MA600 飛機剎車系統(tǒng)常見故障分析

張存岳

（中國民用航空飛行學(xué)院洛陽分院，河南 洛陽 471000）

在中國民用航空飛行學(xué)院洛陽分院，MA600 飛機作為高教機已經(jīng)運行了十年有余，飛機的各個系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定。MA600 飛機的剎車系統(tǒng)雖然在平時的飛行訓(xùn)練中偶爾會出現(xiàn)故障，但是出現(xiàn)故障時停場時間比較長，因此會影響飛行訓(xùn)練的正常進行。本文主要介紹了飛機剎車系統(tǒng)的原理和常見故障，為維護人員提供可靠的參考資料，高效排除故障縮短飛機停場時間，對保障飛行訓(xùn)練安全有著重要意義。

1 MA600 飛機剎車系統(tǒng)介紹

飛機剎車系統(tǒng)主要作用是給飛機著陸后滑行時提供制動力矩，縮短著陸后滑行距離。并且，當(dāng)飛機滑行到停機位停放時,可以設(shè)置停留剎車，此功能的主要作用是當(dāng)飛機地面試車或停放維護時給飛機提供制動力矩。而且飛機在停機坪滑行時，差動剎車功能還可以實現(xiàn)飛機轉(zhuǎn)彎輔助操縱。剎車系統(tǒng)由3 部分組成，分別是正常剎車、停留剎車和應(yīng)急剎車。下面介紹了正常剎車、應(yīng)急剎車和停留剎車之間的工作邏輯關(guān)系（圖1）[1]。

圖1 剎車系統(tǒng)邏輯圖

正常剎車的液壓壓力源是由液壓系統(tǒng)的驅(qū)動泵提供的，壓力油經(jīng)過主油濾到剎車蓄壓器再到剎車系統(tǒng)，由于主液壓系統(tǒng)只能向剎車蓄壓器供壓，而剎車蓄壓器不能向主系統(tǒng)供壓，這樣就保證了在主系統(tǒng)有故障的情況下，剎車系統(tǒng)也有足夠的壓力源供飛機進行剎車。正常剎車時，通過左右駕駛員方向舵腳蹬上的剎車踏板操縱剎車傳壓筒向剎車分配器提供控制壓力，剎車壓力的大小與剎車踏板運動行程成正比，剎車壓力油經(jīng)過分配器到電液伺服閥。正常剎車系統(tǒng)中設(shè)置了電子防滑剎車裝置，防止進行剎車時因壓力過大而產(chǎn)生脫胎現(xiàn)象。剛提到的電液伺服閥用來作為機輪正常剎車的防滯活門，以控制機輪的剎車壓力，防止機輪打滑。當(dāng)飛機放下起落架準(zhǔn)備著陸時，由防滯控制盒控制電液伺服閥的回油電磁活門接通，保證完全解除剎車壓力，防止機輪觸地時爆胎。飛機著陸后，起落架防扭臂上的觸地開關(guān)給一個電信號到防滯控制盒控制伺服閥工作。進行正常防滯剎車時，若機輪出現(xiàn)打滑，則裝在機輪上的速度傳感器產(chǎn)生與機輪打滑程度成正比例的電信號經(jīng)過防滯控制盒運算后傳輸給伺服閥，伺服閥按電信號的大小有規(guī)律地調(diào)整剎車壓力解除打滑，確保剎車安全可靠。當(dāng)飛機起飛后機輪離地，斷開防滯電源開關(guān)，伺服閥的進油腔與剎車油腔相通，此時通過駕駛員方向舵腳蹬上的剎車踏板實現(xiàn)機輪停轉(zhuǎn)。

當(dāng)正常剎車失效時可以使用應(yīng)急剎車，向下按壓中控臺后部的應(yīng)急剎車手柄，手柄的微動開關(guān)會接通，EMDP 的綠色ON 燈亮，此時電動泵會自動工作。壓力油經(jīng)過應(yīng)急油濾到應(yīng)急剎車活門再流經(jīng)轉(zhuǎn)換活門經(jīng)過定量器到機輪剎車組件實現(xiàn)剎車功能。如圖2 所示，顯示出應(yīng)急剎車系統(tǒng)的工作原理。由此可見，應(yīng)急剎車的油路不經(jīng)過電液伺服閥，因此沒有防滯功能，所以必須注意控制應(yīng)急剎車手柄的行程。

圖2 應(yīng)急剎車系統(tǒng)原理圖

飛機在機庫或停機坪停放時可以使用停留剎車，停留剎車系統(tǒng)主要由儀表板左側(cè)下方的停留剎車手柄、滑輪、鋼索和微動開關(guān)組成（圖3）。當(dāng)飛機經(jīng)過正常著陸滑行至停機位后，向外拉出停留剎車手柄至止動位后順時針轉(zhuǎn)動90°，手柄會卡在固定槽內(nèi)。停留剎車手柄支架處有一個微動開關(guān)，當(dāng)手柄拉出時微動開關(guān)斷開，給電液伺服閥的回油電磁活門斷電信號，關(guān)斷回油路，利用剎車蓄壓器提供剎車壓力。剎車蓄壓器中的液壓能量可保證停留剎車壓力達到5.4~6.4 MPa，并保持12 h 以上。

圖3 停留剎車手柄

2 MA600 飛機剎車系統(tǒng)故障分析及維護建議

MA600 飛機剎車系統(tǒng)常見故障主要有3 種：停留剎車保壓時間達不到規(guī)定值、防滯檢測失效、正常剎車壓力不穩(wěn)定[2]。

2.1 停留剎車保壓時間達不到規(guī)定值

停留剎車手柄的鋼索直接與剎車分配器的搖臂相連接，可以直接操縱剎車分配器活塞與閥芯運動。通過傳動機構(gòu)的作動，將搖臂輸出的操縱力和位移傳遞到控制腔的活塞上，控制腔活塞帶動減壓彈簧壓動閥芯運動，打開供油路，壓力油輸出所需的剎車壓力到剎車組件。正常情況下，剎車蓄壓器中的壓力可滿足停留剎車所需的壓力5.4～6.4 MPa（783～928 psi）并維持12 h 以上。如果檢查發(fā)現(xiàn)在停車幾個小時后停留剎車失效，說明出現(xiàn)停留剎車保壓時間達不到規(guī)定值的故障。

因為當(dāng)飛機停留剎車時，拉出停留剎車手柄，微動開關(guān)AKA2-1 的觸點會被壓縮斷電, 給電信號到伺服閥的回油電磁活門關(guān)閉，使回油路切斷，此時系統(tǒng)的泄漏量減少到最低程度，伺服閥YS-110B 處于中立位置，供油口與剎車腔接通，通過剎車活門來控制停機剎車壓力。所以，停機剎車保壓時間達不到規(guī)定值，很可能是微動開關(guān)AKA2-1、伺服閥YS-110B、剎車蓄壓器故障導(dǎo)致的。排故時首先要確定正常剎車是工作正常的就可以排除是伺服閥YS-110B 故障導(dǎo)致的。其次，要檢查EICAS 上的ACC 剎車蓄壓器的壓力指示值是否為0 psi 或者緩慢下降。如果出現(xiàn)了以上現(xiàn)象說明剎車蓄壓器故障，檢查剎車蓄壓器充氣壓力是否為5.9 MPa±0.3 MPa（856 psi±44 psi），壓力不夠可以給剎車蓄壓器充氣至規(guī)定值或者更換剎車蓄壓器。如果故障還存在就可以確定是微動開關(guān)AKA2-1 故障，可以調(diào)整微動開關(guān)位置或更換微動開關(guān)AKA2-1[3]。如圖4 所示，先松開停留剎車手柄，擰動微動開關(guān)AKA2-1的調(diào)節(jié)螺釘，移動調(diào)節(jié)螺釘，使微動開關(guān)組件的彈簧片與拉桿之間的間隙不小于1 mm（0.039 in）（圖4）。擰緊固定螺釘，踩剎車踏板拉停留剎車手柄到頭并旋轉(zhuǎn)90°卡在止動位，測量微動開關(guān)觸頭的壓縮量應(yīng)為2~2.5 mm，調(diào)節(jié)好后將微動開關(guān)調(diào)節(jié)螺釘擰緊[4]。停留剎車檢查時，在主起落架支柱的剎車管路上安裝工藝壓力表。首先，檢查液壓系統(tǒng)壓力正常，剎車蓄壓器壓力正常，如果EICAS 上顯示壓力不正常，接通地面交流電源打開電動泵增壓，直到壓力顯示正常后關(guān)閉電動泵。拉出停留剎車手柄順時針旋轉(zhuǎn)90°，手柄鎖定后觀察壓力表的指示值為5.4～6.4 MPa（783～928 psi）。此時6 h 后，EICAS上剎車蓄壓器壓力應(yīng)不低于9.8 MPa（1 400 psi）。

圖4 停機剎車手柄

2.2 防滯檢測失效

飛機沒落地前，防滯剎車系統(tǒng)不工作。當(dāng)飛機著陸后，主起落架防扭臂上的觸地開關(guān)接通為防滯控制盒通電，2 個指示燈“INBD WHL/OUTBD WHL（內(nèi)輪/外輪）”熄滅。4 個輪速傳感器的信號經(jīng)過防滯控制盒比較，接通伺服閥的力矩馬達，伺服閥的剎車腔卸荷，相對應(yīng)輪速低的機輪剎車壓力減小，解除打滑后輪速差信號消失機輪加速。剎車過程中，指示燈“INBD WHL/OUTBD WHL（內(nèi)輪/外輪）”閃亮。先接通頂部控制板上的防滯自檢指示開關(guān)，然后斷開，則頂部控制板上的防滯自檢指示“INBD WHL/OUTBD WHL”黃色字符不亮，EICAS 主顯示器上的“ANTI SKID FAIL（防滯剎車故障）”紅色告警信息出現(xiàn)并且剎車壓力不下降，說明出現(xiàn)防滯檢測失效[5]。

防滯控制系統(tǒng)主要由防滯控制盒LF-6E、伺服閥YS110B、速度傳感器LF-4A 以及防滯剎車電氣控制部分組成。如圖5 所示，飛機著陸之前先打開防滯電源開關(guān)2 個黃色指示燈，此時防滯控制盒給伺服閥一個電信號使其斷開剎車腔油路，確保飛機接地時誤操作帶剎車著陸。飛機落地后機輪觸地終點開關(guān)接通，防滯控制盒工作，黃色指示燈熄滅。當(dāng)控制盒計算任一轉(zhuǎn)速低于最高轉(zhuǎn)速30%產(chǎn)生速度誤差信號，控制盒向伺服閥力矩馬達線圈輸入控制信號，使噴嘴擋板偏擺，形成壓力差控制閥芯移動，減少剎車壓力，誤差信號越大，壓力減小越多（圖6）。所以，防滯檢測失效很可能是微動開關(guān)AKA2-1、伺服閥YS-110B、控制盒LF-6E、防滯電源開關(guān)故障導(dǎo)致的。排故時首先從防滯電源開關(guān)和微動開關(guān)AKA2-1 開始檢查，先確認(rèn)電源開關(guān)控制電路是否正常，按壓儀表板中間防滯剎車電源開關(guān)，OFF 黃色指示燈熄滅，說明電路正常。用萬用表檢查防滯控制盒上電源開關(guān)對應(yīng)的插釘是否有電。如果有電說明電源開關(guān)控制電路沒有故障。再檢查停留剎車的微動開關(guān)AKA2-1 是否斷開，松開停留剎車時微動開關(guān)觸點伸出說明電門接通。用萬用表檢查微動開關(guān)的電壓值可以判斷出微動開關(guān)的故障。如果電路斷開說明是微動開關(guān)故障。如果檢查正常再更換伺服閥YS-110B。如果故障消失說明是伺服閥YS-110B故障導(dǎo)致。如果故障還存在可以確定是防滯控制盒LF-6E 故障。

圖5 防滯控制系統(tǒng)原理圖

圖6 電液伺服閥原理圖

2.3 正常剎車壓力不穩(wěn)定

正常剎車是由液壓驅(qū)動泵向剎車蓄壓器提供壓力源，駕駛員通過方向舵腳蹬上的剎車踏板操縱剎車傳壓筒的活塞桿下移，油液傳入剎車分配器的控制腔，分配器的上下活塞移動推動減壓彈簧和閥芯，使進油口與剎車口接通，輸出剎車壓力進入剎車管路，經(jīng)伺服閥、轉(zhuǎn)換活門、定量器進入機輪剎車裝置進行剎車。當(dāng)正常剎車時，駕駛艙EICAS 顯示器上左、右機輪剎車壓力“BRAKE PRESSURE”指示值不穩(wěn)定，說明出現(xiàn)剎車壓力不穩(wěn)定故障。

因為壓力傳感器將感受到的壓力信號傳給EICAS顯示器，然后通過EICAS 顯示器顯示壓力數(shù)值，所以首先通過EICAS 顯示器檢查液壓蓄壓器壓力（ACC）值是否穩(wěn)定，檢查剎車油濾堵塞指示器是否彈出，如果顯示正常可以進行剎車系統(tǒng)排氣工作。因為剎車傳壓筒與剎車分配器之間存有封閉油路，所以先完成剎車傳壓筒與剎車分配器之間系統(tǒng)排氣。如圖7、圖8 所示，將剎車傳壓筒的放氣帽擰下用軟管套住，將剎車分配器的1 號注油嘴拆下（圖7），用手搖泵連接1 號注油嘴，操作手搖泵直到排出的油液無氣泡為止。注意拆堵帽時，用手捏住傳壓筒放氣嘴軟管（圖8），防止油液流出。再進行剎車裝置及管路的排氣，踩剎車腳踏板，擰松機輪剎車盤放氣口螺帽，觀察從軟管流出的液壓油，至無氣泡為止，注意每次放油時間控制在4 s 內(nèi)，防止定量器自鎖。除了以上原因外，還有以下幾點可能也會造成剎車壓力不穩(wěn)定。

圖7 剎車分配器

圖8 剎車傳壓筒

1）剎車傳壓筒YS-122C 或剎車分配器YS-128 故障，會導(dǎo)致剎車分配器的活塞無法正常打開，壓力油不能正常進入伺服閥使下游的壓力傳感器不能連續(xù)感受到壓力信號，就會導(dǎo)致出現(xiàn)剎車壓力不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

2）伺服活門YS-110B 故障，會導(dǎo)致閥芯向下移動，會打開回油口使剎車腔與回油路接通，高壓油通過回油路迅速回油，使剎車壓力下降，并使定量器下游的剎車壓力傳感器不能感受到壓力信號，也會導(dǎo)致剎車壓力不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

MA600 飛機剎車系統(tǒng)主要與液壓系統(tǒng)相關(guān)，因此排除故障時一定要與液壓系統(tǒng)聯(lián)系起來，先檢查確認(rèn)液壓系統(tǒng)是否工作正常，液壓剎車管路滲漏情況可以先排除由于液壓系統(tǒng)問題導(dǎo)致的剎車故障。熟悉飛機剎車系統(tǒng)的工作原理和邏輯，通過比較左、右剎車系統(tǒng)來判斷導(dǎo)致故障的原因，這樣可以提高排除故障的效率，更準(zhǔn)確地找到故障點，保障飛行安全。