某型飞机液压蓄压器常见故障分析及维护

李　玲，魏华凯，王超勇，苏　锋

(海军航空工程学院 青岛校区，山东 青岛 266041)



某型飞机液压蓄压器常见故障分析及维护

李玲，魏华凯，王超勇，苏锋

(海军航空工程学院 青岛校区，山东 青岛 266041)

摘要：蓄压器是飞机液压系统暂时存储并适时提供液压能的装置，其对液压系统的正常可靠工作乃至飞行安全起着重要作用。研究了某型飞机液压系统各蓄压器的结构，工作原理，常见故障及排除方法，提出了在外场维护中，应该及时查看，确保蓄压器初始压力以及漏气检查等其他事项，期望对该型飞机蓄压器的性能维护及修理提供参考，并对其他机型蓄压器的外场检查提供借鉴。

关键词：蓄压器；活塞；维护

蓄压器是飞机液压系统的重要辅件，是暂时存储并适时提供液压能的装置，其性能的失效不仅直接影响液压系统的工作，而且关系到液压系统的正常可靠运行，严重时甚至影响飞行安全[1]。在军用飞机的液压系统中，蓄压器的主要功能是储能、吸收压力冲击和压力脉动。

某型飞机液压系统共安装有6个蓄压器，按照其在管路中所起的作用，可以分为系统蓄压器(2个)、油箱增压蓄压器(2个)、前轮转弯蓄压器(1个)和刹车蓄压器(1个)。

该型飞机蓄压器在使用和维护过程中多次出现蓄压器活塞失效，造成系统压力不指示，气腔漏气，使蓄压器压力保持不住，以及蓄压器内部各处密封失效等故障，严重影响了飞机飞行安全。

1蓄压器的功用及原理

该机型蓄压器属于变流量泵液压系统的蓄压器，是液压系统中用来储存压力能的装置，其还具有明显的稳压功效。

1.1功用

1)系统蓄压器作为辅助能源，可以提高系统工作的灵敏性，同时作为应急能源，在紧急情况下可保证飞机操纵一次斜拉杆；此外，系统蓄压器还是一个高频脉动的吸收装置，可用来吸收液压泵产生的高频压力脉动[2]。

2)油箱增压蓄压器可以为主液压油箱和助力液压油箱提供一个稳定的增压压力。当飞机作短期停放时，蓄压器中的压力仍可以维持一定的时间，使泵再次起动时充填充分。

3)刹车蓄压器的作用是储备一定压力、一定体积的油液，以便在特殊情况下(双发停车时，蓄压器贮存的压力油可提供刹车用油，保证飞机着陆安全；飞机停机刹车时，也通过蓄压器提供压力)作为液压能源使用。

4)前轮转弯蓄压器用于储备一定体积和压力的油液，作为前轮转弯时的应急液压源。

1.2构造与原理

该机型蓄压器均为活塞式的气压蓄能器，利用活塞将气体和液体隔开，活塞和筒状蓄压器内壁之间有密封，油气分离，液压油不易氧化。这种蓄压器具有寿命长、质量轻、结构简单和维护方便的特点，适合飞机高压力的液压系统。

1.2.1系统及油箱蓄压器

系统蓄压器和油箱增压蓄压器的结构分别如图1和图2所示。这2种蓄压器都属于柱形蓄压器，其构造和基本工作原理相同。蓄压器内部的活塞将蓄压器分为气腔和液腔。当液压泵向蓄压器供压时，油液通过通油接头挤入液腔，并通过活塞压缩气腔的氮气，在提高气腔压力的同时，液腔的油压也相应提高。当系统达到最大工作压力时，液压泵便停止向蓄压器供油，蓄压器中也就存贮了具有一定体积和压力的油液。在传动部分工作时，气腔气体膨胀，将油液挤出推动部件做功，与此同时，氮气压力也逐渐降低，油液压力也随之降低。

图1　系统蓄压器结构图

图2　油箱增压蓄压器结构图

2种蓄压器的基本工作参数及安装位置见表1。

表1　系统蓄压器和油箱增压蓄压器主要技术数据

1.2.2刹车蓄压器

刹车蓄压器结构如图3所示。其主要由气腔端盖、油腔端盖、活塞和圆筒等部分组成。当发动机工作时，主系统液压泵工作，输出20.6 MPa(210 kgf/cm2)的压力油液。油液进入蓄压器的油腔，将气腔内的氮气压缩，直至气腔内气体压力达到20.6 MPa。此时，两腔压力达到平衡状态，气腔容积为600 mL，油腔容积为(1 160±120) mL，总容积为(1 800±180) mL。

图3　刹车蓄压器结构图

1.2.3前轮转弯蓄压器

前轮转弯蓄压器安装在前起舱内顺航向右侧壁板上，其结构原理如图4所示。

图4　前轮转弯蓄压器结构图

蓄压器由外筒、气腔端盖、油腔端盖及活塞等零件组成，由紧固帽将端盖固定在外筒上。气腔端盖上装有直通接头，连接充气活门和微型压力表，油腔的三通接头用于连接前轮转弯油路。

在地面试车时，可通过蓄压器充气活门向气腔充氮气，充气压力为(6.9±0.3) MPa。当液压系统供压时，通过蓄压器油腔接头向液腔充压力油。压力油推动活塞压缩气腔，直至两腔压力达到工作压力(20.6 MPa)。

蓄压器工作时，气体推动活塞，使液压油进入前轮转弯操纵系统管路。蓄压器所储备的油液容量可供前轮作2次40°转弯。此时，蓄压器内的压力从20.6 MPa降到8.5 MPa，有效容积为(420±40) mL，总容积为(630±60) mL。

2蓄压器的常见故障及排除

对该机型多架飞机液压系统蓄压器故障进行统计，发现在使用和维护过程中，该型飞机6个蓄压器多次出现蓄压器压力不保、压力指示为零以及增压异常等故障，具体情况如下。

2.1压力保持不住

蓄压器内部活塞破裂，造成起动时系统压力开始不指示，但操纵驾驶杆时压力表指针摆动幅度大，判断为蓄压器内部隔离油气的活塞破裂。排除方法是更换内部起隔离作用的活塞。

2.2压力下降

蓄压器气压下降快，并导致油箱内进入大量气体，油量指示杆外漏量异常，排气口大量液压油溢出，该故障主要是由于内部活塞与筒形蓄压器内壁密封失效，高压油进入气腔，造成压力下降。排除方法是更换活塞上的密封胶圈。

2.3氮气渗漏，压力指示为零

蓄压器气腔漏气主要发生在以下2处：1)充气腔管接头密封失效；2)气腔端盖与筒体螺纹联接密封失效。主要原因是蓄压器长期处于充液和放液交替的变化过程中，加之液压系统执行附件工作时的压力冲击，不可避免存在振动，致使这2处螺纹联接松动，造成密封能力下降，出现漏气现象，进而蓄压器气腔氮气渗漏，压力表指示为零。排除方法是检查这2处的气密性，并根据漏气原因，及时更换螺纹联接件或该处橡胶密封圈。

2.4供油压力不均匀

由于蓄压器内部活塞运动阻力不均匀，造成供油压力不均，可以通过更换活塞密封圈来排除。

2.5增压故障

由于蓄压器初始压力过高，导致增压出现问题。这主要是由于充气过量，或充气正常但外界温度过高引起的，需要测定蓄压器最高工作压力，并及时调整到正常值。对于仅仅是外界温度过高引起的故障，可以将蓄压器放气到适当压力。

2.6冲压时压力上升故障

给蓄压器冲压时，压力上升缓慢，甚至不能升压，出现故障。主要原因有：1)充气接头螺纹松动或者橡胶密封垫、胶圈破损；2)充气的氮气瓶自身气压太低。出现升压故障后，首先应检查充气瓶自身压力，然后再看充气部位的密封是否存在问题。

3蓄压器维护的注意事项

对于蓄压器的使用维护，主要是保证蓄压器的充气压力符合规定，保证其有效容积。

3.1确保初始充气压力正常

初始充气压力是活塞式蓄压器的重要参数。理论计算表明，在系统的工作压力、蓄压器的总容积等都已确定的情况下，蓄压器储油量的多少主要决定于气腔氮气的初始压力大小[3]；因此，对于一个已经制成的蓄压器，最重要的是它的冷气初始压力应符合规定数值，并应在维护工作中按照规定进行填充。

经验证明，除了填充不准确外，气温变化和冷气渗漏也是造成冷气初始压力过大或过小的主要原因。气温升高，冷气初始压力随之增大；反之则减小。因此，当气温有显著变化时，应及时检查蓄压器的冷气初始压力[4]。

对于柱形蓄压器而言，冷气渗漏往往是由于密封装置磨损或充气活门不密封造成的。此外，即使是正常的蓄压器，冷气也会有少量的渗漏，所以还应定期检查蓄压器的冷气初始压力。

3.2拆卸前轮转弯蓄压器前，应先放气

从飞机上卸下前轮转弯蓄压器前，应对蓄压器气腔放气(可通过拧松蓄压器气腔导管外套螺母来进行)，保证蓄压器内无压缩气体，不可完全信赖压力表的零读数。放完气后才可卸下蓄压器。

4结语

该型飞机蓄压器性能的好坏，对于系统和油箱的稳压，刹车及前轮转弯系统应急能源的提供，以及飞行运行和操纵安全的保障，都具有重要影响[5]。在飞机使用过程中，蓄压器存在无压力、压力不保持和压力下降等故障。在外场维护时，应及时查看蓄压器初始压力，确保其有效容积，及时总结该机型各处蓄压器的常见故障及排除方法，提出相应的维护策略。相关研究内容对其他类型飞机蓄压器的保障提供了有效参考。

参考文献

[1] 彭伟. A320飞机刹车蓄压器压力保持不住排故与分析[J].江苏航空，2010(1):43.

[2] 杨邵明,崔秋满,王晓平. 飞机刹车蓄压器故障分析及改进[J].航空制造技术，2006(6):102-104.

[3] 翟光耀,卢曼丽,胡建雄,等. 缓冲蓄压器端盖开裂失效分析[J].理化检查:物理分册，2013,49(2)：107-109.

[4] 陆望龙. 看图学液压维修技能[M].北京：化学工业出版社，2014.

[5] 黄志坚. 液压元件安装调试与故障维修[M].北京：冶金工业出版社，2013.

责任编辑郑练

The Fault Analysis and Maintenance of Hydraulic Accumulators in a Certain Type of Aircraft

LI Ling, WEI Huakai, WANG Chaoyong, SU Feng

(Qingdao Branch, Naval Aeronautical Engineering Institute, Qingdao 266041, China)

Abstract：The accumulator is a device that can temporarily store and timely provide the hydraulic energy. It can influence the normal and reliable operation of the hydraulic system, and even the flight safety. This paper mainly discusses the structures and working principles of all accumulators in the hydraulic system, and summarizes the common faults and troubleshooting. Moreover, it has put forward that the accumulators should be checked timely, for example, the pressure storage device initial pressure and leak checks in the outfield maintenance to provide references for the maintenance and repairing in the accumulators of a certain type of aircraft, which can also be applied to the outfield inspection of other types of aircraft.

Key words:accumulator, piston, maintenance

收稿日期：2015-07-28

作者简介：李玲(1970-)，女，讲师，硕士，主要从事结构强度、飞机机械系统附件检修等方面的研究。

中图分类号：TB 42

文献标志码:B