乐淑玲 李蒙江 曹 帅 杨 俊

（航空工业昌河飞机工业（集团）有限责任公司，江西 景德镇 333000）

0 前言

液压系统至今依然是科学研究的热点，随着科技的不断革新，该系统得到了长足的发展。液压传动技术在1939年开始应用于航空业， 至今已有近80 a的历史。液压传动具有传动平稳、功率重量比大、体积小、输出力大和响应快等优点。目前液压传动仍然广泛应用于直升机，成为现代直升机的重要系统，为了实现直升机的预定功能，机上配置了各种不同的系统：操纵系统、液压系统、燃油系统、动力系统、空调系统、防冰防雨、电源系统和导航系统等，其中液压系统是关键系统之一。该系统的工作情况直接与飞行安全密切相关。近年来，我国的工程机械取得了蓬勃的发展，其中，液压传动技术起到了至关重要的作用。而且，随着液压传动技术的快速发展和广泛应用，它已经成为机械等行业不可缺少的重要技术。飞机的液压系统在各类机械的液压系统中是最先进的，技术要求也要高于其他的机械类。所以液压系统技术的发展对提升飞机的性能起到了重要的作用[1]。

液压系统发生故障的概率约占全机发生故障总数的40%，在等级严重的事故中，约有15%～20%是由液压系统故障引起的。引起液压故障的原因可能是多方面的，发生了故障往往不易找出具体原因，所以维修人员对液压系统故障的预防、判断和排除的能力非常重要[2]。

该文是在理解液压系统组成和基本工作原理的基础上，对日常液压系统的故障进行定位分析，为后续解决类似问题节省了排故时间，提高了生产效率。

1 系统组成

一套完整的液压系统由5个部分组成，包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，液压系统中的油泵向整个液压系统提供动力。执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载做直线往复运动或回转运动。控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位和油温计等。液压油是液压系统中传递能力的工作介质。

直升机液压系统的主要作用是给操纵系统提供能源，通过3台主助力器和1台尾助力器操纵主旋翼和尾旋翼，进而达到直升机的飞行控制和姿态控制的目的。此外，液压系统还可以实现直升机旋翼刹车、机轮刹车、旋翼折叠、起落架收放和绞车吊放等辅助功能。某型直升机液压系统主要接口为旋翼驱动、机身结构、显示和记录以及旋翼飞行操纵系统，其接口如图1所示。

图1 液压系统接口图

该文重点介绍了该型直升机液压系统的系统组件、控制系统和监视系统。

1.1 系统组件

1.1.1 液压源组件

液压源组件主要包括油箱、齿轮泵和系统歧管组件（歧管和附件组成，其附件有液压油滤、二位二通电磁阀、 液压传感器和压力调节阀）。

1.1.2 安全系统组件

3套安全系统组件分别安装在3套主助力器上，随主助力器上下运动，每套安全系统组件包括单向阀、蓄压器及二位二通电磁阀附件。

1.1.3 尾桨载荷补偿器

载荷补偿器与尾助力器并联，安装在尾助力器附近，当液压系统出现故障时，载荷补偿器可以降低脚蹬操纵载荷，该系统包括安全阀、蓄压器、单向阀和二位二通电磁阀。

1.1.4 地面试验歧管组件

在发动机不工作时，通过该组件与液压油车相连，对液压系统进行检查或试验，其中包括支架、歧管以及附件（单向阀、增压快卸自封阀和吸油快卸自封阀）。

1.2 控制系统

1.2.1 “液压”开关（液压切断开关）

“液压”开关为二位开关，安装在正驾驶总距杆上，用于控制安全系统组件的3个二位二通电磁阀来同时释放安全系统组件中3个蓄压器的压力。

“供压”位：二位二通电磁阀断电，液压系统正常供压。

“断压”位：当飞行前检查，启动应急程序时，将开关置于“断压”位。此时，二位二通电磁阀通电，3个安全歧管中蓄压器同时卸压，但是载荷补偿器中的蓄压器仍然起作用。

1.2.2“ 液压试验”按钮

“液压试验”按钮位于中央操纵台综显/系统开关板上。控制系统歧管组件的二位二通电磁阀和载荷补偿器上的二位二通电磁阀，用于试验液压蓄压器和释放载荷补偿器的压力。

按压“液压试验”按钮，二位二通电磁阀通电，当飞行前检查，启动应急程序时，将按钮按下，打开控制系统歧管组件的电磁阀，释放液压系统压力。它还可以打开控制载荷补偿器上的电磁阀，释放载荷补偿器的压力。此时3个安全歧管中的蓄压器仍有压力。

松开“液压试验”按钮，按钮自动复位，二位二通电磁阀断电，液压系统恢复正常供压。

1.3 监视系统

液压系统通过告警信号灯面板上的红色“液压低”警告灯、发动机参数显示器和语音报警装置显示系统故障。

2 工作原理

2.1 正常工作

发动机工作前，液压系统无压力，“液压低”警告灯亮，发动机参数显示器上显示闪烁 “HYDR”，语音警告发出“液压压力低”报警。发动机工作时，当旋翼运转后，主减速器通过皮带驱动齿轮泵工作，液压泵从液压油箱吸油。油液经液压油滤过滤，压力调节阀保持系统正常的工作压力为4 MPa。当压力达到3.8 MPa时，“液压低”警告灯灭，发动机参数显示器告警信息消失，语音报警装置停止报警。压力油液分为2路：一路到安全系统组件，并且为主助力器提供液压能量。另一路经三通接头又分为2路：其中一路到载荷补偿器，另外一路为尾助力器提供液压能量，如图2所示。

图2 正常工作原理图

2.2 应急工作

液压油泄漏和泵传动皮带损坏等原因，造成了系统压力降低，当压力降到2.4 MPa时“液压低”警告灯亮，发动机参数显示器上显示闪烁的“HYDR”，语音报警装置发出“液压压力低”报警，通知驾驶员准备转入无液压助力操纵。

此时蓄压器继续为主助力器供压，驾驶员应在蓄压器压力完全释放完之前平稳地减小总距并将空速调整到Vytj（调节速度）。

当直升机空速达到Vytj（调节速度）时，转为无液压助力操纵，此时驾驶员须将正驾驶总距杆上的“液压”开关置于“断压”位，接通安全系统组件上的电磁阀，同时释放安全系统组件中3个蓄压器的压力，降低操纵线上的机械载荷，将“液压”开关置于“断压”位后，可将右电气开关板上的“语音警报器”开关置于“关”位。

3 故障及分析

3.1 故障1：“液压低”告警

故障现象：地面开车时，“液压低”警告灯亮，发动机参数显示器上显示闪烁的“HYDR”，语音报警装置发出“液压压力低”报警。

根据液压系统工作原理，当系统液压压力低于2.4 MPa时，主减速器上的“液压压力开关”接收到信号，再将信号发送到语音告警器，语音告警发出“液压压力低”的警告，同时将“液压低”信号传输给告警控制灯盒。

“液压低”告警的原因可能是液压系统泄漏、液压泵驱动皮带松弛（大于正常范围102 mm～103 mm），电磁阀故障、液压泵故障、液压压力传感器故障和液压压力电气线路故障。确定故障原因需要根据现场情况，从易到难，依次排查。具体排故思路如图3所示。

图3 排故路线图

根据排故思路进行以下4点地面检查：1）检查液压油箱的油位，结果为油位正常。2）检查液压泵驱动皮带松弛情况，结果为正常。3）地面检查周期变距操纵，结果为电磁阀和液压泵工作正常。4）导通液压压力传感器1、3针脚，结果为处于常通状态，与技术要求不符。

通过上述检查，最终故障点定位于液压压力传感器，更换该部件，地面开车检查故障消失。

3.2 故障2：按压“液压试验”按钮后，驾驶员感觉操纵杆推向一边

故障现象：地面开车按压“液压试验”周期变距杆向右倒杆。

该故障的原因可能为蓄压器压力不足、电磁阀线路故障、蓄压器故障和电磁阀故障。排故工作应从简单到复杂，逐一排除，定位分析。具体排故思路如图4所示。

图4 排故路线图

根据排故思路，进行以下2项工作：1）利用蓄压器充气工装给蓄压器充气，地面检查周期变距操纵情况，结果：故障未消失。2）根据电磁阀线路控制图，检查液压试验电磁阀（29 C）与右侧横滚液压电磁阀（27 C）线路，分离插头（30 C））到2个电磁阀的A针脚均不通，将其线号（CH7K20-30C-J、CHCH2K20-30C-F）与图纸进行比对，发现两者线路接反。如图5所示。

图5 电磁阀线路图

通过上述检查，最终故障点定位于液压试验电磁阀与右侧横滚液压电磁阀线路故障，按图纸要求恢复相关接线，地面开车检查正常。

3.3 故障3 ：周期驾驶杆向右推杆载荷明显

故障现象：开车前连接液压试验器，检查操纵系统正常。地面开车时，做液压切断功能检查，将“液压”开关置于“断压”位后，周期驾驶杆向右推杆载荷明显。

该故障是因为蓄压器压力不足导致电磁阀线路故障和安全系统组件（蓄压器/电磁阀/单向阀）故障。排故工作应从简单到复杂，逐一排除，定位分析。具体排故思路如图6所示。

图6 排故路线图

根据故障现象及工作原理，进行以下3项工作：1）利用蓄压器充气工装给蓄压器充气，地面检查周期变距杆操纵情况正常，开车检查故障未消失。2）根据电磁阀线路控制图，如图7所示，将右侧横滚液压电磁阀（27C）导通到液压控制开关23C的线路，无异常。3）更换安全系统组件，地面开车检查，故障消失。

图7 电磁阀线路图

在日常维护的过程中，除了提升液压系统排故水平外，还应注重液压系统的操作方法和注意事项，只有各方面都做到位，才能从根本上降低液压系统发生故障的概率。以下为液压系统的使用操作方法和注意事项。

操作方法包括以下3种：1）拆卸后，应堵住零件以及软/硬管的孔口，避免污染。小心安放硬管，防止变形。2）装配前确认装配面清洁无污物，剪断并报废保险丝，报废密封圈，新装的密封圈在15号航空液压油中浸泡至少24 h。3）安装导管时，用15号航空液压油润滑外套螺母的螺纹，用手拧外套螺母直至感觉到导管锥套与接头的内锥面接触为止，从这个位置开始，用扳手扳紧约1/6圈。

注意事项包括以下4项：1）为了防止污染液压系统，工作场所、所有工具及材料都必须保持绝对清洁，以便系统能随时工作。2）系统零部件在拆卸前须释放液压压力并断开全机电源。3）系统零部件安装后进行管路排气，例如，拆装液压泵必须进行盘桨排气。4）须按维护要求定期更换液压油滤，更换液压油。

4 结语

在直升机日常维护中，液压系统经常会出现故障，严重影响了直升机的试飞效率和试飞安全。为了保证在后续的试飞过程中，快速排除故障，及时恢复直升机性能，提高试飞生产效率，保障试飞安全。应充分了解液压系统的工作原理、系统组成和电气控制等知识点，并将其应用在实际排故过程中。在日常排故中，应先对故障相关系统的组成及工作原理进行深入分析，理清排故思路，然后根据故障现象判断故障涉及的线路及成品件，再对具体模块进行分析，最终定位故障源。有的放矢，避免不必要的拆装更换，缩短排故周期，提高试飞效率。