空客A液壓系統

1、 空客A320-液壓系統 李桃山 南昌航空大學 飛行器工程學院 100631班10號摘 要：A320系列飛機成功的設計理念及架構奠定了空中客車公司在民機市場中的地位。從系統構成、工作性能、可靠性及維修性等方面對A320液壓系統進行了詳細介紹和分析。該機型液壓系統架構簡潔,具有一定的先進性,對相近民用機型設計而言,具有重要的參考意義。關鍵字：A320液壓系統;主液壓系統;輔助液壓系統1、引言：裝有兩臺噴氣式發(fā)動機、可供大約150個座位的空中客車A320，是首次安裝了數字式電子飛行操縱系統的民用客機。由于飛機操縱、增升裝置和起落架操縱需要較大功率，所以其液壓系統是個復雜、多余度、大功率的液壓系統。

2、該液壓系統最鮮明的特點是突出了它的可靠性。2、A320系列飛機介紹 空中客車A320系列飛機是歐洲空中客車工業(yè)公司研制生產的雙發(fā)中短程150座級飛機。A300310寬體客機在獲得市場肯定并打破美國壟斷客機市場的局面后?？罩锌蛙嚬緵Q定研制與波音737系列和麥道MD80系列進行競爭的機型，在1982年3月正式啟動A320項目。1987年2月22日首飛。截至目前世界上共有200多家運營商運營著3700多架A320系列飛機，其中包括A318、A319、A320和A321在內。訂購的飛機總量突破6300架。A320飛機具有更寬大的座椅、更寬敞的客艙空間、更好的使用經濟性和更高的可靠性等優(yōu)點,是一種真正

3、經過創(chuàng)新的飛機。A320系列客機在設計中“以新制勝”,采用了先進的設計和生產技術以及新型的結構材料和先進的數字式機載電子設備,是第一款使用電傳操縱飛行控制系統的大型客機。 此外空中客車公司還在該系列飛機中使用了動態(tài)運力管理系統。飛行員只需參加一種機型的培訓課程就可駕駛該系列所有的飛機。在經過極短時間的額外培訓后，飛行員就可迅速從單通道飛機換飛較大型的遠程飛機。同樣，一個機械師團隊也可維護該系列的所有飛機。3、A320液壓系統概述及工作原理 A320飛機安裝有三個相互獨立的液壓系統(沒有液壓油的交換) ,分別稱為綠系統、黃系統和藍系統。每一系統都有各自的液壓油箱(引氣增壓) 。三個系統的正常工作

4、壓力均為3 000p si (沖壓空氣渦輪作動時為2 500p si) 。液壓系統功能如圖1所示。3.1主液壓系統圖1A320液壓系統結構功能框圖 主液壓系統包括綠系統、黃系統和藍系統這三個系統,向飛機的用戶系統提供液壓動力。 如圖1所示,綠系統(圖1中左系統)由左發(fā)動發(fā)動機驅動泵( EDP)供壓,藍系統(圖1 中中間系統)由電動泵供壓,當發(fā)動機工作時這三個主系統自動供壓。兩個EDP通過附件機匣直接連接在對應的發(fā)動機上,當任何一個發(fā)動機運轉時,藍系統的電動泵都會自動起動。所有系統的正常工作壓力均為3 000p si。 綠系統主要提供液壓動力給起落架(包括前輪轉向操縱)、正常剎車、左(1號)發(fā)動

5、機反推、部分飛行操縱系統、動力轉換組件等。系統的大多數部件都安裝在主起落架艙內,與另外兩個系統完全隔離。黃系統主要提供液壓動力給貨艙門、備用剎車、右(2號)發(fā)動機反推、部分飛行操縱系統以及動力轉換組件等。黃系統的大部分組件都安裝于機腹整流罩右側的黃液壓艙上,位于主輪艙前方。黃系統隨右(2號)發(fā)動機起動自動工作,必要時可以在駕駛艙對系統進行操作。 藍系統主要給部分飛行操縱系統以及恒速馬達等提供液壓動力。藍系統艙位于機腹整流罩左側的主起落架艙前方,系統大多數部件安裝于此艙,只有油箱和低壓過濾器安裝于主起落架艙尾部的機腹整流罩左側。3.2輔助液壓系統 當主泵不能供壓時,由輔助液壓系統對飛機供壓。輔助

6、液壓系統及相關的部件有藍輔助系統(RAT) 、動力轉換組件( PTU) 、對黃系統供壓的電動泵以及一個僅對貨艙門供壓的手動泵。 動力轉換系統有一個雙向動力轉換組件( PTU) ,在綠系統和黃系統之間傳輸動力。當綠系統和黃系統的壓力差超過設定值時,壓力大的系統通過PTU將壓力傳輸給另一個系統。綠、黃系統分別使用電磁閥來打開或關閉PTU,另外還有機械隔離接頭用于防止PTU在維修時因意外工作而導致的危險。 藍系統的RAT安裝于機腹整流罩左側艙內,它在雙發(fā)失效條件下為飛控系統提供動力,并通過恒速馬達/發(fā)電機(CSM /G)產生的電力作為應急電源。當兩個發(fā)動機都出現故障,或者一個發(fā)動機出現故障而另一個發(fā)

7、動機的發(fā)電機出現故障,或者飛機電源失效時, RAT能自動展開,但只有在飛機飛行速度大于100knot (節(jié))時自動功能才有效。飛行和維修人員亦可在駕駛艙內人工展開RAT,一旦展開,只有在地面時才能進行收回。 黃系統的電動泵安裝于黃液壓系統艙內,當發(fā)動機或發(fā)動機泵出現故障時,該電動泵給黃系統提供液壓動力作動其所有部件,且可以通過PTU向綠系統供壓。此外,安裝于黃系統地面維修面板上的手動泵也可以通過選擇活門提供液壓動力進而操縱前后貨艙門。3.3 分述三個系統各自功能 三個主系統互相是液壓式隔離的。液壓油不可能從一個主系統到任何其他的主系統。 發(fā)動機驅動泵(EDP)提供給綠和黃主系統液壓源。綠系統連

8、接左發(fā)動機黃系統連接右發(fā)動機。藍系統是由電動泵驅動的。當發(fā)動機運轉時,三個主系統自動供給液壓源。直接連接兩個EDP 到他們相關的發(fā)動機(通過附件齒輪箱),且當兩個發(fā)動機中的一個起動時,藍電動泵操作。如果主泵不能使用,也可以用一個或多個的輔助系統增壓每個主系統。在三個液壓艙中有系統里的大部份部件。綠系統部件是主起落架艙里。黃系統部件在右機腹整流罩的液壓艙內。藍系統組件在左機腹整流罩的液壓艙里。兩個液壓艙(藍和黃)是在主起落架艙前部。 三個地面勤務面板,每個主系統一個。藍和綠地面勤務面板位于左機腹整流罩處。黃地面勤務面板是在右機腹整流罩內。所有地面勤務面板都在主起落架艙后。 1.綠系統主要的供給對

9、象有：左右副翼、左右5號擾流板、水平安定面、左側升降舵、左右縫翼翼尖剎車、右側襟翼翼尖剎車、偏航阻尼器、左發(fā)反推、正常剎車、襟翼縫翼、起落架、前輪轉彎(傳統型)，現代加強型都是由黃系統供壓，因為在重力釋放起落架的時候綠系統有可能會失效導致前輪不能轉彎，只能拖出跑道。 綠系統可由發(fā)動機驅動泵，動力轉換組件（ptu），地面共給接頭三個來源來增壓高壓系統。綠系統的額定工作壓力為3000 psi(206 bar)。系統的回油部分通常增壓到50psi。當綠系統和黃系統壓差在500psi以上時PTU工作，像一個泵一樣從壓力低的那側油箱里抽油供給高啊系統，從而達到提高壓力低側壓力的目的。 2.黃系統的主要供

10、給對象有：方向舵、偏航阻尼器、俯仰配平、右側升降舵、右側襟翼馬達、左側襟翼翼尖剎車、左右2號、4號擾流板、備用停留剎車、前后貨艙門、右側反推。黃系統可由發(fā)動機驅動泵，動力轉換組件（ptu），地面供給接頭、手搖泵、黃電動泵五個來源來增壓高壓系統。 貨艙門在黃電動泵失效的情況下可以通過手搖泵打開和關閉。 3.藍系統的主要供給對象有：方向舵、左右升降舵、左右襟翼縫翼翼尖剎車、左右3號擾流板、左右副翼、應急發(fā)電機、左側縫翼馬達。 藍系統可由：地面共給接頭、藍電動泵、沖壓渦輪三個來源來增壓高壓系統。 在空中雙發(fā)停車的緊急情況，藍系統可通過沖壓渦輪來緊急提供液壓壓力，優(yōu)先供給應急發(fā)電機和左側縫翼馬達。4、

11、A320液壓系統性能介紹 A320液壓系統基本性能指標主要包括以下幾個方面:(1)系統壓力: 3 000p si;(2)液壓流體:AS1241,合成阻燃液壓油;(3)液壓流體工作溫度: - 54 + 107,給定功率要求下為- 55 + 60;沒有定義功能和功率要求下為- 60 + 110;(4)環(huán)境溫度:處于工作狀態(tài)的裝置為- 55 + 90;不工作的裝置為- 65 + 110; (發(fā)動機輻射區(qū)內的裝置高出20) ;(5)污染度控制水平為NAS1638 - 8級;濾芯過濾精度為高壓15m,低壓3m;(6)系統總容積:約為240 L;(7)能源系統共安裝了約110種253個元件;(8)裝置測試

12、最大飛行高度: 13716 m;(9)工作壽命: 20 年。A320飛機液壓系統功率分配如表1所示。5、指示和告警 A320飛機的三個液壓系統均裝有各類傳感器,用于監(jiān)控油箱的油量、系統的壓力、泵的輸出壓力、液壓油的溫度以及油箱內的壓力等。這些數據用于系統告警指示、操作、維護。告警包括音頻報警,燈光報警以及由ECAM顯示警告信息。6、A320液壓系統重量 A320飛機液壓能源系統共安裝了約110種液壓元件,總計253個;不包括液壓油和固定裝置情況下,液壓能源系統總重量約為410kg,其中液壓元件約為193 kg。7、A320飛機液壓部件外漏檢查標準 部件工作后檢查，如果有外漏與下表比較。 部件正

13、常標準放行標準1液壓泵發(fā)動機驅動泵EDP電動泵EMP應急沖壓渦輪RAT動力組件PTU  靜態(tài)封嚴無滲漏2滴/10分鐘靜態(tài)殼體1滴/10分鐘1滴/分鐘軸封嚴（系統增壓）2滴/分鐘RAT：2滴/小時8滴/分鐘RAT：6滴/小時軸封嚴（工作中）EDP：5滴/分鐘EMP：5滴/分鐘RAT：1滴/分鐘PTU：5滴/分鐘EDP：60滴/分鐘EMP：30滴/分鐘RAT：1滴/分鐘PTU：30滴/分鐘2伺服控制升降舵副翼方向舵擾流板偏航阻尼器  偏航阻尼見注4見注4靜態(tài)封嚴（系統增壓）無滲漏2滴/10分鐘動力封嚴（系統增壓）1滴/10分鐘升降舵：6滴/10分鐘（見注1）

14、副翼：6滴/10分鐘（見注1）方向舵：30滴/分鐘擾流板：30滴/分鐘偏航阻尼器：30滴/分鐘動力封嚴（工作中）1滴/10循環(huán)升降舵：3滴/10循環(huán)（見注1）副翼：3滴/10循環(huán)（見注1）方向舵：15滴/循環(huán)擾流板：15滴/循環(huán)偏航阻尼器：15滴/循環(huán)3作動筒如：起落架作動筒起落架艙門作動筒貨艙門作動筒  封嚴無滲漏2滴/10分鐘桿體封嚴（系統增壓）1滴/分鐘30滴/分鐘桿體封嚴（工作中）1滴/循環(huán)2滴/循環(huán)4接頭  管路對管路接頭無滲漏2滴/10分鐘（見注2）管路無滲漏無滲漏旋轉接頭無滲漏30滴/分鐘組件連接處無滲漏2滴/10分鐘（見注2）線軸連接無滲

15、漏2滴/10分鐘（見注2）5其他  靜態(tài)封嚴無滲漏2滴/10分鐘動態(tài)封嚴（系統增壓）如：分配器開鎖作動器無滲漏1滴/分鐘液壓馬達軸封嚴縫翼襟翼THS（增壓和工作中）CSMG恒速馬達發(fā)電機5滴/分鐘   1滴/分鐘30滴/分鐘   6滴/分鐘剎車系統（見注3）（見注3）剎車組件（放松狀態(tài)）無滲漏無滲漏剎車組件（供壓狀態(tài)）1滴/分鐘2滴/分鐘地面滲漏計量組件（放松狀態(tài)）（系統增壓）（增壓和操縱后） 2滴/天1滴/5個循環(huán)1滴/15分鐘 4滴/天2滴/5個循環(huán)2滴/15分鐘手搖泵（貨艙門、油箱加油）5

16、滴/分鐘30滴/分鐘優(yōu)先活門無滲漏2滴/10分鐘注：1，對于升降舵和副翼伺服控制，同一個操縱面上超過兩處漏油超標是不允許的。2，確定連接處的擰緊力矩正確3，整個系統和接頭處總的滲漏不大于10滴/分鐘4，偏航阻尼作動器滲漏標準：-若小于4滴/分鐘，無須采取任何措施-若在4滴/分鐘和14滴/分鐘之間，在后續(xù)600個飛行小時內，更換偏航阻尼作動器（參照AMM TASK27-26-51-000-001和AMM TASK27-26-51-400-001）-若在15滴/分鐘和30滴/分鐘之間，在后續(xù)100個飛行小時內，更換偏航阻尼作動器（參照AMM TASK27-26-51-000-001和AMM TAS

17、K27-26-51-400-001）-若大于30滴/分鐘，立即更換偏航阻尼作動器（參照AMM TASK27-26-51-000-001和AMM TASK27-26-51-400-001）5，若溫度低于-40度，允許10滴/分鐘。8、系統可靠性及維修性 A320設定的可靠性指標為飛機在投入運行兩年內使用可靠性達99%,這意味著故障率必須限制在1%范圍內。為此,設計人員將1%的故障率在各個系統中進行分解,從而確定液壓系統的故障率范圍。按照計算,整個液壓裝置失效的概率為1 / (1E- 9飛行小時) ,超過飛機壽命。飛機工作時間大致為20年,約60 000工作小時。 A320液壓系統通過以下系統配置

18、細節(jié),達到較高的維護性水平。(1)機外供壓接頭: 3個系統的壓力管路和回油管路都安裝有自封接頭;(2)通過黃/藍系統的電動泵以及PTU配置,可以實現在不需啟動發(fā)動機及地面液壓源的情況下也能進行系統維護和調試;(3)快卸接頭和單向閥保證了泵的迅速更換而不產生實質性的液壓流體泄漏;(4)為了方便系統檢測和調整,在易于接近的地方設置控制面板且將主要維護設施集中于“維護板”上;(5)借助于機外供油的油箱加油接頭;(6)隨機配備的系統加油手動泵以及具有油箱狀態(tài)監(jiān)視的選擇閥使得系統維護易于實現;(7)每個蓄壓器都安裝有氮氣充氣閥和用于壓力監(jiān)視的壓力表;(8)油濾都裝有油污染指示器,污染油濾的更換可在不用工

19、具和無液壓流體損耗的情況下進行;(9)每個系統都安裝一個液壓油采樣閥;(10)借助于開關閥和一個機外測量裝置可檢查每個執(zhí)行機構(特別是伺服操縱系統)的內部是否有泄漏情況;(11)系統在正常工作狀態(tài)下具有自動排氣功能,同時油箱增壓系統的管路中設有液體分離器,使得系統具有較高的污染度自控制能力;(12)每個系統都安裝了一個手動操縱的油箱卸壓閥;(13)各種連接和元件的物理結構,保證了其在安裝和更換時不會混淆;(14) 通過一個安裝在維護板上的裝置實施RAT功能的測試和收回;(15)為減少更換元件的工作量,在必要的位置空間里,元件總是安裝在分體座上;(16)在使用標準工具安裝元件的情況下,不必移開相鄰元件即可進