某型飛機液壓剎車系統氣塞的排除方法

（中航西飛民用飛機有限責任公司，陜西 西安 710089）

0 前言

飛機降落，高速滑行，在跑道長度有限的情況下，剎車系統正常工作是保證飛機安全的重要前提[1]。據統計， 國產某型飛機在降落滑跑中剎車時，多次出現剎車壓力極不穩定的現象，飛機劇烈顛簸，造成安全隱患，同機型在飛行過程中多次出現液壓低壓告警的情況，影響飛行安全。查找故障原因，進行有效性的故障預防和改進，十分急迫，也是機務人員的職責。

1 飛機液壓剎車系統典型故障分析

據統計，飛機剎車系統故障，多表現為剎車失效、剎車壓力偏低、機輪“抱死”等現象[2]，根據飛機液壓剎車系統原理，導致以上3 種情況的原因均為液壓系統壓力不穩定所致，經檢查發現導致飛機液壓系統壓力不穩定的原因是剎車管路排氣不凈。另外，檢查發現液壓系統油液中也混有氣體。那么，是否因為氣體的混入導致故障的發生，需進一步研究。

1.1 飛機剎車系統原理

飛機的剎車原理如圖1 所示，壓力源（主液壓泵或應急液壓泵）給液壓系統供壓，剎車管路將壓力傳遞至剎車分配器，通過左、右腳蹬的控制將壓力傳遞到機輪上的活塞腔，在壓力作用下，活塞壓緊剎車盤，從而達到剎車的目的。由于剎車管路工作時充滿油液，正常剎車時回油管路處于關閉狀態，所以剎車管路中的油液一般不流動，油液只起傳遞壓力的作用。基于剎車管路的“死腔”特點，為了使管路充滿油液，必須在機輪上的放氣咀處排油，排掉管路中的氣體。連接在管路上的蓄壓器的主要作用是在壓力源停止工作時儲存一定壓力，為停機剎車供壓。

1.2 剎車系統故障原因分析

經檢查發現，該型機剎車系統系列故障的共同特點是剎車系統甚至整個液壓系統油液中混有大量的氣體。

從有關文獻資料可以看出在一定壓強下油液夾帶1%氣體時，其體積彈性增加35.6%。在常溫、常壓下，空氣在液壓油中的溶解度一般約為10%，而由于剎車系統的高壓性及密封性特點，空氣的溶解度遠遠超過10%，這意味著油液的彈性將大大增大。彈性增大將使油液更易于壓縮。在進行剎車時，剎車分配器活門開啟，管路中的油液便要從一種穩態向另一種穩態過渡，壓強也隨之發生變化，同時含氣油液如彈簧那樣不斷交替貯存和釋放由機輪傳遞來的能量，從而形成沖擊、振蕩（油液中含氣量越多，油液越易壓縮，振蕩越劇烈），外在表現為剎車壓力不斷變化，極不穩定。

圖1 液壓系統原理圖

由此可見，對該型機而言，造成剎車故障的原因是由于系統中充滿大量氣體所致。要想解決該問題，必須查找系統的氣體來源。由導管連接的飛機液壓系統，如圖1 所示，該系統的組成具有密封性及循環性。對于一架新飛機，在系統未加液壓油之前，整個液壓系統的空管路中會充滿氣體，在給油箱加滿液壓油后，油箱的出油口與回油口便形成密封，在靜止狀態下，導管中的氣體很難順利、快速的排出，并會導致大量氣體與油液混合。想要排除導管中的氣體，唯一的方法就是各分系統進行工作，例如圖1 中的前輪轉彎系統、起落架收放系統、襟翼收放系統。只有各系統工作，導管中的油液才能形成流動，混有氣體的油液回流油箱并靜置，油液中的氣體才可排于油箱上部空間。MA60 飛機液壓油箱帶有增壓系統，冷氣瓶中存儲的氣壓會使油箱中始終具有一定的大氣壓力，因為油液中空氣的溶解量正比于絕對壓強，所以油箱中的高氣壓無形中提高了油液中氣體含量，同時也減緩了油氣的分離速度。如果系統繼續工作，分離不徹底的油氣重又進入管路，從而造成管路中仍舊存在氣體。

剎車管路上連接有活塞式蓄壓器，如圖2 所示，在高氣壓下氣體容易從活塞密封處泄漏，從而進入管路。如果在油箱未加油或管路中未充滿油的情況下給蓄壓器充壓，因蓄壓器中油液少，活塞密封處沒有油液潤滑，氣體很可能會被壓入剎車管路。因此，即使剎車管路中的氣體被一次排凈，如果蓄壓器活塞密封不好，相隔一段時間之后，活塞處的泄漏也能導致管路中重新進入氣體。

圖2 蓄壓器

基于以上2 個方面的氣體來源，要想徹底排出系統中的氣體，必須使整個液壓系統充分工作，盡可能地使油液回流油箱。另外在系統停止工作之后，應放掉油箱中的氣壓，靜置一段時間，使溶于油液中的氣體得以充分分離。針對蓄壓器漏氣可能，要不定期檢查蓄壓器的壓力，以確定蓄壓器內部密封良好。

3 剎車系統排氣改進

3.1 傳統剎車排氣方法

剎車系統排氣，常用的方法是給系統打壓，分別在每個機輪上的排氣活門處間斷排氣，若排氣過程中油箱油量減少為15 L 時，用地面加油車給油箱補加油后繼續排氣，直到沒氣為止。在日常工作中，因為工作繁忙，操作者往往會忽略這樣做或者工作做得不徹底，尤其是在首次系統加油后，系統沒有充分靜置，各分系統也沒有充分工作，加之油箱增壓形成的系統缺陷（油箱增壓本身就導致油氣分離困難，而且油箱中增壓氣體直接與油液接觸，沒有隔離措施），在該種狀態下，開始進行剎車系統排氣，剎車系統排氣的目的是排掉剎車管路中的氣體，但由于整個液壓系統中充滿氣體，沒有放掉油箱氣壓進行油液靜置使其充分分離，這樣就導致充滿氣體的系統液壓油不斷流入剎車管路，表現為剎車排氣不凈，用該方法排氣經常要耗掉整個油箱（27 L~28 L）甚至于2 倍油箱的油量，并且效果不好。沒有徹底排凈氣體的系統，在飛行中系統劇烈工作時，尤其在降落過程中放下襟翼和放下起落架，容易導致液壓泵氣塞，剎車壓力波動。飛行后不得不重新進行排氣。重復的工作既費時又費力（往往需要用幾個工作日來排氣），造成了大量不必要的油液浪費（加入飛機的液壓油必須經過長時間地過濾，排出的油液由于污染而不能重復使用）。

3.2 剎車系統排氣方法改進

綜合以上分析，建議在做剎車系統排氣工作時，按7 個規定執行。1）將剎車系統排氣工序安排在本專業其他工序之后（例如前輪轉彎試驗、起落架收放試驗、襟翼收放試驗）。各系統的充分工作有利于整個液壓系統管路中有氣油液充分回流油箱進行分離，同時注意在系統停止工作時及時放掉液壓油箱中的氣壓，確保油氣的充分分離。2）油箱加滿油在前，蓄壓器充壓在后。間隔一段時間檢查蓄壓器中氣體壓力，用來判斷活塞是否漏氣。如果蓄壓器漏氣嚴重則必須更換。3）排氣前檢查管路的密封，最好提前一個工作日給加油車和油箱加滿液壓油，盡量降低油液中的氣體含量。4）排氣之前24 h 液壓系統應停止工作。5）排氣前先踩剎車， 使系統管路中的氣體充分回流油箱，從而減少排氣時油液浪費。6）在剎車排氣過程中，需要及時補充油箱中的油液（不能少于15 L），否則氣體會進入系統，油箱補加油時應放掉油箱氣壓，補加油液之后最好等待0.5 h 或更長時間再繼續排氣。7）間斷式排氣時，盡量減少每次的排油量，可防止定量器關閉造成不必要的麻煩，每次平緩、少量的排油有利于排氣。

3.3 日常維護的工作

日常工作中要注意對剎車系統的維護工作，更換剎車導管及剎車附件時，必須及時進行排氣。考慮到管路的滲漏也會造成外部的氣體進入系統，例如剎車管路部分，在不剎車時，剎車分配器切斷了壓力源與剎車管路的連通，剎車管路形成死腔，管路中的油液失去壓力，如果此時管路不密封出現滲漏，在失去部分油液之后管路中形成真空腔，在環境壓力作用下，外部的空氣便可能會進入管路[3]，所以日常要對剎車導管的滲漏故障及時處理。另外，考慮到該型機發動機上的液壓泵高于液壓油箱的特點，飛行前多轉動螺旋槳，防止主液壓泵發生氣塞現象。