飞机液压系统

➢液压泵特点
液压系统采用的油泵为容积泵，依靠密封容积 的变化工作。
➢液压泵类型
➢ 定量泵：齿轮泵等 ➢ 变量泵：柱塞泵等
一、液压泵工作原理
配油装置
工作腔
油箱
大气压力
油箱压力
引气增压
吸 油 管
液压泵是容积泵，利用工作腔 容积的变化进行吸油和压油过 程！
回油管
吸油
P
油箱
吸
油箱压力
油
管
回油管
P
油箱
吸
➢ 液压系统是利用液压油来润滑的，所以液 压油必须有良好的润滑性。
4、防火特性
➢闪点
当油液产生足够量的蒸汽而遇火苗时刹时点燃（或 闪出火光）,但不能维持燃烧，此时的温度称为闪点。 液压油要求有高闪点，这是因为高闪点表明有好的 防燃性和在正常温度下有低的蒸发度。
➢燃点
当油液产生足够的蒸汽而遇到火花或火苗时,能点燃 而持续燃烧起来，此时的油液温度称为燃点。液压 油要求有高燃点。
➢ 齿轮不断旋转，油液 便不断地吸入和排出。
啮合点
啮合点
啮合点位置随齿轮 旋转而改变，因此 齿轮泵的优点是：
对油液污染不敏感！
Q
额定流量
（在期望的 容积效率下）
0
理论曲线Q =6.66Zm2bn
实际曲线
η Q =6.66Zm2bn
磨损油泵的 特性曲线
额定压力
P
流量脉动
➢瞬时流量：
液压泵每一瞬间排出油液的体积。
吸油腔
随着齿轮的旋转 ，吸油腔容积逐 渐增大！
齿轮按图示方向旋转
➢ 吸油过程
在吸油腔中的啮合齿逐 渐退出啮合，吸油腔容 积增大，形成部分真空， 油箱中的油液在油箱内 压力作用下，克服吸油 管阻力被吸进来，并随 轮齿转动；
➢ 排油过程
当油进入排油腔时，由 于轮齿逐渐进入啮合， 排油腔容积逐渐减小， 将油从排油口挤压出去。
1、油液的粘度
➢ 粘性：
流体流动时，在液体内部显示出的内摩擦力的性 质。
➢ 粘度：
用来标定粘性的大小。
➢ 粘性和温度的关系
温度升高时，液体粘度下降，而气体粘度上升。
粘度测量
➢ 用粘度计在规定条件下测定液体 的粘度。
➢ 中国： 恩氏粘度
0E
➢ 美国： 赛氏通用秒
SSU
➢ 英国： 雷氏秒
RSS
➢ 法国： 巴氏度
常用于起落架收放。
三、双向双杆作动筒
➢特点：
两端供油量相同时，往 返速度相同，输出作用 力也相同。
常用于舵面操纵。
油箱压力
油
管
回油管
压油
PQ
油箱
吸
油箱压力
油 管
回油管
二、液压泵性能参数
➢额定压力（P）
➢ 在额定转速下，保证使用寿命，在规定容积效率下， 泵能够连续工作的最高压力。
➢ 额定压力的高低取决于泵的材料和密封件质量。
Q
理论流量 额定流量
理论曲线 实际曲线
0
额定压力
P
➢排量&流量
➢排量q：
泵每转一周（或工作一个循环）排出液体的体积 （无泄漏），排量由密封工作腔的变化量决定。
飞机液压系统
广州民航职业技术学院 机务工程系
第一节 概述
➢液压技术是一门古老而又新兴的学科，随 着技术的不断革新，近百年来有长足的进 展；
➢液压技术在航空工业领域有着不可替代的 地位，已成为现代飞机上的重要系统。
一、液压传动原理
➢ 概念：液压传动是一种以液体为工作介质， 利用液体静压能来传递功、能的传动方式， 也称容积式传动。
➢ 现场观察－－取样后，和同类的新油液相比较（色泽、 透明度、沉淀等）
➢ 实验室分析－－鉴定取样油液的色泽、比重、闪点、 粘度、氧化物及其它污染物粒子的数量等。
➢三类油液是互不相容的，加油时必须使用 同一牌号的油液。
第三节 动力元件—液压泵
➢液压泵功用
液压泵是液压系统的动力元件，其功用是将机 械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流 量的油液。
按分系统功能分：
➢ 液压源系统； ➢ 工作系统（操作系统、用户系统）。
液 压 系 统 基 本 结 构 图
工作系统
液压源系统
简单系统
五、液压系统的优缺点
优点：
➢ 动作迅速、换向快； ➢ 重量轻、尺寸小； ➢ 运动平稳，不易受外界负载影响； ➢ 调速范围大，可实现无级调速； ➢ 功率放大系数大； ➢ 效率高。
➢应用：
常用于低压系统。
五、柱塞泵
➢ 类型(按柱塞排列的方式不同)
➢径向式柱塞泵 ➢轴向式柱塞泵
➢ 直轴式（斜盘式） ➢ 斜轴式（摆缸式）
➢ 应用：
常用于高压系统（效率高、压力大）
径向式柱塞泵
特点(相对轴向式)：
效率低、径向尺 寸大、转动惯量 大、自吸能力差、 限制转速、压力、 流量的提高，不 易变量。
石油产 品
大
低
较高
氯丁
无 (丁晴) 橡胶
蓝色 条纹
或圆 点
有刺激 性油味
磷酸酯 基(合成
油)
淡 紫
MIL-H-8486
SKYDROL500B/LD
多元磷 酸酯
添加剂
小高
高
低 异丁 毒 橡胶
绿色 环带
低温性 能好， 易吸收
水分
二、工作液性能指标
性能良好的液压油液应该具有如下特性：
➢ 良好的润滑性； ➢ 合适的粘度，粘度受温度影响小； ➢ 高的弹性模数； ➢ 较高的化学稳定性； ➢ 较高的材料相容性； ➢ 好的防火特性； ➢ 对人体无毒或过敏反应。
➢ 帕斯卡定理：在一个密闭容器里的液体， 可把压力大小不变地向各个方向传递。
注：这里所讲的“压力”实际上是“压强”，在研究流 体（液体、气体）时，习惯于把“压强”叫做“压力”。
连通器
S AP
机械功率=FS/t=PAS/t=PV/t=PQ=液压功率
原理图
二、液压传动的特点
➢系统必须密封； ➢系统稳定工作时，系统内压力大小(P)
粘度对液压系统性能的影响
油液的粘度对系统的功率损失有较大的影响 机械损失、泄漏损失
功率损失
功率损失
机械损失
适合的粘度
泄漏损失
粘度
2、油液的容积弹性模数
➢容积弹性模数 VS.系统刚度
➢ 油液的容积弹性模数越大，油液的刚度越大； ➢ 油液刚度越大，系统刚度越大； ➢ 液压伺服系统的稳定性与系统刚度有关——油
➢输出功率：
输出流量和输出压力的乘积，No=P·Q
➢总效率:
输出功率和输入功率的比值，表示功率的损失程度。
PQ T
➢效率
➢机械效率：
泵的理论输入转矩和实际输入转矩的比值，表示机械损失， 由机械摩擦及内部阻力造成。
➢容积效率：
泵的实际流量和理论流量的比值，表示容积损失，由内漏、 充填不足造成。
➢ 总效率等于容积效率和机械效率的乘积。
➢变量原理：
改变斜盘的角度，可改变柱塞行程，从而改变泵的 排量。
斜轴式柱塞泵
转动惯量大，控制惯性 大；由于柱塞和缸体之间 没有侧压力，从而避免了 柱塞的不均匀磨损，因此 可达到更高的输出压力和 容积效率。
变量泵压力—流量特性曲线
Q
A
B
C
0
➢自动卸荷（B--C）：
P额定 PMAX P
当工作系统不工作时，系统压力升高，当泵出口
其功能是将液压能转换为机械能。
➢执行元件分类：
➢旋转运动型——液压马达 ➢往复运动型——液压缸
➢ 摆动型——摆动缸 ➢ 直线运动型——作动筒
➢单向作动筒 ➢双向作动筒
一、作动筒性能参数
➢输出力 F=PA
➢输出速度 V=Q/A P,Q
二、双向单杆作动筒
➢特点：
两端供油量相同时， 往返速度不同，输出 作用力也不同。
➢流量Q：
泵在单位时间内排出的液体体积。 ➢理论流量：液压泵的理论流量是指不考虑泄漏情况的
流量。Q=q·n.
➢额定流量（公称流量）：液压泵的额定流量是指在
额定转速下，处于额定压力状态时泵的流量。 ➢ 由于存在内漏，额定流量小于额定转速下的理论流量。
➢功率&效率
➢输入功率：
输入转矩和角速度的乘积，Ni=T·ω
➢闪点和燃点越高，油液越难燃，防火特性越好。
三、液压油的使用和注意事项
➢ 确保液压系统的清洁，防止系统被污染。
➢工具、工作环境； ➢被拆部分要清洁； ➢拆开的管道要堵上； ➢新附件安装前要清洗； ➢正确安装密封件； ➢安装力矩合适；
➢ 应及时检查、清洗（更换）油滤。
液压油的使用和注意事项
➢定期检查液压油的品质，必要时更换液压 油时要彻底清洗系统，加入的油液必须经过 过滤。
➢ 安全回路——为保证系统的安全性，变量泵 系统同样装有安全阀。
➢ 安全阀工作时，泵的压力最大，流量也很高，
泵以最大功率工作，系统温度将升高。安全阀调 定压力通常比额定压力高（10-20）％。
定 量
限压
泵
安
全
阀
限
压
回
路
定 量 泵 卸 荷 回 路
变量泵限压回路
第四节、 执行元件
➢执行元件是液压系统中对外作功的元件，
压力达到卸荷预调值时，压力补偿活门接通斜盘
作动筒，改变斜盘角度，使泵输出流量近似为零， 从而使泵处于消耗功率最小的卸荷工作状态。
柱塞泵的变量和卸荷
六、液压泵压力控制
➢ 定量泵供压系统
➢ 卸荷回路——使泵处于消耗功率最小的卸荷 状态。
➢ 安全回路——用安全阀限制供压的最高压力。
➢ 变量泵供压系统
➢ 自动卸荷——变量泵具有自动卸荷功能，因 此变量泵系统不需要卸荷阀。
液容积弹性模数越大，系统越稳定，反应速度 越快。
➢油液的容积弹性模数与温度、压力和游离 的气泡含量有关。
3、润滑特性
➢ 液体的润滑性，是指液体能够在两个附件 的摩擦面之间形成一层“油膜”的特性。 这层“油膜”遮盖着附件的表面，使它们 的摩擦面不直接接触，因而可减小附件之 间的摩擦力，并减少附件表面的磨损。
0B
赛波特（Saybolt）通用粘度计
➢ 美国一般采用赛波特(SAYBOLT)通用粘度 计。此粘度计测定在特定温度下，一定量 （60立方厘米）的油液通过一个标准长度 和直径的小孔所需用的时间。此时间以秒 为单位，其粘性读数可表示为SSU(秒，通 用赛波特)。
➢ 中国和欧洲一些国家采用恩格列尔粘度计 测量， 它是在特定温度下，一定量油液 （200立方厘米）通过一个标准长度和直径 的小孔的时间与同体积蒸镏水流过同一小 孔时间（约为50～52秒）的比值。此比值 即为该油液的恩氏粘度（°E）。
➢浮动侧板&浮动轴套 ➢弹性侧板
➢困油现象
➢为保证齿轮泵啮合运动的平稳性，其啮合系 数一般大于1，前一对轮齿尚未脱开啮合， 后一对轮齿已进入啮合，在两对轮齿间形成 困油现象。
齿轮泵的特点
➢优点：
结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、对污 染不敏感、便于维护和修理。
➢缺点：
输出压力低、流量和压力脉动较大、噪音高、 易共振。
1.0
14.7 1.013×105 760
1.033
➢绝对压力、表压力、真空度的关系： 绝对压力＝大气压力+表压力 绝对压力＝大气压力-真空度
四、液压系统组成
按元件功能类型分：
➢ 动力元件：将机械能转换为液压能； ➢ 控制元件：控制系统工作状态（控制油液流动的方
向、压力、流量） ； ➢ 执行元件：将液压能转换为机械能； ➢ 辅助元件：组成系统，提高效率，保证安全。
仅作为中小型飞机 的应急液压泵。
轴向式柱塞泵（直轴式）
➢可变工作容积： 柱塞与缸体的配合 腔
➢配油装置： 配油盘
➢结构 斜盘式柱塞泵由柱塞、 缸体、斜盘、回程盘、 配油盘和驱动轴构成。
直轴式柱塞泵工作原理
➢工作原理：
缸体每转动一周，每 个柱塞做一次往返运 动，完成一次吸油和 压油（相当于手摇泵 推拉手柄一次），几 个柱塞顺序进入吸油 和压油过程，使泵输 出连续的流量和压力。
取决于负载，克服的负载越大，所需 压力越高； ➢系统的输出速度取决于流量(Q) ，流 量越大，传动动作进行得越快； ➢液压系统的功率(N)取决于压力和流量 的乘积，即：N=P·Q。
三、压力的单位
➢公制、英制、工程单位
标准大气压 磅/英寸2
atm
PSI
帕斯卡 Pa
毫米汞柱 千克力/厘米2
mmHg
kgf/cm 2
➢流量脉动率：
液压泵瞬时流量的脉动相对幅度。
➢流量脉动的危害：
➢影响负载运动速度的稳定性； ➢当脉动频率与系统固有频率相一致时，将引
起系统共振，加剧系统的振动和噪音。
减少流量脉动
改善脉动影响，提高流量品质的措施：
➢ 在系统中装储压器，吸收流量脉动。
工作系统
齿轮泵结构存在的问题
➢端面泄漏
➢径向间隙VS轴向间隙 ➢轴向间隙自动补偿措施
缺点：
➢ 液压元件结构复杂，工艺要求高； ➢ 信号传递速度慢； ➢ 管路连接复杂。
第二节 液压油液
一、工作液的分类
颜 种类 色
典型 牌号
主要 粘 闪 稳定 毒 密封件
特点
成分 度 点 性 性 材料 标记
植物基
蓝
MIL-H-7644
蓖麻油 酒精
大低
低
无
天然 橡胶
有酒精 的味道
矿10
➢ 在实际测试中，总效率和容积效率是可以得到的， 机械效率只能计算得到。可根据不同效率的数值 变化，判断泵的实际状态。
用于地面勤务 或应急供压。
油箱 回油管
三、手摇泵
单向作用手摇泵
双 向 作 用 手 摇 泵
四、齿轮泵
齿轮泵构造
齿轮泵的工作原理
排油腔
随着齿轮的旋转 ，排油腔容积逐 渐减小！