国产ARJ21-700型飞机燃油系统压力加油故障分析

张明 王超

摘要：针对国产ARJ21-700飞机加油过程中多次出现压力加油故障的情况，选择其中一次典型性故障案例，分析了压力加油的工作原理和故障成因，准确定位了故障部件，优化了排故程序，为该机型燃油系统加油故障的排除提供了参考案例和经验。

关键词：ARJ21-700;燃油系统;压力加油;故障

0引言

自国产飞机ARJ21-700交付成都航空进行商业运营以来，我司飞机维修部在日常维护过程中，遇到一起压力加油/抽油系统典型性故障，排故周期较长，给该机型商业运营带来很大不便。现以该故障为引，对ARJ21-700机型压力加油/抽油系统故障进行分析总结。

该故障表现为：2017年9月11日该飞机航前加油时，总油量在达到预设油量值时，右侧加油活门无法自动关闭，手动也无法关闭，关闭油车再次设置油量后，加油正常。

压力加油/抽油系统用于为飞机快速加油，并在需要时（如飞机维护修理时）能快速抽空燃油箱中的燃油。参考放飞偏离指南可知，在航班运营时，当压力加油出现故障，可对此进行C类保留，但要保证重力加油系统工作正常。

1系统部件及加油原理

1.1压力加油/抽油系统部件组成及简要原理

加油/抽油控制板：位于右机翼内段前缘右侧3号口盖内，靠近加油/抽油接头。加油/抽油控制板控制并监控加油切断阀和抽油切断阀，同时可以在加油和抽油操作时选择电源。加油/抽油控制板装有一个指示器，指示器显示油量信息并可预选加油量和抽油量。加油/抽油控制板可以控制压力加油/抽油系统。

压力加油/抽油接头组件：位于右侧机翼内段前缘右侧3号口盖处。压力加傲油接头组件包括一个转接头和一个接头口盖。转接头包含一个弹簧提升阀。提升阀可阻止燃油自加油管路向加油转接头外反流。当地面加油枪喷嘴与加油接头啮合时，加油枪内的控制杆被移动到打开位置，转接头的提升阀打开;当加油枪内的控制杆被移动到关闭位置时，转接头的提升阀关闭。接头口盖用于封堵加油接头，防止接头渗漏、污染和损伤。

加油切断阀：每侧机翼油箱的加油管路上各装有一个，共有两个。加油切断阀控制燃油到机翼油箱的流动。加油切断阀是液动机械阀，通过液动控制方式切断阀的阀芯组件。加油切断阀的先导端用于控制阀芯的打开和关闭。当先导阀端打开，加油切断阀进口处的高压力使加油切断阀打开。当先导阀关闭，加油切断阀阀芯的两端压力相等。由于阀芯下游面积大于上游面积，使得阀芯下游压力稍大，加油切断阀关闭，同时加油切断阀的弹簧力辅助液动力使阀芯关闭，加油切断阀关闭，加油结束。

高油面浮子控制阀：每侧机翼油箱的加油切断阀控制管路上各装有一个，共有两个。高油面浮子控制阀的关闭端和加油切断阀先导端之间有连通的控制导管，高油面浮子控制阀通过油压控制加油切断阀的打开和关闭。高油面浮子控制阀的切断油位能保证油箱有大于2%的膨胀空间。高油面浮子控制阀含有浮子、先导端和控制端。浮子可以随油箱内油面升起，也可以由控制端控制升起。高油面浮子控制阀的浮子下降，先导端打开，与加油切断阀先导端相连的导管内油液流出，从而加油切断阀打开。高油面浮子控制阀的浮子上升，先导端关闭，与加油切断阀先导端相连的导管内油液压力升高，从而加油切断阀关闭。

加油电磁阀：安装在油箱外部的前梁，左右各一个。加油切断阀的控制管路上装有一个加油电磁阀。加油电磁阀可控制高油面浮子阀控制端的压力。加油电磁阀为常闭阀门。当给加油电磁阀加28 V直流电后，加油电磁阀打开，来自加油管路的燃油流向高油面浮子控制阀的先导端，使高油面浮子控制阀的浮子升起，对应的加油切断阀关闭;加油电磁阀断电时，加油电磁阀关闭，切断升起浮子的油流。在加油舱门打开时，加油电磁阀自动加电打开。当加油开关（REFUELING）设定到关闭位置时，对应的加油电磁阀关闭。

加油压力开关：安装在机翼油箱外部前梁，左右各一个，位于高油面浮子控制阀的引导端和加油切断阀引导端之间的控制导管上，用于监控阀的状态。当控制管路关闭时，加油压力开关感应到压力高并发出点亮LH TANK-CLOSED或RH TANK-CLOSED指示灯的信号;当控制管路打开时，加油压力开关感应到压力低并发出熄灭LH TANK-CLOSED或RH TANK-CLOSED指示灯的信号。

1.2燃油系统加油原理及过程

在自动加油模式下，燃油计算机（FQC）通过以下方式平衡左右侧油箱油量，来确保加油结束时左右油箱油量平衡。

1）加油前初始油量不平衡超过400kg时，油量多的一侧油箱不加油，油量达到平衡后该侧加油切断阀重新打开，两侧油箱一起加油。

2）加油过程中两侧油箱油量不平衡值达到400kg时，FQC将控制切断油量较多一侧油箱的加油切断阀，油量达到平衡后该侧加油切断阀重新打开，两侧油箱一起加油。

3）任意油箱油量到达预设加油值一半时即切断该侧油箱加油，总油量达到预设值时，加油完成，加油系统原理图如图1所示。

手动加油模式下，加油模式选择开关选择MANUAL位，加油人员可以通过加/放油控制板上的加油切断阀开关来控制加油切断阀的打开和关闭。手动切断功能可超控自动切断功能。自动加油模式下，可以手动将加油切断阀开关置于CLOSE位切断加油。

无论何种模式，油箱中燃油面上升到最高加油油面时，高油位浮子控制阀将关闭加油切断阀，终止加油。

自动加油时，加油切断阀的先导端失压，加油压力使加油切断阀打开，开始加油，当油箱油量達到预设值时，FQC控制加油电磁阀通电，加油电磁阀打开，燃油通过电磁阀管路流入高油位浮子阀使浮子升起，从而关闭浮子阀的先导端，与加油切断阀先导端相连的引压管内油液压力升高，使加油切断阀阀芯的两端压力相差不大，由于阀芯下游面积大于上游面积，同时加油切断阀的弹簧力辅助液压动力，使得下游的推力稍大，将阀芯往回推，加油切断阀关闭，加油压力信号器感受引压管路的压力升高，判断加油切断阀为关闭状态并将信号传给加油关断指示灯，指示灯点亮来指示切断阀断开，加油结束。

2故障可能原因及排故过程

结合现象分析得出可能的故障原因，如图2所示。

航后根据机组反映故障，询问机组在加油前是否重新设置了油量值，因为根据FQC计算机逻辑，FQC会自动记录上一次加油时的预设油量值，并指示在加/放油指示器上，即使本次飞行计划加油量与加傲油指示器上指示的预设油量值相同，仍需操作增大/减小（INCR/DECRT）开关，设置目标加油量，激活FQC进入自动加油工作模式，否则自动加油模式下加油切断阀不会自动关断。机组回应说加油的时候已经重新设置了油量，且左油箱在达到预设油量值后时正常关闭了加油。

参考排故手册，在排除了此种情况后，我们执行了油箱加油工作，复现了该故障，于是检查加油电磁阀插头插钉无损伤，加油继电器外观正常，为判断故障来源更换了右侧加油电磁阀，测试故障依旧，继续更换右侧加油继电器后进行油箱加油操作测试时出现以下情况：第一次采用自动加油程序时，两侧加油切断阀均能正常关断，后续多次测试结果为右侧加油切断阀无法关断，执行自动加油时（加油模式AUTO位），油位到达目标值，左侧正常关断，LH TANK CLOSE黄灯正常点亮，右侧油箱油量继续增加，RH TANK CLOSE黄灯不亮，此时将RH TANK REFUELrNG开关设定到“CLOSE”位，依然无法关断。执行手动加油时（加油模式MANUAL位），左侧可正常加油及关断，将RH TANK REFUELING开关设定到”CLOSE'位，无法关断右侧加油，RH TANK CLOSE黄灯不亮。测试右侧高油位切断，手动模式下，右侧油箱油量达到5100kg时，右侧加油自动切断，RH TANK CLOSE黄灯点亮，故怀疑连接到加油电磁阀的线路存在问题。

随后保持加油面板打开，拆下右侧加油电磁阀电插头，参考飞机线路图手册测量右侧加油电磁阀P1-2812的A端对地导通，正常;按压并保持加油面板微动电门，继续测量P1-2812的A端对地不导通，正常;闭合B12802 REFUEL 2的跳开关，加油电源选择BATTERY位，测量P1-2812的B端电压等于电瓶电压，正常。将加油电磁阀插头P1-2812连接至前日更换下的加油电磁阀，操作RHTANK REFUELING开关，目视观察内部阀芯，能打开、闭合，且“CLOSE”位阀体温度升高，“OPEN”位阀体温度降低，通电正常，可以作动，说明加油电磁阀控制回路无异常。

根据测试结果和前面工作，排除加油电磁阀故障和线路故障，怀疑油箱内部管路和部件存在泄漏导致加油切断阀不能工作。随后，从供应商处求援工装燃油系统压力加油气密试验设备，进行压力加/放油系统管路气密试验。为避免在未确定故障的情况下打开油箱增加额外工作量，我们先对高油位浮子阀进行充气压力试验，测得浮子阀浮子作动压力超过方案要求压力，初步判断为高油位浮子阀故障。故此，决定开油箱进行排故，打开油箱后，对加油总管与引压导管的接头以及引压总管与进电磁阀导管的接头两处进行测试，均无泄漏现象，保证了对可能故障原因的全面排除。隨后执行高油位浮子阀拆装程序，拆下浮子阀检查发现阀本体内有红色橡胶物质卡住浮子阀进油直通接头，导致油压不够，无法将浮子顶起，加油切断阀不能闭合，导致加油到预选油量后不能自动关断。

最终在更换右侧高油位浮子阀后，多次执行加/放油系统操作试验均测试正常，后续该飞机执行航班加油未发生此故障，该故障彻底排除。排故流程如图3所示。

3结束语

由于故障现象不稳定，此次排故在加油测试时出现过一两次加油切断的结果，对故障梳理产生了很大误导，加之为国产新机型，没有以往故障案例可以参考，排故手册不完善，增加了排故难度，但班组成员不畏艰难，充分发挥了机务刻苦钻研的吃苦精神，最终成功排除了故障，为保障国产飞机商业化运营贡献了自己的力量，结合此次我们的排故过程，供应商优化了该故障现象的排故程序，使工作时能更快地锁定故障源，提高了排故效率。现将此次排故过程述之笔端，为后续该机型燃油排故提供参考案例和经验。