飞机液压系统第二章

二、磷酸脂液压油 磷酸脂合成液压油是一种性能优良的抗燃液压液，大型民 用飞机液压系统目前都用这类工作液。它的两种国外牌号 为SKYDROL一LD—4和HYJET—Ⅳ—A，呈兰色，俗称兰 油．它们的工作温度范围为一54℃一十135℃。都是以基 础油+磷酸脂+各种添加剂(包括改善粘度、酸接受体、抑 制氧化、抑制腐蚀、消除泡沫、抗氧化等)所组成。两种 工作液的差别是添加剂有所不同。在选用配制氧化物的酸 接受体方面，LD一4采用是一种单环氧化合物，它与有机 酸反应生成可溶性的物质，这种特性就不会产生“B型” 沉积，也就是不会产生有机磷酸的腐蚀问题。而Ⅳ一A选 用配制氧化物的酸接受体，是另一种双环氧化合物，由于 它与有机酸反应生成很长的聚合沉积分子团，形成不可溶 性物质即“B型”沉淀，也就是会发生有机磷酸的腐蚀问 题。
2.1.3 航空用液压油
一、石油型矿物油 分10号、12号、15号三个品种，它们是经 过特殊加工的石油型精制矿物油。常用的 10号航空液压油(YH—10)可在150一十100 环境温度内工作。12号航空液压油(YH一12) 可在一50℃—+150℃环境温度内工作。这 两种液压油的防火性能好，不导电，无腐 蚀、润滑性好，呈鲜红色，俗称红油。我 国国产飞机的液压系统都用这种油。
第二章 液压流体力学基础

2.1 工作介质——液压油
2.1.1 液压油的性能 2.1.2 液压油的性能要求 2.1.3航空用液压油 2.1.4 液压油使用与维护注意事项
2.2 流体静力学基础 2.3 流体动力学基础

2.3.1 液体流体力学中的几个基本概念 2.3.2 连续性方程 2.3.3 伯努利方程
1.39
1.72
1.79
1.99
2.13
2.24
2.32
2.42
2.49
2.52
2.56
N
1.59
3、油的可压缩性

液体受压力的作用发生体积变化的性质叫压缩性。液体的压缩性极小， 在一般计算时可以略去不计，但在受压体积较大或进行液压元件或系 统的动态分析时，就必须考虑油的压缩性了。

油液受压之后，体积变小，密度增大。油液受压后的体积用下式计算。
为了防止系统进入空气，应采取下述措施：
(1)将所有回油管都接人油箱液面以下，并将回油 管口切成斜断面，以减少液流旋涡或搅动作用； (2)保证液压系统完全密封(特别是液压泵吸油管 路)，以防止吸入空气； (3)液压泵吸油高度尽可能布置得小些，可能时使 液压泵布置得低于油箱液面，或者将液压泵浸入 油箱内，使液压泵吸油阻力最小； (4)为使系统中空气得以排除，应在系统的最高点 处设置放气阀。
V V 0 ( p p 0 )V 0

V0 V V0 ( p p0 )

dV dp

1 V0
E
1

一般液压油E的平均值为(1.2~2)X103MPa。若油中混入空气，则E值明显下 降，建议取 E=(0.7～1.4)X103MPa。如可取E＝900MPa。
4、油液中的空气




从液压系统使用油液的要求来看，对液压油的性能要求可归纳成下面 几点： (一)适宜的粘度和良好的粘温特性。 (二)具有对热、氧化、水解的良好稳定性，油液的使用寿命要长。 (三)具有良好的润滑性及很高的油膜强度，能使系统中的各摩擦表面 获得足够的润滑而不致摩损。 (四)与液压系统所用的各种材料，包括金属、塑料、油漆等具有良好 的相容性。 (五)满足防火、安全的要求，油的闪点要高。飞机液压系统的液压油 闪点应在93℃以上为宜。 (六)不得含有蒸气、空气及其它容易气化和产生气体的杂质，空气容 解度要小，起泡性小而消泡容易。吸水性小，易与水分离。其湿度含 量应小于0.25。 (七)尽量减少油中的杂质，不允许有沉淀，以免摩损机件，堵塞通道， 影响系统正常工作。
vt v50 50 t
n
指数n随工作液的名义粘度不同而取不同值，按表2—2选取。 工作液的粘度随压力增加而增加。在航空上，压力在20MPa以下时， 由于压力引起的粘度变化通常忽略不计。

图2—2 常用几种国产油的粘温特性 表2—2 指数n随名义粘度的变化值
V50 (厘沲) 2.5 6.5 9.5 12 2l 30 38 45 52 60 68 76

表2—1 常用工作介质的密度(kg/m3)
种 类
20
种 类
20
1150
石油基液 压抽
850～900 磷酸脂基 液压油
2、粘度
液体在外力作用下流动时，液体分子间的 内聚力阻碍分子间的相对运动而产生的内 摩擦力的性质，就是液体的粘性． (1)粘性的表达式 (2)粘度的单位 (3)粘温特性

(1)粘性的表达式

实验测定，流层间的内摩擦力F 与流层接触面积A、流层间相对 运动速度dv成正比，而与流层 间距离dy成反比，平行平板间 液体的流动
即：
F A
dv dy
如以τ表示切应力，即单位面积上的内摩擦为，则

F A

dv dy
(2)粘度的单位

(a)动力粘度 动力粘度用μ表示．在法定计量 的单位制中，μ的单位是帕· 秒 (Pa· s) (b)运动粘度 在相同温度下，液体的动力粘 度和其密度的比值称为运动粘 度，用v表示。所以

三者的关系是： 绝对压力＝相对压力+大气压力 真空度；负的相对压力；大气压力一绝对压力 压力的单位在国际制(SI)中为N／m2，称为帕斯卡，简称帕 (Pa)。工程单位制用Kgf／cm2 表示。1Kgf／cm2的压力等于一个大气压(1atm)。也有用水 柱高(或水银柱高)或巴(bar)表示液体压力的。它们的换算关 系是： latm=1Kgf／cm2＝9.81X104N／m2≈105Pa=lbar 1米水柱高(1mH2O)＝9.81X103Pa≈0.1Kgf／cm2 1毫米汞柱高(1mmHg)＝1.33Xl02Pa＝1.359X10-3Kgf／cm2
二、液体静力学的基本方程
静止液体内任一点的压强为：
p p0 h
将上式按坐标z变换一下，即以h=z0-z代入整理得：
p z p0 z0 C
上式即为液体静力学的基本方程。
三、压力的表示方法及其测示单位
液体压力通常有绝对压力、相对压力(表压力)、 真空度三种表示方法。 对压力的测试有两种不同的基准，一种是以绝对 零压(绝对真空)为基准所测得的压力，叫绝对压 力；另一种是以大气压为基准，所测得的是高于 大气压力的寻一部分压力，称为相对压力(或表压 力)。如果液体中某点的绝对压力小于大气压力， 就说这一点具有“真空”，而其不足大气压力的 那部分数值称为该点的真空度。由此可知，真空 度就是负的相对压力，其最大值不超过1个大气压。


3、水解稳定性
液压油遇水分解变质的程 度叫水解稳定性。水在液 压油中大部分可能沉在油 箱底部，但有一部分水会 象乳化液一样环流着，而 成为油中渣泥的一部分。 水分也会使酸性的油的氧 化物的腐蚀性大为增加， 在低温时，油液析出的水 点凝成坚硬的细冰粒，有 可能严重划伤机件的工作 表面。


4、相容性
一、流体静压力及其特性 流体内某点处单位面积上所受到的法向力 叫做压力p(静压力)，即

p F / A
或
p
lim ( F
A 0
/ A)
由于静压液体只能承受压力，而不能承受拉力、切向力 或其它别的力，所以静压力具有两个重要特性： 1、静止液体内任意点所受到的各个方向的静压力都相 等； 2、液体静压力的方向总是向着作用面的内法线方向。
2.3.4 动量方程
2.4液体在管内稳定流动的能量损失 2.5 有压管路中的水击现象

2.1 工作介质——液压油
2.1.1 液压油的性能 2.1.2 液压油的性能要求 2.1.3航空用液压油 2.1.4Байду номын сангаас液压油使用与维护注意事项

2.1.1 液压油的性能
一、液压油的物理性能 1、密度和重度 单位体积液体的质量称为液体的密度（ρ）， 其单位为kg／m3;单位体积液体的重量称为 液体的重度(υ)，其单位为N／m3。密度与 重度的关系式为：υ=ρg．我国采用20‘C时 的密度作为油液的标准密度，以 表示.常 20 用液压油和传动液的密度见表2—1。
二、液压油的化学性能
1、热稳定性 2、氧氧化稳定性 3、水解稳定性 4、相容性



1、热稳定性
液压油在温度升高时发生化学 变化的程度叫热稳定性，如不 发生变化或变化很少则稳定性 好。大多数常用的液压油是有 机化合物的混合物，当温度升 高到一定程度时可能产生裂化 作用，而产生一些较高挥发性 的物质。也可能产生一些聚合 作用，产生一些树脂状物、焦 油、甚至焦炭，也可能是裂化 和聚合作用同时发生。在实际 系统中，由于和金属以及其它 起催化剂作用的物质相接触， 反应的过程会大大加快，生成 的物质将和外来的杂质(诸如水 分和尘粒等)混在一起，形成了 一种渣泥物。渣泥物一部分悬 浮在液体中，一部分沉积在系 统的各个部分。温度超过某一 极限温度后，反应速度变得更 快从而使液压油工作性能很快 丧失。

空气在油液中存在有两种状态：混入的和溶解的。油中空 气的溶解量正比于绝对压力。但按体积百分比来说，溶解 量基本不变，为(5～10)％。这部分溶解空气对油液的体 积弹性模量和粘度不产生影响。混入的空气常以直径 0.25～0.5毫米的气泡状态悬浮于油液中，它对油液的体 积弹性模量和粘度产生很大的影响。混入的空气量增加， 则油液的体积弹性模量急剧下降。粘度略有增加在液压系 统中，油液在工作循环中不断地经受变化的压力，空气在 油液中的溶解量和混入量也在不断地不稳定地变化之中， 这会影响液压系统和附件的正常工作，甚至发生噪音和振 动。
液压油不与系统中其它材 料起化学反应的能力叫相 容性。特别是要与系统中 的橡胶材料(如密封件)能 够相容，例如石油基的红 油与丁腈橡胶相容而与丁 基橡胶不相容，相反，磷 酸脂基的兰油与丁基橡胶 相容而与丁腈橡胶不相容。 此外，工作液应是无毒性 的或毒性是微不足道的。
2.1.2 液压油的性能要求


2、氧氧化稳定性
液压油与空气或其它氧化物发 生反应的程度叫氧化稳定性。 不易氧化变质的油就是化学稳 定性好。液压油氧化后生成酸 性氧化物，引起液压系统中的 金属部分产生腐蚀现象。氧化 物的化学性质一般比热解作用 的产物更为活泼，所以更容易 产生渣泥，温度增高液压油的 氧化作用就剧烈。大多数液压 油是一种碳氢化合物的矿物油， 其中有些碳氢化合物仍然是非 饱和的，易与氧发生作用。油 液中的杂质又起着催化作用， 使油液加速氧化。
2.1.4 液压油使用与维护注意事项



1、要保证液压系统清洁，使之无油泥、水分、铁锈、金属屑及纤维 等杂质。更换工作液时，要彻底清洗系统，加入的新工作液必须过滤。 2、为提高液压系统的工作可靠性，应装油滤污染指示器；当污染达 到极限时发出信号，便于及时清洗油滤。 3、油箱内壁一般不要涂刷油漆，以免工作液中产生沉淀物。如要涂 刷油漆应采用良好的耐油油漆。 4、防止系统进入空气 5、应根据使用条件定期检查工作液的质量。 6、应定期检查液面高度，如低于油标下限时，须补充加油至规定的 液面高度。加添的工作液必须是同一牌号的，否则将引起油质恶化。 7、航空10号或12号液压油不应与甘油基液压油、磷酯液压油等合成 油掺混，否则添加剂分解析出，工作液完全变质。
1P a s 1
N m
2
s



m /s
2
在法定计量的单位制中，v的单位为是
，也可用 m m
2
/ s 表示。
(3)粘温特性


油的粘度随温度上升而下降。此种特性叫油的粘温特性，可 用粘温曲线表示，一般油的粘温曲线如图2—2所示。 希望油的粘度随温度的变化越小越好，也就是曲线越平越好。 温度变化时工作液的粘度可按下列近似公式计算：

检查方法可分现场观察和试验室分析鉴定两种：
(1)现场观察，可取样与同类新工作液进行比较， 观察色泽及透明度有无变化，发散的气味有无变 化，有无沉淀等； (2)试验室分析鉴定，应检查色泽、比重、闪点、 粘度、氧化物以及污染微粒粒子数等(取100毫升 工作液，用仪器计算其粒子数)

2.2 流体静力学基础