某型飞机防滑刹车系统功能失效分析与预防
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收稿 日期 ：２０１２－０３—２０ 作者简介 ：卢文辉 （１９６５一 ），女 ，湖南新 化人 ，高级工程 师 ，硕 士 ，主要从事流体传动及控制方 面的研究 工作 。
２０１２年 第 １０期
液 压 与 气动
１３ｌ
波形 变换 器 、鉴 频器 、参 考 电路 、比较器 、偏 压 电路 、自 动调 压 电路 、伺 服放 大器 和交 叉保 护 电路等 组成 ，其 原 理框 图见 图 ２所 示 。
ｌ Ｉ磊 脚蹬Ｉ ｌ ｒ 广１斋 伺 服两Ｈ ｒ．１ 刹车Ｈ 广１饔 器ｈ ｎ 传 Ｔ Ｉ ｆ＝ 匿 —＝连ｉ． ｌ
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图 １ 防 滑 刹 车 液 压 系统 工 作 原 理 图
２．１ 刹 车控制 盒 刹车控 制 盒与机 轮速 度传感 器 和 电液 伺服 阀配 套
使用 ，调节刹车压力 ，防止机轮打滑 ，并能 自动适应多 种跑 道表 面状 况 ，获得 最 佳 刹 车效 率 。其控 制 部 分 由
机 轮正 常刹 车采 用液压 电子防滑 刹车 系统 。电子
防滑 刹车 系统工 作原 理见 图 １所 示 ，主要 由刹车 手柄 、 减压 阀 、脚蹬 、差 动 阀 、电 液伺 服 阀、刹 车 控 制盒 、速 度 传感 器 和机轮 等 附件 组 成 。 当握压 手柄 时 ，通 过 钢 索 和摇 臂顶 压减 压 阀 ，液 压 则 通 过该 阀 降压 后 输 出 。根 据对 手柄 握压 量 的操纵 ，减 压 阀可 输 出大小 不 同 的刹 车 压力 ，并经 差动 阀 、电液伺 服 阀进 人左 右刹 车装 置 的 刹 车腔 ，实现 刹车 。差 动 阀的摇臂 与脚蹬 联 动 ，偏 转脚 蹬 实wenku.baidu.com 差动刹 车 ，从 而操 纵 飞机转 弯 。松 开刹 车手 柄 ， 刹 车压 力通 过减 压 阀排 到 回油 管路 ，实 现松 刹 车 。刹 车控制 盒和 电液伺 服 阀是 电子 防滑刹 车系统 的两 个核 心控制 部件 ¨ｊ。
图 ２ 刹 车 控 制 盒 防滑 控 制 部 分 原 理 框 图
波 形变 换 器接受 正 比于机轮 速度 的交 流正 弦频 率 信 号 ，将 其 放 大整形 为方 波 ；鉴频 器用 于将 方波 频率 信 号 变换 为 电压 信号 ，该 电压信 号 与方 波频 率成 正 比 ，即 电压值与机轮速度为正比例关 系；参考 电路产生一个 与 飞机 速度 相 似 的减 速 率 ，当飞机 着 陆后 ，以恒 流放 电 模 拟飞 机 的减速 率 ，参 考 电压 另一 方 面还 受 到 鉴 频 电 压及 电流速 度反 馈 的影 响 ；调压 电路 实 际上 是 一 个 函 数发 生 器 ，用 于 克服低 速 段刹 车不 平稳 ，其 原理 是在 拟 定 的速度 范 围 内 自动 输 出 电流去调 整伺 服 阀压力 使 刹 车安 全平 稳 ；比较 器是 将 机 轮 瞬 时 速 度 与 参 考速 度 进 行 比较 ，当其 差值 超过 设计 门限值 时 ，控 制发 出松 刹信 号 ，即可 能 出现打 滑 时 ，输 出一个 高 电平 ，经 阀放 大器 去 控 制伺 服 阀 ，将 刹 车 压力 释放 ，防 止机 轮 打 滑 ；偏 压 电路是 为 了使 飞机 适应 各种 不 同 的跑道 表 面状况 而设 置 ，它 可使 刹 车压力 维 持 在 机 轮 与 地 面 结 合 系数 对 应 的最佳 压 力 附近 ，提 高 刹 车 效率 。防 滑 刹 车有 效 工 作 速 度 范 围为 ３０～３００ ｋｍ／ｈ之 间 。
关键 词 ：防 滑刹车 系统 ；电液 压力伺服 阀 ；刹 车控制 盒 ；失 效分析
中 图分 类 号 ：ＴＨ１３７ 文 献标 志码 ：Ｂ 文章 编号 ：１０００－４８５８（２０１２）１０－０１３０－０４
引 言 飞机 机轮刹 车 系统 有 两 个 功 能 ，一是 与着 陆 减速
伞 配合使 用 ，缩 短 飞机 的着 陆滑跑距 离 ；二是 控制 飞机 地 面滑行 转弯 。该 系 统对 整 个 飞 机 的安 全 至 关 重要 ， 随着新 型 飞机 的起 降重 量 与 速 度 的增 大 ，对 刹 车 系 统 也提 出了更 高 的要 求 。为 实 现 快 速 和 准 确 的 刹 车 控 制 ，某 型 飞机采 用 电液伺 服控 制技术 进行 刹 车减速 ，经 过 多年 的使用 证 明 ，其刹 车效 率高 、轮 胎磨损 小 的优 点 逐渐 为用 户所 认可 。但 这项 技术 在使 用 中也 暴露 出许 多 问题 ，突 出表现 为故 障率 高 ，可靠 性差 。为明确 故 障 原 因 ，更 好地 排除 该故 障 ，现 从机 轮刹 车系统 的故 障现 象 和工 作原 理人 手 ，予 以分 析并 提 出相应 的改进 措施 。 １ 故 障现 象
１３Ｏ
液压 与气动
２０１２年第 １Ｏ期
某 型 飞 机 防 滑 刹 车 系统 功 能 失 效 分 析 与 预 防
卢 文 辉 Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｃｒａｆｔ
Ａｎｔｉ—ｓｋｉｄ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＵ Ｗ ｅｎ．ｈｕｉ
器 鉴频器 Ｈ 比较器 Ｈ 阀放大器 伺
服 阀
ｅ Ｊ＿￣ Ｎ －－－ｔ ｔ，ｑ压
ｊ ｆ 机轮 ｌｌ交叉保护
刹车装置 ｌ ｌ
上 的反馈压 差力 阻 止 阀芯 的运 动 ，当反 馈压 差 力 与 控 制 压差 力平 衡 时 阀芯 停止 运动 。从 而使 阀输 出 的刹 车 压 力 与输入 的 电流值 成反 比对 应 ，输 入 的 电流越 大 ，输 出的刹 车压 力越小 ，实 现 了负增 益 的压 力控 制 。
据 使用 单位 反 映 ，该型 机 自接 装 以来 ，共 发 生 以下 几 种故 障现 模式 ：① 飞 机起 飞前 ，发 动 机 加 满 油 门 ，用 最 大压 力刹 车 ，飞机 出现侧 偏 ；② 着 陆滑行 过程 中飞机 直行 刹 车时 ，飞机 出现侧 偏 ；③ 地 面滑 行 时 ，未 进行 刹 车操 纵 ，飞机 出现 侧 偏 ；④ 地 面 滑行 使 用 刹 车 ，出现 飞 机刹 车失 效 ；⑤转 弯 时 使用 刹 车 ，出现 瞬 间 松 刹 ，造成 飞机 不转 弯 或转 弯 困 难 。据统 计 ，防 滑刹 车 系统 故 障 已属于该型机机 电专业多发性故 障。同时 ，又 因绝大 多数发 生在 飞机着 陆滑 跑 过 程 中 ，直 接危 及 飞 行 训 练 的安全 ，从 而引起 空 、地勤人 员 的广泛 关注 和重视 。 ２ 工 作 原 理
（广州机械科学研究 院 有 限公 司 ，广东 广州 ５１０７００）
摘 要 ：该 文介 绍 了某型飞机 防滑刹 车 系统 的 工作原理 和故 障模 式 ，并重 点对 电液伺服 阀和 刹车控 制 盒 的 工作特 点进 行 了论 述 ，分析 了导 致故 障的原 因 。在 此基 础 上 ，得 出了有益 的 结论 ，并提 出相 应 的 建议 和 改 进 措 施 。
２０１２年 第 １０期
液 压 与 气动
１３ｌ
波形 变换 器 、鉴 频器 、参 考 电路 、比较器 、偏 压 电路 、自 动调 压 电路 、伺 服放 大器 和交 叉保 护 电路等 组成 ，其 原 理框 图见 图 ２所 示 。
ｌ Ｉ磊 脚蹬Ｉ ｌ ｒ 广１斋 伺 服两Ｈ ｒ．１ 刹车Ｈ 广１饔 器ｈ ｎ 传 Ｔ Ｉ ｆ＝ 匿 —＝连ｉ． ｌ
固 罾 Ｈ壅墼
图 １ 防 滑 刹 车 液 压 系统 工 作 原 理 图
２．１ 刹 车控制 盒 刹车控 制 盒与机 轮速 度传感 器 和 电液 伺服 阀配 套
使用 ，调节刹车压力 ，防止机轮打滑 ，并能 自动适应多 种跑 道表 面状 况 ，获得 最 佳 刹 车效 率 。其控 制 部 分 由
机 轮正 常刹 车采 用液压 电子防滑 刹车 系统 。电子
防滑 刹车 系统工 作原 理见 图 １所 示 ，主要 由刹车 手柄 、 减压 阀 、脚蹬 、差 动 阀 、电 液伺 服 阀、刹 车 控 制盒 、速 度 传感 器 和机轮 等 附件 组 成 。 当握压 手柄 时 ，通 过 钢 索 和摇 臂顶 压减 压 阀 ，液 压 则 通 过该 阀 降压 后 输 出 。根 据对 手柄 握压 量 的操纵 ，减 压 阀可 输 出大小 不 同 的刹 车 压力 ，并经 差动 阀 、电液伺 服 阀进 人左 右刹 车装 置 的 刹 车腔 ，实现 刹车 。差 动 阀的摇臂 与脚蹬 联 动 ，偏 转脚 蹬 实wenku.baidu.com 差动刹 车 ，从 而操 纵 飞机转 弯 。松 开刹 车手 柄 ， 刹 车压 力通 过减 压 阀排 到 回油 管路 ，实 现松 刹 车 。刹 车控制 盒和 电液伺 服 阀是 电子 防滑刹 车系统 的两 个核 心控制 部件 ¨ｊ。
图 ２ 刹 车 控 制 盒 防滑 控 制 部 分 原 理 框 图
波 形变 换 器接受 正 比于机轮 速度 的交 流正 弦频 率 信 号 ，将 其 放 大整形 为方 波 ；鉴频 器用 于将 方波 频率 信 号 变换 为 电压 信号 ，该 电压信 号 与方 波频 率成 正 比 ，即 电压值与机轮速度为正比例关 系；参考 电路产生一个 与 飞机 速度 相 似 的减 速 率 ，当飞机 着 陆后 ，以恒 流放 电 模 拟飞 机 的减速 率 ，参 考 电压 另一 方 面还 受 到 鉴 频 电 压及 电流速 度反 馈 的影 响 ；调压 电路 实 际上 是 一 个 函 数发 生 器 ，用 于 克服低 速 段刹 车不 平稳 ，其 原理 是在 拟 定 的速度 范 围 内 自动 输 出 电流去调 整伺 服 阀压力 使 刹 车安 全平 稳 ；比较 器是 将 机 轮 瞬 时 速 度 与 参 考速 度 进 行 比较 ，当其 差值 超过 设计 门限值 时 ，控 制发 出松 刹信 号 ，即可 能 出现打 滑 时 ，输 出一个 高 电平 ，经 阀放 大器 去 控 制伺 服 阀 ，将 刹 车 压力 释放 ，防 止机 轮 打 滑 ；偏 压 电路是 为 了使 飞机 适应 各种 不 同 的跑道 表 面状况 而设 置 ，它 可使 刹 车压力 维 持 在 机 轮 与 地 面 结 合 系数 对 应 的最佳 压 力 附近 ，提 高 刹 车 效率 。防 滑 刹 车有 效 工 作 速 度 范 围为 ３０～３００ ｋｍ／ｈ之 间 。
关键 词 ：防 滑刹车 系统 ；电液 压力伺服 阀 ；刹 车控制 盒 ；失 效分析
中 图分 类 号 ：ＴＨ１３７ 文 献标 志码 ：Ｂ 文章 编号 ：１０００－４８５８（２０１２）１０－０１３０－０４
引 言 飞机 机轮刹 车 系统 有 两 个 功 能 ，一是 与着 陆 减速
伞 配合使 用 ，缩 短 飞机 的着 陆滑跑距 离 ；二是 控制 飞机 地 面滑行 转弯 。该 系 统对 整 个 飞 机 的安 全 至 关 重要 ， 随着新 型 飞机 的起 降重 量 与 速 度 的增 大 ，对 刹 车 系 统 也提 出了更 高 的要 求 。为 实 现 快 速 和 准 确 的 刹 车 控 制 ，某 型 飞机采 用 电液伺 服控 制技术 进行 刹 车减速 ，经 过 多年 的使用 证 明 ，其刹 车效 率高 、轮 胎磨损 小 的优 点 逐渐 为用 户所 认可 。但 这项 技术 在使 用 中也 暴露 出许 多 问题 ，突 出表现 为故 障率 高 ，可靠 性差 。为明确 故 障 原 因 ，更 好地 排除 该故 障 ，现 从机 轮刹 车系统 的故 障现 象 和工 作原 理人 手 ，予 以分 析并 提 出相应 的改进 措施 。 １ 故 障现 象
１３Ｏ
液压 与气动
２０１２年第 １Ｏ期
某 型 飞 机 防 滑 刹 车 系统 功 能 失 效 分 析 与 预 防
卢 文 辉 Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｃｒａｆｔ
Ａｎｔｉ—ｓｋｉｄ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＵ Ｗ ｅｎ．ｈｕｉ
器 鉴频器 Ｈ 比较器 Ｈ 阀放大器 伺
服 阀
ｅ Ｊ＿￣ Ｎ －－－ｔ ｔ，ｑ压
ｊ ｆ 机轮 ｌｌ交叉保护
刹车装置 ｌ ｌ
上 的反馈压 差力 阻 止 阀芯 的运 动 ，当反 馈压 差 力 与 控 制 压差 力平 衡 时 阀芯 停止 运动 。从 而使 阀输 出 的刹 车 压 力 与输入 的 电流值 成反 比对 应 ，输 入 的 电流越 大 ，输 出的刹 车压 力越小 ，实 现 了负增 益 的压 力控 制 。
据 使用 单位 反 映 ，该型 机 自接 装 以来 ，共 发 生 以下 几 种故 障现 模式 ：① 飞 机起 飞前 ，发 动 机 加 满 油 门 ，用 最 大压 力刹 车 ，飞机 出现侧 偏 ；② 着 陆滑行 过程 中飞机 直行 刹 车时 ，飞机 出现侧 偏 ；③ 地 面滑 行 时 ，未 进行 刹 车操 纵 ，飞机 出现 侧 偏 ；④ 地 面 滑行 使 用 刹 车 ，出现 飞 机刹 车失 效 ；⑤转 弯 时 使用 刹 车 ，出现 瞬 间 松 刹 ，造成 飞机 不转 弯 或转 弯 困 难 。据统 计 ，防 滑刹 车 系统 故 障 已属于该型机机 电专业多发性故 障。同时 ，又 因绝大 多数发 生在 飞机着 陆滑 跑 过 程 中 ，直 接危 及 飞 行 训 练 的安全 ，从 而引起 空 、地勤人 员 的广泛 关注 和重视 。 ２ 工 作 原 理
（广州机械科学研究 院 有 限公 司 ，广东 广州 ５１０７００）
摘 要 ：该 文介 绍 了某型飞机 防滑刹 车 系统 的 工作原理 和故 障模 式 ，并重 点对 电液伺服 阀和 刹车控 制 盒 的 工作特 点进 行 了论 述 ，分析 了导 致故 障的原 因 。在 此基 础 上 ，得 出了有益 的 结论 ，并提 出相 应 的 建议 和 改 进 措 施 。