液压系统概述飞机结构与系统课件

液压系统概述主讲人：吴鹏《飞机结构与系统》01.液压传动原理02.液压系统的组成03.液压传动的优缺点04.液压传动技术的发展趋势目录contents一、液压传动原理帕斯卡原理指出，在装满液体的密闭容器内，在边界处对液体施加压力时，液体能把这一压力大小不变地向四面八方传递。液压传动建立在帕斯卡原理基础之上，以液体为工作介质，利用液体静压能来完成传动功能的一种传动方式，也称容积式传动。一、液压传动原理基于帕斯卡原理的最简单的液压传动模型。它由两个液压缸（又称作动筒）1和2组成，中间由管道相连，内部充满了液体。当液压缸1的活塞向左移动时,液压缸1左腔内的液体被挤入液压缸2的右腔，这两个腔内的压力升高,液压缸2的活塞被迫向左移动。若连续推动液压缸1的活塞，则液体连续地流经管道并推动液压缸2的活塞持续运动。液压缸1推动液体流动并使液体建立压力，它就是一个简单的手动液压泵；液压缸2用来推动负载，它就是一个液压执行元件。一、液压传动原理分析液压传动模型，可知液压传动具有如下特性：为克服负载（F）必须给油液施加足够大的压力（P）,负载越大所需压力也越大。这是液压传动中的一个基本规律：压力取决于负载。2液压传动以液体作为传递能量的介质，因此传动必须在封闭的容器内进行。1要完成一定的传动动作，仅利用油液传递压力是不够的，还必须使油液不断地向执行机构运动方向流动。单位时间内流入作动筒的油液体积称为流量（符号为Q）,流量越大活塞的运动速度越大。这也是液压传动中的另一个重要规律：输出速度取决于流量。3液压传动的主要参数是压力F和流量Q。4液压传动中的液压功率等于压力与流量的乘积。5液压系统由一些液压必要的功能元件组成，一般包括四种功能元件：二、液压系统的组成目前对液压系统的组成基本上有两种阐述方法，一种是按组成系统的液压元件的功能划分，另一种是按组成整个系统的分系统划分。（1）按液压元件的功能划分动力元件指液压泵，它将电动机或发动机产生的机械能转换成液体的压力能；1执行元件指液压作动筒和液压马达，它们将液体的压力能转换为机械能；2液压系统由一些液压必要的功能元件组成，一般包括四种功能元件：二、液压系统的组成控制元件即各种阀，它们调节系统内各部分液体的压力、流量和方向,以满足工作要求；3辅助元件，除上述三项组成元件之外的其他元件，包括油箱、油滤、散热器、蓄压器及导管、接头和密封件等。4二、液压系统的组成（2）按组成系统的分系统划分从系统的功能观点来看，液压系统可分为液压源系统和工作系统两大部分。液压源系统包括泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力调节系统及蓄压器等。飞机液压源系统的部件，除发动机驱动泵外，绝大部分位于液压舱内（主轮舱区域或专门的液压设备舱内）。1二、液压系统的组成（2）按组成系统的分系统划分从系统的功能观点来看，液压系统可分为液压源系统和工作系统两大部分。工作系统（或液压操作系统、用压系统），是利用液压源系统提供的液压能执行工作任务的系统。利用执行元件和控制元件进行适当的组合，即可产生各种形式的运动或不同顺序的运动。2三、液压传动的优缺点优点（1）液压源单位功率的重量轻,结构尺寸小。轴向柱塞泵每千瓦功率的重量只有1.5〜2N,而直流电机则高达15〜20N。在同等功率下，前者的重量只有后者的10%〜20%；至于尺寸相差就更大，前者为后者的12%〜13%。优点（2）液压执行机构反应速度快。电动机转动部件的惯量可达到其输出转矩的50%左右,而液压马达则不大于5%。所以在加速中，同等功率的电动机需Is到几秒的时间，而液压马达只需0.1s。液压传动可在高速状态下起动、制动和换向，对于旋转运动的液压马达每分钟可达500次；直线往复运动的液压作动筒每分钟可达400-1000次,这是其他传动控制方式无法比拟的。三、液压传动的优缺点优点（3）大范围内实现无级调速，而且调速性能好。调速范围可达200〜250,而电动机通常只能达到20。电气传动无级调速,但调速范围小，转速过低则不稳定，而液压传动执行机构，特别是液压马达可在极低的转速下输出很大的转矩（转速可低至lr/min）。优点（4）能传递较大的力和转矩。传递较大的力和转矩是液压传动的突出优点。三、液压传动的优缺点优点（6）操纵、控制、调节比较方便、省力，易实现自动化。尤其与电气控制结合起来，能实现复杂的顺序动作和远程控制。优点（7）易于实现过载保护和自动润滑,元件使用寿命较长。优点（5）易实现功率放大。这在控制系统中是一个非常重要的特点,它可以减少执行部件所需的操纵力，输入微小的信号可得到较大的功率输出o对于电液伺服控制系统，其放大倍数可达30万倍以上。三、液压传动的优缺点液压信号传递速度慢，与以光速传播的电控信号无法相比；2液压元件结构复杂，制造精度要求高,成本高，维修技术要求高；1液压能量的传递很不方便,液压管路布置、连接麻烦,很难避免液压油泄漏。3四、液压传动技术的发展趋势（1）液压源供压的压力逐渐提高飞机采用液压源系统可追溯到道格拉斯公司1935年首飞的DC-3型飞机，系统压力仅为785psi，后续研发的飞机液压系统压力逐渐升高（具体数据如表所示），我们可以看到最新民航飞机（B787和A350）液压源系统的压力已经从3000psi到5000psi。飞机液压系统压力演变序号机型年份压力1DC-31935785psi(55bar)2B72719633000psi(210bar)3协和19694000psi(280bar)4B787，A350