黄红让

摘要：针对飞机液压系统故障多而严重影响飞行安全的问题，从多年的故障统计中发现：设计与制造、使用维修、噪音与振动等是液压系统故障多发的主要原因，并提出了针对性的预防措施。

关键词：液压系统 故障原因 改进方法

1.概述

飞机的液压系统主要为飞机提供安全可靠的液压能源，用于完成起落架收放、襟翼收放、前轮转弯、主起机轮刹车等操作。为了保证液压系统工作可靠，现代飞机上一般安装有主供压系统和应急供压系统。液压系统的安全可靠直接关系到飞机的飞行安全。根據多年的外场统计显示，液压系统的故障大多体现在系统油液污染、系统压力不足、成品部件内部故障等。因此，分析飞机液压系统故障产生的原因、提出改进方案，对于飞机的安全性和经济性具有重要意义。液压系统故障主要由以下方面造成：

2.设计与制造存在缺陷

2.1 液压油箱设计存在不足

液压系统中的液压油箱，是系统中存放液压油、并对油液进行散热的地方。由于目前飞机上的液压油箱多数是采用开启式空气增压油箱，这样不仅在加油和日常维护中，易使灰尘、水分等污染物进入油箱，还会增加空气与液压油接触的机会，容易导致液压油污染;另外，受空间的限制，液压油箱的空间较小，一般为6～12L，而且对液压油的散热主要是利用飞行中外界气流的，而且对液压油的散热主要是利用飞行中外界气流进入油箱夹层来实现的，散热效果较差;尤其是当液压系统在地面工作时，就无法对油箱进行散热，致使液压油的温度偏高，引起系统污染严重和附件工作不稳定而引发故障。

2.2 管路和附件布局不合理

由于液压导管和附件在设计安装时，常常受到飞机空间的限制，使导管无法保证良好的走向，许多导管弯曲度大，安装密集，纵横交错。这样一方面在油液流动过程中，沿程损失和局部损失增大，引起系统的压力损失增大，温度升高;另一方面也增加了系统的压力脉动和对管壁的冲击力，引起导管的弯曲振动和径向振动加强，加之导管之问的间隙较小，导管之间就可能产生碰撞磨损，引起导管的破裂。如某部多架飞机，在3 年内就先后发生液压导管破裂故障93 起。另外，维修人员在拆装某个附件或导管时，往往先要拆下其它的导管和附件;有时因维修窗口（通道） 太小，拆装时无法看到，只能凭感觉，这样就很容易发生维修差错而引发故障。由于液压泵是由发动机转子带动工作的，使得许多液压附件和导管都是安装在发动机舱周围。由于发动机工作时，附近温度很高，达数百摄氏度，这样不仅使液压系统自身产生的热量不易散发掉，还会使系统的温度升高。而系统温度过高，就会引起液压附件工作不稳定、液压油性能变差、系统污染严重等不良后果。这是飞机液压系统故障多的一个重要原因。

2.3 液压泵设计存在缺陷

液压泵是液压系统的核心附件，在使用与维护中发现其设计存在缺陷、故障较多。如某型飞机采用的YZB-23 柱塞泵，曾发生过多起故障，据统计在使用维修中，因YZB-23柱塞泵故障就更换了十几台。故障多的一个重要原因，是泵在设计中存在缺陷。此泵的柱塞与斜盘之问采用了滑靴静压支承，即在柱塞头部开一个小孔，从工作腔内不断引出一股泄漏量很小的高压液压油，使之在柱塞头部的间隙中形成一定厚度的油膜（0.015～0.025 mm），油膜按一定压力分布，而承受柱塞的全部作用力。这种支承，虽然避免了柱塞与斜盘、转子与分油盘的直接接触，减少了摩擦力，使用寿命延长，但也增加了泄漏损失。特别是当液压系统被污染时，含有固体颗粒污染物的液压油高速流过小孔时，会不断冲刷小孔，使之直径增大、泄漏量增加而超过规定。另外，该泵缸体采用单点支承，在工作过程中会受到侧向力的作用，尤其是当柱塞发生卡滞，就会使缸体发生倾斜，加重转子和分油盘之间的磨损，而引发故障。

3.使用维修存在的问题

据了解，在维修工作中，部分维修人员不能自觉遵守各种维修法规和规章制度、维护作风较差导致维修品质不高，也是引起液压系统故障多的一个重要原因。主要表现在以下方面：

3.1 系统污染严重

由于有关人员缺乏液压油污染控制的基本知识，对污染控制重要性认识不够，尤其是对老旧飞机的污染控制不够重视，而这些飞机的污染往往最为严重。但由于各种原因，致使相关人员未能认真贯彻执行。因而在工作中，不能自觉做好防污染工作，致使污染物进入系统。如在加油时，未按规定检查加油设备和液压油品质、拆下的附件导管不能及时包扎等;由于没有专门负责管理污染控制工作的部门和人员，对维修工作中如何进行污染控制，也没有明确规定，因而缺乏有效的监督管理。导致在油料的存放、运输和使用中，就无法实施有效的污染控制;在拆装、加油、试验等维修工作，就出现了图省事、不按规章要求进行的现象。这些是导致目前军用飞机液压系统污染严重的一个重要原因。

3.2 导管维修不良

弯制导管时，由于没有按照标准和工艺进行，有时使导管的弯曲部位出现较大的椭圆度，在使用中就易出现纵向裂纹;有时使导管弯度过小，使导管存有较大的内应力，在使用中就易发生横向裂纹。例如，在某型飞机助力系统中，缓冲瓶与单向活门连接的导管，因为受到液压泵出口高压脉冲的影响，加之导管弯制时，其椭圆度约为9.6 %，大于承受压力脉动的导管应不大于6 %的要求，导致导管产生纵向裂纹达9 mm。另外，在导管的安装过程中，有时不能保证导管之间、导管与附件之间的规定间隙，在系统工作就易使导管磨穿漏油;有时未对正就强行安装，使喇叭口处及弯曲处出现应力集中而发生裂纹;有时为了操作的方便，不按规定安装导管的固定卡箍，随意去掉卡箍和变动卡箍的位置，使导管震动加强，甚至出现共振而损坏。

3.3 故障排除不彻底

目前排故方式较为单一，主要是采用换件的方式。这种方式虽然节约了维修时间，提高了飞机的完好率;但增加了维修经费，尤其是不利于对故障的分析和预防，往往使故障排除不彻底。因为有时换上新件后，故障虽然表面上看被排除了，但故障产生的机理往往并不清楚，因而就不可能从根本上消除故障，类似的故障还可能会发生。如电磁换向阀故障不能换向时，如果不进行校验和分解检查，往往很难知道故障的真正原因;如果是液压系统污染引起的，即使更换了电磁换向阀，但由于系统污染没有解决，所以类似故障迟早还会发生。

4.噪音与振动难以消除

噪音是液压系统不可避免的一种现象，要完全消除噪音是困难的，只能设法减少噪音和避免不正常的噪音。噪音往往伴随振动。噪音恶化系统部件工作条件，振动则会引起系统损坏。产生噪音和振动的可能原因有以下几种：（1）由于液压系统进入空气而产生噪音。（2） 由于液压部件设计与制造上的原因引起噪音。（3）由于液压系统安装上的原因而引起振动。（4）由于液压系统的使用维护不良和某些零件损坏而引起的噪音。（5）系统参数选择不当和管道变形使系统不稳定所致的振动。

5.降低液压系统故障的方法

从上述分析可知，引起液压系统故障多的主要原因：一是由于飞机自身特点——空间狭小，使系统设计存在缺陷，导致附件可靠性底、系统布局不合理、工作温度高和抗污染能力差;二是维修质量不高和系统污染严重。因此，要想减少系统的故障，一方面应该改进系统的设计，提高系统的可靠性和维修性，另一方面培养优良的维护作风，防止系统污染，努力提高维修品质。

5.1 改进设计，提高系统工作的可靠性和维修性

在系统设计时，一定要按照液压系统的规范进行，对飞机液压系统中不符合规范要求的部分，应给予改进。在系统设计时，应注意的问题是：

第一，选用性能优良的液压附件（尤其是液压泵），并且尽可能将重要的液压附件安装在环境温度底且通风散热好的部位，以提高附件工作的可靠性;第二，要充分考虑系统对液压油清洁度的要求，选用高精度的油滤，尽可能采用容积较大的自供增压油箱，以提高系统的抗污染能力和散热效果;第三，提高系统的维修性，尽量增大维修通道，并使液压附件和导管的布局科学、合理，以便于平时的拆装和维护;第四，大量采用先进的科技成果，对飞机和地面设备进行改装。如推广液压系统加装磁塞，以便定期观察污染情况，将油箱改为压力加油和箱外显示油量，以便减少油箱盖打开次数，有效控制系统的污染。

5.2 做好系统防污染工作

英国对液压系统的一次抽样调查，证明液压油污染引起的故障，占液压系统总故障的85 % 左右，业内人士的大量研究也表明，液压系统故障有78 %是污染造成的，因此防止系统污染，是降低故障的有效措施。加强教育，提高对污染控制的认识加强维修人员职业道德和责任性教育;大力宣传防污染工作的重要意义，使维修人员充分认识污染控制工作的重要性、艰苦性和长期性;加强维修法规、特别是有关污染控制标准、知识和相关规定的学习，使之在维修工作中增强防污染的自觉性，按规章制度办事，养成优良的维修作风。

5.3 采取措施消弱噪音

应从维护方面防止空气进入液压系统，注意排除系统内的空气，保持工作油液的清洁，保持油泵等部件的结构完好，管道合理布局并加以固定，調整好油泵与原动机轴的同心度，防止油泵转速过高等。

6.结束语

飞机液压系统可能产生的故障比较多，引起故障的可能原因也是多方面的，发生了故障往往不易找到具体原因。因此，重视液压系统的设计生产、日常维护，主动预防才能减少故障的发生，保证飞行安全。