飞机燃油分系统故障分析

飞机燃油分系统故障分析

刘蕾

中航西飞 试飞站 陕西西安 710089

【摘要】飞机燃油系统作为飞机上十分重要的系统，在飞行中是保证飞机安全的前提，本文通过对燃油分系统的故障分析，加强机务人员对燃油系统的认识，从而减小对故障的错误诊断，提高故障诊断的效率。

关键字：燃油系统；故障诊断

1、 概述

燃油系统是储存飞机所需燃油，在飞机规定的运行条件下，按发动机及APU要求的燃油压力、流量和温度持续地向其供油，同时维持飞机重心在一定范围内变化，并为飞机其他系统提供冷媒。该分系统由压力加油系统、油量测量系统及惰化通气系统组成。在通电检查试验中发现加油泵持续报低压信号，本文针对压力加油分系统加油泵低压故障，从工作原理、控制逻辑及系统供电进行故障诊断分析。

2、系统组成及工作原理

加油泵用于对一级泵输出燃油进行二次增压，达到要求的加油压力。其中加油配电盒给该加油泵提供115V交流电，燃油测量管理计算机采集反馈其低压信号；该加油泵由泵壳与泵芯组成，泵壳出口活门前设置了泄压活门，其目的是为了避免零流量工况下无法散热导致加油泵电机烧蚀情况的发生，当产品处于零流量工况时，由于腔内压力值较大，压力燃油可以将泄压活门推开，通过泄流孔回流至油箱中，从而达到快速散热的目的。此外在加油泵的进口和出口分别引出了一根测压管，与压差信号器连接，当加油泵进口和出口的压差小于一定值时将导致加油泵低压。

3、故障分析

通过分析加油系统的组成与工作原理，以“加油泵低压告警”为顶事件开展故障树分析，建立的故障树如图1所示。

图1 加油泵低压故障树分析

3.1 压差信号器故障

压差信号器通过测量加油泵进口与出口的压力差反馈低压信号，若压差信号器故障（包括压差信号器本体故障和信号传递故障）可能导致该加油泵低压告警。对调1、2号加油泵压差信号器后打泵验证，发现该加油泵低压告警现象未转移。此外，通过万用表直接测量压差信号器的信号输出，发现测量结果与机上反馈现象一致，因此排除压差信号器故障。

3.2 燃油测量管理计算机故障

加油泵的低压反馈信号由燃油测量管理计算机采集，若计算机采集出现故障，会导致加油泵在不同工况下一直呈现低压状态。更换燃油测量管理计算机后进行加油泵通电检查验证，发现加油泵低压故障现象未消失，排除计算机故障。

3.3 加油泵供电故障

当加油配电盒对加油泵的供电存在故障时（包括加油配电盒与加油泵之间的电路问题和配电盒成品故障），将导致加油泵低压。测量加油泵的供电导通和供电相序，发现加油泵115V交流电供电正常，且加油配电盒至加油泵的供电相序正确。为排除加油配电盒本体故障，更换配电盒后打泵验证，发现加油泵低压现象未消失，排除加油泵供电故障。

3.4 加油泵泵芯故障

当加油泵泵芯不工作或泵芯性能降低时，加油泵对燃油的增压能力降低，将导致加油泵报低压。经现场确认加油泵低压告警情况下能听到泵芯运转工作声音，因此可以排除泵芯不工作的情况。针对泵芯性能下降原因，更换加油泵泵芯后打泵验证，低压告警仍然存在，排除泵芯性能降低的可能。

3.5 加油泵泵壳故障

加油泵泵壳泄漏时将导致产品增压能力降低，从而出现低压告警。经现场检查：泵壳无明显损伤，拆卸检查泵壳体上的泄压活门未发现堵塞。分析认为泵壳上的泄压活门开度过大或全开状态，也不会导致机上低压告警情况。经过厂内试验即使泄压活门全开，泵出口与入口的压力差仍能超过低压告警限值。

3.6 压差测量管路堵塞或松脱

加油泵压力差测量管路分别从泵进口和出口引出了一根压力测量管路，当测压管堵塞或松脱时将导致压力测量故障。现场操作人员进入油箱检查测压管路，发现压差测量管路安装固定性牢靠，拆卸测压管路管接头检查未发现堵塞等异常情况。

加油泵壳体上设置有4个引压孔，泄压活门通过该引压孔测量出口活门前压力,根据压力反馈泄流部分燃油以达到零流量散热效果。经分析，该引压孔发生堵塞时将导致引压流量减小，同时在泄压活门的泄流作用下，将进一步降低传递至泄压活门测压口的压力值，最终可能导致压差信号器反馈低压，该底事件不能排除。

4、排除方法

针对引压孔堵塞情况进行了模拟试验，在试验台上分别堵塞不同数量的引压孔，试验结果显示：当壳体上的1个引压孔被堵塞时可能出现低压告警情况，当其中2～3个引压孔堵塞时，低压告警情况明显。

根据帕斯卡原理，加在密闭液体上的压强在大小不变的情况下通过液体向各个方向传递，即在泄压活门内部接口三个位置的压力（压强）相当。当引压孔出现被堵塞情况时，瞬时进入泄压活门内部通道的燃油流量相应减小，此时由于球形活门被高于活门打开压力的内部压力推开，而活门泄流孔未被堵塞，则此时泄压活门内部的出油量大于进油量，燃油密度相对降低，继而导致内部压力降低，即测压口处的压力降低。在堵塞到达一定程度时，最终导致压差信号器反馈低压告警。

根据以上分析结果，从加油泵泵壳上拆卸泄压活门，拆卸后检查引压孔，发现引压孔处存在毛屑物，清除泵壳体上4个引压孔处的毛屑物后重新安装泄压活门。完成后打泵验证，加油泵正常工作，未显示低压告警，进一步进行加油系统试验，加油压力、加油流量等参数符合设计要求，故障排除。

5、结论与建议

针对加油泵低压故障，通过对加油泵本体、信号采集与测量逻辑、供电相序的分析及排查，利用试验台开展模拟试验，最终判定为加油泵测压孔堵塞导致加油泵持续报低压。

通过该加油泵低压故障的分析与处理，提出以下建议：

（1）装配人员在实施装配前应对壳体组件出口处的引压孔畅通情况进行检查，确认正常后进入下一步装配工作，确保产品交付状态清洁无堵塞。

（2）外场产品使用时应保证油箱内燃油清洁度符合技术要求。