B737飞机燃油系统的故障及维护要点.docx
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B737飞机燃油系统的故障及维护要点
摘要
燃油系统是飞机主要系统之一，其工作性能的好坏，直接影响着飞机的起飞和飞行的安全。
燃油系统是用来为发动机和APU储存和提供燃油的,主要有储存、供油、分配、抽油和指示等几部分组成。
飞机上用来存储和向发动机连续供给燃油的整套装置,又称外燃油系统或加油装置,以及在紧急时,将机身内的燃油排放于机外的燃油排放装置。
另外,为使燃油箱内液面压力与外气压相等,所装设的燃油通气系统等各种系统及指示仪表装置组成。
本文通过介绍B737飞机燃油系统，使机务人员能更加全面的了解飞机的这个胃，从而提高对B737系列飞机的燃油系统维护有更好的认识。
关键词:
燃油系统、加油装置、燃油排放、燃油通气系统
Abstract
Thefuelsystemisoneofairplanemainsystems,itsoperatingperformancequality,immediateinfluenceairplane'slaunchingandflightsecurity.ThefuelsystemisusesfortheengineandAPUstoresupandprovidesthefueloil,mainlyhasthestorage,feed,theassignment,theoilpumpingandtheinstructionandsoonseveralpartsofcompositions.Ontheairplaneusesfortosaveandsuppliesthefueloilcontinuouslytotheenginewholesetinstallment,alsooutsidethenamethefuelsystemorrefuelstheinstallment,aswellaswhenurgency,fuselageinfueloilemissionsinoutsidetheaircraft'sfueloilemissionsinstallment.Moreover,tocauseinthefueloiltanktheliquidlevelpressuretobeequalwiththeoutsidebarometricpressure,installsfueloildrainagesystemandsooneachkindofsystemandindicatinginstrumentequipmentcomposition.ThisarticlethroughintroducedthattheB737airplanefuelsystem,enablesthecrewsmorecomprehensiveunderstandingairplane'sthisstomach,thusenhancestotheB737seriesairplane'sfuelsystemmaintenancehasabetterunderstanding.
Keyword:
Thefuelsystem,refuelstheinstallment,thefueloilemissions,thefueloildrainagesystem
参考文献24
1.B737飞机燃油系统概述
燃油系统包括存储燃油的燃油箱,由外部输送到燃油箱的燃油补给装置。
在驾驶舱内的指示仪表装置,有指示油箱内燃油残量,以重量单位（磅或公斤）的油量表、指示供给各发动机燃油压力（每平方英尺/磅）的燃油压力表,警告燃油供给压力降低的警告灯,指示单位时间燃油供给流量（PPH,磅/时）的燃油流量表,以及计算燃油消耗量（磅或公斤）的燃油消耗流量表。
此外还包括操作燃油供给装置油阀的开关等。
在多发动机飞机上,原则上各发动机的燃油供给装置及指示仪表,是各自分开独立的。
1.1燃油系统的功用
燃油系统主要有如下功能:
1）存储燃油;
2）在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU;
3）调整重心位置,保持飞机平衡和机翼结构受力；
4）冷却其他附件,作为冷却源。
1.2燃油系统的特点
现代运输机燃油系统特点有以下几个方面。
1）载油量大
为解决载油和空间的矛盾,多采用结构油箱,即将大翼及中央翼内部空间进行密封和防腐处理,用于装载燃油。
（飞机结构燃油箱如图1-1）
图1-1飞机结构燃油箱
2）供油安全
现代飞机多采用交输供油系统,可以实现任何一个油箱向任何一台发动机供油,而且每个油箱至少有两个增压泵,以保证供油安全。
当燃油箱内的两个增压泵都故障时,依靠发动机驱动燃油泵仍可保证燃油供给。
3）设有油泵快卸机构,不放油即可拆卸油泵,提高了维护性能。
4）形象化的燃油控制面板。
现代飞机上采用了形象化的控制面板，可反映系统的相互关联及油路的走向，直观且控制方便。
5）避免死油
在燃油箱内采用了引射泵,它借助于燃油增压泵提供的动力流,可将死区（一般位于油箱较低处）的油液引射到增压泵的进口。
6）采用压力加油
现代飞机可以通过飞机上的加油台,向任何一个燃油箱进行加油,即所谓单点加油。
压力加油大大提高了工作效率。
7）采用通气油箱
通气油箱系统保证飞机在各种飞行姿态下的通气,防止油箱内外产生过大的压力差而损坏油箱结构。
8）应急放油系统
在有些飞机上采用了应急放油系统,以便在紧急情况下释放燃油,使飞机重量迅速减小到其最大允许着陆重量范围内,保证飞机安全着陆。
1.3燃油系统的组成
飞机燃油系统主要由下列几个子系统组成:
1）油箱通气系统;
2）加油/抽油系统;
3）应急放油系统;
4）供油（输油）系统;
5）测量及指示系统。
1.4燃油系统的形式
燃油系统主要有两种型式:
1）重力供油式,2）油泵供油式。
前者是最简单的燃油系统，多用于活塞式发动机的轻型飞机。
这种系统的油箱必须高于发动机，在正常情况下燃油靠重力流进发动机汽化器。
现代喷气飞机都采用油泵供油式燃油系统。
油箱内的燃油被增压油泵压向发动机主油泵。
为了提高系统繁荣可靠性和保证安全，燃油系统大都采用“余度设计”的原则，即系统中的关键元件和通路，如油泵和供油管路至少配置两套，一旦系统中某一元件有故障时，备用元件或通路自动接通。
1.5燃油系统的目的
1）存储飞机所需的全部燃油
2）并保证在飞机的所有飞行阶段，包括改变飞行高度、剧烈机动和突然加速或减速等一切可能的飞行姿态和工作条件下，都能按规定压力和流量连续可靠地向动力装置供应洁净燃油。
3）从燃油箱输出的燃油可由任何油箱经燃油输送系统供应给任何一具引擎或全部的引擎使用。
燃油帮浦可把燃油直接输给所有引擎或通过交叉输送管路而输送给其他的引擎。
除压力供油外，亦可透过重力供油至引擎，机内的燃油亦可通过燃油泄放瓣或泄油瓣而输入加油及燃油泄放分布管路中，所以整个系统皆相通，既可加油输给各个引擎，又可卸油及泄放油，且有油箱通气设备。
所有的关卡皆以电动式瓣来控制其交叉输送或开关并且所有的燃油帮浦及燃油瓣皆接联着仪表和指示灯，装置于驾驶舱的控制面板上或显示于驾驶员面前指示银幕上。
以供驾驶员在飞机飞行中监控整个燃油系统。
2.供油
2.1燃油系统的供油方式
飞机燃油系统的供油方式一般有三种，即重力供油、油泵供油和压力供油。
1）重力供油
重力供油适用于油箱比发动机高的飞机，如将油箱装在上单翼飞机的机翼内，燃油便会自动的向下流动，向发动机供油。
这种供油方式的最大优点是构造简单。
不过当飞机速度增加、机动飞行时，供油不能满足发动机工作的需要。
2）油泵供油方式
现代民航客机广泛采用电动油泵，将燃油从油箱中抽出，然后供到发动机（或APU），这种供油方式工作可靠并便于实施自动控制。
为保证足够的供油量和供油的可靠性，一般采用双泵制，即每个油箱有两台燃油增压泵。
燃油泵的进口一般都位于油箱内的最低处，使不可用燃油减到最少。
燃油系统还广泛采用引射泵，以避免油箱内出现死油。
（引射泵的应用如图2-1所示）
图2-1引射泵的应用
3）气压供油
在密封的油箱内通进一定压力的气体，如二氧化碳、氮气或发动机压气机的引气，使油从油箱中压出，供发动机工作的需要。
这种供油方式工作可靠、方便，而且同时解决了燃箱通气和燃油挥发损失问题。
但它的缺点是增加系统的重量和复杂性，如果用发动机的增压空气，则消耗发动机的功率较多。
所以在民用飞机上用得不多，只应用在一些军用飞机上的副油箱供油。
2.2燃油系统的供油顺序
为了增加航程和续航时间，现代客机的燃油系统油箱的数量较多，而且容量较大。
这样就难以将它们都安装在飞机重心附近。
特别是对大型亚声速客机，它的大部分油箱是分布在离飞机重心较远的机翼内。
为了在燃油消耗过程中使飞机重心的移动量不致过大，各类飞机都根据其重心的允许变化范围，规定了一定的用油序。
现代大中型客机大都采用大后掠角机翼，并且飞行速度较大，机翼上的气动力载荷很大。
所以在用油时既要考虑对飞机重心的影响，又要考虑对机翼结构受力的影响。
所以一般采用先消耗机身内中央油箱的油液，后用两翼油箱内的油液。
因为中央油箱比较靠近飞机重心，对飞机重心变化影响不大，保证了供油顺序，可减轻机翼结构的弯曲载荷。
控制燃油箱向发动机供油顺序主要有三种形式。
1）不同压差的单向活门
如图2-2所示为波音737—300飞机燃油供油系统，左、右和中央油箱的燃油增压泵完全相同。
燃油增压泵出口采用挡板式单向活门，它依靠泵出口压力打开，弹簧力关闭。
燃油泵出口单向活门打开压力不同，中央油箱增压泵出口单向活门的打开压力为1．3PSI，而左、右主油箱增压泵出口单向活门打开压力为12PSI。
当所有增压泵同时工作时，中央油箱增压泵出口单向活门首先打开，此时由中央油箱首先向发动机供油。
如果中央油箱内的油液用完，中央油箱增压泵出口压力降低，则左、右翼油箱油泵出口压力顶开其出口单向活门向发动机供油。
（波音737-300飞机燃油供油顺序控制如图2-2所示）
图2-2波音737-300飞机燃油供油顺序控制
2）不同工作压力的燃油泵
此种方法主要是通过利用不同工作压力的燃油泵与管路中的单向活门和释压活门配合工作来保证供油顺序的。
如图2—2所示，现在要控制中央油箱和左、右翼油箱的供油顺序，也可采用不同工作压力的增压泵。
如果想要让中央油箱先供油，则中央油箱采用工作压力大的增压泵，左、右翼油箱采用工作压力小的增压泵，而油泵出口单向活门打开压力都相同。
当所有油泵同时工作时，由于中央油箱增压泵的工作压力大，所以其出口单向活门将首先打开，其打开压力作用在左、右翼油箱增压泵出口单向活门的下游，使其不能打开，因而使中央油箱优先供油。
当主油箱的燃油耗尽后，其油泵出口压力迅速降低，左、右大翼油箱增压泵向发动机供油，实现了供油顺序的控制。
在有些飞机上采用上述两种方法进行供油顺序的控制，即同时采用不同工作压力的液压泵和不同压差的出口单向活门。
（3）程序控制
有些飞机上采用供油程序控制，使各油箱的供油按预定的程序供油。
本部分可参考波音747—400飞机燃油供油系统。
2.3B737飞机燃油供油系统（双发动机）
波音737飞机燃油供油系统如图2—3所示
图2—3波音737-300/400/500飞机燃油供油系
其供油系统工作情况如下：
①正常向发动机供油。
打开所有增压泵，由于中央油箱增压泵的出口单向活门工作压力小于左、右主油箱增压泵的出口单向活门工作压力，所以，当燃油泵同时打开时，中央油箱首先供油，随后油压传至左、右主油箱增压泵出El单向活门出口，此单向活门打不开，主油箱暂不供油。
当中央油箱燃油用完后，两个低压信号灯亮，则可关断中央油箱增压泵，由主油箱接替供油。
②交输供油
若因某种原因，使左和右主油箱用油不一致时，则会影响飞机的横侧平衡，这时可进行交输供油。
如左主油箱用油多时（左主油箱油量少），可关闭左主油箱的增压泵，打开交输活门，让右主油箱向两台发动机供油，直至两边油箱油量相等为止。
③增压泵失效后的供油
若增压泵失效，可由发动机驱动的燃油泵产生的吸力、机翼上反角引起的重力以及通气油箱的冲压作用，来保证向发动机供油，燃油可经旁通活门流入供油管路。
④辅助动力装置供油
辅助动力装置由左主油箱供油，在正常情况下，辅助动力装置可依靠本身燃油泵的吸力，加上油箱油面上冲压空气作用来供油，也可由左主油箱的一个增压泵供油。
3．加油/抽油系统
3.1加油系统
一般在现代飞机大翼油箱上都有重力加油口，但重力加油只作为辅助加油方式。
正常情况下都采用压力加油。
压力加油是通过飞机大翼上的加油台（或称加油站）进行的。
现代飞机加油台通常位于飞机机翼上发动机外侧的前缘区域不同飞机加油台的位置有所不同，如波音737、波音757的加油台位于右大翼的前缘；波音747-400加油台位于左、右大翼的前缘。
但仅在左加油台上有加油控制面板，右加油台上仅有加油口；波音767和波音777在左、右大翼都有加油台。
压力加油抽油系统由压力加油接头、加油总管、压力加油活门、抽油活门、满油浮子电门和压力加油控制面板等组成。
加油口加入的燃油输送到加油总管内，由加油活门控制通往每个燃油箱的燃油。
满油浮子电门的作用是在油箱满油后自动关闭加油活门，防止溢油。
加油控制面板控制整个加油程序。
给飞机燃油系统进行压力加油时要注意飞机和加油车接地，加油口与加油车接搭地线，并注意防火，加油压力不能超过规定值，要严格按照操作程序进行加油。
基本加油程序：
1）按要求连好接地线；
2）连接加油接头；
3）进行指示器测试：
测试油量指示器和加油活门位置指示灯；
4）选择加油量；
5）将加油活门控制电门扳到“打开”位置；
6）起动加油源；
7）将加油活门控制电门扳到“关闭”位置（在自动关断后或到达需要加油量时）；
8）确定所有加油活门和电门在“关闭”位置；
9）拆除加油接头。
波音737飞机加油控制面板上没有加油量选择电门，因而不能选择加油量。
如果不需要加满油箱，则必须目标油量表，当达到需要油量时，关闭加油活门。
（波音737-300/400/500燃油加油控制面板如图3-1所示）
图3-1波音737-300/400/500燃油加油控制面板
3.2抽油及油箱内油液的传输
在加油接头上接人抽油管道即可进行抽油。
抽油活门的主要作用是抽出油箱内的油液和用于油箱内油液的传输。
如图3—2所示的抽油系统中，可通过加油口进行抽油。
当连接好抽油管路时，打开抽油活门，起动燃油箱的增压泵作为抽油的动力。
如果要抽出左结构油箱的油液，则需要打开交输活门。
而此时加油活门是关闭的。
对后掠角机翼的飞机，在给飞机抽油时要注意先抽两翼油箱内的燃油，后抽中央油箱，以防止重心后移。
（抽油及油箱之间燃油的传输如图3-2所示）
图3-2抽油及油箱之间燃油的传输
如果需要油箱之间的油液传输，如需要将左油箱内的一部分油液输送到右油箱内，须将抽油活门打开，打开右翼油箱的加油活门，打开交输活门并起动左翼油箱的燃油泵，即可实现从左翼油箱向右翼油箱输送油液。
4.放油/应急放油
4.1放油
放油系统可对每个油箱进行压力放油，也可对1号和2号主油箱进行抽吸放油。
也可在地面上使用放油系统将燃油从一个油箱转换到另一个油箱。
当飞机上油量过多或因其他原因需要将油箱中的燃油卸下，一般是在加油口接上油管，以抽油的方式或将加油管路中加压后，由油管卸回油罐车。
但油箱底部的燃油因燃油增压泵或传送泵无法抽到，所以若要将飞机底部的油漏光，必须由燃油漏放口慢慢地漏放完。
4.1.1压力放油
可用下列部件对油箱进行压力放油：
－加油站
－燃油泵
－放油活门
－交输活门
4.1.2抽吸放油
可使用放油活门和加油站对1号和2号主油箱进入抽吸放油。
4.1.3燃油转换
可使用放油活门，加油站和燃油控制面板在油箱之间进行燃油传
输。
4.2应急放油
当运输机和通用飞机的最大起飞重量达到最大着陆重量的105%时，即需要应急放油系统。
应急放油系统主要是为了在紧急情况下，迅速排放燃油，使飞机的重量达到最大允许着陆重量，防止在紧急迫降时损坏飞机结构，造成危险。
4.2.1飞机燃油应急放油系统的基本要求
1）放油系统工作时不能有起火的危险。
2）排放出的燃油必须不能接触飞机。
3）放油活门必须允许飞行人员在放油操作过程中任何阶段都能使其关闭。
4）必须有两个分开的独立系统，以保持飞机在放油过程中的横向稳定。
5）必须有保持最少油量的自动关断活门，保证飞机有足够的油液着陆。
4.2.2空中紧急放油
1）当飞机的起飞重量大于最大允许着陆重量，为了减轻起落架的结构和其它元件结构的重量，而飞机起飞不久就需要迫降时，需要空中紧急放油；
2）在起落架、发动机或操作系统等重要部件带故障着陆时，从防火安全的角度考虑，也不允许有多余的燃油储存，也需要空中紧急放油；
3）B737、A300等飞机没有紧急放油装置。
4.2.3空中紧急放油的方式
1）空中紧急放油有重力自流放油和油泵压力放油两种方式，放油口一般在翼根襟翼附近或靠翼尖的副翼附近。
2）重力放油由人工操纵打开比油箱低的放油活门，油箱燃油经放油活门及放油口排出机外。
3）油泵压力放油由应急放油电门接通输送泵，将油箱燃油送入放油管，同时打开放油活门；无输送泵的油箱则接通增压泵，燃油从供油管经放油活门放出。
5.航空燃油
5.1航空汽油
活塞发动机使用的燃油是航空汽油。
航空汽油几乎完全是由碳氢化合物组成的，其中含有某些杂质如硫和溶解水。
水是不可避免的，因为大气中汽油容易受到潮气的影响。
少量的硫是加工过程中残留下来的。
1）爆震
当活塞式发动机工作时，燃油燃烧开始，已燃区内燃气热量增多，压力和温度升高。
由于燃气压力的升高，产生一系列压缩波，并以声速前进，超过火焰前锋移动的速度而压缩未燃区的混合气，由于燃气温度升高，热量向未燃区混合气传递。
这样，未燃混合气由于压缩和传热的作用，压力和温度升高很多，过氧化物浓度大为增加。
当过氧化物生成速度不很大，浓度还在一定值之内时，汽缸内的燃烧仍能正常进行，火焰前锋正常移动，汽缸内压力、温度均匀。
但当未燃区混合气中的过氧化物生成速度很大，浓度积累到一定值时，在火焰前锋未到达之前，未燃区中受挤压特别厉害的那部分混合气发生剧烈的化学反应而自行着火。
这时，火焰传播速度极大，局部燃气的压力和温度急剧上升到很大值形成爆炸性燃烧，也就是爆震。
燃烧速度的骤然猛增导致汽缸头温度升高，可能导致汽缸头和活塞的结构损坏。
2）航空汽油的抗爆性
燃油本身所具有的抵抗、阻止爆震发生的性能称为燃油的抗爆性。
为提高航空汽油的抗爆性，需要加入抗爆剂。
常采用的抗爆剂是铅水，含有四乙铅和溴化物（或氯化物）。
加入铅水的汽油燃烧时四乙铅与氧化合生成氧化铅，能阻止混合气中过氧化物的大量生成，故能提高燃料的抗爆性。
但生成的氧化铅呈固体状态，会沉积在气门或电嘴上，使气门关闭不严或电嘴不跳火。
铅水中的溴化物能与固态的氧化铅化合生成气态的溴化铅（或氯化铅）随废气一同排出机外。
5.2航空煤油
燃气涡轮发动机使用的燃油称为航空煤油。
我国现在使用的有JETA与JETB，国外有JP-4、JP-5、JP-8等。
JP-4与JETB相当，JP-5与JETA相当。
因为航空煤油没有染色，故它没有明显的标志。
他们的颜色取决于储存时间或原油来源，其颜色从无色到琥珀色（浅黄色）之间。
航空煤油的黏度较高，因此其对污染更敏感。
由于航空煤油的特点是黏度大，使水或其他污染物更容易悬于燃油中，不会沉入油箱沉淀槽里。
油液中含水会导致当温度下降时油中水结冰造成油滤堵塞，影响发动机的供油。
水中含有的微生物以油中碳水化合物为食，产生油渣，并腐蚀油箱。
为了防止油液中的水结冰，在油箱中设有温度传感器来监控油液的温度。
燃油温度表可根据传感器感受的油液温度指示油箱中的油温。
燃油的加温可采用热交换器，热交换器形式有：
发动机的压气机引气（即气—油式热交换器），也可采用燃油—滑油热交换器或燃油—液压油热交换器。
6.燃油存储
6.1燃油箱接近口
机翼油箱接近面板可以进入每个燃油和防波油箱。
机翼油箱接近面板在机翼蒙皮的底部。
中央油箱接近面板可以通过机身进入中央油箱该面板位于左空调舱内。
翼肋将油箱分成隔舱。
机翼油箱接近面板位于翼肋之间。
穿过翼肋接近临近隔舱要通过切口。
在1号主油箱和2号主油箱的8号翼肋上包括有单向活门，单向活门让燃油流向内侧而不能流向外侧。
油箱端翼肋封密油箱的每一端，没有燃油能流过油箱端翼肋。
（燃油箱接近如图6-1所示）
图6-1燃油储存—燃油箱接近
6.2油箱放泄活门
油箱放泄活门可以从每个油箱放泄下列物质：
－燃油
－水
－杂质
油箱放泄活门左油箱较低点，下列油箱的放泄活门位于机翼底部：
－1号主油箱
－2号主油箱
－防波油箱
中央油箱的放泄活门安装在机翼蒙皮板的下部。
（燃油箱放泄活门如图6-2所示）
图6-2燃油箱放泄活门
6.3中央油箱回油系统
中央油箱回油系统可以增加可用燃油量。
左前增压泵给喷油泵提供流动的燃油。
喷油泵将燃油从中央油箱传输到1号主油箱。
喷油泵没有运动部件，位于左前梁上。
燃油供油切断活门控制到1号主油箱的燃油。
当1号主油箱中燃油水平下降到448T磅（1990千克）时，浮子活门打开。
（中央油箱回油系统如图6-3所示）
图6-3中央油箱回油系统
7.B737飞机燃油系统的故障与案例分析
7.1B737飞机燃油系统的故障分析
7.1.1飞机燃油系统油箱渗漏标准
根据一定时间内燃油渗漏面积宽度的不同，将燃油渗漏分为油斑、渗漏、严
重渗漏和流淌渗漏（跑漏）四个等级。
1）油斑：
擦干15min后湿区的宽度小于1.5in；
2）渗漏：
擦干15min后湿区的宽度大于1.5in，小于4in：
3）严重渗漏：
擦干15min后湿区的宽度大于4in，小于6in；
4）流淌渗漏（跑漏）：
擦干15min后湿区的宽度大于6in。
7.1.2渗漏的形式
1）外漏：
由于封严的老化或垫圈、封圈变形等原因，使燃油渗漏到燃油箱结构和加油管路分布箱外；
2）内漏：
燃油箱内的燃油管路渗漏，导致燃油箱之间非指令性串油；
3）燃油箱内的电气导线导管渗漏：
由于燃油箱内的导线导管损坏，燃油渗入导管内，导致导线和燃油接触。
7.1.3燃油箱封严方式
由于燃油或燃油蒸气都是易爆物质，所以防止燃油箱渗漏尤为关键。
燃油箱与外界接合处的封严方式有胶封严、垫圈封严和封圈封严三种。
其中，燃油箱与外部连接的紧固件采用胶封严；接近盖板接合处采用垫圈封严；燃油泵、引射泵、加油接头等部件的接合处则采用封圈封严。
随着时间的推移，燃油箱的封严损坏、变型、脱落等都将导致燃油的渗漏。
7.1.4内漏处理
燃油箱内的燃油管路渗漏，将导致燃油箱之间非指令性串油。
易导致内漏的管路主要是加油管路和发动机供油管路。
波音737的加油站在右大翼的下表面，分别有三根输油管从加油站引到l号、2号和中央燃油箱，若1号燃油箱的输油管在中央燃油箱的区域渗漏，那么给1号燃油箱加油时，燃油就会错误地加入中央燃油箱里。
7.1.5外漏处理
燃油系统常见部件漏油处理程序:
1）发动机、APU的燃油系统供油部件不允许漏油，如燃油关断活门、放油活门、交输活门以及发动机供油管路等，一旦漏油必须更换。
2）APU供油管渗漏
在余油口处放置一容器，飞机供电，起动手柄关断，交输活门打开，AP
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