飛機(jī)等量協(xié)調(diào)活門滲油故障分析與預(yù)防

李立廣

摘 要：在修理過程中，某型飛機(jī)等量協(xié)調(diào)活門出現(xiàn)滲油故障。基于此，本文分析等量協(xié)調(diào)活門的故障模式、故障機(jī)理等，查找故障原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，以期為類似故障分析提供參考。

關(guān)鍵詞：等量協(xié)調(diào)活門;滲油故障;預(yù)防

中圖分類號：V267文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）35-0046-03

Abstract： During the repair process， the equivalent coordination valve of a certain type of aircraft had oil leakage failure. Based on this， this paper analyzed the failure mode and failure mechanism of the equivalent coordination valve， found the cause of the failure， and proposed corresponding improvement measures， in order to provide a reference for similar failure analysis.

Keywords： equivalent coordination valve;oil leakage failure;prevention

等量協(xié)調(diào)活門是某型飛機(jī)襟翼收放系統(tǒng)的重要組成部件，用來調(diào)節(jié)襟翼收放作動(dòng)筒的油液流量，使左右襟翼的收放速度相等，若在飛行過程中發(fā)生漏油故障，將造成大量液壓油滲漏，嚴(yán)重時(shí)飛機(jī)失去操縱，釀成不可估量的后果[1]。通過分析產(chǎn)品工作原理和開展模擬試驗(yàn)，在修理中采取相應(yīng)的預(yù)防措施，降低等量協(xié)調(diào)活門發(fā)生故障的概率，對產(chǎn)品修理有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)等量協(xié)調(diào)活門進(jìn)行修理試驗(yàn)作業(yè)時(shí)，瞬間有大量液壓油噴出。維修人員進(jìn)一步檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在等量協(xié)調(diào)活門殼體與螺塞配合處，密封圈被擠出（見圖1），造成瞬間大量液壓油泄漏。

2 工作原理

2.1 產(chǎn)品組成

如圖2所示，等量協(xié)調(diào)活門由殼體、調(diào)節(jié)活門和游動(dòng)活塞三部分組成，殼體上部接頭為襟翼系統(tǒng)的來油接頭，下部2個(gè)接頭分別通向襟翼作動(dòng)筒的收上腔[2]。

2.2 工作原理

2.2.1 收襟翼時(shí)的工作（正行程）原理。收襟翼時(shí)，來油自上部接頭進(jìn)入，經(jīng)左右節(jié)流孔和外側(cè)的2個(gè)通油孔、2個(gè)單向活門，從下部接頭通往左右襟翼收放作動(dòng)筒，依靠節(jié)流孔，將兩支路中的油液在流動(dòng)中的流量差轉(zhuǎn)化為游動(dòng)活塞兩端的壓力差，并利用這個(gè)壓力差來推動(dòng)游動(dòng)活塞，調(diào)節(jié)兩支路中油液的流量，達(dá)到使左右襟翼收放速度協(xié)調(diào)一致的目的。

2.2.2 放襟翼時(shí)的工作（逆行程）原理。放襟翼時(shí)，從下部2個(gè)作動(dòng)筒接頭進(jìn)入，經(jīng)內(nèi)側(cè)的2個(gè)單向活門，通過油孔和左右節(jié)流孔，從上部來油接頭流回油箱。

2.2.3 輔助通油孔的作用。游動(dòng)活塞每組通油孔都有一個(gè)大通油孔和一個(gè)小通油孔，小通油孔被稱為輔助通油孔。若等量協(xié)調(diào)活門分流不精確或初始誤差以及2個(gè)襟翼收放作動(dòng)筒的容積稍有差別，則使左右襟翼收放作動(dòng)筒出現(xiàn)行程差而不能同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。超前的作動(dòng)筒到達(dá)終點(diǎn)后，輔助通油孔能使滯后的作動(dòng)筒也到達(dá)終點(diǎn)。

2.2.4 調(diào)節(jié)活門的作用。調(diào)節(jié)活門用來自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)流孔的開度，以改善等量協(xié)調(diào)活門的性能，保證等量協(xié)調(diào)活門在小流量時(shí)調(diào)節(jié)靈敏，在大流量時(shí)壓力損失又不至于過大，如圖3所示。

在收、放襟翼時(shí)，油液流量越小，大節(jié)流孔開度越小，使游動(dòng)活塞兩端產(chǎn)生足夠的壓力差，推動(dòng)游動(dòng)活塞左右移動(dòng)，進(jìn)行油液流量調(diào)節(jié)，提高等量協(xié)調(diào)活門的靈敏性。

3 故障原因分析

3.1 故障產(chǎn)品基本信息

等量協(xié)調(diào)活門殼體材料為LD5，螺塞材料為LY11-CZ，螺紋規(guī)格為M18 mm×1.5 mm.產(chǎn)品最大額定工作壓力為21.5 MPa，通油能力為4～15 L/min，工作介質(zhì)為15號航空液壓油。產(chǎn)品修理時(shí)要進(jìn)行1.00～1.95 MPa低壓密封性試驗(yàn)、32.5MPa高壓密封性試驗(yàn)，并在流量10 L/min下進(jìn)行流體阻力試驗(yàn)、流量差試驗(yàn)，另外要進(jìn)行擠塞試驗(yàn)。成批抽檢時(shí)，產(chǎn)品需要進(jìn)行耐久性試驗(yàn)（常溫耐久性試驗(yàn)、高溫耐久性試驗(yàn)、低溫耐久性試驗(yàn)）、強(qiáng)度試驗(yàn)和高溫密封試驗(yàn)。

3.2 對等量協(xié)調(diào)活門密封圈被擠出進(jìn)行故障分析

密封圈被擠出位置的密封形式為固定密封，修理中未發(fā)生過此類故障，一般活動(dòng)密封處易發(fā)生滲油故障，固定密封位置發(fā)生滲漏的概率相對較小。發(fā)生故障后，人們對產(chǎn)品工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定了其故障樹（見圖4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，造成漏油密封圈被擠出的原因大體有5個(gè)：一是修理中螺塞未擰緊;二是密封圈裝配時(shí)損壞;三是螺塞[Φ]22 mm尺寸過小，低于下限值;四是螺塞配合處殼體[Φ]19 mm孔尺寸過大;五是螺塞與殼體接觸上端面不平。因此，下面對這些原因逐一進(jìn)行分析。

3.2.1 修理中螺塞未擰緊。在修理中，螺塞未擰緊，螺塞與殼體接觸端面未全部接觸，存在間隙，密封圈長期受壓而從縫隙中擠出。

現(xiàn)場用同類產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證：模擬機(jī)上試驗(yàn)，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產(chǎn)品工作正常，未見異常，備件狀態(tài)良好;人為將產(chǎn)品螺塞擰松1/3圈后，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產(chǎn)品工作正常，未見異常;人為將產(chǎn)品螺塞擰松1/2圈后，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產(chǎn)品工作正常，未見異常;人為將產(chǎn)品螺塞擰松3/4圈（見圖5）后，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加10 MPa壓力，保持1 min，密封圈開始出現(xiàn)外漏，緩慢增壓，密封圈外漏量加大，增加到20.5 MPa壓力后，保持1 min，油液開始向外噴射，同一位置密封圈向外擠出，有撕裂傾向，故障復(fù)現(xiàn);人為將產(chǎn)品螺塞擰松1/2圈后，按工藝向產(chǎn)品“泵”管嘴施加32.5 MPa壓力，保持3 min，未見異常;人為將產(chǎn)品螺塞擰松3/4圈后，按工藝向產(chǎn)品“泵”管嘴施加32.5 MPa壓力，保持2 min，螺塞與殼體處油液開始向外滲漏，密封圈向外擠出。

綜上所述，擰緊后旋出小于3/4圈進(jìn)行正行程流量差試驗(yàn)及32.5 MPa耐壓試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)密封圈擠出現(xiàn)象，但有液壓油滲出。密封圈被擠出需要滿足螺塞至少未擰緊3/4圈（螺塞與殼體產(chǎn)生縫隙約1.1 mm），進(jìn)行性能試驗(yàn)，會使密封圈從縫隙中擠出。

3.2.2 密封圈裝配時(shí)損壞。使用刀片對密封圈進(jìn)行人工破壞，內(nèi)外圈均切掉一塊后將螺塞擰緊，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，保持5 min。螺塞與殼體處油液向外滲漏，但密封圈無外漏現(xiàn)象;在第一步試驗(yàn)條件基礎(chǔ)上，人為將產(chǎn)品螺塞擰松1/3圈后，滲漏量加大，密封圈向外擠出，有撕裂傾向，螺塞與殼體處油液向外滲漏，密封圈向外擠出，有撕裂傾向;密封圈割斷后裝配，將螺塞擰緊，向產(chǎn)品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，保持2 min，螺塞與殼體處油液向外滲漏，但密封圈無外漏現(xiàn)象。

綜上所述，裝配時(shí)密封圈損壞會造成產(chǎn)品出現(xiàn)滲漏油情況，但不會出現(xiàn)密封圈被擠出現(xiàn)象。

3.2.3 螺塞[Φ]22 mm尺寸過小，低于下限值。螺塞[Φ]22 mm尺寸過小，低于下限值，與殼體[Φ]19 mm孔端面未全部搭接，或局部未全面搭接，存在縫隙，密封圈長期受壓而從縫隙中擠出。對廠內(nèi)在修5件產(chǎn)品螺塞進(jìn)行尺寸測量，其尺寸分別為21.90、21.88、21.86、21.94、21.84 mm，均在公差范圍內(nèi)，從同類產(chǎn)品數(shù)據(jù)測量分析，螺塞[Φ]22 mm尺寸需要比圖紙規(guī)定值小2.688 mm，才會與配合殼體孔產(chǎn)生間隙，發(fā)生概率較低。

3.2.4 螺塞配合處殼體[Φ]19 mm孔尺寸過大。殼體[Φ]19 mm孔尺寸過大，與螺塞[Φ]22 mm尺寸端面未全部搭接，或局部未全面搭接，存在縫隙，密封圈長期受壓而從縫隙中擠出。對廠內(nèi)在修5件產(chǎn)品螺塞進(jìn)行尺寸測量，其尺寸分別為19.02、19.00、19.04、19.02、19.00 mm，均在公差范圍內(nèi)，螺塞[Φ]19 mm尺寸需要比圖紙規(guī)定值大2.668 mm，才會與配合殼體孔產(chǎn)生間隙，發(fā)生概率較低。

3.2.5 螺塞與殼體接觸上端面不平。螺塞與殼體接觸上端面不平，有間隙，密封圈長期受壓而從縫隙中擠出。但是，現(xiàn)場同類產(chǎn)品檢查及試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，螺塞與殼體配合面需要有約1.1 mm的縫隙，密封圈才會從縫隙中被擠出，發(fā)生概率較低。

4 結(jié)語

在飛機(jī)維修過程中，維修人員往往對活動(dòng)密封滲漏油關(guān)注較多，對固定密封滲油情況關(guān)注較少。此次事故發(fā)生在修理試驗(yàn)作業(yè)階段，實(shí)屬僥幸，若發(fā)生在空中，液壓油大量滲漏，則嚴(yán)重影響飛行安全。人們針對此次故障采取了針對性措施，裝配密封圈前增加了試裝工序，螺塞擰緊后與殼體做相應(yīng)標(biāo)記，裝配密封圈后進(jìn)行對比，避免因人為差錯(cuò)造成其處于未擰緊狀態(tài)，留下安全隱患，保證產(chǎn)品工作的可靠性。此課題的研究為同類產(chǎn)品修理提供借鑒，固定密封與活動(dòng)密封同等重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志剛.飛機(jī)構(gòu)造[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000：65-67.

[2]深圳航空公司.B737-800使用手冊[Z].2000.