A320FAM停留刹车系统故障研究及处置

【事件背景】

在飞行结束后，停留刹车应用不正确或不完整，可能会导致飞机的意外移动，进而导致与地面障碍物的碰撞或人员受伤。每年，空中客车公司都会接到几起此类事件的报告。

本文概述了停留刹车的结构，解释了在应用停留刹车过程中检查压力的重要性，分析了停留刹车选择活门的操作过程，提及了A320FAM飞机上停留刹车系统可用的安全增强功能。最后结合我司机队近期几起停留刹车BRAKES PARK BRK FAULT故障，分析可能原因以及空客的研究进展，并对日常的停留刹车维护提出几点建议。

【系统简介】

在发动机没有运转时，停留刹车压力来自于一个液压蓄压器提供的液压。在无需重新加压条件下，蓄压器能为停车刹车提供超12小时的足够液压。

当停留刹车手柄设置为ON位时，停留刹车选择活门（PBSELV）打开，允许液压供到刹车组件，并保持飞机处于停止位置。

在飞机发动机运行时，蓄压器是由其相关液压系统自动加压。也可以通过按压顶板上的黄系统电动泵按钮手动增压。

在A320系列飞机上，中央仪表板上的BRAKES和ACCU PRESS三针指示器使机组人员能够快速检查上部的可用蓄压器压力和下部的刹车实际压力。

【选择活门】

停留刹车选择活门

(以PN:D24001000为例）

（1） 停留刹车选择活门是一个液压单元，由集成的电动作动器控制。

（2） 停留刹车选择活门由液压驱动。

（3） 停留刹车选择活门连接不同的部件，并对停留刹车系统加压。

Characteristics datas：

– Weight: 2,270 kg (5.004 lb).

– Hydraulic flfluid: as per NSA 307110 Type IV or Type V.

– Operation pressure: 206 bar (2988 psi).

– Decreased pressure: 149 bar (2160 psi).

– Return pressure: 3,5 bar (50 psi).

– Motor power supply: 28 V DC.

– Starting intensity: 0,7 A.

– Operation intensity: 0,3 A.

– Hydraulic connections:

– Supply port A: external connection as specifified in the standard MS33514-8.

– Return port B: external connection as specifified in the standard MS21902J4.

– Service port C: external connection as specifified in the standard MS21902J8.

停留刹车选择活门组成：

• 球阀
• 滑阀
• 两个供油垫孔
• 一个线性电动作动器组件

• 三个接头，用于将选择活门连接到液压系统

选择活门操作：（图示颜色与压力大小无关）

（1）稳定状态

（当停留刹车手柄设置OFF位置时)

（a） 线性电动作动器组件的杆缩回。

（b） 来自端口A的压力将球保持在阀座上（端口A侧）。端口A和腔室“a”断开。腔室“a”连接到端口B。

（c） 弹簧将滑阀保持在其稳定位置。

（d） 端口A与端口C断开。

（e） 端口C连接到端口B。刹车系统处于回油状态，刹车盘无压力。

（2） 操作过程

（当停留刹车手柄设置ON位置时)

（a） 线性作动器组件的杆伸出。

（b） 活塞组件将球固定在阀座上（在端口b侧）。腔室“a”与端口B断开。

（c） 顶针使球从其阀座（端口A侧）移动。端口A连接到腔室“a”。

（d） 腔室“a”中的压力增加会导致滑阀从其稳定位置向下移动。

（e） 端口A和C连接，液压油从端口A流向端口C。停留刹车系统处于刹车状态，液压系统压力供向刹车盘。

（3）工作状态

（当停留刹车手柄长时间设置ON位置时)

（a） 线性电动作动器组件的杆伸出。

（b） 腔室“b”中的压力和弹簧一起作用提供高于腔室“a”中压力。

（c） 滑阀移动，直到腔室“a”和“b”中的压力相等。这将断开端口A和C。

（d） 端口C处的压力处于工作压力状态。

（4）返回重置过程

（当停留刹车手柄重新设置OFF位置时)

（a） 线性电动作动器组件的杆缩回。

（b） 线性电动作动器组件和活塞总成的杆缩回导致球从其阀座（在端口B侧）移动。

（c） 腔室“a”连接到端口B。

（d） 线性电动作动器组件和活塞总成的杆的延伸导致球从其阀座（在端口A侧）移动。

（e） 腔室“a”与端口A断开。

（f） 腔室“a”中的压降导致滑阀移动到其稳定位置。

（g） 端口B连接到端口C，液压油从端口C流向端口B。停留刹车系统处于释压状态，刹车盘液压回油。

【典型案例】

某国空客A319飞机降落滑行后，到达接近登机口的停机位。飞行员踩下刹车踏板，并检查刹车和蓄压器压力指示器上的蓄压器的压力值。蓄压器压力指示在预期的绿色区域。飞行员将停留刹车手柄设置为ON，但未确认有足够的刹车压力显示在指示器上。他松开刹车踏板，随后关闭了两台发动机。飞机开始向前滑动，与机场廊桥相撞。碰撞后，机组人员检查了刹车和储压器压力指示器。当时显示，刹车有足够的压力。如果蓄压器压力指示为绿色，并且在碰撞发生后指示灯显示刹车的压力充足，那么在设置停留刹车的情况下松开刹车踏板后，飞机为什么会向前滑动？

空客调查后发现：机组人员在将停留刹车设置为ON之前正确检查了蓄压器压力指示，但他们忘记在松开刹车踏板并关闭发动机之前确认刹车压力指示。译码DFDR并进行排故后发现，停留刹车选择活门（PBSELV）存在问题，导致其打开速度非常缓慢。尽管停留刹车手柄设置为ON，但当驾驶员将脚从刹车踏板上移开时，刹车压力仍然不足，导致飞机向前滑动。当停留刹车选择活门最终旋转到其打开位置时，刹车压力指示器最终显示刹车有足够的压力，但为时已晚。SOP建议在停留刹车手柄设置为ON和松开刹车踏板前检查刹车指示器上的刹车压力。这将告知飞行员，刹车装置的液压过低，无法在仅使用停留刹车的情况下将飞机保持在其停留位置。

【典型故障】

近期，我航司A320FAM机队在北方寒冷天气条件下运行时，航前出港触发了BRAKES PARK BRK FAULT信息，处理得当，保障了航班正常。然后排故后发现故障源为PBSELV。下面我们针对这个问题进行分析，试图寻找一个可靠的解决方案。

空客在A320系列飞机上引入了停留刹车监控功能。该功能检测停留刹车手柄位置和停留刹车选择活门PBSELV之间的任何差异。

当停留刹车手柄设置为ON时，如果PBSELV未打开，则会触发：BRAKES PARK BRK FAULT ECAM警告（取决于BSCU版本），并提醒飞行机组考虑在关闭发动机之前要求地面人员在机轮上放置轮档。

PBCV由两个主要部分组成：

• 液压级：刹车“设置”时调节刹车液压。
• EMA（电动马达作动器）：连接到驾驶舱中的停留刹车手柄，以操作PBCV。

它还向其他系统（如BSCU、SDAC）提供PBCV位置（ON或OFF）。

EMA由两个电机和相关开关组成，用于驱动一个公共的杆机构。杆根据指令伸出或缩回：

• 一台电机由飞机电源勤务汇流条（也称为“通道1”）供电。
• 另一个电机由飞机电源热汇流条（也称为“通道2”）供电。

在正常运行条件下，PBCV在两个电机并联工作的情况下运行。然而，取决于飞机电源配置或电机完整性，PBCV能够在仅使用一个电机的条件下运行。

我航司最近几次的该故障，均是更换刹车控制活门PBCV(FIN:102GG)后得以故障排除。根据空客的TFU，102GG存在长时间使用后产生的缺陷。

空客对所报告事件的分析表明，该问题主要与PBCV与驾驶舱指令不一致有关。即：

• 在停留刹车手柄设置为ON位置时，PBCV保持关闭，刹车压力不会增加（三针表指示器上没有左侧/右侧刹车压力）或，
• 在停留刹车手柄处设置于OFF位置时，PBCV保持打开，刹车压力不会释放（左侧/右侧刹车压力仍显示在三针表指示器上）。

无论以上哪种情况，都会对航班造成一定影响，甚至造成碰撞事件。

OEM赛峰(起落架系统)公司已经调查了从现役飞机上移除的多个PBCV。与PBCV电气部分的在役问题相关的绝大多数调查结果如下：

• 测试EMA时发现异常：

• 一个或两个电机永久不运行，
• 一个或两个电机的间歇运行，
• 操作缓慢。

更深入的调查表明：

1. 由于电气线束负载导致盖子变形，流体可能进入。

b.开关问题（调整不正确、电阻超出限制、电弧和污染引起的接触表面损坏）。

c.由于石墨磨损+铜触点污染，马达电阻改变。

针对以上的种种问题，空客主要以定期检查来缓解，目前暂无最终的解决方案。

注：目前，并不是所有的飞机都会受到影响，根据零件号演变和飞机类型，停留刹车控制活门FIN:102GG的受影响，FIN:72GG目前未受影响。

【正确程序】

如何正确地使用停留刹车？

【问题解析】

问：如果应用停留刹车后飞机开始移动怎么办？

答：在A300和A310飞机上，停留刹车手柄必须设置回OFF以恢复正常的踏板制动以停止飞机。在A320系列/A330/A340/A350和A380飞机上，正常踏板制动优先于停留刹车制动，因此踏板制动可直接用于停止飞机。

问：为什么刹车热时不建议保持停留刹车ON位？

答：SOP建议在刹车热时，一旦轮档到位，将停留刹车重新设置为OFF。这是为了防止热量传递到刹车活塞导致密封退化、液压流体过热和产生黑色聚集体，这会减小活塞运行间隙，进而导致制动器拖滞。

【结论】

A320FAM停留刹车故障，无论是刹车刹不住，还是刹车解除不了，都会对航班的正常性造成一定的影响，甚至导致碰撞事件。

正确完整地使用停留刹车至关重要。

建议飞机维护工程师：

（1）飞机触发：BRAKES PARK BRK FAULT 信息，该信息不可放行，请第一时间通知MCC。如飞机离港滑出后，可按照MCC指令指导机组操作停留刹车手柄（经验数据十次以上）来尝试恢复功能，避免滑回。

（2）飞机移位等使用停留刹车的维护工作中，严格按照正常的操作程序完成。

（3）如日常维护中，发现停留刹车操作缓慢等异常，请第一时间通知MCC，由MCC综合评估后出具方案。

【参考文献】

1. A320FAM Training Manual.
2. AMM32-45-00-710-001-A - Operational Check of the Parking Brake System.
3. TSM32-45-00-810-806-A - Failure of the Parking Brake System to Set or Release.
4. CMM324753_F6137_006.
5. MPD item 324500-01.
6. FCOM Standard Operating Procedures – Parking.
7. MMEL 32-45-01A.
8. Safety first #29 | January 2020.