某型飞机登机门液压操纵系统故障分析及解决措施

2019-09-17

液压与气动 2019年9期

(中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心，陕西西安 710089)

引言

随着现代交通事业的快速发展，人民经济水平的不断提高，飞机作为一种重要的交通工具[1-3]，被越来越多的人广泛使用[4-5]。对于普通乘客而言，登机门是最先接触到的飞机部件之一[6]，同时登机门也是设计复杂、功能要求严格、具有一定代表性的飞机众多运动部件之一[7]。作为一种典型的飞机舱门，登机门不仅是乘客上下的主要通道，在紧急情况下还要做I型应急出口使用。某型飞机采用了外开式门梯合一登机门，其结构如图1a,提升机构图如图1b所示，其打开和关闭依靠液压系统操纵。本研究对该型登机门在使用中发生的无阻尼落下的故障进行了分析，提出了解决措施。

1.收放拉杆 2.转动交点2 3.固定支架 4.上摇臂 5.液压作动筒 6.转动交点1 7.主摇臂 8.小摇臂 9.转动交点3 10.连杆 11.翻板组件 12.转动交点4 13.左侧扶手连杆 14.提升拉杆 15.左侧随动收放扶手 16.右侧固定扶手图1 门梯合一登机门

1 故障现象

某型飞机在交付用户后，至今已发生多次登机门无阻尼落下，致使登机门作动筒活塞杆断裂、与登机门交联的结构框架、地板损坏的事件，严重影响了用户的使用[8-10]。经多次地面检查试验，当液压系统油箱增压压力不足或人工关闭登机门的情况下，故障再次复现，在打开登机门时，登机门无阻尼落下，导致登机门作动筒及登机门传动部件损伤[11-12]。

2 故障原因分析

某型机登机门的关闭和打开依靠液压系统操纵。系统原理图如图2所示。系统由单向活门、登机门蓄压器、节流活门、电磁开关、单向节流活门、阻尼蓄压器、安全活门、释压活门、登机门作动筒、液压导管等组成。正常情况下，当关闭登机门时，登机门液压操纵系统电磁开关4通电接通；储存在登机门蓄压器2中的高压油经节流活门3、电磁开关4、单向节流活门5进入登机门作动筒7的无杆腔，推动作动筒活塞杆伸长，登机门在作动筒的带动下向上抬起运动，直到最高位置，保证登机门关闭。当打开登机门时，仅需向外推门，登机门作动筒活塞杆缩回，油液经单向节流活门5、电磁开关4的回油路进入到系统回油管路中，直至登机门完全打开。

1.单向活门 2.登机门蓄压器 3.节流活门 4.电磁开关 5.单向节流活门 6.释压活门 7.登机门作动筒图2 登机门液压操纵系统原理图

由图2可知，当登机门关闭到位后，登机门作动筒活塞杆处于伸长状态，在电磁开关断电后，登机门作动筒两腔均与系统回油管路相通，此时如果系统处于液压油箱增压系统压力不足或失效的情况下，登机门作动筒无杆腔充油不充分，当再次打开登机门时，单向节流活门的节流作用将会大大降低，丧失了阻尼作用，致使登机门打开的速度急剧加快，造成登机门作动筒及登机门传动部件损伤。

另外，该型机登机门液压操纵系统动力源来自于登机门蓄压器，该蓄压器在充满压的情况下，可以满足10次完全关闭登机门的能量需求。但是，登机门作为供人员上下飞机的主要通道，除了供乘客登机外，大部分时候还要供维护人员通行，当飞机停场维护时，频繁的关闭登机门，登机门蓄压器内储存的油压消耗殆尽又得不到及时补充时，维护人员常常采用人工抬起、手动关闭的方式，将登机门关闭到位，此时同样会造成登机门作动筒无杆腔充油不充分，当再次打开登机门时，登机门无阻尼落下，造成登机门作动筒及登机门传动部件损伤。

综上所述，造成登机门无阻尼落下的根本原因是由于登机门作动筒无杆腔充油不充分，导致登机门打开时，节流效果不明显，丧失阻尼作用，登机门打开速度过快，从而造成登机门作动筒和登机门结构损伤。

3 解决措施

由以上分析可知，要从根本上解决登机门无阻尼落下的故障，就是要保证登机门作动筒无杆腔始终充满油液，当再次打开登机门时，无杆腔油液在节流活门的控制下，缓慢进入系统回油，为登机门提供阻尼作用。因此，根据现有登机门液压操纵系统的布局，在系统内电磁开关的回油路上增加1个阻尼蓄压器、1个单向活门、1个安全活门。在登机门打开时，将原先通过电磁开关直接进入回油路中的液压油先储存到阻尼蓄压器中，为登机门作动筒的无杆腔提供一定的备压，保证登机门作动筒的无杆腔始终充满油液，其中多余的油液通过安全活门再进入到系统回油管路中。这样不仅可以保证登机门正常打开，而且由于备压的阻尼作用，登机门打开的速度将进一步减缓，从而有效的避免了登机门快速打开时对登机门作动筒和传动部件的冲击。改进后的登机门液压操纵系统原理图见图3。

该解决措施贯彻实施后，在地面试验台架上，经过10000余次的登机门打开、关闭试验，试验过程中登机门功能正常，打开、关闭时间符合要求，试验过程中阻尼蓄压器充压、释压功能正常，可以保证登机门作动筒无杆腔始终充满油液，再次打开登机门时有效的起到阻尼作用；因此，再未出现登机门无阻尼落下的故障。试验结果表明，该解决措施原理正确、方法有效、切实可行，可以从根本上杜绝该故障的再次发生。