飛機液壓系統(tǒng)故障分析及改進措施

莫斌

摘要：該文對飛機液壓系統(tǒng)滲漏油原因進行分析，根據(jù)試驗和分解措施得出滲漏油原因為該泵零流量狀態(tài)下散熱性能較差造成橡塑密封件失效導(dǎo)致結(jié)合面滲漏油。根據(jù)該故障原因?qū)υ摫昧懔髁繝顟B(tài)下散熱性能進行優(yōu)化，并利用AMESim仿真、地面臺架試驗、裝機試飛試驗的形式對效果進行驗證，改進效果良好。

關(guān)鍵詞：飛機液壓系統(tǒng);故障特性;故障診斷技術(shù)

引言

飛機的液壓系統(tǒng)運用了大量的新的技術(shù)，包括機械、電子和自動化控制新技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上提高了液壓系統(tǒng)工作的效率，但同時也增加了液壓系統(tǒng)運行的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此會導(dǎo)致部分故障種類的增多。本文的研究，結(jié)合自身實際的工作經(jīng)驗，分析飛機液壓系統(tǒng)的故障診斷方案，結(jié)合實際案例找出避免出現(xiàn)故障的原因。實際上飛機液壓系統(tǒng)作為飛機重要的組成部分，通常用于收放起落架、減速板和剎車等。飛機液壓系統(tǒng)的故障和健康問題會直接影響到飛行的安全，據(jù)統(tǒng)計民航飛行中液壓系統(tǒng)故障降機械故障的20～30%，而維修工作量卻占到了整體機械維修的1/3。各維修部在飛機液壓維修系統(tǒng)上，需要耗費大量的人力、物力和財力進行健康診斷和故障分析，當(dāng)前關(guān)于液壓系統(tǒng)的故障診斷和健康管理方案的研究相對來說較多。從目前來看大部分文章都結(jié)合了液壓系統(tǒng)的故障處理方式，進行深度的探討。本文就著眼于飛機液壓系統(tǒng)結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗，從液壓系統(tǒng)的壓力出發(fā)，綜合考慮液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對壓力信號進行分析處理。并且結(jié)合實際的案例分析飛機液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因和主要的解決對策，為飛機的飛行提供可靠的保障[1]。

1飛機液壓系統(tǒng)故障特性

飛機液壓系統(tǒng)故障特性主要包含漸進性、隱蔽性、因果關(guān)聯(lián)情況下的復(fù)雜性和故障發(fā)生的隨機性等。飛機液壓系統(tǒng)故障的類型和特征，按照故障發(fā)生時間的長短可分成持續(xù)故障和突發(fā)故障兩類;以具體故障現(xiàn)象和造成的后果為標(biāo)準(zhǔn)劃分可分為指示故障和實際故障。其中，指示故障即指示、監(jiān)控等部件故障導(dǎo)致的系統(tǒng)報警，但系統(tǒng)本身工作正常;實際故障即管路或液壓部件因材質(zhì)、疲勞或封嚴(yán)腐蝕老化等原因造成的，將直接影響飛行安全的真實故障。

2按照故障的不同特征分類

實際飛機飛行地面后液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的故障和實際存在的特征需要進行分類，包含了產(chǎn)生故障的原因、重復(fù)的次數(shù)、故障的時間和影響飛機穩(wěn)定性的程度。對于故障的分類包含了設(shè)計的故障和使用的故障等。首先關(guān)于設(shè)計的故障是液壓系統(tǒng)設(shè)計原件選擇時，設(shè)計的錯誤，致使加大輸出造成的故障，包含了磨損和封閉性設(shè)計師造成的液壓系統(tǒng)故障和發(fā)生的類型故障。使用故障表現(xiàn)為液壓系統(tǒng)本身的附件中存在著可逆變化和快速不可變變化所引發(fā)的突然參數(shù)故障。包括污染物的掉落引發(fā)的泄漏問題，造成系統(tǒng)高壓管路的壓力下降，或是因為最小節(jié)流閥阻塞所導(dǎo)致的油溫異常增高等。除此之外，不可逆變化的故障問題也包含了退化功能，指代的是不可逆集附件動力結(jié)構(gòu)的原因，疲勞損壞或長時間的負(fù)荷運載。尤其是在負(fù)載作用下液壓的動力元件損壞會導(dǎo)致突然功能故障現(xiàn)象，包括飛機野蠻降落過程中，液壓系統(tǒng)的軟管損壞或是電磁閥電路中斷等問題[2]。

3飛機液壓系統(tǒng)排故基本方法

在飛機液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，維護檢修人員應(yīng)主要從液壓系統(tǒng)的作動部件外觀結(jié)構(gòu)、顯示界面數(shù)據(jù)信息以及系統(tǒng)增壓狀態(tài)下的部件工作狀態(tài)等方面進行檢查，判斷各部件是否存在故障。另一方面，持續(xù)監(jiān)控飛機液壓系統(tǒng)操作部件的作動情況和指示界面的數(shù)據(jù)信息，參考飛機液壓系統(tǒng)勤務(wù)的頻次和數(shù)量，從而分析、判斷出飛機液壓系統(tǒng)的故障原因及具體故障部件[3]。

此外，在飛機液壓系統(tǒng)故障排查過程中，還可將理論與實踐相結(jié)合，利用數(shù)學(xué)分析、力學(xué)分析以及系統(tǒng)工程理論構(gòu)建模型，結(jié)合計算機信息技術(shù)和熱門的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法等，為飛機液壓系統(tǒng)故障排查做出貢獻。例如，在排查飛機液壓系統(tǒng)故障時，可對液壓系統(tǒng)振動信號進行分析處理，以查找飛機液壓系統(tǒng)具體故障部位;也可立足整個液壓系統(tǒng)，從飛機液壓系統(tǒng)整體壓力或局部壓力等角度出發(fā)，考慮飛機液壓系統(tǒng)整體工作狀態(tài)，對壓力信號進行分析處理，并從中提取特征向量，以此查找出飛機液壓系統(tǒng)的故障部位。

4飛機液壓系統(tǒng)故障診斷策略

4.1運用事件樹分析

例如某飛機維修基地對于某飛機進行日常檢驗時，發(fā)生了電動馬達不能工作的情況下，再進行故障排查和檢驗的過程中發(fā)現(xiàn)單向活門失效，導(dǎo)致液壓油出現(xiàn)反流所造成的故障問題時，需要進行相應(yīng)的系統(tǒng)故障診斷。在診斷環(huán)節(jié)可以首先運用事件樹進行分析，因為液壓系統(tǒng)主要是為了提供增壓和液壓油而服務(wù)的。正常情況下，飛機的電動馬達泵會直接通過單向活門提供增壓液壓油進入到高壓工作狀態(tài)。在實際的工作過程中需要借助液壓油先將閥芯打開，在這個過程中借助彈簧所成的力傳遞到保持蓋上，這樣就可以直接卡住殼體臺階，保證液壓油的單向活悶傳輸。基于事件樹可以了解到滿足單向活門工作的需求，并建立起正確的診斷步驟，保證液壓油的正常疏通。同時針對事件樹分析，可以進行單向活門失效的故障檢驗。從事件樹的故障分析來看，無法體現(xiàn)單向活門失效的原因，只有提供故障發(fā)生的途徑，在實際過程中讓維修人員進行故障的排除[4]。

4.2運用邏輯鏈分析

液壓活門是個小液壓附件，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障問題，需要借助邏輯鏈進行分析，要考慮到實際的工作情況。在工作過程中建立一定的邏輯處理分析圖，然后要了解到每一個具體的環(huán)節(jié)。首先要了解本身的殼體和各個部件，其次要針對閥芯本身作用于液壓油的流向進行控制之后，再進行液壓油引發(fā)的閥芯位移進行分析。結(jié)合基本功能聯(lián)系到液壓油的反流故障能夠發(fā)現(xiàn)存在的磨損問題超出了安全范圍，所導(dǎo)致的保持蓋的松動，出現(xiàn)閥芯脫落的問題。針對閥芯本身的問題和引起液壓有反流的主要因素，分析臺階的磨損造成的故障問題[5]。

結(jié)語：液壓系統(tǒng)作為飛機上重要的操控輔助系統(tǒng)，主要為飛機飛行過程中起落架的收放以及飛機各操縱舵面、增升裝置的控制提供動力源，飛行員在液壓系統(tǒng)的幫助下更輕松、有效地操縱飛機舵面，控制飛機完成整個飛行過程。此外，它還保證飛機機輪剎車、前輪轉(zhuǎn)彎等諸多功能的正常發(fā)揮。因此，飛機液壓系統(tǒng)的持續(xù)正常工作對飛機整個飛行過程中的安全、穩(wěn)定與可靠有著不可忽視的重要影響。飛機液壓系統(tǒng)的故障診斷能力的快速提升，同樣對保證飛機飛行過程中的安全可靠性和飛行事故率的大幅度降低具有重要現(xiàn)實意義。本文從飛機液壓系統(tǒng)的故障特征和基本排除方法出發(fā)，以某波音飛機實際故障案例為研究對象，探討了飛機液壓系統(tǒng)的故障排除過程，旨在為飛機液壓系統(tǒng)故障診斷提供更多思考。

參考文獻

[1]張學(xué)雷，王曉欣，譚倫.直升機液壓系統(tǒng)溫度特性建模與仿真研究[J].機床與液壓，2018，（22）.

[2]陳龍，常真衛(wèi)，等.航空柱塞泵系統(tǒng)建模與仿真研究[J].液壓氣動與密封，2015，（7）：69-72.

[3]歐陽小平，王天照，方旭.高速航空柱塞泵研究現(xiàn)狀[J].液壓與氣動，2018，（2）：1-8.

[4]郭志攀，夏立群，汪洋.影響航空液壓密封的幾個因素[J].機床與液壓，2014，42（20）：63-66

.[5]馬紀(jì)明，阮凌燕，等.航空液壓泵加速壽命試驗現(xiàn)狀及方法研究（連載2）航空液壓泵典型失效模式及加速方法[J].液壓與氣動，2015，（7）：1-6