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第七章液压系统 本章内容液压系统概述液压油液压源液压动力元件液压执行元件液压辅助元件 液压系统概述 帕斯卡定理 加在密闭液体任一部分的压强 必然按其原来的大小 由液体向各个方向传递 一 液压传动原理 液压系统概述 帕斯卡定理 加在密闭液体任一部分的压强 必然按其原来的大小 由液体向各个方向传递 一 液压传动原理 液压系统概述 一 液压传动原理 液压千斤顶 液压系统概述 注意 传动过程中 油液流动阻力始终存在 实际系统中的油液压力并不是处处相等 压力决定于负载 包括外负载和流动压力损失 输出速度取决于流量 一 液压传动原理 液压系统概述 液压传动功率 油液在单位时间内对活塞所做的功 二 液压传动功率 P表示工作压力 Q表示流量 提高液压传动功率的途径 工作压力 主要方式流量 液压系统概述 两种分类方法 1 按液压系统元件功能 1 动力元件 指增压泵 机械能 液压能2 执行元件 液压能 机械能 如作动筒 液压马达3 控制调节元件 各种阀 活门 调节各部分液体的压力 流量和方向 4 辅助元件 上述元件以外 如油箱 油滤 导管 接头 密封等 三 液压系统的组成 液压系统概述 两种分类方法 2 按组成系统的分系统功能 1 液压源系统 包括泵 油箱 油滤系统 冷却系统 压力调节系统 蓄压器等 现代民航客机一般有三个隔离且独立的液压源系统 如boeing737 systemA B standbysystem 三 液压系统的组成 液压系统概述 三 液压系统的组成 液压源系统 液压系统概述 2 按组成系统的分系统功能 2 工作系统 或液压操作系统 用压系统 利用液压源系统提供的液压能 将执行元件和控制调节元件适当组合 完成规定工作任务 如 起落架收放系统 液压刹车系统等 三 液压系统的组成 液压系统概述 液压刹车系统 液压油 功能 传递和分配油液压力 操纵各种部件 一般要求 小的流动阻力 不可压缩 良好润滑性 无腐蚀性 不产生气泡 一 功能及要求 液压油 粘性 液体流动时 内部产生摩擦力 内阻力 的一种性质 这种摩擦力的大小用粘度标定 粘度 赛氏粘度计 美 恩氏粘度计 中 欧 二 液压油属性 液压油 影响粘度的因素 液体种类 温度 影响显著 温度越高 粘度越小 压力 高压下有明显影响 压力越大 粘度增大 液压油粘度的选择 粘度应适当 不能过大或过小 粘度随温度的变化应尽量小 二 液压油属性 液压油 压缩性 液压油的压缩性应尽可能小 一般来说 液压油自身压缩性是可以满足要求的 但不能混入空气 否则其压缩性明显增大 润滑性 液体的润滑性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 不同液体所能形成的油膜厚度及牢固程度不同 二 液压油属性 液压油 机械稳定性 液体在长时间高压作用下 保持其原有的物理性质 如粘性 润滑性等 的能力 化学稳定性 液体抗氧化和抗变质的能力 温度 其他物质 二 液压油属性 液压油 防火特性 1 闪点 当油液产生足够量的蒸气而遇火苗时刹时点燃 或闪光 但不能维持燃烧 此时的温度称为闪点 2 燃点 当油液产生足够量的蒸气而遇火苗时点燃并能维持燃烧 此时的温度称为燃点 液压油要求有高闪点和高燃点 二 液压油属性 液压油 民用飞机上常用的三种液压油 1 植物基液压油由蓖麻油和酒精组成 有强烈酒精气味 蓝色 易燃 适用天然橡胶密封圈 应用于老式飞机 逐渐淘汰 2 矿物基液压油从石油提炼 红色 常称为红油 易燃 稳定性好 可加入添加剂阻止泡沫生成 适用合成橡胶密封圈 广泛应用于小型飞机 三 液压油分类 液压油 3 磷酸脂基液压油 合成液压油 非石油基 浅紫色 常称为紫油 防火特性好 但对水污染敏感 必须严格密封 广泛应用于现代 大型 飞机液压系统 三 液压油分类 液压源 向用压系统提供一定流量的液压油 以满足助力操纵等工作需要 为保证供压安全 现代飞机都有若干个独立的液压源系统 双发飞机一般有三个 液压源系统基本组成 液压油箱及油箱增压系统液压泵压力组件回油组件液压管路液压指示系统地面油箱灌充设备 一 液压源概述 液压源 1 液压油箱 存储液压油 留有足够的液压油膨胀空间 现代飞机采用增压密封油箱 P132 二 油箱及油箱增压系统 液压源 2 油箱增压系统 保证液压泵进口压力 防止高空低压的工况下液压泵进口压力过低产生气穴 现代飞机通常通过发动机压气机的引气进行增压 也可以从APU引气 主要功能部件包括 单向活门 空气过滤器 安全释压活门 人工释压活门 压力表 地面增压接头等 二 油箱及油箱增压系统 液压源 1 按不同动力源的分类 P82 发动机驱动泵 EDP 电动泵 ACMP 空气驱动泵 ADP 冲压空气涡轮驱动泵 RAT 手摇泵动力转换组件 PTU 三 液压泵 液压源 2 按不同工作方式的分类 主液压泵液压系统开始工作时持续工作 两个位置 大多采用发动机驱动泵 EDP 或电动泵 ACMP 需求泵需要时工作 三个位置 多采用电动泵或空气驱动泵 应急泵一般用冲压涡轮泵 RAT 辅助泵满足地面操纵的特殊需要 多采用手摇泵或电动泵 三 液压泵 液压源 也称过滤组件 是把一些液压元件组装在一起形成的组件 主要包括 单向活门 油滤 释压活门 压力传感器 温度传感器 地面压力接头等 位于液压泵出口管路 即压力管路 过滤和分配泵出口液压 四 压力组件 液压源 位于回油管路 主要组成元件 油滤 单向活门 旁通活门等 过滤及引导返回油箱的油液 五 回油组件 液压源 供油管路连接液压油箱与液压泵进口之间的管路 属于低压管路 压力管路液压泵出口到传动部件之间的管路 高压管路回油管路系统回油管路从传动部分返回 最终至油箱 油泵壳体回油管路输送液压泵润滑 冷却的油液返回油箱 六 液压管路 液压源 典型飞机液压源系统 液压动力元件 容积式液压泵 泵内部的部件会形成多个空腔 工作腔 液压泵工作时 此工作腔的容积发生变化 容积泵按结构型式可分为 柱塞泵 齿轮泵 叶片泵等 液压动力元件 手摇泵 一 柱塞泵 液压动力元件 径向柱塞泵由壳体 油缸主体 配油轴 若干柱塞和弹簧等组成 在柱塞直径和数目一定的情况下 流量与转速 偏心距有关 一 柱塞泵 液压动力元件 轴向柱塞泵斜盘式由壳体 转子 驱动轴 缸筒 柱塞 和斜盘等组成 一 柱塞泵 液压动力元件 轴向柱塞泵斜盘式由壳体 转子 驱动轴 缸筒 柱塞 和斜盘等组成 一 柱塞泵 液压动力元件 轴向柱塞泵摆缸式转子轴线与传动轴轴线有一夹角 一 柱塞泵 液压动力元件 特点 构造复杂 精密 对液压油品质要求高 效率高 能产生很高压力 同等重量条件下产生的功率大 流量通常可调 变量泵 在现代飞机液压系统广泛应用 一 柱塞泵 液压动力元件 二 齿轮泵 液压动力元件 特点 结构简单 体积小 重量轻 对液压油品质要求较低 便于维护修理 流量不可调 定量泵 流量脉动和压力脉动较大 噪音高 现代飞机较少使用 二 齿轮泵 液压动力元件 三 叶片泵 单作用叶片泵转子与定子偏心安置 变量泵 液压动力元件 三 叶片泵 双作用叶片泵转子与定子同心安置 定子内表面近似椭圆 定量泵 液压动力元件 三 叶片泵 叶片泵的特点优点 1 输出流量较齿轮泵均匀 运转平衡 噪声低 2 工作压力高 容积效率高 3 单作用叶片泵易调节 双作用叶片泵寿命长 4 结构紧凑 轮廓小 流量大 缺点 1 自吸性能较齿轮泵差 2 对油液污染敏感 可靠性较差 3 结构较复杂 价格较高 一般用于中压系统 液压动力元件 1 供油性能1 实际流量大小泄流损失内部存在间隙 导致增压室油液流回吸油室 泄流量多少影响因素 间隙大小 增压室和吸油室压力差 油液粘度 四 液压泵性能 液压动力元件 1 供油性能1 实际流量大小填充损失工作腔填充不满而损失的流量 吸油室压力过低工作腔剩余容积影响液压泵转速过大2 油液流量和压力脉动 四 液压泵性能 液压动力元件 2 功率和效率1 功率理论功率 不考虑功率损失的输出或输入功率 输入的理论功率 四 液压泵性能 液压动力元件 2 功率和效率1 功率理论功率 不考虑功率损失的输出或输入功率 输出的理论功率 四 液压泵性能 2 功率和效率1 功率输入功率 单位时间内发动机 或电动机 对液压泵所做的功 输出功率 单位时间内液压泵对输出的油液所做的功 实际液压泵的输入功率总是大于理论功率 输出功率总是小于理论功率 液压动力元件 四 液压泵性能 2 功率和效率2 效率机械效率 理论功率和输入功率的比值 齿轮泵 0 9 柱塞泵 0 7 0 95 容积效率 输出功率和理论功率的比值 齿轮泵 0 7 0 75 柱塞泵 0 92 0 99 液压动力元件 四 液压泵性能 液压动力元件 2 功率和效率2 效率总效率 输出功率和输入功率的比值 齿轮泵 0 6 0 65 柱塞泵 0 8 四 液压泵性能 液压动力元件 影响液压泵效率的因素 1 油液粘度容积效率粘度增大 泄流损失减小 容积效率提高 但增大到一定程度 填充损失显著增大 容积效率减小 机械效率粘度增大 降低机械效率 四 液压泵性能 液压动力元件 影响液压泵效率的因素 2 进出口压差容积效率压差增大 泄流损失和填充损失都随之增大 容积效率减小 机械效率压差在一定范围增大 机械效率增加 总效率压差在一定范围内变化影响不大 四 液压泵性能 液压动力元件 影响液压泵效率的因素 3 液压泵转速容积效率转速在一定范围内增大 泄流损失和填充损失增加得并不显著 容积效率随之增大 机械效率随转速增加 机械效率降低 四 液压泵性能 液压动力元件 影响液压泵效率的因素 4 零件间隙容积效率间隙增大 泄流损失增加 容积效率降低 机械效率间隙增大 机械效率降低 四 液压泵性能 液压执行元件 功能 对外界做功 将液压能转换为机械能 类型 旋转运动液压马达往复运动往复直线 作动筒 往复摆动 摆动缸 液压执行元件 1 单作用式 一 作动筒 液压执行元件 2 双作用式1 单杆式 一 作动筒 液压执行元件 2 双作用式2 双杆式 一 作动筒 液压执行元件 2 双作用式3 三位置 一 作动筒 液压执行元件 3 带锁作动筒1 机械锁A 接高压油B 接高压油 解锁 一 作动筒 液压执行元件 3 带锁作动筒2 液压锁 一 作动筒 液压执行元件 4 带缓冲装置作动筒 一 作动筒 液压执行元件 1 方向控制阀1 单向阀只允许油液沿一个方向流动 另一个方向不允许或受到限制 二 液压控制元件 液压执行元件 1 方向控制阀2 顺序阀控制液压系统部件的工作顺序 使某些部件的工作优先于其他部件工作 二 液压控制元件 液压执行元件 二 液压控制元件 1 方向控制阀2 顺序阀控制液压系统部件的工作顺序 使某些部件的工作优先于其他部件工作 液压执行元件 2 换向阀常用于控制执行元件 作动筒或液压马达 的运动方向 滑阀式 往复式和旋转式 滑阀式中位关断式换向阀 二 液压控制元件 液压执行元件 3 压力阀1 溢流阀 安全阀 用于限制液压系统的最大压力值 防止过大压力下液压附件 管路损坏 直动式先导式 二 液压控制元件 液压执行元件 3 压力控制阀2 减压阀用于液压系统只有一个统一压力的液压源 而各部分需要不同工作压力时 定值减压阀定差减压阀 二 液压控制元件 液压执行元件 3 压力控制阀2 减压阀主要作用 实现不同油压并联油路 使不同工作分系统具有不同工作压力 稳定油压 定差减压阀与节流器组成调速回路 二 液压控制元件 液压执行元件 4 液压延时器控制液压系统部件的工作顺序 二 液压控制元件 液压执行元件 4 液压延时器控制液压系统部件的工作顺序 二 液压控制元件 液压执行元件 5 流量控制阀1 液压保险为防止液压系统中某些传动部分的导管或附件损坏 导致油液泄漏过量 使系统无法工作 而在供油管路上安装的安全装置 定量器定流器 流量限制器 二 液压控制元件 液压执行元件 定量器油液消耗量极限控制的液压保险 当油液消耗量超过规定值时 自动将管路封闭 二 液压控制元件 液压执行元件 定流量器 流量限制器 当油液流量超过规定值时 切断油路 二 液压控制元件 液压执行元件 5 流量控制阀2 流量放大器6 优先阀控制液压系统部件的工作顺序 与顺序阀不同在于以液压为动力 二 液压控制元件 液压执行元件 7 快卸活门 接头 二 液压控制元件 液压辅助元件 一