飞机液压系统 飞机结构与系统.ppt

1、飞机液压系统,张宏伟,液压传动基本概念,液压传动原理图,液压缸1,液压缸2,A1,A2,F1 V1,F2 V2,液压传动定义 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，也称容积传动。,液压系统的特点,工作介质（液体）不可压缩，系统必须密封； 系统稳定工作时，系统内压力取决于负载； 系统的输出速度取决于流量Q ； 液压系统的功率N=pQ,液压系统组成,元件功能类型： 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； （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，安全可靠。 分系统功能： 液压源系统； 工作系统。,液压系统基本

2、结构图,液压源系统,工作系统,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。 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。,液压油,液压油是液压传动的工作介质,工作液性能指标,良好的润滑性； 合适的粘度； 高的弹性模数； 较高的化学稳定性； 较高的材料相容性； 防火性； 对人体无毒或过敏反应。,液压油的主要参数,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： 粘度是流体在单位速度梯度下流动时产生的剪切应力，是衡量流体粘性的指标。 类型 动力粘度

3、运动粘度 相对粘度,动力粘度 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=qn 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。,排量&流量,输入功率：Ni=T 输出功率：No=pQ 效率: 机械效率vs.容积效率 机械效率由机械摩擦及内部阻力造成； 容积效率由内漏、充填损失等因素造成。,功率&效率,T,To pQo,pQ,T,p Q,机械损失,容积损失,影响液压泵效率的主要因素,油温过高或过低 油箱维护不正常 油泵装配异常或磨损严重,液压泵类型,定量泵：齿轮泵等 变量泵：柱塞泵等,齿轮泵构造,齿轮泵工作

4、原理,齿轮泵构造 一对啮合的齿轮 油泵壳体 前后端盖,齿轮泵的可变容积？,齿轮泵配油装置？,齿轮泵的可变容积？,齿轮泵配油装置？,齿轮泵配油装置？,齿轮泵的可变容积？,排油腔 随着齿轮的旋转，排油腔容积逐渐减小！,吸油腔 随着齿轮的旋转，吸油腔容积逐渐增大！,齿轮泵工作原理,齿轮泵配油装置？,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！,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

5、口挤压出去。 齿轮不断旋转，油液便不断地吸入和排出。,齿轮按图示方向旋转,斜盘式柱塞泵工作原理,可变工作容积： 柱塞与缸体的配合腔 配油装置： 配油盘,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。 斜盘的倾角决定柱塞的行程，改变斜盘的倾角，可改变柱塞的行程，从而改变泵的排量。,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。 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。,摆缸式轴向柱塞泵,轴向柱塞泵的变量控制,变量泵按其性能参数（流量和

6、压力曲线的变化情况）分为： 恒功率变量泵 恒流量变量泵 恒压力变量泵,恒压式变量柱塞泵,恒压式变量柱塞泵是一种自动调节变量泵，它能根据外负载的大小（泵输出口压力的大小）自动调节排量。由于流量可随负载的大小自动调节。 特点： 功率损失小 节省能源 减少发热 低压时流量大，高压时流量小 适用于驱动快速推力小、慢速推力大的工作机械 飞机常选用恒压变量泵为液压系统的液压源,恒压式变量柱塞泵的构造,恒压轴向柱塞泵变量原理,变量泵压力流量特性曲线,当工作系统不工作时，系统压力升高，当泵出口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

7、作状态。,Q,p,0,液压泵压力控制,定量泵供压系统限压方法 安全回路用安全阀限制供压的最高压力 卸荷回路使泵处于消耗功率最小的卸荷状态 变量泵压力控制 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。 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。,定量泵安全阀限压回路,伸出,缩入,限压,定量泵安全阀限压回路,缩入,伸出,限压,定量泵安全阀限压回路,限压,伸出,缩入,定量泵卸荷回路,定量泵卸荷压力曲线,0,t,p,液压泵的检查顺序,检查系统的外漏，外漏最容易检查，可观察液压管路及接头部件有无泄漏的痕迹； 检查蓄压器预充气压力； 检查系统的内漏。,变量泵的限压和卸荷,变量泵

8、具有自动卸荷功能。 为了系统的安全，回路上同样需加装安全阀，以防泵内压力补偿活门损坏或斜盘作动筒卡滞时造成系统压力过高。,控制阀,液压系统中液体流动的方向、压力和流量等是需要控制和调节的。完成这些控制和调节作用的液压控制元件，统称为液压控制阀。 分类 按机能不同可分为 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀,方向控制元件,功用 方向控制元件的功用是控制控制系统中油液的通、断和改变油液流动的方向或通路。 分类： 单向阀 功用：使油液只能沿一个方向流动而不能反流； 球型阀芯 VS.锥型阀芯 换向阀： 功用：控制系统中液流的方向，实现油路的关断、接通和换向； 运动形式：转阀&滑阀 控制方式：手动、机动、

9、电动、液动 工作位置：二位、三位 接油路数：二通、三通、四通、五通等,单向阀,在飞机液压系统中，单向阀常用于： 泵的出口处，防止系统反向压力突然增高，使泵损坏，起止回作用。 定量泵卸荷活门的下游，在泵卸荷时保持系统的压力。 在系统的回油管路中，保持一定的回油压力，增加执行机构运动的平稳性。,机控单向阀,机控单向阀,机控单向阀,机控单向阀,液控单向阀,用途： 对液压缸进行锁闭。 作立式液压缸的支撑阀。 某些情况下起保压作用。,换向阀,功用：控制系统中液流的方向，实现油路的关断、接通和换向； 运动形式：转阀&滑阀 控制方式：手动、机动、电动、液动 工作位置：二位、三位 接油路数：二通、三通、四通、

10、五通等 要求： 流体流经阀时的压力损失要小。 不相通的通口间的泄漏要小。 换向要平稳、迅速且可靠。,转阀,换向阀工作原理,飞机上常用的换向阀的型式：控制单向式作动筒的为二位三通阀，控制双向式作动筒的为二位四通或三位四通，其中三位四通中立位关断式应用最广。图为几种换向阀的职能符号。其中方框代表每一个位置，A、B代表工作油口，P代表供油口，O代表回油口，箭头指向为液流方向。前述卸荷阀就是液压控制的二位二通阀。,二位三通 三位四通中立关断 二位四通,飞机上常用的换向阀的型式,梭阀,实质上是两位三通自动换向阀,压力控制阀是用来调节或控制液压系统压力的。其工作原理是利用油路压力与预定弹簧压力比较，控制阀

11、口开度，保证压力处于调定值。 分类： 溢流阀 减压阀 顺序阀 卸荷阀,压力控制元件,溢流阀,工作原理： 当油路压力升高到调定值时，阀口打开，将压力油溢出一部分，使压力保持在调定值。 用途 作溢流阀，溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦即系统压力恒定。 作安全阀，系统超载时，溢流阀打开，对系统起过载保护的作用，而平时溢流阀是关闭的。 作背压阀，溢流阀（一般为直动式）装在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。 用先导式溢流阀对系统实现远程调压或使系统卸荷。,溢流阀工作原理,直动式溢流阀,溢流阀工作原理,先导式溢流阀,溢流阀构造型式：,直动式溢流阀： 调压精度低，适用于低压小流量

12、系统； 先导式溢流阀： 调压精度高，适用于高压大流量系统。,Q,闭合,开启,压力上升,压力下降 P,减压阀,直动式减压阀,减压阀,先导式减压阀,定差减压阀,减压阀的应用,实现同一液压源供向并联的不同工作压力的工作系统所需压力（定值减压阀）。 稳定工作系统的油压，使不受液压源压力波动的影响（定值减压阀）。 定差减压阀与节流阀串联组成调速回路。定差减压阀使节流阀的前后压力差为一定，则流过的流量为一定。作动筒的运动速度亦为一定。,a）恒流量控制,b）调速控制,优先活门,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理

13、 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流

14、阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,液压延时阀工作原理,用途 顺序控制 原理 压力取决于负载 组成 节流孔 传压筒 单向节流阀,压力继电器,主要性能 调压范围 灵敏度和通断调节区间 重复精度 升压或降压动作时间,流量控制元件,流量控制元件通过控制油路的流量从而控制或协调执行元件的运动速度。 分类： 节流阀 调速阀 分流集流阀 液压保险 定流量保险器 定量保险器 流量放大器,小孔节流原理,A,带孔隔板,节流器,单向节流阀,可调式单向节流阀,液压保

15、险器,定量器 功用： 当通过液压保险的容积量达到某一临界体积时将油路自动关断，防止系统液压油继续损失。,液压保险器,定流量器（限速切断阀） 功用：当管路中的油液在允许的正常流量下，阀保持打开位置；如果流量过大（如管道破裂）超过规定值时，它就自动关闭，以保证不影响其它的并联工作系统工作。,流量放大器,功用 用于工作系统要求的流量比供压系统输出流量大的情况。 也称锁流限压活门,执行元件,执行机构是液压系统中对外作功的元件，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 直线运动型 单向运动液压缸 双向运动液压缸,一、液压缸性能参数,输出力 F=PA 输

16、出速度 V=Q/A,P,Q,双向单杆液压缸,运动特点： 两端供油量相同时，往返速度不同！ 常用于起落架收放。 差动连接： 双向单杆液压缸的差动连接可使其使往返速度相同（A12A2）,双向双杆液压缸,运动特点： 两端供油量相同时，往返速度相同； 常用于舵面操纵。,二、液压缸辅助装置,缓冲装置节流缓冲 排气装置 由于气体进入，使执行机构反应速度降低，甚至出现爬行现象； 气体进入刹车液压缸的表现为刹车松软。 锁定装置 锁定装置可在伸出位置将活塞杆可靠锁定，具体形式有钢珠锁，卡环锁，摩擦锁等。,缝隙节流缓冲,节流阀缓冲,锁定装置,辅助元件,液压辅助元件是组成液压传动系统必不可少的部分，它们在液压系统中

17、数量最多（管路和接头）、分布极广（密封装置）、影响很大。 液压辅助元件包括： 液压油箱； 滤油器； 储压器； 导管接头； 密封装置； 冷却器等。,液压油箱,油箱的作用： 储存液压系统所需油液； 散热、分离空气，沉淀杂质。 油箱分类： 普通通气油箱； 增压油箱： 引气增压油箱； 自增压油箱。,油箱构造特点,主要元件 立管 关断阀 浮子 回油滤 通气系统 放油活门,油箱增压系统,增压目的：防止油泵气塞。 气塞 现象：由于气体进入油泵，使泵出现吸油排油不连续，严重时既不吸油又不出油的现象，称为油泵气塞。 危害：油泵排油压力波动大，振动、噪声大。,典型飞机油箱增压系统,增压油箱的位置和指示,自增压油箱

18、,液压油滤,油液污染是造成液压系统故障的重要原因之一，利用油滤可使液压油保持必要的清洁度。 滤芯型式 表面型 深度型 纸质滤芯 线隙式 烧结式 磁性油滤,表面型和深度型油滤的滤除特性,典型滤油器构造,油滤构造,油滤头部 旁通活门 自封活门 堵塞指示销 滤杯 滤芯,堵塞状态发讯装置,两级液压过滤器,烧结式滤油器,滤油器的精度等级,粗油滤(滤除杂质公称尺寸100m以上) 普通油滤(10 100m) 精油滤(5 10m) 特精油滤(1 5m) 飞机液压系统的过滤精度一般在325m，滑油和燃油系统一般在20 40m，飞机液压系统地面支持设备一般在2 5m。,油滤安装位置,油泵出口 系统回油 油泵壳体回

19、油 伺服阀入口 作用： 过滤上游系统产生的杂质，保护下游系统； 提取油样，作为系统故障诊断的依据。,工作系统,储压器,储压器功用： 补充系统泄漏，维持系统压力（卸荷）； 吸收液压撞击和压力脉动； 协助泵共同供油，满足瞬间大流量工作的需要； 作为应急能源。 储压器构造形式： 气瓶式容量大，惯性小，但气体容易混入油液 活塞式结构简单，但惯性大，摩擦，反应不灵敏 胶囊式重量轻，惯性小，反应灵敏，安装维护方便,蓄压器的构造,活塞式蓄压器的工作原理,胶囊式蓄压器的工作原理,蓄压器的维护,确保初始充气压力正常,蓄压器初始充气压力检查,压力表装在主供压管道上 在液压泵不工作（发动机停车）时，缓慢操作用压系统

20、，将蓄压器内的油液逐渐放出，这时，系统压力表所指示的压力逐渐下降，如果压力降低到某个数值P0后，压力表指针突然掉到零，则这个压力值（P0）就是蓄压器的初始充气压力。 压力表装在蓄压器充气端 通过蓄压器充气端的压力表可检查其初始充气压力的方法是：缓慢操作用压系统，当系统压力表指示不再下降时的压力即为蓄压器初始充气压力。,密封装置,密封材料 塑性材料皮革，软金属 弹性材料各种橡胶 密封形式 固定密封 运动密封 密封件 O形密封圈 唇形密封圈 Y形密封圈 V形密封圈,常用橡胶密封材料,可以使用； 有条件使用； 不可使用,O形密封圈,特点： 密封性能好、寿命长 既可以用于动密封又可以用于静密封， 同时

21、对两个方向起密封作用。 作动密封时，启动摩擦阻力较大，寿命相应缩短 规格 内径断面直径,O形密封圈使用注意事项,O形密封圈的外径D1(d1+2B)， D1：密封孔径 d1：断面直径 B ：固定沟槽的最小宽度 0形密封圈的低压端应加装挡圈(聚四氟乙烯)。对于双向承受压力的密封圈，应在两侧均加装挡圈。,Y形密封圈,工作速度范围 丁腈橡胶：0 .010.6 m/s 氟橡胶0 .050.3 m/s 聚氨酯橡胶0 .011 m/s 特点： 密封性好，摩擦阻力小，启动摩擦阻力与停车时间的长短和工作压力的高低关系不大，工作时运动平稳。Yx形密封圈除具有上述优点外，还有在密封槽内不易翻转，运动时不易窜动,V，

22、U形密封圈,U形和V形环密封仅仅对一个方向的密封有效，因此被称为单向式密封装置。要实现双向密封，必须背向安装两个密封圈,密封件的标识,蓝点或圈：空气或MILH5606液压油 红点或圈：燃油 黄 点：合成发动机滑油 白 圈：石油基发动机滑油或润滑剂 绿点划线：磷酸酯基液压油,密封件的使用和储存,确保它的尺寸合适 与系统中液体的类型与材料相容 保证密封件没有超过适用期 装配前应润滑 装配时可使用合适的装配工具或导向装置 装配完之后由检查,散热器,油温高的危害 油液粘度变小，导致系统损失增大，效率降低； 油液变质，形成胶状沉淀，造成系统堵塞，摩擦增大； 高温使密封圈橡胶变质、损坏，密封失效； 高温使零件间的配合间隙变化，导致额外的摩擦或泄漏。,散热器,油温过高的原因 系统产热量增大 系统散热不良,散热器,系统产热量增大 泵故障或泵壳体回油滤堵塞 压力油滤堵塞 系统严重内漏 卸荷系统故障，安全阀溢流,散热器,系统散热不良 油箱油量不足 散热器热交换不足 环境温度