罕见的压力组件导致EMDP过热灯亮

来自于网络公众号

一、故障描述:

某航XXX飞机过站出港时机组反应A系统EMDP过热灯点亮,关泵以后灯灭,完成线路检查正常,更换A系统EMDP及过热电门,测试正常;推出滑行时,机组再次反应A系统EMDP过热灯点亮,关泵以后灯灭。

二、处理经过

第一次滑回,参考FIM29-30TASK806排故

第二次滑回,尝试再现故障,全面收集相关故障现象

三、原理介绍

EMDP或者EDP泵体在运转中,不可避免的会产生热量,进入泵体的液压油,一部分用于增压后供到下游液压用户,另外有一小部分油液,在泵体内循环,起到润滑作用,同时,将泵运转产生的热量带走,我们称这部分为壳体油路。在壳体油路上,装有壳体回油滤,用于监控泵是否存在异常磨损,若异常,则会产生金属屑并被壳体回油滤过滤。一般来说,壳体回油是液压系统中温度最高的部分,因此,在壳体油液回到油箱的管路上,装有一个冷却器,用燃油来对此路液压油液进行冷却。

有两个过热电门对EMDP系统过热状态进行监控,一个位于EMDP泵本体,用于监控泵体温度,门限值为235F,当温度超过235F时,点亮驾驶舱过热灯;另外一个位于EMDP壳体回油管路上,门限值为225F,用于监控EMDP壳体回油的温度,当油温高于225F时,点亮驾驶舱EMDP过热灯。

EMDP及EDP的输出压力,正常范围为2800~3200psi,在压力组件上装有压力传感器,对液压压力进行探测并在驾驶舱指示。当压力超过3500PSI时,为了防止下游液压用户被损坏,在压力组件装有释压活门,将超压的油液直接返回到液压油箱内。

四、故障分析

1、EMDP泵实际温度较高,排除指示故障,参考FIMFIM29-30TASK806排故,可能部件有EMDP供压管、EMDP、EMDP壳体油滤、EDP.

2、检查泵输出压力不足,且过热,结合FIM情况,EMDP为最大可能性部件,然后更换后故障依旧,查询更换泵为返修件,总使用时间三万八千小时,怀疑新件故障,然而,再次更换,故障依旧,排除了EMDP的可能性。

3、检查了EMDP及EDP壳体油滤干净,排除了泵存在异常磨损的可能性。

4、在FIM范围内排除,只剩EMDP供油管及EDP,由于作动扰流板,压力瞬时下将较大,可能存在虚压的情况,及供给油量不足,供给油量远小于用户需求油量,怀疑EMDP供油管存在堵塞的情况,然而,更换EMDP供油管,故障依旧。

5、FIM范围可能部件剩余EDP,还是继续换EDP吗?该冷静一下了。。。

虽然过热灯亮是在EDP运转才表现出来的,看上去很像是EDP产生过热,过热的油液返回油箱,造成整个液压系统高温,高温油液进入到EMDP的过热探测,触发过热,似乎一切都解释得通,然而,在不启动EDP时,EMDP的压力会持续降低,且温度也会不断升高,这个现象解释不通,因此,EDP不是故障原因所在。

撇开FIM,结合原理重新审视这个故障,筛选出关键现象:

A、单开EMDP,油温不断上升,但是上升到一定值时,出现瓶颈,趋于稳定,不再升高

B、接通EDP,可以突破A情况的瓶颈温度,让温度继续上升,点亮过热灯

C、作动液压部件时,压力瞬时下降较大

现象A、B,说明系统中存在发热部件,液压系统中的热量,来自两个方面,

1、液压泵:

H1=P*(1-η)

 H1——液压泵发热功率,W

P——液压泵的输入功率,P=p*q/η,

η——液压泵的总效率,一般取0.8

p——液压泵实际出口压力,Pa,

q——液压泵实际流量,m3/s,

H1=p*q*(1-η)/η

2、溢流阀(内漏):

H2=p’*q’

H2——溢流阀发热功率,W

p’——溢流阀设定压力,Pa,

q’——溢流阀过油流量,m3/s。

结合液压流体热量计算公式可知,无论是泵产生的热量还是溢流阀(内漏)产生的热量,都和流量呈正相关,流量越大,所产生的温度越高。在本次故障中,开EMP使得温度可以突破开EMDP的温度瓶颈,产生超温,原因就在于EDP增加了液压流量。可以初步推断出此现场的故障原因在于部件存在内漏。同时,现象C,由于EMDP的供油管正常,及泵的油液供给是够的,然而,作动下游部件出现低压,说明泵与用户之间存在内漏,给到用户的液压油液不足造成了低压,此现场也从另外一个角度验证了内漏的可能。

回顾原理图,在泵与用户之前存在内漏的可能部件有2个:

1、压力组件的释压活门。

2、PTU回油。

再来分析下两种可能性:

1、压力组件这路,只需要压力组件的释压活门故障,限压阈值低于EMDP的输出压力,就会造成内漏

2、PTU这路,需要PTU控制活门失效在开路,并且PTU本体故障,发生内漏,需要两个部件同时故障,可能性较低,再加上PTU控制活门前有个限流活门,流量不会太大,因此可能性较低。

综合来看,压力组件内的施压活门故障,限制发至低于EMDP的输出压力,是可能性最大的故障原因。

验证猜测:

接通EMDP泵5分钟,测量压力组件释压活门处的管路温度,测量温度80℃,对比B系统EMDP的温度为30℃,基本肯定了A系统的超压释压阀打开了。

最终,更换了A系统压力组件,故障排除。

附:自有案例的打压掉压力

EDP液压吊架管接头裂纹

HNA-HNA-24-1219-02B

2024年6月,近期有两架飞机的在吊架的管路接头,均发生裂纹漏油,件号为272A3151-27。

从说明可知,该管路为包含管子,sleeve、UNION和NUT这几个部分。

管组件件号为272A3151-27,相关信息为TUBING MATERIAL:1 IN. OD X .035 IN. WALLX 17.7 IN. LG AMS 4083 6061 T6 TUBING

这表明 管子的外径(OD=OUTER DIAMETER)为1英寸,壁厚(WALL)为0.035 英寸,长度(LG=LONG)为17.7英寸,衬套(SLEEVE)材料是6061-T6铝合金。

各组成部分如下:

1、衬套(SLEEVE)的件号为AP2097HP16,波音识别号为BACS13BX16HP,这里的HP表示材料为15-5PH, cadmium plate finish,镀铬的不锈钢。具体的材料识别方法查阅波音标准BACS13BX。可以得到如下信息:

MATERIAL

15-5 PH CRES PER AMS 5659.

LETTER “H” AFTER DASH NUMBER DESIGNATES PASSIVATED FINISH.

LETTERS “HP” AFTER DASH NUMBER DESIGNATE CADMIUM PLATED FINISH.

2、B螺帽(B-NUT)的BACN10YL16L,这里的YL表示材料是铝合金,(YA的话表示材料是钛合金,YE表示材料是不锈钢)。

3、连接件(UNION)的件号是35056GV16A,波音识别号是BACU24AB16AW,这里的W表示材料是7075-T73铝合金(如果是H和HP代表不锈钢,HP同时表面镀镉)

此次发生裂纹的为连接件(UNION)的件号是35056GV16A,波音识别号是BACU24AB16AW,7075材料的铝合金,针对7075管路接头的问题,波音737-FTD-29-05002(737NG-FTD-29-05006)中对7075铝合金接头发生裂纹的情况做了讨论。认为是过扭矩”和/或应力腐蚀引起,由于故障率在可控范围,并不准备做进一步的改进。

和波音SR沟通的情况如下:

a.是否有其他运营商报告的类似问题?
Ra。通常,当液压管路的接头扭矩过大时,我们会看到这种类型的损坏。特别是,对于该部件,我们只知道另一份报告中发生了类似损坏。否则,这种情况很少见。

b.管路破裂的可能原因是什么?
Rb。根据上述内容,我们已经看到这种损坏发生在发生已知过扭矩的其他安装上。当出现过扭矩时,我们已经看到断裂发生在径向和轴向,就像在这种情况下一样。

c.是否可以采取任何维护措施来防止裂缝?
Rc。我们建议海南航空审查737-SL-29-118,以获得液压部件扭矩值的额外解释,以确保在安装过程中不会出现扭矩过大的情况。

d.波音公司是否有计划改进或改造该管道?
Rd.波音公司没有改进或改造该管道的计划。

收起落架时液压泵低压

HNA-HNA-24-1205-02B

机队中常见的收起落架时液压泵低压,多见于A系统EDP供压管更换后,由于管路中排气不充分,导致次段出现大用户用油,收起落架的时候发生液压泵低压的情况。

但是在2024年6月,15*8飞机出现了比较少见的管路中出现来源不明的大量气体,导致收起落架液压泵低压的情况。

1、故障过程:

收起落架时A系统EDP,EMDP低压灯,备用方向舵亮,2秒左右后灭(机组准备进入下DU看液压参数时,灯已恢复)。到位后沟通机组关闭A系统EMDP,核实单独使用EDP, 油量89 压力3010;单独使用EMDP压力3060,检查无外漏,核实油箱增压压力64PSI。译码核实收起落架时,A系统EDP和EMDP低压灯亮,飞控A低压灯亮,备用方向舵活门打开,A系统压力最低降至876PSI,起落架收上慢,用时16秒,在起落架收上前A系统在逐渐增加。A系统液压油量从最开始的99.5(此时发动机已启动)增加到最大113.25,收起落架时A系统油量从107.5降至80。译码核实上一段LHW-HGH,A从89.5增加到99.5, B91.75增加到100.75,在落地后,襟翼完全收回后,B系统油量从76.75增加到102,A系统缓慢增加到99。

2、译码情况:

当段

前段

后段

3,各类可能性排除:

1)、由于故障段是当日的第三段,基本排除了勤务问题、前一日也没有执行过EDP供压管、刹车更换这类可以引入大量空气的工作。

2)、油箱增压的压力不足导致回油慢,从而带入气体,这个也是机队历史上发生过多次的,比较典型的是导致液刹车往复活门撞击声,或者刹车尖叫等。但当段核实的气压却达到了67PSI,且在次段落地也是到70PSI(次段收起落架和压力正常)。正常情况下当增压压力大于60-65PSI的时候,释压活门就会作动释压了。

依据AMM29-09-01检查A系统油箱增压气滤无堵塞。.依据AMM29-09-04检查A系统液压油箱增压四通接头cross fitting单向活门进口有类似胶一样的东西,已完成疏通。依据AMM29-09-01检查A系统油箱增压气滤次级单向活门功能正常。依据AMM29-09-05完成更换A系统油箱增压释压活门,测试正常,无渗漏。

3)、刹车储压器漏气进入到液压系统,但经完全泄压后储压器压力正常。

4)、EDP供压管未接好或脱开,导致大用户的时候仅靠EMDP供压,出现低压警告。检查无异常。

由于目前唯一发现的是油箱增压压力偏高的情况,并未有其他异常发生。就此和波音做了沟通和讨论。

波音提供了一些可能性的分析

1、提到了A系统的油量增加可能来自于B系统的串油;

2、提到另一种可能性是,这架飞机可能发生内部泄漏。泵是可变排量的,将调节流量以满足系统的要求。当存在内部泄漏时,在系统运行期间需要额外的流量,因此对泵的需求增加。需求的持续增加将导致系统的稳态温度高于正常温度。这可以解释系统A数量增加而系统B没有减少的原因。对于泵压力模块,有一个安全阀,设计用于在泵对系统加压过大时打开,并将液压油排回储液罐。压力降低,防止了对模块化组件和飞机部件的损坏。但是,在发现压力模块安全阀有缺陷的其他情况下,它可能会卡在打开位置并导致低压。

3、还有一种可能是EDP供压管渗漏导致。

提出一种推理就是,由于cross fitting单向活门堵塞,影响气流的通过,在气流的推动下,下游压力升高,但实际流量不足。因而被监控到的表头压力偏高。但由于堵塞导致真实的供气气流不足,使油箱内真实压力不足,导致回油不畅,油量增加。

还有一种假设是, 异物封堵了CROSS FITTING的单向活门,导致液压油箱无法正确增压。而异物的存在,也给增压气路中的水汽提供了附着的可能。由于用于液压油箱增压的引气温度并不高,空中温度较低,随着附着的水汽存的结冰(目前只是一种推测),故障现象会逐渐显现出来。

还有一种就是认为和这个增压无关,而是单纯的EDP输出问题,压力够,但流量不够。

737飞机PTU流量限制活门安装封圈力矩

SR HNA-HNA-24-0967-02B

2024年4月有飞机,因PTU流量限制活门漏油,需更换封圈。

限流活门组件件号为65C26839-29,由活门本体(1121S1-12-14-0)、封圈(NAS1612-12)和节流管reducer(MS21916-12-8)组成,此次检查发现的是封圈损坏。

由于CMM仅有活门本体的分解,并未涉及活门与节流器之间的安装,且不明确该材质,与播音做了沟通。

波音表示安装节流器到流量限制活门的力矩为450 ± 23 in-lb,基于节流器钢材质,流量活门本体铝材料。并可参考AMM 20-10-51和737-SL-29-118查找相关力矩。

Torque the Reducer P/N MS21916-12-8 to 450 ± 23 in-lb when installing into the Flow Limiter P/N 1121S1-12-14 -0. The Reducer is made from Steel and the Flow Limiter Body is made from Aluminum, and based upon the material differences, the Aluminum torque values are to be used in the installation.

HNA may review AMM 20-10-51, and Service Information Letter 737-SL-29-118 for additional information on Determining Installation Torque for Tube/Fittings/Hoses

[ Back To Top ]