某型機(jī)前起落架節(jié)流活門排氣孔漏油故障診斷分析

韓持剛，馬艷萍，李薇，嚴(yán)山欽, 婁雷亭

（航空工業(yè)集團(tuán)機(jī)載公司長沙起落架分公司，陜西漢中 723000）

0 引言

起落架是飛機(jī)的一個(gè)重要組成系統(tǒng)，供飛機(jī)在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時(shí)用于支撐飛機(jī)重力，承受相應(yīng)載荷的裝置，需具有良好的操縱性、穩(wěn)定性和安全性[1-2]。前輪操縱減擺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及性能對(duì)起落架地面滑跑、操縱、減擺穩(wěn)定性存在較大影響。某型飛機(jī)在試飛調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)前輪操縱減擺系統(tǒng)中的節(jié)流活門φ3 mm孔處存有油跡，經(jīng)返廠測(cè)試，減擺性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。油液泄漏影響著系統(tǒng)工作的安全性，還造成油液浪費(fèi)、周圍環(huán)境污染，嚴(yán)重時(shí)還存有引發(fā)部件功能喪失的隱患。為此，有必要對(duì)節(jié)流活門漏油故障進(jìn)行深入研究，精確定位，從根源解決[3-7]。

1 節(jié)流活門的組成和工作原理

節(jié)流活門安裝在前起落架上，在不使用前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)時(shí)，它與轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒一起構(gòu)成減擺裝置。當(dāng)前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)工作時(shí)，節(jié)流活門把操縱前輪轉(zhuǎn)彎油路和轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒連接起來，實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)彎操縱[1]。節(jié)流活門主要由殼體、套筒、分流活門、活塞和彈簧等組成（如圖1）。

圖1 某型號(hào)節(jié)流活門結(jié)構(gòu)簡圖

在前起落架上，節(jié)流活門的C和D端口連接架轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒的兩個(gè)腔，A和B端口連接轉(zhuǎn)彎操縱油路。飛機(jī)在地面運(yùn)動(dòng)，不使用前輪操縱系統(tǒng)時(shí)，轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒兩腔通過C和D 管嘴孔之間的節(jié)流信道構(gòu)成減擺裝置，可以消除前輪在滑行過程中所發(fā)生的“擺振”現(xiàn)象[8]。當(dāng)使用前輪轉(zhuǎn)彎操縱系統(tǒng)時(shí)，壓力油由A管嘴進(jìn)入節(jié)流活門的E腔，克服右側(cè)彈簧張力，推動(dòng)分流活門4及左側(cè)的活塞3整體向右移動(dòng)至極限位置。當(dāng)分流活門移動(dòng)到右極限位置時(shí)，柱塞上的凸肩封死C和D孔之間的節(jié)流通道，將轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒兩腔斷開，同時(shí)將D和B連通，C和A連通，壓力油進(jìn)入轉(zhuǎn)彎作動(dòng)筒，可實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度要求[9]。

2 節(jié)流活門排氣孔滲油現(xiàn)象及其機(jī)理分析

節(jié)流活門排氣孔滲油故障發(fā)生在φ3 mm孔處。當(dāng)節(jié)流活門左側(cè)φ3 mm孔處盲腔（如圖2）內(nèi)存有油液時(shí)，在分流活門4右移，與φ3 mm孔相通的盲腔空間受擠壓，就會(huì)發(fā)生排氣孔滲油現(xiàn)象。

圖2 節(jié)流活門工作狀態(tài)下油液流動(dòng)示意圖

為確定節(jié)流活門組件排氣孔滲油故障中盲腔中的油液的由來，可對(duì)節(jié)流活門的裝配和使用過程進(jìn)行分析，建立故障樹（如圖3）。

圖3 排氣孔滲油故障樹

根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣，核查密封部位相關(guān)零件的粗糙度符合密封要求，排除設(shè)計(jì)圖樣中零件粗糙度高的因素。按分流活門、膠圈和活塞的理論尺寸，對(duì)安裝后膠圈壓縮量進(jìn)行計(jì)算，壓縮量約為15%，滿足活動(dòng)密封12%～17%的要求，故可以排除設(shè)計(jì)圖樣缺陷引發(fā)的故障。

核查安裝膠圈零件的膠圈槽不存在銳邊；且膠圈（圖4中膠圈7、膠圈8）表面光滑，投影測(cè)量的尺寸符合設(shè)計(jì)要求；測(cè)量與膠圈配合的零件（圖4中分流活門4、活塞3）尺寸均合格（如表1），同樣可排除零件制造缺陷引發(fā)的故障。

圖4 密封部位零件相關(guān)尺寸示意圖

表1 返廠零件尺寸復(fù)查表

經(jīng)上述分析并逐項(xiàng)排查，初步確定引發(fā)排氣孔滲油故障的原因是裝配缺陷。

3 滲漏原因的確定和糾正措施

3.1 滲漏原因的確定

正常情況下，若節(jié)流活門左側(cè)φ3 mm孔處盲腔存有余油，在最初使用階段會(huì)發(fā)生排氣孔滲油現(xiàn)象，隨著節(jié)流活門工作次數(shù)的增加逐漸消失，可確定盲腔中油液為裝配后未及時(shí)清理的節(jié)流活門帶入的潤滑基體而噴涂的殘留油液，不屬滲漏故障；若當(dāng)節(jié)流活門在使用過程中，隨著節(jié)流活門工作次數(shù)的增加油液滲漏并未消失，且滲漏越來越明顯，則可確定該油液來自活門內(nèi)部或者供壓油路中，屬滲漏故障。

對(duì)返廠節(jié)流活門分解檢查發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性問題：安裝在分流活門上的膠圈7和膠圈8均有不同程度的損傷。膠圈裝配工藝流程：先將膠圈7和膠圈8安裝至分流活門4上，再將分流活門4連同活塞3從套筒5中穿入安裝（設(shè)計(jì)圖樣要求套筒5徑向均布φ3 mm孔口保持銳邊）。當(dāng)安裝有密封膠圈7、8的分流活門從左向右安裝時(shí)，右側(cè)膠圈7存在切傷隱患，當(dāng)分流活門從右向左安裝在套筒5中時(shí)，左側(cè)膠圈7和膠圈8 存在切傷隱患，而左側(cè)膠圈7和膠圈8的表面質(zhì)量狀態(tài)是φ3 mm排氣孔是否存在滲漏隱患的關(guān)鍵。

綜上分析可知，故障件滲漏是由裝配過程中膠圈損傷而引發(fā)。

3.2 糾正措施

為避免膠圈在穿過分流活門φ10孔時(shí)被銳邊損傷，可優(yōu)化裝配過程，在裝配過程采用過渡套保護(hù)膠圈。過渡套（如圖6右側(cè)）通常為錐頭桿狀結(jié)構(gòu)，在膠圈套裝前，先在其表面均勻涂抹產(chǎn)品試驗(yàn)介質(zhì)，再將膠圈套在錐頭桿上，用手推方式將膠圈推向膠圈槽內(nèi)?？紤]到節(jié)流活門特殊的結(jié)構(gòu)特性，可首先通過過渡套將分流活門的左側(cè)的膠圈7、8和帶膠圈的活塞安裝到位，再將活門小組件從套筒中從左至右安裝。安裝右側(cè)膠圈7時(shí)，將膠圈7套裝在過渡套上，利用其附件推桿將膠圈推向盲孔膠圈槽內(nèi)，就可有效避免膠圈7或膠圈8在通過套筒上的孔口銳邊時(shí)發(fā)生切傷[10]。

圖5 套筒5結(jié)構(gòu)及裝配示意圖

圖6 改進(jìn)方法后膠圈安裝示意圖

實(shí)際裝配過程中，為減少膠圈安裝阻力，會(huì)在膠圈表面噴涂產(chǎn)品的試驗(yàn)介質(zhì)，因此裝配后會(huì)不可避免地在φ3 mm孔處的盲腔內(nèi)留存少量油液。待節(jié)流活門各項(xiàng)驗(yàn)收試驗(yàn)完成后，可使用5 mL注射器向φ3 mm排氣孔內(nèi)噴射工業(yè)酒精或工業(yè)汽油，用于清除盲腔內(nèi)殘留的航空液壓油，并待組件自然晾干后方可安裝至起落架。

工藝方面還需精確控制零件配合尺寸，確保殼體1和套筒5之間過盈量為0.025～0.035 mm。如圖7所示，若因測(cè)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致過盈量失準(zhǔn)，會(huì)造成工況下油液從殼體1與套筒5之間滲出（殼體1與套筒5通過熱壓合安裝而成）。早期測(cè)量殼體φ20內(nèi)孔使用的量具為三爪千分尺，測(cè)量精度僅為0.01 mm，受殼體內(nèi)孔圓度影響，會(huì)進(jìn)一步加大測(cè)量誤差。推薦使用諸如氣內(nèi)測(cè)校配合浮標(biāo)式氣動(dòng)量儀，精度達(dá)到0.001 mm的測(cè)量工具，精確控制配合尺寸至0.025～0.035 mm過盈量。

圖7 殼體的測(cè)量示意圖

4 結(jié)論

在前起落架執(zhí)行轉(zhuǎn)彎操縱，節(jié)流活門移動(dòng)時(shí)，若φ3 mm排氣孔有油液流出，會(huì)帶來漏油故障誤判的可能，單獨(dú)對(duì)節(jié)流活門進(jìn)行外部氣密性試驗(yàn)也很難判斷其漏油的潛在隱患。通過對(duì)排氣孔滲油故障樹分析，裝配缺陷是造成外場(chǎng)節(jié)流活門滲油故障的主要原因。針對(duì)排氣孔漏油故障，采用優(yōu)化裝配工藝，加強(qiáng)密封膠圈安裝過程的有效防護(hù)，提高測(cè)量工具精度，保障零件良好幾何尺寸的措施，可徹底解決節(jié)流活門排氣孔滲油故障。