飞机液压系统故障分析

飞机液压系统故障分析

刘 蕾   张 建

中航西飞 试飞站 陕西西安 710089

【摘  要】 液压泵作为液压系统的核心元件,其功能是向飞机液压系统提供源源不断的动能,以推动液压执行元件对外做功。本文通过对液压泵超温故障的分析诊断，从而提升机务人员对液压系统的认识，提高人员技能，为类似故障排除提供参考。

【关键词】液压泵；超温；故障分析

一、概述

交流电动液压泵作为一种能量装换装置，将电能转化为液压油的压力能，从而为液压系统提供具有一定压力和流量的液压油。作为液压系统的动力源，液压泵的正常工作至关重要。飞机在通电维护时CAS告警区域出现“交流电动泵组件超温”故障。液压泵出现油液超温,则将导致液压系统压力损失，影响系统稳定性，给液压元件造成损坏，同时也会加速密封件的老化。本文从液压系统的组成及工作原理入手，通过对“交流电动泵组件超温”故障的深入分析，从而为液压泵的典型故障定位诊断提供思路。

二、液压系统简述

2.1液压系统的功能

飞机液压系统包括液压能源系统、舱门液压控制系统、起落架控制系统和飞行控制液压系统。液压能源系统通过发动机或电机驱动液压泵旋转，液压泵从液压油箱中吸取油液，并输出高压油，经过油滤、单向活门、蓄压器、安全活门等功能附件后进入各液压控制系统，驱动各用户工作。因此，液压能源系统是整机液压系统的能源基础，而液压泵又是液压能源系统的核心元件。

另外，通过液压综合管理系统对液压系统内的传感器、开关等发出的信号进行处理，与飞机状态信号进行综合、逻辑判断，将液压系统中或正常或异常的状态、参数等进一步分析处理，输出到座舱相应的显示区域，告知使用操作人员。

2.2交流电动液压泵组件的工作原理

对于交流电动液压泵组件来说，就是通过电机驱动液压泵工作的形式，它由三相异步电机、液压泵组成，液压泵由轴向柱塞泵、油滤、温度开关等保护装置组成。为了输出高压液压油，液压泵往往需要高速旋转，将电能转化为机械能，再转化为液压能。工作过程中避免多余物质影响，设置泵壳体回油滤，对进入液压泵的油液进行过滤。而温度开关则监测液压泵泵腔内的液压油油液温度，直接感受油液温度。当油温超过135±5℃时，系统发出超温告警；油温下降到115±5℃，系统解除超温告警。

三、交流电动泵组件超温故障分析

3.1故障描述

飞机在地面通电维护时CAS告警区域报出 “交流电动泵组件超温”故障。

3.2故障分析

根据交流电动液压泵组件工作原理，分析故障可能产生的原因有：温度开关故障，系统油液温度过高，零件异常磨损、回油滤中有金属屑。依据故障现象绘制故障树如图1所示。

故障树T由两个事件构成，包括温度开关故障（底事件X1）和泵腔油液温度过高（事件A）。

事件A有三个底事件构成，包括系统油液温度（底事件X2）、零件异常磨损（底事件X3）、回油滤中有金属屑（底事件X4.）

图1“交流电动泵组件超温”故障树

3.2.1温度开关故障X1

对电动泵组件进行通电性能试验检查，当CAS告警报“交流电动泵组件超温”时用红外测温枪对电动泵组件处进行测温，发现壳体表面温度最高达95℃。断电后，从电动泵组件拆下温度开关插头，外观检查插头无异常，插针及插孔无弯曲、缩针情况。随后用万用表对电动泵组件上的插座进行电阻测量，A、B针脚之间的电阻值为∞，A针脚与泵壳体之间的电阻值约10Ω（要求为∞），B针脚与泵壳体之间的电阻值为∞，初步判断A针脚与泵壳体异常接通，温度开关接通异常。底事件X1“温度开关故障”无法排除。

3.2.2系统油液温度高X2

通过查看飞参，CAS报出超温故障时液压系统油箱温度在35℃左右，液压油经电动泵吸入系统循环后的温度比进口温度高30℃左右；且电动泵组件返厂后，按电动泵进口压力0.5MPa、进口温度（60±5）℃的条件下开展成品性能试验测试，整个试验过程中壳体温度均未达到温度开关超温告警温度（130±5）℃，并不会使温度开关接通。底事件X2“系统油液温度高”可以排除。

3.2.3零件异常磨损X3

电动泵组件返厂后，拆下泵壳体上的安装座螺帽堵头，将泵腔内的液压油排出收集起来，目视检查未发现明显可见颗粒；将电动泵组件分解检查，泵内各运动零组件灵活无卡滞，未发现零组件有异常明显磨损现象，也无其他多余颗粒物。因此，底事件X3“零件异常磨损”可以排除。

3.2.4回油滤中有金属屑X4

在故障发生后，查看飞机中央维护系统告警信息，页面中未报出“液压泵壳体回油滤堵塞”告警信息；检查电动泵组件壳体回油滤、液压系统回油滤的污染指示器并未跳起，拆下油滤的滤芯检查，均未发现明显可见金属颗粒物。底事件X4“回油滤中有金属屑”可以排除。

3.2.9故障排除

按故障树分析法对导致电动泵组件超温的几个原因逐一排除，仅剩温度开关故障这个因素无法排除，且判定为温度开关接通异常。分析故障机理为：温度开关接通异常后，不断向飞参发出超温告警信号，飞参记录告警信息并在CAS上显示。将温度开关疑似故障件的插头安装在正常件的插头上，通电检查复现了超温告警，更加印证了温度开关成品故障。

更换温度开关后，首先检查插座个针脚及对地的电阻值均为∞，交流电动液压泵长时间通电检查无异常，泵壳体测温也无异常，故障排除。

对于温度开关故障件，跟踪成品返厂后的详细检测，确认开关出厂前的焊接操作时，在接线柱周围遗留焊料残渣，水汽进入后导致接线柱、焊渣、壳体形成通过，进而造成插针与壳体异常接通。

四、总结

本文针对CAS告警“交流电动泵组件超温” 故障，建立了故障树，深入分析了液压系统的组成及工作原理，并通过对各个底事件的分析，故障最终定位为温度开关自身故障，引起超温报故。本文排查方法可为类似故障排除提供参考。

参考文献：

[1] 孙伶俐.液压泵常见故障及排除方法探讨 [J].现代制造技术与装备.2021（09）