飛機等量協調活門滲油故障分析與預防

李立廣

摘 要：在修理過程中，某型飛機等量協調活門出現滲油故障?；诖?，本文分析等量協調活門的故障模式、故障機理等，查找故障原因，并提出了相應的改進措施，以期為類似故障分析提供參考。

關鍵詞：等量協調活門;滲油故障;預防

中圖分類號：V267文獻標識碼：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

等量協調活門是某型飛機襟翼收放系統的重要組成部件，用來調節襟翼收放作動筒的油液流量，使左右襟翼的收放速度相等，若在飛行過程中發生漏油故障，將造成大量液壓油滲漏，嚴重時飛機失去操縱，釀成不可估量的后果[1]。通過分析產品工作原理和開展模擬試驗，在修理中采取相應的預防措施，降低等量協調活門發生故障的概率，對產品修理有重要的現實意義。

1 故障現象

某型飛機等量協調活門進行修理試驗作業時，瞬間有大量液壓油噴出。維修人員進一步檢查，結果發現，在等量協調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 產品組成

如圖2所示，等量協調活門由殼體、調節活門和游動活塞三部分組成，殼體上部接頭為襟翼系統的來油接頭，下部2個接頭分別通向襟翼作動筒的收上腔[2]。

2.2 工作原理

2.2.1 收襟翼時的工作（正行程）原理。收襟翼時，來油自上部接頭進入，經左右節流孔和外側的2個通油孔、2個單向活門，從下部接頭通往左右襟翼收放作動筒，依靠節流孔，將兩支路中的油液在流動中的流量差轉化為游動活塞兩端的壓力差，并利用這個壓力差來推動游動活塞，調節兩支路中油液的流量，達到使左右襟翼收放速度協調一致的目的。

2.2.2 放襟翼時的工作（逆行程）原理。放襟翼時，從下部2個作動筒接頭進入，經內側的2個單向活門，通過油孔和左右節流孔，從上部來油接頭流回油箱。

2.2.3 輔助通油孔的作用。游動活塞每組通油孔都有一個大通油孔和一個小通油孔，小通油孔被稱為輔助通油孔。若等量協調活門分流不精確或初始誤差以及2個襟翼收放作動筒的容積稍有差別，則使左右襟翼收放作動筒出現行程差而不能同時到達終點。超前的作動筒到達終點后，輔助通油孔能使滯后的作動筒也到達終點。

2.2.4 調節活門的作用。調節活門用來自動調節節流孔的開度，以改善等量協調活門的性能，保證等量協調活門在小流量時調節靈敏，在大流量時壓力損失又不至于過大，如圖3所示。

在收、放襟翼時，油液流量越小，大節流孔開度越小，使游動活塞兩端產生足夠的壓力差，推動游動活塞左右移動，進行油液流量調節，提高等量協調活門的靈敏性。

3 故障原因分析

3.1 故障產品基本信息

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

3.2 對等量協調活門密封圈被擠出進行故障分析

密封圈被擠出位置的密封形式為固定密封，修理中未發生過此類故障，一般活動密封處易發生滲油故障，固定密封位置發生滲漏的概率相對較小。發生故障后，人們對產品工作原理和結構進行分析，確定了其故障樹（見圖4）。結果發現，造成漏油密封圈被擠出的原因大體有5個：一是修理中螺塞未擰緊;二是密封圈裝配時損壞;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。

現場用同類產品進行試驗驗證：模擬機上試驗，向產品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產品工作正常，未見異常，備件狀態良好;人為將產品螺塞擰松1/3圈后，向產品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產品工作正常，未見異常;人為將產品螺塞擰松1/2圈后，向產品“泵”管嘴施加20.5 MPa壓力，壓力保持2 min，產品工作正常，未見異常;人為將產品螺塞擰松3/4圈（見圖5）后，向產品“泵”管嘴施加10 MPa壓力，保持1 min，密封圈開始出現外漏，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，故障復現;人為將產品螺塞擰松1/2圈后，按工藝向產品“泵”管嘴施加32.5 MPa壓力，保持3 min，未見異常;人為將產品螺塞擰松3/4圈后，按工藝向產品“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圈進行正行程流量差試驗及32.5 MPa耐壓試驗，未發現密封圈擠出現象，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（螺塞與殼體產生縫隙約1.1 mm），進行性能試驗，會使密封圈從縫隙中擠出。

3.2.2 密封圈裝配時損壞。使用刀片對密封圈進行人工破壞，內外圈均切掉一塊后將螺塞擰緊，向產品“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，但密封圈無外漏現象;在第一步試驗條件基礎上，人為將產品螺塞擰松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，但密封圈無外漏現象。

綜上所述，裝配時密封圈損壞會造成產品出現滲漏油情況，但不會出現密封圈被擠出現象。

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。對廠內在修5件產品螺塞進行尺寸測量，其尺寸分別為21.90、21.88、21.86、21.94、21.84 mm，均在公差范圍內，從同類產品數據測量分析，螺塞[Φ]22 mm尺寸需要比圖紙規定值小2.688 mm，才會與配合殼體孔產生間隙，發生概率較低。

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。對廠內在修5件產品螺塞進行尺寸測量，其尺寸分別為19.02、19.00、19.04、19.02、19.00 mm，均在公差范圍內，螺塞[Φ]19 mm尺寸需要比圖紙規定值大2.668 mm，才會與配合殼體孔產生間隙，發生概率較低。

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，現場同類產品檢查及試驗驗證結果表明，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，發生概率較低。

4 結語

在飛機維修過程中，維修人員往往對活動密封滲漏油關注較多，對固定密封滲油情況關注較少。此次事故發生在修理試驗作業階段，實屬僥幸，若發生在空中，液壓油大量滲漏，則嚴重影響飛行安全。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標記，裝配密封圈后進行對比，避免因人為差錯造成其處于未擰緊狀態，留下安全隱患，保證產品工作的可靠性。此課題的研究為同類產品修理提供借鑒，固定密封與活動密封同等重要。

參考文獻：

[1]王志剛.飛機構造[M].北京：航空工業出版社，2000：65-67.

[2]深圳航空公司.B737-800使用手冊[Z].2000.