某飛機電磁活門故障分析

肖曉蕾

中航西飛民用飛機有限責任公司 陜西 西安 710089

引言

近期，某架次飛機發(fā)生故障：飛機從機場滑出后，襟翼自動從15度收回0度，飛機隨即終止起飛滑回檢查，發(fā)現(xiàn)襟翼操作手柄放到5度和15度時襟翼位置無法保持，襟翼放出后均自動收回，且襟翼指示和實際位置一致。在更換襟翼操作手柄和襟翼位置信號機構(gòu)后故障依然存在，使用地面電源對襟翼收放功能進行測試發(fā)現(xiàn)結(jié)果正常，試車試驗時故障復(fù)現(xiàn)，因此懷疑為襟翼收放電磁活門故障，對其更換后再進行試車試驗，襟翼收放多次結(jié)果正常，至此，可以定位故障件為襟翼收放電磁活門，需返廠進行故障分析試驗。

1 試驗流程

該型襟翼收放電磁活門是三位四通電磁閥，用來遠距控制雙向作動筒的工作液，在中立位置時，“筒1”和“筒2”均與“回”管路相通，與“泵”斷開，襟翼收放的不同角度靠凸輪軸旋轉(zhuǎn)控制繼電器通斷繼而控制電磁閥通斷。基本的試驗流程是：故障復(fù)現(xiàn)→功能檢查→性能檢查。按照CMM（設(shè)備維修手冊），試驗程序為：檢查絕緣電阻→檢查密封性（高壓31.5MPa/低壓13.5MPa/靜壓2m高液注不允許外部滲油）→檢查工作準確性。

圖1 電磁活門原理圖

圖2 內(nèi)漏試驗原理圖

2 試驗現(xiàn)象

在航空液壓試驗室，首先對從飛機上拆下的故障件進行了故障復(fù)現(xiàn)試驗。該閥的工作電壓為27±3V。在12MPa壓力下，電磁閥功能正常：當實驗臺上轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“收”位，作動筒活塞向左移動；打到中位，作動筒活塞能保持當前位置不變；打到“放”位，作動筒活塞向右移動，再打回中位，活塞保持當前位置不變。由于作動筒向兩個方向移動時阻力不同，作動筒向右移動時速度比向左移動更快，作動筒向不同方向移動時，閥體發(fā)出的聲音也不同。

當壓力升高到15.2MPa（系統(tǒng)正常工作壓力）時故障復(fù)現(xiàn)：初始狀態(tài)，旋鈕在中位，作動筒保持在中間位置不移動；打到“收”位再打回中位，活塞向左移動后不能保持當前位置，而是自主向右移動；打到“放”位再打回中位，活塞向右移動后不能保持當前位置，繼續(xù)自主向右移動；該現(xiàn)象與襟翼自動收回現(xiàn)象一致。

下一步用兆歐表檢查絕緣電阻，檢查結(jié)果符合要求。

隨后是進行外部密封測試，用堵帽封閉“筒1”、“筒2”口及回油口，高壓和低壓下均沒有出現(xiàn)滲漏，說明該設(shè)備的外部密封（密封圈）沒有出現(xiàn)問題。

接下來進行內(nèi)漏檢查。常溫下，當工作壓力為210公斤/平方厘米（15.6MPa）時，活門內(nèi)部漏油量應(yīng)不大于10立方厘米/3分鐘。但是在本次實驗中，用賭帽封住“筒1”“筒2”接口，轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中位，當泵供給壓力油時，回油口流出油液注，內(nèi)漏量遠遠大于標準值，且閥入口處的壓力始終無法上升。

最后對拆解的各部分零件進行清洗，在清洗槽中襯白綢布，清洗后在白綢布上發(fā)現(xiàn)有黑色顆粒。

清洗后重新裝配產(chǎn)品，故障消失，分別在高壓和低壓下進行操作，當轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“左”、“右”位再打回中位時，活塞均能保持當前位置。

3 故障原因分析

根據(jù)故障現(xiàn)象和清洗結(jié)果，可以判斷故障是由于污染物顆粒導(dǎo)致閥體回油側(cè)鋼珠卡滯，回油側(cè)活門座左端小孔無法封閉造成的。

如圖2所示為內(nèi)漏測試原理圖，封閉“筒1”與“筒2”，“泵”口通壓力油，回油口通大氣。當滑閥在中位時，由于左側(cè)電磁鐵在斷電狀態(tài)下鋼珠沒有完全封閉活門座小孔，使得壓力油與回油腔相通，壓力油從回油口排出。

在進行故障復(fù)現(xiàn)實驗時，先把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“收”位，右側(cè)電磁鐵通電，將小球頂?shù)綄?yīng)活門座的左端小孔并封閉，此時滑閥右腔與回油相通無壓力，滑閥移動到右位，“泵”與“筒1”相通，“回”與“筒2”相通，作動筒活塞桿向左移動。當其運動到左極限位置后，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打回中位，右側(cè)電磁鐵斷電，但是由于回油測鋼珠無法完全封閉活門座左端小孔，滑閥左腔與回油相通，小于滑閥右腔壓力。滑閥向左移動，使“泵”與“筒2”相通，從而造成作動筒活塞桿自主向右移動。

在低供壓壓力下，轉(zhuǎn)換開關(guān)回中后滑閥回中且稍稍左移，左側(cè)彈簧壓縮，當滑閥左側(cè)彈力與液體壓力的和與滑閥右側(cè)供壓壓力平衡時，滑閥的位置還沒有使“筒2”與“泵”接通，此時故障不顯現(xiàn)；若供壓壓力升高，轉(zhuǎn)換開關(guān)回中后滑閥需要更大的左偏移量才能使彈力與液壓力的和與右側(cè)更大的供壓壓力相平衡，此時“筒2”與“泵”相通，使得活塞桿向右移動，故障顯現(xiàn)。

4 結(jié)束語

該襟翼收放電磁活門故障產(chǎn)生的原因是固體顆粒物造成電磁閥內(nèi)部零件卡滯，根本原因是液壓系統(tǒng)油液污染。飛機液壓系統(tǒng)約70%以上的故障都是由于系統(tǒng)污染導(dǎo)致的，其引發(fā)的設(shè)備磨損、卡滯等問題會嚴重影響飛機的安全性[1]。在進行液壓系統(tǒng)維護工作（如拆裝設(shè)備、加油）時應(yīng)嚴格按照規(guī)定，做好保護措施，盡量避免外界污染物的引入。