單液壓系統(tǒng)供壓不報故的分析與排除

黃興 劉永俊

摘要：通過對單液壓系統(tǒng)供壓不報故進行分析，確定了故障機理，提出了相應(yīng)的維修解決方案及改進措施，為穩(wěn)定修理質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：單液壓系統(tǒng)；供壓；不報故

Keywords：single hydraulic system；pressure supply；not fault report

1 故障現(xiàn)象

某型飛機在進行電傳控制系統(tǒng)性能調(diào)試時發(fā)現(xiàn)，僅第Ⅰ液壓系統(tǒng)供壓時，推拉駕駛桿，電傳控制盒Ⅳ通道故障燈不亮；僅第Ⅱ液壓系統(tǒng)供壓時，推拉駕駛桿，電傳控制盒Ⅰ通道故障燈不亮。該型飛機要求單液壓系統(tǒng)供壓時非對應(yīng)通道故障燈應(yīng)燃亮，即需報故。經(jīng)對系統(tǒng)各部件分析、判斷，認為該故障由平尾分配機構(gòu)導(dǎo)致。

2 故障分析

2.1 復(fù)試情況

模擬機上調(diào)試條件對平尾分配機構(gòu)進行性能檢查，僅第Ⅰ液壓系統(tǒng)供壓時，產(chǎn)品Ⅳ號小舵機大活塞（不通油）隨其他三個通油小舵機大活塞運動；僅第Ⅱ液壓系統(tǒng)供壓時，產(chǎn)品Ⅰ號小舵機大活塞（不通油）隨其他三個通油小舵機大活塞運動。以上運動發(fā)生時，不通油小舵機大活塞組件之間均為非剛性連接狀態(tài)。產(chǎn)品外部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 故障分析

由機上故障情況可知，通道故障燈不亮的原因是當(dāng)僅有一個系統(tǒng)液壓源時，舵機不通油小舵機大活塞的隨動是因其未突破小舵機微動電門的報故門限所致。

2.3 文件規(guī)定

該型飛機電傳控制系統(tǒng)性能調(diào)試要求為：接通第Ⅰ液壓系統(tǒng)液壓源，斷開“航向阻尼”開關(guān)，推拉駕駛桿到限動位置，左右平尾分配機構(gòu)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號小舵機大活塞應(yīng)做相應(yīng)移動，控制盒上第Ⅳ通道燈應(yīng)燃亮；斷開第Ⅰ液壓系統(tǒng)液壓源，接通第Ⅱ液壓系統(tǒng)液壓源，斷開“航向阻尼”開關(guān)，推拉駕駛桿到限動位置，左右平尾分配機構(gòu)第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號小舵機大活塞應(yīng)做相應(yīng)移動，控制盒上第Ⅰ通道燈應(yīng)燃亮。

平尾分配機構(gòu)技術(shù)規(guī)范的要求是：當(dāng)一個、兩個和三個小舵機接通工作時，允許不工作小舵機的活塞移動。

2.4 技術(shù)交流

與產(chǎn)品研制廠家共同對產(chǎn)品及系統(tǒng)的故障情況進行分析，認為單液壓系統(tǒng)供壓時，隨動現(xiàn)象（非剛性連接狀態(tài)）不影響舵機功能實現(xiàn)；當(dāng)隨動現(xiàn)象引發(fā)主機通道故障燈不亮?xí)r，需盡量減小隨動，直至突破小舵機報故門限可正常引發(fā)故障燈亮。

2.5 隨動的產(chǎn)生與解決方向

1）隨動的產(chǎn)生

隨動是一種工作（通油）小舵機拉桿通過搖臂拉動不工作（不通油）小舵機拉桿、再帶動其大活塞的現(xiàn)象。上述隨動現(xiàn)象僅在單液壓系統(tǒng)供壓時才會出現(xiàn)，雙液壓系統(tǒng)供壓時不存在隨動問題，因為此時拉桿通過組件之間的油路與大活塞形成了液壓剛性連接。

下面具體分析隨動是如何產(chǎn)生的。小舵機的工作原理為：當(dāng)小舵機電磁活門（圖2中10號件）接通時，高壓工作液分為兩路進入小舵機內(nèi)部。一路先到達大活塞，經(jīng)通孔進入其內(nèi)部與離合器活塞及活塞桿，最終到達連通活門端部（圖2中12號件），這一路是封閉的通路，在設(shè)計上有兩個作用，一是在大活塞、離合器活塞及活塞桿構(gòu)成的活塞桿組件內(nèi)部形成液壓剛性連接；二是壓縮連通活門的彈簧，使大活塞與殼體之間形成兩個封閉的腔體。另一路到達電動液壓放大器（圖2中11號件），當(dāng)系統(tǒng)給予指令信號后，電動液壓放大器配油到大活塞兩端封閉腔體，控制大活塞的伸出或收回動作。當(dāng)小舵機電磁活門斷開時，無高壓工作液進入小舵機內(nèi)部，活塞桿組件解除液壓剛性，同時連通活門閥芯在壓縮彈簧力的作用下復(fù)位，大活塞兩封閉腔體溝通，活塞桿在拉桿的帶動下可以移動，而大活塞保持靜止或運動狀態(tài)。

大活塞處于靜止還是運動狀態(tài)取決于其內(nèi)外所受摩擦力的大小。內(nèi)部摩擦力由拉桿、活塞桿、離合器活塞之間摩擦力構(gòu)成，記為f內(nèi)，外部摩擦力由通道殼體、襯套之間的摩擦力構(gòu)成，記為f外。當(dāng)f內(nèi)f外時，大活塞隨著活塞桿運動而產(chǎn)生位移，產(chǎn)生隨動現(xiàn)象。

2）解決方式

經(jīng)綜合分析認為，上述摩擦力的大小主要取決于密封圈的裝配預(yù)壓縮量與大活塞處配合間隙平衡后產(chǎn)生的預(yù)緊力大小，通過改變密封圈的尺寸進而改變相互之間的摩擦力關(guān)系，能夠使問題得到解決。

經(jīng)查詢，大活塞內(nèi)外摩擦力涉及的密封圈共9種（圖2中1～9號零件），各密封圈型號和數(shù)量如表1所示。

對表1中不同尺寸密封圈進行多次選配研究，獲取了f內(nèi)與f外關(guān)系數(shù)值，得出以下結(jié)論：當(dāng)f內(nèi)

3 后續(xù)改進措施

綜上所述，單液壓系統(tǒng)供壓是出現(xiàn)隨動的前提，是否隨動與小舵機大活塞內(nèi)外所受摩擦力大小直接相關(guān)，而摩擦力取決于密封圈裝配綜合平衡后的預(yù)緊力，增大預(yù)緊力可大幅度減少甚至消除隨動現(xiàn)象。不過，預(yù)緊力在產(chǎn)品的后期使用過程中會隨著密封圈性能逐漸衰退而變小，可能再次出現(xiàn)隨動現(xiàn)象。隨動具有明顯的隨機性，這種隨機性是由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計模式?jīng)Q定的，不可完全避免，這也是產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范中允許有隨動現(xiàn)象存在的原因。當(dāng)隨動現(xiàn)象在使用中再次出現(xiàn)且無法滿足電傳控制系統(tǒng)調(diào)試要求時需進行排除。針對以上情況，制定如下改進措施：

1）以減小f內(nèi)、增大f外為方向開展修理，可通過選配不同尺寸密封圈、增大活塞內(nèi)孔和活塞桿組件表面潤滑程度、提高大活塞內(nèi)孔尾部處及活塞桿表面尾部處粗糙度等方法，保證無隨動交付。

2）在密封圈設(shè)計指標范圍內(nèi)，開展加大影響f外因素的密封圈尺寸或減小影響f內(nèi)的密封圈尺寸工藝改進研究。

參考文獻

[1]李曙林，賈連英. 某型飛機構(gòu)造[Z].空軍工程學(xué)院，1998.

作者簡介

黃興，高級工程師，主要從事飛機飛控產(chǎn)品修理技術(shù)研究工作。

劉永俊，工程師，主要從事飛機飛控產(chǎn)品修理技術(shù)研究工作。