A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)及故障問題分析

史文陽

摘 要：A320飛機(jī)是目前我國民航系統(tǒng)中使用最廣泛的機(jī)型之一，該飛機(jī)從控制系統(tǒng)到生產(chǎn)技術(shù)、裝配技術(shù)、組裝構(gòu)件及電子控制系統(tǒng)都是民用飛機(jī)中的佼佼者，同時(shí)該機(jī)型也是第一個(gè)引入電子操縱技術(shù)的機(jī)型。本文主對(duì)A320飛機(jī)的液壓系統(tǒng)展開深入討論，分析了液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和缺點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析了該機(jī)型常見的故障問題，并淺談了液壓系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：A320飛機(jī)；液壓系統(tǒng)；故障分析；發(fā)展趨勢(shì)；特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：V233.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）18-0052-02

A320系列客機(jī)是歐洲空中客車工業(yè)公司研制的雙發(fā)、中短程、單過道、150座級(jí)客機(jī)。A320飛機(jī)具有更寬大的座椅、更寬敞的客艙空間、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)和可靠性高等特點(diǎn)，是經(jīng)過各項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新的飛機(jī)。該系列客機(jī)在設(shè)計(jì)中“以巧制勝”，在業(yè)內(nèi)獲得好評(píng)無數(shù)。

1 A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)概述與特征

1.1 A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)概述

該液壓系統(tǒng)是由三個(gè)封閉且獨(dú)立的系統(tǒng)組成，采用綠、黃、藍(lán)三種顏色代表三種系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)圖如圖1。

主液壓系統(tǒng)一般又稱為（黃、綠系統(tǒng)），該系統(tǒng)配備了一臺(tái)壓力補(bǔ)償型發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)為系統(tǒng)提供動(dòng)力，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)同時(shí)帶動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)變量泵工作；備用液壓系統(tǒng)又稱為藍(lán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)配備AC電動(dòng)泵作為動(dòng)力來源。而在主液壓系統(tǒng)中，為了滿足運(yùn)轉(zhuǎn)需要，保證機(jī)器能夠長時(shí)間工作，在黃系統(tǒng)中也安裝了一臺(tái)AC泵；而在藍(lán)系統(tǒng)中則安裝了一臺(tái)沖壓式空氣渦輪驅(qū)動(dòng)泵，無論是AC泵或是驅(qū)動(dòng)泵都是系統(tǒng)中的備用動(dòng)力裝置，是為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況設(shè)置的。此外，為了增強(qiáng)主液壓系統(tǒng)的功率，主液壓系統(tǒng)之間還設(shè)置能源轉(zhuǎn)換裝置，其功能是增強(qiáng)兩系統(tǒng)之間設(shè)備功率。為確保整套系統(tǒng)能夠輸出不竭動(dòng)力，無論是主液壓系統(tǒng)或是輔助液壓系統(tǒng)都配備了獨(dú)立的空氣增壓油箱，保證液壓系統(tǒng)能夠獨(dú)立、正常的增壓。

1.2 A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)

1.2.1 主要液壓系統(tǒng)

結(jié)合圖1分析，主液壓系統(tǒng)由EDP系統(tǒng)進(jìn)行供能，EDP系統(tǒng)中的1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)分別控制綠系統(tǒng)和黃系統(tǒng)，而藍(lán)系統(tǒng)的供能裝置由AC泵直接供能。當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)中的1號(hào)機(jī)和2號(hào)機(jī)各自啟動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)互相干擾的現(xiàn)象。當(dāng)任何一個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，藍(lán)系統(tǒng)的AC泵都會(huì)隨之啟動(dòng)。在滿足動(dòng)力供應(yīng)的前提下，所有的主液壓系統(tǒng)的額定工作壓力都為3000psi。

1.2.2 輔助液壓系統(tǒng)

當(dāng)主液壓系統(tǒng)不能工作時(shí)，輔助液壓系統(tǒng)開始工作。輔助液壓系統(tǒng)主要由RAT、PTU以及對(duì)主液系統(tǒng)供壓的AC泵組成；PTU構(gòu)件由兩個(gè)機(jī)械耦合的液壓單元組成，能為兩個(gè)主液壓系統(tǒng)供壓；PTU系統(tǒng)采用可變式泵體設(shè)計(jì)，采用集成化液壓調(diào)節(jié)裝置，依據(jù)主液壓系統(tǒng)的壓力變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。一旦主液壓系統(tǒng)的壓力差超過安全閥值時(shí)，PTU構(gòu)件就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)節(jié)黃、綠系統(tǒng)中的壓力差，以保持系統(tǒng)內(nèi)部壓力平衡。RAT構(gòu)件一般安裝在飛機(jī)的整流罩左艙內(nèi)，其主要功能是在所有飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)失效的情況下，為飛機(jī)提供備用動(dòng)力，該構(gòu)件主要通過恒速馬達(dá)、發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急供電裝置，當(dāng)接收到主動(dòng)力失效的信號(hào)后，RAT構(gòu)件立即開始工作為飛機(jī)提供動(dòng)力。

1.2.3 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

雖然該機(jī)型的飛機(jī)具備較先進(jìn)的飛行系統(tǒng)，但其液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)也十分明顯。其主要優(yōu)點(diǎn)可概括為以下幾個(gè)方面：一是液壓系統(tǒng)的單位功率重量輕、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸??；二是系統(tǒng)反應(yīng)速度極快，能夠在短時(shí)內(nèi)為飛機(jī)提供強(qiáng)大動(dòng)力；三是系統(tǒng)能承受較大壓力，輸出較大扭矩；四是操控方便，便于后期自動(dòng)化升級(jí)；五是具備自動(dòng)監(jiān)控和過載保護(hù)功能，能延長系統(tǒng)使用壽命。其主要缺點(diǎn)：一是液壓系統(tǒng)雖然功能強(qiáng)大，但是構(gòu)造較為復(fù)雜，其生產(chǎn)精度和制造成本較高，后期維修需要專業(yè)技術(shù)人員；二是液壓信號(hào)傳輸速率較慢；三是由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其能量傳輸并不方便。

1.3 A320液壓系統(tǒng)性能分析

A320液壓系統(tǒng)的基本性能參數(shù)可參見表1。

2 A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)的故障問題與處理

2.1 油液泄漏

液壓系統(tǒng)的工作媒介是以液體為主，當(dāng)該系統(tǒng)問世以來油液泄漏問題就一直伴隨著整個(gè)系統(tǒng)存在。A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)泄漏主要特點(diǎn)有構(gòu)件容易泄漏、泄漏點(diǎn)位置多元化；導(dǎo)致油液泄漏的主要原因是液壓系統(tǒng)管路空間過小；部分構(gòu)件密封系統(tǒng)失效；后期維修行為不規(guī)范。

構(gòu)件泄漏是液壓系統(tǒng)泄漏的主要原因，其主要泄漏形式可參見圖2。

液壓系統(tǒng)是由多種部件和管路組成的，由于部件數(shù)量種類多，管路排布較為復(fù)雜，所以該系統(tǒng)泄漏的主要形式可細(xì)分為殼體裂縫、結(jié)構(gòu)封閉失效、接頭松動(dòng)等。結(jié)合圖2不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)內(nèi)部件自身封閉性下降以及接頭封圈失效占據(jù)了主要比重。此外，在油液泄漏問題中管路失效是較難控制的過程，一旦發(fā)生管路失效會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成流失大量液壓油，容易造成飛機(jī)停飛，嚴(yán)重影響飛機(jī)正點(diǎn)率。

A320飛機(jī)的液壓系統(tǒng)較復(fù)雜且遍布于機(jī)身的各處，機(jī)身各處液壓系統(tǒng)都曾出現(xiàn)過泄漏，其泄漏點(diǎn)分布如圖3。

分析上圖不難發(fā)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)泄漏點(diǎn)主要分布在飛機(jī)的起落架位置，所以發(fā)生泄漏的機(jī)率也比較大。因此，在后期維護(hù)工作中，工作人員更應(yīng)該重視飛機(jī)的起落架、輪艙室、發(fā)動(dòng)機(jī)等位置的后期維護(hù)。

2.2 油液超溫

經(jīng)過大量飛行實(shí)踐表明，油液超溫這種問題主要出現(xiàn)在飛行過程中，并不會(huì)出現(xiàn)在地面上。在后期試車過程中發(fā)現(xiàn)主系統(tǒng)的黃系統(tǒng)EDP壓力輸出管路有過熱的特征，但此時(shí)工作人員并沒有進(jìn)行任何輸入操作，表明黃系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏的可能性較大。在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃系統(tǒng)的電動(dòng)泵出現(xiàn)震動(dòng)，與之連接的構(gòu)件都出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，但工作人員仍未進(jìn)行任何操作，最終判定油液超溫是由于黃系統(tǒng)的EDP反驅(qū)動(dòng)電動(dòng)泵造成的，工作人員對(duì)此問題解決后，該故障也隨之解除。

2.3 蓄壓器壓力過低

在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行后期維護(hù)時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)剎車蓄壓器的壓力指示為0或系統(tǒng)壓力無法保持等現(xiàn)象。依據(jù)液壓系統(tǒng)原理可知，造成該問題的主要原因是組成蓄壓器的構(gòu)件出現(xiàn)問題。其可分為四大類型：一是單向活門出現(xiàn)泄漏；二是釋壓活門出現(xiàn)泄漏；三是剎車控制活門失效，四是在后期維護(hù)過程中存在不當(dāng)操作的行為。

3 A320飛機(jī)液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)

在日常維護(hù)中，應(yīng)做好維護(hù)準(zhǔn)備工作如：準(zhǔn)備合適照明工具；仔細(xì)閱讀技術(shù)手冊(cè)和維修需求單，尤其是對(duì)起落架和管線分布較多的構(gòu)件一定要準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)恼彰鞴ぞ摺?/p>

在進(jìn)行維護(hù)時(shí)要選擇適當(dāng)?shù)木S護(hù)工具，如拆換部件封圈時(shí)要使用專用工具；當(dāng)部件出現(xiàn)漏油時(shí)，應(yīng)按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維護(hù)；此外，檢查中還要注意液壓管與軟管之間的縫隙，避免縫隙過小導(dǎo)致因飛機(jī)顛簸給管路帶來摩擦損壞。

4 液壓系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)與結(jié)論

飛機(jī)中的液壓技術(shù)功率大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、剛度大一直被廣泛應(yīng)用在航空領(lǐng)域中。隨著現(xiàn)代化飛機(jī)功能不斷增強(qiáng)，這對(duì)飛機(jī)的液壓系統(tǒng)及飛機(jī)的總體性能有著更高要求。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，飛機(jī)上所使用的液壓系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。目前，飛機(jī)的液壓系統(tǒng)已經(jīng)40多年沒有發(fā)生改變，經(jīng)過大量的試驗(yàn)及研究表明，要想不斷提升液壓系統(tǒng)工作功率就要減輕整個(gè)系統(tǒng)重量、縮小系統(tǒng)的總體積，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的“高壓化”是今后發(fā)展的主要趨勢(shì)。將EHA、EBHA系統(tǒng)引入液壓系統(tǒng)中，就能降低整套系統(tǒng)的能耗，同時(shí)還能改善液壓系統(tǒng)的布置方式，減少后期維護(hù)成本。同時(shí)，在整套系統(tǒng)中引入數(shù)字化控制系統(tǒng)，使用大量的集電子器件，能夠?qū)φ紫到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提升系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測能力和可控性。

總而言之，在A320機(jī)型中液壓系統(tǒng)故障是常見問題，在實(shí)際檢修過程中工作人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，深入分析飛機(jī)液壓系統(tǒng)故障原因，必要時(shí)要查閱故障維修技術(shù)手冊(cè)；此外，工作人員應(yīng)該注意積累相同問題的處理方法，一旦問題出現(xiàn)應(yīng)立即解決，確保飛機(jī)的安全性和正點(diǎn)率。

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