1空客A320液壓系統(tǒng)解析

1、空客 A320-液壓系統(tǒng)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(shè)計理念及架構(gòu)奠定了空中客車公司在民機市場 中的地位。從系統(tǒng)構(gòu)成、工作性能、可靠性及維修性等方面對A320液壓系統(tǒng)進行 了詳細介紹和分析。該機型液壓系統(tǒng)架構(gòu)簡潔，具有一定的先進性，對相近民用機 型設(shè)計而言，具有重要的參考意義。關(guān)鍵字:A320液壓系統(tǒng);主液壓系統(tǒng)；輔助液壓系統(tǒng)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(shù)字式電子飛行操縱系統(tǒng)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(tǒng)是個復雜、多余度、大功率

2、的液壓系 統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)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(chǎn)的雙發(fā)中短程150座級飛機。A300/310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(nèi)。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(jīng)濟性和更高

3、的可靠性 等優(yōu)點，是一種真正經(jīng)過創(chuàng)新的 飛機A320系列客機在設(shè)計中“以 新制勝”，采用了先進的設(shè)計和生 產(chǎn)技術(shù)以及新型的結(jié)構(gòu)材料和先 進的數(shù)字式機載電子設(shè)備，是第 一款使用電傳操縱飛行控制系統(tǒng)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(tǒng)。 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(jīng)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(tǒng)概述及工作原理A320飛機安裝有三個相互獨立的液壓系統(tǒng)（沒有液壓油的交換），分別稱為綠 系統(tǒng)、黃系統(tǒng)和藍系統(tǒng)。每一系統(tǒng)都有各自

4、的液壓油箱（引氣增壓）。三個系統(tǒng) 的正常工作壓力均為3 000p si （沖壓空氣渦輪作動時為2 500p si）。液壓系 統(tǒng)功能如圖1所示。3.1主液壓系統(tǒng)主液壓系統(tǒng)包括綠系統(tǒng)、黃系統(tǒng)和藍系統(tǒng)這三個系統(tǒng)，向飛機的用戶系統(tǒng)提供圖1A320液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能框圖優(yōu)先閥5Oi方血舵L攥數(shù)縫具gyrrTm優(yōu)先閥優(yōu)先閥rj液壓動力。如圖1所示,綠系統(tǒng)（圖1中左系統(tǒng)）由左發(fā)動發(fā)動機驅(qū)動泵（EDP供壓,藍系 統(tǒng)（圖1中中間系統(tǒng)）由電動泵供壓，當發(fā)動機工作時這三個主系統(tǒng)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(zhuǎn)時，藍 系統(tǒng)的電動泵都會自動起動。所有系統(tǒng)的正常工作壓力均為

5、3 OOOp si。綠系統(tǒng)主要提供液壓動力給起落架（包括前輪轉(zhuǎn)向操縱）、正常剎車、左（1號）發(fā)動機反推、部分飛行操縱系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)換組件等。系統(tǒng)的大多數(shù)部件都安 裝在主起落架艙內(nèi)，與另外兩個系統(tǒng)完全隔離。黃系統(tǒng)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(tǒng)以及動力轉(zhuǎn)換組件等。黃系統(tǒng)的大部分組件都安裝于機腹整流罩右 側(cè)的黃液壓艙上，位于主輪艙前方。黃系統(tǒng)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(tǒng)進行操作。藍系統(tǒng)主要給部分飛行操縱系統(tǒng)以及恒速馬達等提供液壓動力。 藍系統(tǒng)艙位 于機腹整流罩左側(cè)的主起落架艙前方，系統(tǒng)大多數(shù)部件安裝于此艙，只有油箱和 低壓過濾

6、器安裝于主起落架艙尾部的機腹整流罩左側(cè)。3.2 輔助液壓系統(tǒng)當主泵不能供壓時，由輔助液壓系統(tǒng)對飛機供壓。輔助液壓系統(tǒng)及相關(guān)的部件有藍輔助系統(tǒng)（RAT）、動力轉(zhuǎn)換 組件（PTU）、對黃系統(tǒng)供壓的電動 泵以及一個僅對貨艙門供壓的手動 泵。動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有一個雙向動力 轉(zhuǎn)換組件（PTU）,在綠系統(tǒng)和黃系 統(tǒng)之間傳輸動力。當綠系統(tǒng)和黃系 統(tǒng)的壓力差超過設(shè)定值時，壓力大 的系統(tǒng)通過PTU將壓力傳輸給另一 個系統(tǒng)。綠、黃系統(tǒng)分別使用電磁 閥來打開或關(guān)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(tǒng)的RAT安裝于機腹整流罩左側(cè)艙內(nèi)，它在雙發(fā)失效條件下為飛控系統(tǒng)提供動力,并通過

7、恒速馬達/發(fā)電機(CSM/G)產(chǎn)生的電力作為應急電源。當兩個發(fā) 動機都出現(xiàn)故障，或者一個發(fā)動機出現(xiàn)故障而另一個發(fā)動機的發(fā)電機出現(xiàn)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(nèi) 人工展開RAT,旦展開,只有在 地面時才能進行收回。黃系統(tǒng)的電動泵安裝于黃液 壓系統(tǒng)艙內(nèi)，當發(fā)動機或發(fā)動機泵出現(xiàn)故障時，該電動泵給黃系統(tǒng)提供液壓動力作動其所有部件 綠系統(tǒng)供壓。此外，安裝于黃系統(tǒng)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(tǒng)各自功能三個主系統(tǒng)互相是液壓式隔離的。液壓

8、油不可能從一個主系統(tǒng)到任何其他的 主系統(tǒng)。發(fā)動機驅(qū)動 泵(EDP)提供給綠 和黃主系統(tǒng)液壓 源。綠系統(tǒng)連接左 發(fā)動機黃系統(tǒng)連 接右發(fā)動機。藍系 統(tǒng)是由電動泵驅(qū) 動的。當發(fā)動機運 轉(zhuǎn)時,三個主系統(tǒng) 自動供給液壓源 直接連接兩個EDP到他們相關(guān)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(tǒng)增壓每個主系統(tǒng)。在三個液壓艙中有系統(tǒng)里的大部份部件。綠系統(tǒng)部件是主起落架艙里。黃系 統(tǒng)部件在右機腹整流罩的液壓艙內(nèi)。藍系統(tǒng)組件在左機腹整流罩的液壓艙里。兩,且可以通過PTI向切tWiT|PTU|JFLfJMT LAHIHWaMHERA KE

9、S MME WWELSTEER HEXKRSUREHS-IuoapsirUKHTCOWTWSJLSHWnklTSFtEONDTQHjGChERATMfuoHTcawrreat.5DMKE3；REvpaspH fwq 3maRSI個液壓艙（藍和黃）是在主起落架艙前部綠系統(tǒng)有可能會失效導致前輪不能轉(zhuǎn)彎，只能拖出跑道。綠系統(tǒng)可由發(fā)動機驅(qū)動泵，動力轉(zhuǎn)換組件（ptu），地面共給接頭三個來源來 增壓咼壓系統(tǒng)。綠系統(tǒng)的額定工作壓力為3000 psi（206 bar）。系統(tǒng)的回油部分 通常增壓到50psi。當綠系統(tǒng)和黃系統(tǒng)壓差在500psi以上時PTI工作，像一個泵一 樣從壓力低的那側(cè)油箱里抽油 供給高啊系統(tǒng)

10、，從而達到提高 壓力低側(cè)壓力的目的。2.黃系統(tǒng)的主要供給對象 有：方向舵、偏航阻尼器、俯 仰配平、右側(cè)升降舵、 右側(cè)襟 翼馬達、 左側(cè)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(cè)反 推。 黃系統(tǒng)可由發(fā)動機驅(qū)動泵，動 力轉(zhuǎn)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(tǒng)。三個地面勤務面板，每個主系統(tǒng) 罩處。黃地面勤務面板是在右機腹 整流罩內(nèi)。所有地面勤務面板都在個。藍和綠地面勤務面板位于左機腹整流Z| IM LMi VTC | I1FI主起洛架艙后。1.綠系統(tǒng)主要的供給對象有： 左右副翼、左右5號擾流板、水平 安定面、左側(cè)升降舵、左右縫翼翼 尖剎

11、車、右側(cè)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(zhuǎn)彎（傳統(tǒng) 型），現(xiàn)代加強型都是由黃系統(tǒng)供 壓，因為在重力釋放起落架的時候ERCU1I-冃*SHI hi 再suniE-h*Il Ag g lLiEli | 評此龍rWMVrvIHMIE* B lF /Hl Mi 補IH！ d eTtfcws*&M. 、s C1TL5VKL4IA a衛(wèi)MT:I*昨-弘rhiHlil LJUL4CIL JIU-L.LR b GF41LOI 4MT 4-UW P朗ML 5S4.HLRI9Lgilt iMLHVKt 4&. cmEC-ois論哥IM*f 4EE.FELL.

12、1 STSttH亠ELVI ZU T-11 Tft RMIE J-:= *IHLH ira：-Ut 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(guān)閉3.藍系統(tǒng)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(cè)縫翼馬達。藍系統(tǒng)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(tǒng)。在空中雙發(fā)停車的緊急情 況，藍系統(tǒng)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(cè)縫翼馬達。flOWS!I hl 2sjtrr 尊 i 旳 4、A320 液壓系統(tǒng)性能介紹A320液壓系統(tǒng)基本性能指標主要包括以下幾 個方面：系統(tǒng)壓力：

13、3 000p si;液壓流體:AS1241,合成阻燃液壓油；(3)液壓流體工作溫度：-54C+ 107C,給定功率要求下為-55C+ 60C;沒有 定義功能和功率要求下為-60C+ 110C;表表1啟飛機液壓系統(tǒng)功率分罷啟飛機液壓系統(tǒng)功率分罷系統(tǒng)綠黃ilTTT.功調(diào)JA時燈液壓泵數(shù)呈232主泵發(fā)動機騾 動泵EDP4SJAV150L inu羽尉L15L /mEL電動泵HVIP1斗呵6 1 gan (25L /m nt at2S40p&ig 5gsn(32L/min at2l75p$i1ft i4Pa13dPa輔二泵電動泵BVIP同上同上能量轉(zhuǎn)換 裝置PTU9CL min】5就?QLin

14、in11 Pa沖壓漏輪驅(qū)動泵RAT22KV SOLui mITMPa(4)環(huán)境溫度：處于工作狀態(tài)的裝置為-55C+ 90C;不工作的裝置為-65C+ 110C;(發(fā)動機輻射區(qū)內(nèi)的裝置高出20C);(5)污染度控制水平為NAS1638 - 8級;濾芯過濾精度為高壓15卩m,低壓3卩m;系統(tǒng)總?cè)莘e：約為240 L;(7)能源系統(tǒng)共安裝了約110種253個元件；(8)裝置測試最大飛行高度：13716 m;(9)工作壽命：20年。A320飛機液壓系統(tǒng)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(tǒng)均裝有各類傳感器，用于監(jiān)控油箱的油量、系統(tǒng)的 壓力、泵的輸出壓力、液壓油的溫度以及油箱內(nèi)的壓力

15、等。 這些數(shù)據(jù)用于系統(tǒng)告 警指示、操作、維護。告警包括音頻報警，燈光報警以及由ECA顯示警告信息。6、A320 液壓系統(tǒng)重量A320飛機液壓能源系統(tǒng)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(tǒng)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常標準放行標準1.液壓泵發(fā)動機驅(qū)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(tǒng)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

16、）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(tǒng)增壓）無滲漏2滴/10分鐘動力封嚴（系統(tǒng)增壓）1滴/10分鐘升降舵：6滴/10分鐘（見注1）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

17、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(tǒng)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(zhuǎn)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)封嚴無滲漏1滴/分鐘（系統(tǒng)增壓）如：分配器開鎖作動器液壓馬達軸封嚴5滴/分鐘30滴/分鐘縫翼襟翼THS（增壓和工作中）CSMG恒速馬達發(fā)電機1滴/分鐘6滴/分鐘剎車系統(tǒng)（見注3）（見注3）剎車組件無滲漏無滲漏（放松狀態(tài)）剎車組件1滴/分鐘2滴/分鐘（供壓狀態(tài)）地面

18、滲漏計量組件（放松狀態(tài)）2滴/天4滴/天（系統(tǒng)增壓）1滴/5個循環(huán)2滴/5個循環(huán)（增壓和操縱后）1滴/15分鐘2滴/15分鐘手搖泵5滴/分鐘30滴/分鐘（貨艙門、油箱加油）-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(tǒng)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(nèi)，更換偏航阻尼作動器（參照AMM TASK27-26-51-000-001和AMM TASK27-26-51-400-001

19、）-若在15滴/分鐘和30滴/分鐘之間，在后續(xù)100個飛行小時內(nèi)，更換偏航阻尼作動器（參照AMM TASK27-26-51-000-001和AMM TASK27-26-51-400-001）-若大于30滴/分鐘，立即更換偏航阻尼作動器（參照AMMTASK27-26-51-000-001和AMM TASK27-26-51-400-001）5,若溫度低于-40度，允許10滴/分鐘。&系統(tǒng)可靠性及維修性A320設(shè)定的可靠性指標為飛機在投入運行兩年內(nèi)使用可靠性達99%,這意味著故障率必須限制在1%圍內(nèi)。為此,設(shè)計人員將1%勺故障率在各個系統(tǒng)中進行 分解,從而確定液壓系統(tǒng)的故障率范圍。 按照計算

20、，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(tǒng)通過以下系統(tǒng)配置細節(jié)，達到較 高的維護性水平。(1)機外供壓接頭：3個系統(tǒng)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(tǒng)的電動泵以及PTHE置,可以實現(xiàn)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(tǒng)維護和調(diào)試；(3)快卸接頭和單向閥保證了泵的迅速更換而不產(chǎn)生實質(zhì)性的液壓流體泄漏；(4)為了方便系統(tǒng)檢測和調(diào)整，在易于接近的地方設(shè)置控制面板且將主要維 護設(shè)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(tǒng)加油手動泵以

21、及具有油箱狀態(tài)監(jiān)視的選擇閥使得系統(tǒng)維 護易于實現(xiàn)；(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具和無液壓流體 損耗的情況下進行；(9)每個系統(tǒng)都安裝一個液壓油采樣閥；(10)借助于開關(guān)閥和一個機外測量裝置可檢查每個執(zhí)行機構(gòu)(特別是伺服操 縱系統(tǒng))的內(nèi)部是否有泄漏情況；(11)系統(tǒng)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(tǒng)的管路中 設(shè)有液體分離器，使得系統(tǒng)具有較高的污染度自控制能力；(12)每個系統(tǒng)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(jié)構(gòu)，保證了其在安裝和更換時不會混淆；(14)通過一個安裝在維