tǒng)生態(tài)瓶?jī)?nèi)有大量液壓油。維修人員補(bǔ)充了2#液壓系統(tǒng)油量后，進(jìn)行打壓并操作舵面，發(fā)現(xiàn)2#液壓系統(tǒng)油箱放氣/卸壓閥不能完全關(guān)斷，液壓油箱內(nèi)的液壓油不斷流入生態(tài)瓶，且量較大，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)油量低。

2 原理分析

根據(jù)故障現(xiàn)象描述，該故障現(xiàn)象與液壓系統(tǒng)有直接的關(guān)系。因此對(duì)液壓系統(tǒng)及其部件進(jìn)行重點(diǎn)分析。

2.1 液壓系統(tǒng)架構(gòu)

該型飛機(jī)液壓系統(tǒng)由三套獨(dú)立的分系統(tǒng)1#、2#、3#系統(tǒng)組成，三套系統(tǒng)液壓油相互獨(dú)立，互不影響。每套系統(tǒng)都配置有主泵、備用泵、蓄壓器、自增壓油箱、油濾組件及控制閥。1#與2#系統(tǒng)基本相同，主泵為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵（EDP），備用泵為交流電動(dòng)泵（ACMP）。3#系統(tǒng)配有兩臺(tái)交流電動(dòng)泵（ACMP），互為備份。

2.2 液壓系統(tǒng)泄露及故障原理分析

液壓系統(tǒng)低油量告警，表明液壓系統(tǒng)存在非正常的外部泄漏，其主要形式有管路外部泄漏和系統(tǒng)元件故障引起的外部泄漏兩種。此次維修人員發(fā)現(xiàn)2#液壓系統(tǒng)油箱放氣/卸壓閥不能完全關(guān)斷導(dǎo)致的油箱泄漏屬于元件故障導(dǎo)致的外部泄漏。

該型飛機(jī)液壓系統(tǒng)采用自增壓油箱。自增壓油箱分為高壓腔和低壓腔。蓄壓器與高壓腔相連，正常工作時(shí)，高壓腔壓力維持在3000psi。高壓腔與低壓腔通過活塞相連，活塞兩端面積比固定，故正常工作時(shí)，對(duì)應(yīng)于高壓腔3000psi的低壓腔壓力為55psi。

自增壓油箱上設(shè)置放氣/卸壓閥與油箱低壓腔通過襯套相連，襯套與放氣/卸壓閥和油箱之間密封圈形成外密封。該放氣/卸壓閥為機(jī)械結(jié)構(gòu)，當(dāng)自增壓油箱內(nèi)的壓力達(dá)到開啟壓力時(shí)，液壓油或低壓腔內(nèi)部氣體克服閥芯后彈簧壓力，頂開閥芯，低壓腔與外界形成通路，排出氣體或部分液壓油并降低油箱低壓腔壓力；也可以通過放氣/卸壓閥外部手柄操作，拉動(dòng)閥芯形成通路。經(jīng)查放氣/卸壓閥的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，閥的設(shè)計(jì)開啟壓力為90Psi。放氣/卸壓閥原理見圖1。

因此，當(dāng)放氣/卸壓閥所處自增壓郵箱低壓腔的55psi大于故障閥的開啟力時(shí)，放氣/卸壓閥閥芯不能正常的關(guān)斷密封，油箱內(nèi)的液壓油通過放氣/卸壓閥向液壓系統(tǒng)生態(tài)瓶泄漏。

3 排故過程

3.1 故障定位及確認(rèn)

首先查看了該機(jī)型的故障隔離手冊(cè)（FIM），未發(fā)現(xiàn)有類似現(xiàn)象的排故程序。查詢歷史故障記錄，運(yùn)營中未有報(bào)告過類似的故障。

根據(jù)故障現(xiàn)象描述和上述分析，將故障原因初步判斷為放氣/泄壓閥不能完全關(guān)斷，導(dǎo)致自增壓油箱漏油而出現(xiàn)液壓系統(tǒng)低油量告警的故障現(xiàn)象。

調(diào)查人員對(duì)拆下的放氣/卸壓閥進(jìn)行了故障分析，對(duì)故障放氣/卸壓閥進(jìn)行了加壓檢查，當(dāng)加壓到20Psi時(shí)，閥芯即打開，根據(jù)放氣/卸壓閥的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，閥的設(shè)計(jì)開啟壓力為90Psi，所以確定該問題的直接原因?yàn)榉艢?卸壓閥閥芯不能正常的關(guān)斷密封，導(dǎo)致油箱內(nèi)的液壓油通過圖2中放氣/卸壓閥所示的路徑向外泄漏。

3.2 “舉一反三”檢查要求

對(duì)于1#、2#液壓系統(tǒng)非正常的外部大泄漏，在系統(tǒng)維護(hù)方面，除了需要對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行故障排查和維修，還要考慮EDP無供油狀態(tài)的干磨問題。對(duì)于該型飛機(jī)，EDP干磨會(huì)伴隨出現(xiàn)CAS告警：HYD 1＼2 EDP FAIL（在出現(xiàn)低壓告警HYD 1＼2 LO PRESS時(shí)，該告警會(huì)被抑制）。

對(duì)于EDP干磨問題，由于EDP為柱塞泵，不考慮非包容性故障（碎片類的爆破），且持續(xù)的干磨可使得EDP傳動(dòng)軸最終保護(hù)性剪斷，從而防止進(jìn)一步的危害。EDP干磨可能會(huì)導(dǎo)致EDP損傷及EDP到油濾的系統(tǒng)管路污染，在地面維護(hù)過程中，需要對(duì)EDP是否出現(xiàn)外部損傷、殼體是否變色，壓力油濾和殼體回油濾的濾芯和濾杯上是否有金屬屑進(jìn)行拆卸檢查，如果發(fā)現(xiàn)EDP外部損傷或?yàn)V芯和濾杯上有金屬屑，則需要更換EDP、濾芯和濾杯，并進(jìn)行清洗檢查，清洗區(qū)域包括EDP至系統(tǒng)回油濾的回油管路、EDP至壓力油濾之間的供壓管路（參見圖3），如果未發(fā)現(xiàn)EDP損傷或?yàn)V芯和濾杯上有金屬屑，則更換濾芯和濾杯，恢復(fù)EDP安裝。當(dāng)然，EDP干磨不會(huì)對(duì)飛機(jī)飛行、著陸帶來其他安全危害。

4 總結(jié)

本文對(duì)某型支線客機(jī)運(yùn)營中的一起放氣/泄壓閥不能完全關(guān)斷，導(dǎo)致自增壓油箱漏油而出現(xiàn)液壓系統(tǒng)低油量告警的問題進(jìn)行了剖析。此類故障的定位，對(duì)于具有一定該機(jī)型維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的工程師而言，定位故障的難度不是太大，然而對(duì)于造成故障的根源分析以及后續(xù)擴(kuò)大檢查的措施，需要更加專業(yè)的理論和工程支持。在首次發(fā)生該類故障時(shí)，運(yùn)營人需要在制造廠家的協(xié)助下完成后續(xù)排故，之后制造廠可以制定典型維護(hù)程序供后續(xù)排故參考。本文中的故障在航線運(yùn)營中首次出現(xiàn)，對(duì)于后續(xù)客戶更好地理解故障機(jī)理、制定排故措施有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] COMAC. ARJ21 Aircraft Maintenance Manual[Z] . 2017.

[2] PAKER. Component Maintenance Manual. 2017.

[3] 孟慶堂. 民機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵的卸荷工作及故障模擬分析[J] . 流體傳動(dòng)與控制，2011（5）：12-15.

[4] 趙維義. 飛機(jī)液壓系統(tǒng)油液的污染與控制[J] . 機(jī)床與液壓，2012（10）：157-170.

[5] 史俊青，孫政. 液壓泄漏的原因及防治措施[J] . 淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（4）：87-89.

作者簡(jiǎn)介：

胡偉，19860920，男，漢，江西萍鄉(xiāng)，職位：現(xiàn)場(chǎng)代表，職稱：中級(jí)工程師，學(xué)歷：碩士，研究方向：工程技術(shù)支援