某型机前起落架节流活门排气孔漏油故障诊断分析

韩持刚，马艳萍，李薇，严山钦, 娄雷亭

（航空工业集团机载公司长沙起落架分公司，陕西汉中 723000）

0 引言

起落架是飞机的一个重要组成系统，供飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置，需具有良好的操纵性、稳定性和安全性[1-2]。前轮操纵减摆系统的结构及性能对起落架地面滑跑、操纵、减摆稳定性存在较大影响。某型飞机在试飞调试过程中，发现飞机前轮操纵减摆系统中的节流活门φ3 mm孔处存有油迹，经返厂测试，减摆性能指标满足设计要求。油液泄漏影响着系统工作的安全性，还造成油液浪费、周围环境污染，严重时还存有引发部件功能丧失的隐患。为此，有必要对节流活门漏油故障进行深入研究，精确定位，从根源解决[3-7]。

1 节流活门的组成和工作原理

节流活门安装在前起落架上，在不使用前轮转弯操纵系统时，它与转弯作动筒一起构成减摆装置。当前轮转弯操纵系统工作时，节流活门把操纵前轮转弯油路和转弯作动筒连接起来，实现前轮转弯操纵[1]。节流活门主要由壳体、套筒、分流活门、活塞和弹簧等组成（如图1）。

图1 某型号节流活门结构简图

在前起落架上，节流活门的C和D端口连接架转弯作动筒的两个腔，A和B端口连接转弯操纵油路。飞机在地面运动，不使用前轮操纵系统时，转弯作动筒两腔通过C和D 管嘴孔之间的节流信道构成减摆装置，可以消除前轮在滑行过程中所发生的“摆振”现象[8]。当使用前轮转弯操纵系统时，压力油由A管嘴进入节流活门的E腔，克服右侧弹簧张力，推动分流活门4及左侧的活塞3整体向右移动至极限位置。当分流活门移动到右极限位置时，柱塞上的凸肩封死C和D孔之间的节流通道，将转弯作动筒两腔断开，同时将D和B连通，C和A连通，压力油进入转弯作动筒，可实现前轮转动的速度要求[9]。

2 节流活门排气孔渗油现象及其机理分析

节流活门排气孔渗油故障发生在φ3 mm孔处。当节流活门左侧φ3 mm孔处盲腔（如图2）内存有油液时，在分流活门4右移，与φ3 mm孔相通的盲腔空间受挤压，就会发生排气孔渗油现象。

图2 节流活门工作状态下油液流动示意图

为确定节流活门组件排气孔渗油故障中盲腔中的油液的由来，可对节流活门的装配和使用过程进行分析，建立故障树（如图3）。

图3 排气孔渗油故障树

根据设计图样，核查密封部位相关零件的粗糙度符合密封要求，排除设计图样中零件粗糙度高的因素。按分流活门、胶圈和活塞的理论尺寸，对安装后胶圈压缩量进行计算，压缩量约为15%，满足活动密封12%～17%的要求，故可以排除设计图样缺陷引发的故障。

核查安装胶圈零件的胶圈槽不存在锐边；且胶圈（图4中胶圈7、胶圈8）表面光滑，投影测量的尺寸符合设计要求；测量与胶圈配合的零件（图4中分流活门4、活塞3）尺寸均合格（如表1），同样可排除零件制造缺陷引发的故障。

图4 密封部位零件相关尺寸示意图

表1 返厂零件尺寸复查表

经上述分析并逐项排查，初步确定引发排气孔渗油故障的原因是装配缺陷。

3 渗漏原因的确定和纠正措施

3.1 渗漏原因的确定

正常情况下，若节流活门左侧φ3 mm孔处盲腔存有余油，在最初使用阶段会发生排气孔渗油现象，随着节流活门工作次数的增加逐渐消失，可确定盲腔中油液为装配后未及时清理的节流活门带入的润滑基体而喷涂的残留油液，不属渗漏故障；若当节流活门在使用过程中，随着节流活门工作次数的增加油液渗漏并未消失，且渗漏越来越明显，则可确定该油液来自活门内部或者供压油路中，属渗漏故障。

对返厂节流活门分解检查发现一个共性问题：安装在分流活门上的胶圈7和胶圈8均有不同程度的损伤。胶圈装配工艺流程：先将胶圈7和胶圈8安装至分流活门4上，再将分流活门4连同活塞3从套筒5中穿入安装（设计图样要求套筒5径向均布φ3 mm孔口保持锐边）。当安装有密封胶圈7、8的分流活门从左向右安装时，右侧胶圈7存在切伤隐患，当分流活门从右向左安装在套筒5中时，左侧胶圈7和胶圈8 存在切伤隐患，而左侧胶圈7和胶圈8的表面质量状态是φ3 mm排气孔是否存在渗漏隐患的关键。

综上分析可知，故障件渗漏是由装配过程中胶圈损伤而引发。

3.2 纠正措施

为避免胶圈在穿过分流活门φ10孔时被锐边损伤，可优化装配过程，在装配过程采用过渡套保护胶圈。过渡套（如图6右侧）通常为锥头杆状结构，在胶圈套装前，先在其表面均匀涂抹产品试验介质，再将胶圈套在锥头杆上，用手推方式将胶圈推向胶圈槽内。考虑到节流活门特殊的结构特性，可首先通过过渡套将分流活门的左侧的胶圈7、8和带胶圈的活塞安装到位，再将活门小组件从套筒中从左至右安装。安装右侧胶圈7时，将胶圈7套装在过渡套上，利用其附件推杆将胶圈推向盲孔胶圈槽内，就可有效避免胶圈7或胶圈8在通过套筒上的孔口锐边时发生切伤[10]。

图5 套筒5结构及装配示意图

图6 改进方法后胶圈安装示意图

实际装配过程中，为减少胶圈安装阻力，会在胶圈表面喷涂产品的试验介质，因此装配后会不可避免地在φ3 mm孔处的盲腔内留存少量油液。待节流活门各项验收试验完成后，可使用5 mL注射器向φ3 mm排气孔内喷射工业酒精或工业汽油，用于清除盲腔内残留的航空液压油，并待组件自然晾干后方可安装至起落架。

工艺方面还需精确控制零件配合尺寸，确保壳体1和套筒5之间过盈量为0.025～0.035 mm。如图7所示，若因测量不准确导致过盈量失准，会造成工况下油液从壳体1与套筒5之间渗出（壳体1与套筒5通过热压合安装而成）。早期测量壳体φ20内孔使用的量具为三爪千分尺，测量精度仅为0.01 mm，受壳体内孔圆度影响，会进一步加大测量误差。推荐使用诸如气内测校配合浮标式气动量仪，精度达到0.001 mm的测量工具，精确控制配合尺寸至0.025～0.035 mm过盈量。

图7 壳体的测量示意图

4 结论

在前起落架执行转弯操纵，节流活门移动时，若φ3 mm排气孔有油液流出，会带来漏油故障误判的可能，单独对节流活门进行外部气密性试验也很难判断其漏油的潜在隐患。通过对排气孔渗油故障树分析，装配缺陷是造成外场节流活门渗油故障的主要原因。针对排气孔漏油故障，采用优化装配工艺，加强密封胶圈安装过程的有效防护，提高测量工具精度，保障零件良好几何尺寸的措施，可彻底解决节流活门排气孔渗油故障。