石家庄海山实业发展总公司
摘要：通过对某型电磁开关故障现象进行科学的分析和判断，找出问题发生的原因，迅速采取科学有效的地面检查方法，杜绝后续同类故障的持续发生。
关键词：卡滞；故障
Analysis of Cut Off The Air Supply Electoymagnetic
Switch sticky
Keywords： Stick ;Stagnation
1 问题概述
某部队在进行某型飞机训练飞行时，空中加油后，出现副油箱、机翼油箱输油异常现象。进一步排查，该机机燃油系统输油异常问题的原因是某型电磁开关在空中加油结束后，转换状态过程中大活门卡滞在部分打开位置。
2 工作原理及原因分析
2.1 产品基本情况
某型电磁开关主要由出口管嘴(1)、大活门(2)、小活门(3)、电磁铁(4)和壳体(5)等主要零组件组成。
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1-出口管嘴 2-大活门 3-小活门 4-电磁铁 5-壳体
图1 某型电磁开关结构图(通电、关闭状态)
2.2 工作原理
通电状态(见图1)：当电磁铁通电时，电磁铁内小活门上移，其上锥切断控制腔A和环境连接的气路通道,从而使大活门控制腔A不通大气而与控制气路接通。由于大活门在A腔的受压面积大于阀口受压面积,因此大活门在控制压力与阀口压力之差作用下向右关闭,从而切断系统气源。
断电状态：当电磁铁不通电时，电磁铁内小活门下锥切断控制气路,活门控制腔A通大气，大活门在入口压力作用下向左运动打开,气流从中通过。
2.3 复试情况
常温下，电磁阀通电，产品进口加0.9MPa压力，使活门完全关闭，然后缓慢将进口压力降为零，随后将电磁阀断电，产品进口缓慢加压，记录活门完全打开时活门压力(合格产品的出口压力应与进口压力基本相等)。试验结果见表1。
表1 试验结果
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由以上数据可知，常温下，进口压力小于600kPa，流阻较大，即产品未完全打开，在部分打开位置。进口压力大于600kPa后，产品可以完全打开。
产品多次开关后，再次进行最低启动压力试验，产品工作恢复正常，试验结果见表2。
表2 试验结果
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2.4 分解检查情况
对故障产品分解后检查，发现产品出口管嘴和大活门内壁上有轻微划痕。详见图2、3。
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图2 出口管嘴
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图3 大活门
2.5 原因分析及问题定位
a)进行常温最低启动电压试验、最低启动压力试验、常温性能试验、高温性能试验过程中，控制气路正常，可排除小活门密封性差和动铁芯卡滞因素。
b)分解检查塑料密封圈完好，排除塑料密封圈损坏引起产品故障的因素。
c)对相关零件进行检查符合图样要求，排除零件尺寸超差引起产品故障的因素。
d)从大活门与出口管嘴配合处出现划痕现象，分析认为可能是粉尘颗粒进入配合间隙造成大活门在壳体内运动不灵活，造成产品无法完全打开。
经试验验证、分解检查及分析可知，某型电磁开关无法完全打开故障的原因是产品出口管嘴与大活门配合面进入粉尘颗粒使大活门运动不灵活。
2.6 故障产生机理分析
根据产品分解结果，划痕部位在大活门和出口管嘴配合面，如图4所示。
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图4 划伤部位示意图
出口管嘴与大活门配合为小间隙配合（见图6），配合尺寸为φ18，最小间隙为单边0.003mm，最大间隙为单边0.0435mm。
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图5 出口管嘴与大活门配合放大图
出口管嘴右端与大活门配合处存在0.8mm宽的30°倒角。由于产品长期不运动且处于打开状态，发动机引气中存在的粉尘颗粒可能会出现在图5所示位置。正常情况下，当需要空中加油时，大活门向右运动关闭气路，同时会将存在倒角位置的粉尘颗粒带走，但某种原因致使粉尘颗粒仍然存在，当再次打开产品时，大活门向左运动将粉尘颗粒带入配合间隙，造成大活门运动不灵活，导致活门未完全打开。与飞参判读“副油箱和机翼油箱存在间歇或少量输油现象”吻合。
造成此故障的必要条件有：
a）发动机引气中存在粉尘颗粒且大小适中，直径小于0.8mm；
b）粉尘颗粒经过产品时，被存积在出口管嘴倒角处；
c）活门关闭运动过程中，未将粉尘颗粒从倒角部位带出；
d）活门打开运动过程中，粉尘颗粒被带进大活门与出口管嘴配合间隙。
以上条件同时存在，才会导致某型电磁开关以上故障的发生，因此判定该故障为偶发。
综上所述，某型电磁开关无法完全打开故障的原因是：产品出口管嘴与大活门配合面进入粉尘颗粒使大活门运动不灵活。
3 措施与建议
（一）部队进行空中加油科目前，结合外场试车，检查某型电磁开关是否工作正常，确保产品空中加、输油时正常工作。有两种地面机上检查方法：
1.方法一：挂副油箱
结合副油箱输油顺序和密封性试车检查，在副油箱油尽后，试车人员将空中加油电门，置于“全机加油”或 “机内加油”位置，地面人员通过安装在副油箱上的测压表对副油箱进行放气，待放完气后，堵好放气嘴，通知座舱人员将空中加油电门放“输油”位置，并将发动机转速推到90%，地面人员观察副油箱上的测压表压力上升情况。以判断某型电磁开关恢复打开情况。
2.方法二：不挂副油箱
通过机翼油箱检查压力测压嘴，安装测压表，当机翼油箱压力表指示机翼输油时，此时座舱人员试车人员将空中加油开关，置于“全机加油”或 “机内加油”位置，观察“主”油量表指示，当“主”油量表指示下降到后主油箱输油时，再将空中加油电门放“输油”位置，直至“主”油量表指示恢复到机翼输油时机位置，以判断某型电磁开关恢复打开情况。
（二）建议主机设计所考虑提高该产品上游安装的气滤中过滤器过滤精度，以减少进入产品内部污染物，从而减少产品故障率。从我厂过滤器修理情况看，过滤器的寿命和精度不能完全满足该产品要求,产品进行大修时，经常发现过滤器严重锈蚀且与圈分离，工厂全部进行换新处理。气滤滤网为一般精度编织方孔网，网孔基本尺寸为0.6mm，不锈钢金属丝直径为0.25mm，过滤精度较差。
参考文献
[1]歼-X型飞机维修手册.
[2]褚兰根 ,等 .歼-X飞机构造[M].空军第二航空学院: 1999.
作者简介：姜会菊，工程师，本科，主要从事燃油附件技术研究。