基于空客A320飞机中央油箱泵低压故障探究

基于空客A320飞机中央油箱泵低压故障探究

刘禹辰

北京飞机维修工程有限公司杭州分公司浙江杭州310000

摘要：飞机燃油箱是保障飞机动力能源供应的基础，它与飞机的安全飞行有着密不可分的联系，然而，从空客A320运行历史来看，其中央油箱泵低压故障频繁出现，为飞机的正常航行埋下不少安全隐患，但是，这种故障点排除工作却常常因其复杂的中央油箱泵自动控制逻辑变得异常艰难，基于此，本文笔者从空客A320中央油箱泵的原理出发，简要分析了空客A320飞机中央油箱泵低压故障，希望通过本研究能更进一步加深航线维护人员对此种故障点理解，为保障飞机飞行安全做出贡献。

关键词：中央油箱泵；低压警告；系统原理

据某航空公司空客A320飞机机组人员反映，该种机型的飞机在降落过程中，放下起落架过时，主液压系统会发出低压告警，这种现象的持续时间不是很长，一般在三秒左右。通过分析，在排除了中央油箱泵自身故障后，认为引起这种故障出现的原因应该是结由中央油箱泵低压故障引起的，这种故障可大可小，往小了说会导致飞机起落架无法正常收回或放下，往大了说，会直接造成飞机因缺乏动力而工作失灵，造成机毁人亡的重大安全事故，因此，必须加大对其关注力度。

1空客A320飞机中央油箱泵系统原理

1.1相关组件介绍

空客A320飞机中央油箱泵系统的相关工作部件种类众多且结构复杂，主要包含有控制面板、中央油箱燃油泵、中央油箱泵低压电门、燃油量感应控制组件、燃油量指示计算机以及一系列的控制继电器(见图（1）

图1中央油箱泵驾驶舱面板图

1.2中央油箱泵工作原理

一般的，空客A320飞机的中央油箱泵工作都是在在自动模式下进行。在这种模式下，如果飞机没有出现任何故障，它会默认是工作在自动模式下的，这时，中央油箱泵在继电器的控制下会呈现出中央油箱泵电门接通，模式电门在AUTO位状态）。

以二号泵为例，其自动控制原理如下。

①在启动任意一台发动机时，中央油箱泵会率先开始工作，并于2min后停止。

②当中央油箱感受到油量低于标准值250kg时，中央油箱泵仍然会持续工作，抑制低压警告的发出，5min后，它会自动停止工作。

③在起飞初始阶段，前缘缝翼会自动打开，当打开角大于16°时，中央油箱泵就会立马停止工作。

④当大翼油箱因IDG冷却回油至满位时，中央油箱泵将停止工作，直到大翼油箱油量下降至满位以下之前，只要中央油箱油料充足，中央油箱泵就不会停止工作。

2客A320飞机油箱泵常见故障分析

（1）真实感受低压

真实感受低压就是直故障一直存在，但这种状况比较容易隔离，引起这类故障出现的原因通常是低压电门39QA(40QA)故障导致，检查是否出于这个原因，完全可以通过脱开低压电门电插进行判断，如果脱开插头后，仪表显示低压，那就可以考虑泵本体出现了故障[1]。

（2）自动控制逻辑导致低压

通常情况下，引起空客A320飞机出现中央油箱低压故障的主要原因是飞机自动控制逻辑出现了故障。之所以会出现这类故障是因为飞机中央油箱泵在低油量状态下工作，受到某些控制继电器故障的影响，没有进行常规的低压警告抑制。在这种情况下，继电器故障就显得非常不稳定，经验表明这类故障的最常见原因是对串继电器出现了故障，数据表明41QA、42QA更换率最高，其次是45QA、46QA，从原理上来看，这两组对串继电器所控制的逻辑变化最多，吸合工作频率最高，因此最容易引起导疲劳故障。

(3)GFI改装

在空客A320飞机正常运行过程中，某些燃油泵电源供应环路常暴露在外，为及时解决这一潜在安全隐患，空客飞机进行了多次改装，其中就包括将地面故障中断器安装到中央油箱燃油泵控制环路中。经过改装之后，当低压警告故障现象稳定时，为准确排查此类故障，应首先检查地面故障中断器的开关是否是保护性地跳开了。

(4)空客技术跟踪

在加油时，为防止燃油泵在低压状态下工作，需及时关闭中央油箱燃油泵，这主要是因为在为飞机加油时，继电器67QA和68QA处于解锁状态，油料刚加入时，传感器仍然只感受到低油量，这时，继电器45QA和46QA，49QA和50QA就会以5min的循环激励和断开，长此以往，疲劳故障就会发生，最终将导致飞机中央油箱燃油泵低压故障现象的出现，但是，如果经一系列的检查程序后发现故障只是瞬时的，可认为它虚假故障，如果出现频次较高，同样需要进行排除[2]。

3出现中央油箱泵低压故障的原因分析

3.1系统存在瞬时压力波动

空客A320飞机采用的是变量柱塞泵，其液压泵转速和液压泵输出流量成正比，且液压泵从全流量到零流量状态或从零流量到全流量状态，系统压力存在瞬态波动现象。中央油箱泵在零流量满压状态系统压力为15.1MPa，当中央油箱泵转速达到2000转时，压力会瞬时降低至12.5MPa，瞬时降低时间0.03秒，当恢复到全流量输出压力为14.2MPa，时，持续时间0.43秒；当系统工作中央油箱泵转速为达到3000转时，压力会瞬时降低至11MPa，瞬时降低时间0.03，恢复到全流量输出压力为14.2MPa时，持续0.33秒；当系统工作中央油箱泵转速上升至为4000转时，压力瞬时会降低到10.83MPa，瞬时降低时间0.03秒，恢复到全流量输出压力为14.2MPa时，持续0.03秒。从上述数据可以看出，系统在从零流量转到工作状态时，必然会出现瞬时压力降低现象，故而发生油箱泵低压故障[3]。

3.2气穴导致中央油箱泵输出降低

液压系统采用１５号航空液压油为工作介质，溶解空气的能力与压力成正比，在0.1MPa压力下，空气在矿物油中的溶解度为10%，即10Ｌ液压油能溶解1Ｌ空气，只需几天时间即可达到饱和状态。在压力增大条件下，空气的融入量会大大增加，另外，在油液交变压力作用下和激烈的剪切下，一些游离气体会形成无数微小气泡。同时，在液压系统大流量工作时，吸油口压力瞬间降低，油液在交变压力与剪切作用下，溶解于油液中的空气会快速的析出，如果产生的泡沫连接起来而形成大的气泡，这些泡沫将持续很长时间不会消[3]；如果产生的泡沫始终是很小的气泡，这些泡沫将随着库力的升高很快的溶解进油液中，同时，如果产生的气体达到旋转组件内的临界体积,泵输出流量降低甚至到零，这就是油箱泵为什么会出现低压故障的原因。

3.3统瞬时流量需求大于主泵提供的流量

一般情况下，系统压力降低是由于系统流量需求突然增大，而液压泵不能及时提供所需流量所致。收放起落架时，由于系统流量需求增大，系统压力会有短时的降低现象。

根据主液压泵提供的流量及起落架作动筒平均流量对比分析，理论上起落架收放系统与主液压泵的性能是匹配的[4]。但是，起落架的放下过程，并不是匀速的，在重力作用下，起落架会有一个加速瞬时下沉的过程，此时左、右主起落架四个收放作动筒同时伸长，放下腔的容积瞬间增大，所需油量也瞬间增大，并可能形成负压从液压泵出口大量吸油，此时当主泵提供的流量跟不上主起落架放下时所需的流量时，就有可能出现瞬时的主泵出口处低压。

4结束语

空客A320飞机的中央油箱泵自动控制逻辑较为复杂，出于这种情况，通过分析可总结为泵体本身的故障发生率较低，而低压电门和相关继电器故障发生率较高，且大多表现为瞬时故障[5]。针对这一情况，空客机队对此进行了改装，比如深航从B-1601及之后的飞机在生产中，执行了MOD154327安装中央油箱引射泵代替电动泵，故障发生率明显随着新飞机的不断更新而降低，但是，我们对于中央油箱泵低压故障的研究还做得远远不够，仍需要继续加大研究力度，保障飞机始终处于安全状态只中，确保其在任何飞行任务中机上人员的安全。

参考文献

[1]AMMA320航空器维护手册[Z].

[2]ASMA320航空器原理图手册[Z].

[3]民机复合材料油箱维护口盖研究[J].葛建彪.民用飞机设计与研究.2017(02).

[4]航空发动机滑油箱油量的实时测量方法研究[J].单宝峰,莫凡臣,李景春,田志平.航空精密制造技术.2014(04).

[5]飞机压力加油过程中油箱通气能力影响因素分析[J].石敏超,曹克强,杨小森.机床与液压.2006(03).