一起737NG液压油渗漏故障分析

根据多年工作经验总结和可靠性分析，737NG系列飞机液压油渗漏属于机队常见故障，通常是由于管路破裂或管路接头磨损，或者液压部件本身的封圈/封严渗漏造成的，但历史上很少因为液压系统增压组件故障造成高压的压力油回流到液压油箱而损伤液压油量表造成液压油大量渗漏，而造成飞机操作系统因无液压油提供动力而出现操作困难的问题。而我公司737NG机队出现了一次罕见的液压渗漏故障：一架飞机起飞后机组报告A系统出现低压警告且液压油量低（约40%），并随即返航，地面人员检查发现A系统液压油箱油量传感器指示表盘上面的玻璃破损丢失以及油量指针丢失（参见图1的照片），A系统剩余油量约24%。

图1 A系统液压油箱油量指示表损坏照片

本文就此次故障，对737NG系统液压系统渗漏故障展开讨论分析。

1 排故过程

1.1 简介

更换A系统液压油箱油量指示传感器、A系统EMDP、检查并更换A系统EDP、EMDP壳体回油滤和液压A系统回油滤（回油滤均未发现异常物质），A系统压力约60PSI（低于正常值3000PSI，仅相当于液压油箱预增压压力）；检查并更换A系统压力组件的EDP和EMDP供油滤（注：发现EMDP供油虑上有少量金属屑），A系统压力最高可达约2850PSI，但若操作液压系统部件又回到60PSI（故障现象未变）；更换A系统压力组件，A系统压力增加到3000PSI且操作液压系统部件压力工作正常，故障排除。

1.2 详细过程

第一，更换液压A系统油箱油量表和A系统EDP、EMDP壳体油虑和系统回油虑（且在三个回油滤上均未发现金属屑等其他物质），检查管路安装正常并给A系统油箱加注液压油到100%FULL，使用A系统EMDP进行测试发现油量下降到90%FULL，但系统压力只从40PSI上升到60PSI。

第二，检查EMDP的跳开关未跳出，打开P91板对泵进行复位，再次测试，压力依旧不上升，但从轮舱里可以明显听到泵运转的声音，操纵副翼和方向舵都比较困难，说明虽然泵在运转，但系统确实没有液压压力。启动左发动机单独使用EDP，压力可以达到2850PSI，操纵飞控系统压力可以降到2000PSI左右，同时打EMDP，在舵面不动的情况下，系统压力仍然为2850PSI，多次操纵飞控舵面对系统进行排气，液压压力依旧2850PSI左右不再上升。

第三，从EMDP油箱供油管处脱开，大量液压油经供油管流出，说明油箱到EMDP供油正常。拆下A系统压力组件上的单向活门，检查正常，拆下EMDP压力油虑，发现有少量金属屑，依据AMM29-11-21更换A系统EMDP，并再次更换EMDP壳体油虑和消音器。再次使用EMDP测试，系统压力只从40PSI上升到60PSI，松动但没有脱开压力组件EMDP供油管接头，再次打EMDP，有大量油从松动的接头处喷出，说明电动泵有输出压力，紧好压力组件EMDP供油管接头，再次打泵测试系统压力可以到100PSI，有轻微上升，敲动压力组件后液压压力可以继续升到2850PSI，但操纵飞控舵面时系统液压压力下降明显可以到1600左右，操纵扰流板压力降到500PSI，后再次恶化压力降到60PSI压力不再上升。

第四，更换A系统压力组件，系统压力上升到3000PSI，且操作测试液压系统部件，系统压力指示正常，故障排除。

2 液压系统工作原理

737NG飞机液压系统由A和B两个独立的液压系统给飞机提供主要液压动力，每个液压系统正常能提供3000PSI的压力，给各操作系统提供操作系统部件的动力。另外，还有1套备用液压系统，在特定条件下开始工作作为主液压动力的补充。这里只讲述A系统液压工作原理与相关部件，B系统与A系统完全相似，备用液压系统由于与本故障没有关系，这里从略。

A系统液压油工作循环图和液压油箱预增压原理图及其相关部件，具体参见图2和图3及图4。

A系统液压系统工作基本循环简述如下：

1）液压油箱对为系统存储的液压油进行预增压（通过飞机引气系统预增压，在地面如果飞机无引气可以通过外接地面气源完成该功能），液压油压力达到50PSI左右；

2）发动机驱动泵（EDP）和/或电动马达驱动泵（EMDP）对液压油进行增压，再通过系统压力组件使系统液压油压力达到各系统操作压力3000PSI；

3）各操作系统利用压力油驱动系统部件；

4）被系统操作吸收能量的压力油变成低压油，流回到液压油箱，准备再进行下一次循环。

注：在液压油运动循环的各部件或管路中，安装有不同类型的油虑对液压油进行清洁，以防止系统堵塞。

图3 A系统液压油箱油箱引起增压图

3 故障分析与总结

3.1 结合液压系统工作原理和整个排故过程分析，我们可以得出以下结论

1）A系统液压组件释压活门失效在旁通位是导致系统低压的原因，而且由于液压油直接通过系统回油管路回油，导致油箱内泡沫增多，压力变大，并最终导致油箱上的油量表表头受压后破裂损伤，并导致A系统液压油大量外漏。

2）液压油箱液压油大量外泄，造成系统缺油，使得EMDP（A系统）在缺油的状况下运转，因机械磨损而损伤，在压力组件的EMDP供油管油滤上发现少量金属屑即可作为验证。

3）油量表表头损伤有4种可能：

（1）液压油箱释压系统功能故障，因A系统压力组件故障使得大量压力油回到A液压油箱，由于释压活门管路较细，即使油箱释压系统功能正常也会在油箱与释压管路之间产生很大的压差，从而不足以把油箱的高压释放掉，使得油箱压力上升太快释压系统来不及释压，压力超过油量传感器的设计承受压力，压力传感器/油量表被高压压力损伤。但是通过地面测试，并未发现油箱释压活门故障。

注：由于液压油箱设计特点，A、B系统释压功能是相通的，A、B系统的释压活门均可以给A或B油箱进行释压。且在检查油箱压力指示值一直都正常，在规定的45-50PSI之间不超压，另外如果释压功能失效需要两个释压活门同时故障这种可能性很小。

（2）液压油箱释压系统功能正常，因A系统压力组件故障使得大量压力油回到A液压油箱，由于释压活门管路较细，即使油箱释压系统功能正常也会在油箱与释压管路之间产生很大的压差，从而不足以把油箱的高压释放掉，使得油箱压力上升太快释压系统来不及释压，压力超过油量传感器的设计承受压力，压力传感器/油量表被高压压力损伤。

（3）三是油量表本身质量缺陷，不能经受住正常的压力冲击而损伤。液压油箱释压活门是油箱气增压系统的一部分，正常情况下，当增压气体压力超过60-65psi或油箱内压力超过60-65psi时打开，释放掉多余的气体或液压油。因系统故障，液压油箱临时有一个压力冲击，而表本身质量缺陷经不住这种冲击而破裂。

（4）外来物打伤，液压油箱油量指示表，但这种可能性很小。

注：因为译码数据显示飞机在离地10分钟后才开始外漏，且出现故障的航段飞机启动发动机后出现的低压故障的关联性，都不支持这种可能。

所以通过以上分析，此处故障液压油箱油量表破裂真正原因可能为（2）、（3）两个综合原因造成的，这种可能性很大。

3.2 结合A系统液压油压力的译码数据对该故障进行分析

9：47：00（北京时间），机组地面开始冷转并启动左发，9：47：36，左发达到慢车状态（60%N2）。

从9：47：00至9：47：36这36秒内，左发EDP输出压力缓慢上升并保持在1750PSI上下，这是不正常的，因为在正常状态下，EDP的输出压力在30%N2以上时不应该低于2800PSI，此时A液压系统输出压力低故障已经明显出现。

从9：47：36至9：48：44这68秒内，左发一直保持在59-71%N2，而A系统压力在此期间最低下探到1472PSI，最大也只波动到2384PSI，故障现象非常明显。

从9：48：45至9：57：06这8分21内，左发一直保持在59-78%N2，A系统液压压力在2500-2752PSI之间波动，仍然呈现供压不足状态。

从9：57：07至9：57：52这45秒，发动机推到最大起飞功率，飞机开始滑行起飞，A系统压力保持在2700-2750PSI。

9：57：53飞机离地，9：57：59秒机组收起落架，收起落架时，A系统压力最低降至1700PSI，起落架收上后A系统压力恢复至2700-2750PSI。

从9：59：52至10：09：45这9分53秒，A系统液压压力从2740缓慢直线下降至2580PSI。在此期间，A系统EMDP在10：04：17秒开始出现低压警戒信息，而EDP仍然输出2600PSI左右的压力，原因是通过液压组件的释压活门的旁通油量增大，这导致了系统的输出压力下降。由于EMDP的供给能力只有EDP的1/6不到（EMDP输出流量为5.7加仑/分钟，而EDP则为36加仑/分钟），在同样的压降下，EMDP首先出现了低压警戒信息（输出压力低于1300PSI时触发低压警戒信息）。

从10：09：46至10：14：37，A系统压力一直保持在2580PSI左右。

从10：14：38至10：21：15，A系统压力从2580逐步下降至760PSI。在此期间，A系统液压油量在10：15：24时开始突然外漏，原因是液压油通过液压组件的释压活门大量回油（表现在大幅的输出压力降低），油箱内泡沫累积，油箱内压力增大，油量表在集中压力作用下破裂损坏，系统油量也由110%下降至35.3。

机组在10：19：02秒开始下降执行返航程序。

在10：19：58秒，由于液压油的大量外漏以及液压组件释压活门的旁通，EDP也开始出现了低压警戒信息。

从10：21：16至10：28：07，A系统压力又慢慢恢复至1496PSI，随后又下降至912PSI以下。在此期间，A系统的液压油量也逐步减少至30%。

随后，机组执行程序，关闭切断A系统液压供给。

放出起落架以后，A系统油量恢复至45%左右，这是起落架收放作动器里的液压油回到了油箱。

另外，进一步分析当日译码（当日飞机执行济南-西安-济南，在西安起飞时出现该故障）发现：当在空中液压油未开始渗漏前A系统液压油箱的油量多于正常值〔在当日济南起飞时正常收上起落架后，油量（07：42分）：A系统为78%（收起落架之前为98%）B系统为98%；而在西安故障时收上起落架后，油量（09：57分）：A系统为100%（收起落架之前为110%）B系统为98%〕，这说明A系统有不正常回油，使得液压油箱有比正常多出22%的油量，这很可能使得A系统液压油箱在更多的回油下压力增大。如果油量传感器/油量表承受不了该压力，就会破裂。

3.3 排故小结

此次故障主要故障部件是A系统压力组件，因其故障连带造成A系统液压油箱油量传感器/油量表爆裂，系统液压油严重渗漏，进一步造成A系统EMDP机械磨损失效。

对于液压系统低压而造成液压油渗漏的故障，我们除了参照FIM排故外，可以结合译码数据进行分析排故，以准确的查找故障源。当判断为EDP或EMDP故障时，注意检查相应壳体回油滤是否有金属屑或异物，如果有需要进一步检查相应压力组件的供油虑和系统回油滤是否存在异物或金属屑。如果为时有时无或只是在空中出现，可以收放襟翼或顶升飞机收放起落架进行验证排故。当更换完可能的故障件后，请单独用EMDP或EDP，进行舵面、绕流板、反推等操作测试，看压力下降是否正常，并系统打压10分钟以上看压力在静态是否减小。

注1：更换EMDP或EDP时，如果为部件机械损伤原因造成的更换，需要对油路进行冲洗否则会损伤系统其他部件。

注2：对于液压油箱气增压安全释压活门是否工作正常，可以参照AMM TASK29-09-05-700-801进行测试，需要件号为BACC14AD04JL的堵头，进行测试两个释压活门均正常（在65PSI打开，60PSI关闭）。

【参考文献】

[1]波音737NG飞机故障隔离手册（FIM， Fault Isolation Manual）[S].（手册编号：D633A103-SHG，初版日期：FEBRUARY 10， 2005，最新修订日期：Feb 15，2011）.

[2]波音737NG飞机维修手册（AMM，Aircraft Maintenance Manual）[S].（手册编号： D633A101-SHG，初版日期：FEBRUARY 10， 2005，最新修订日期：Feb 15，2011）.

[3]737NG机型培训手册（TRAINING MANUAL of 737NG）[S].（山东太古飞机工程有限公司培训部编写，出版日期：2007年6月）.