第3章飞机液压系统.ppt
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1、飞飞机机系系统统原原理理 民用航空系 刘磊 第三章 液压系统2022/12/132飞机系统原理飞机系统原理3.1 液压系统概述液压系统概述3.2 民用飞机常用液压元件民用飞机常用液压元件3.3 飞机液压源系统飞机液压源系统 第三章 液压系统2022/12/133飞机系统原理飞机系统原理3.1 液压系统概述液压系统概述3.1.1 3.1.1 液压传动原理液压传动原理3.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成3.1.3 3.1.3 液压传动的优缺点液压传动的优缺点2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理43.1.1 3.1.1 液压传动原理液压传动原理n 帕斯卡定律:在装满液体的密闭容器
2、内,对液体的任意一部分在装满液体的密闭容器内,对液体的任意一部分施加压力,液体能把这一压力施加压力,液体能把这一压力大小不变大小不变地向四面八方传递。地向四面八方传递。图3.1 帕斯卡原理图 传动方式一传动方式一2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理53.1.1 3.1.1 液压传动原理液压传动原理图3.2 液压传动原理图一 传动方式二传动方式二 2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理63.1.1 3.1.1 液压传动原理液压传动原理图3.3 液压传动原理图二 2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理73.1.1 3.1.1 液压传动原理液压传动原理n 液压传动基本规律 液体在
3、密闭容器内传递能量;液体在密闭容器内传递能量;压力决定于负载;压力决定于负载;力压力面积;力压力面积;速度流量面积;速度流量面积;功率力速度压力流量;功率力速度压力流量;2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理83.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成1.1.按液压元件的功能划分按液压元件的功能划分 构成构成动力元件动力元件液压泵(发动机泵、电动机泵等液压泵(发动机泵、电动机泵等)提供符合需要的液压(将机械能转化为液压能)。控制控制调节元件调节元件各种各种阀阀 用以调节各部分液压的压力、流量和方向,满足工作要求。执行元件执行元件液压作动筒和液压作动筒和液压马达液压马达将液体的压力能
4、转换为机械能。辅助元件辅助元件除了上述三项之外的其他元件,包括除了上述三项之外的其他元件,包括油箱、油箱、油滤、蓄压器、散热器油滤、蓄压器、散热器、导管、接头、密封件、导管、接头、密封件等。等。2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理93.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成图3.4 简单液压系统组成图 动力元件动力元件 构成构成2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理103.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成图3.4 简单液压系统组成图 控制调节元件控制调节元件 构成构成2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理113.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成
5、图3.4 简单液压系统组成图 执行元件执行元件 构成构成2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理123.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成图3.4 简单液压系统组成图 辅助元件辅助元件 构成构成2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理133.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成 系统工作过程系统工作过程双向活门运作双向活门运作图3.5 液压系统工作过程图 2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理143.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成 系统工作过程系统工作过程双向活门运作双向活门运作图3.5 液压系统工作过程图 2022/12/13飞机系统原理飞机系统
6、原理153.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成 双向选择活门双向选择活门图3.5 液压系统工作过程图 2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理163.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成2.2.按组成系统的分系统功能分按组成系统的分系统功能分 液压源系统液压源系统泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力调节系统级及蓄能器。调节系统级及蓄能器。工作系统工作系统液压操作系统,用压系统,如:起落架收液压操作系统,用压系统,如:起落架收放系统,液压刹车系统。放系统,液压刹车系统。2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理173.1.2 3.1.2 液
7、压系统组成液压系统组成l 单源系统单源系统 一般只用于一般只用于 收放起落架收放起落架;有的飞机还有的飞机还 供压收放襟翼供压收放襟翼。图3.6 单源液压控制系统2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理183.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成l 多源液压系统多源液压系统同时用于多个系统,如同时用于多个系统,如起落架收放、前轮转弯、飞行操纵系统、反推起落架收放、前轮转弯、飞行操纵系统、反推装置等。装置等。图3.7 B737 液液 压压 控控 制制 系系 统统 图图2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理193.1.2 3.1.2 液压系统组成液压系统组成YELLOW USER
8、SBLUE USERSGREEN USERSPSIPSI300030003000A320 液压控液压控制系统制系统:飞飞行操纵装置行操纵装置,起起落架落架,货舱门货舱门,刹刹车和反推车和反推图3.6 A320黄绿蓝液压控制系统2022/12/13飞机系统原理飞机系统原理203.1.3 3.1.3 液压传动的优缺点液压传动的优缺点优优 点点缺缺 点点 重量轻、体积小重量轻、体积小 功率大、效率高功率大、效率高 可靠性高可靠性高 自润滑、自密封、自冷却自润滑、自密封、自冷却 便于远距离传递便于远距离传递 控制方便控制方便 动作灵敏动作灵敏 稳定性好稳定性好 结构复杂,精度高,成本高结构复杂,精度高
9、,成本高 信号传递慢信号传递慢 能量传递不方便,管路连接能量传递不方便,管路连接麻烦麻烦2022/12/1321飞机系统原理飞机系统原理3.2 民用飞机常用液压元件民用飞机常用液压元件3.2.1 3.2.1 液压油液压油3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 3.2.3 3.2.3 液压控制元件液压控制元件3.2.4 3.2.4 液压执行元件液压执行元件3.2.5 3.2.5 液压辅助元件液压辅助元件2022/12/1322飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油1.1.液压油的指标要求液压油的指标要求润滑性润滑性使两个附件表面形成油膜,不直接接触,减小附件间的摩擦力。使两个
10、附件表面形成油膜,不直接接触,减小附件间的摩擦力。粘性粘性 流体在外力作用下流动,分子间内聚力作用产生阻碍其分子相对流体在外力作用下流动,分子间内聚力作用产生阻碍其分子相对运动的内摩擦力,只在流动气体中显现;运动的内摩擦力,只在流动气体中显现;粘度过高,会造成较大的流动阻力和摩擦,机械效率下降;粘度过高,会造成较大的流动阻力和摩擦,机械效率下降;粘度过低,系统泄露损失增大,容积效率下降。粘度过低,系统泄露损失增大,容积效率下降。压缩性压缩性 一定体积的液体,在压力相同的情况下,体积缩小量越小,说一定体积的液体,在压力相同的情况下,体积缩小量越小,说明压缩性越小。一般液体不可压缩。明压缩性越小。
11、一般液体不可压缩。要液体压缩性小,要避免液压油中含有气泡。要液体压缩性小,要避免液压油中含有气泡。2022/12/1323飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油1.1.液压油的指标要求液压油的指标要求抗燃性抗燃性 衡量指标:闪点、着火点和自燃着火温度衡量指标:闪点、着火点和自燃着火温度 好的防火性能,主要是具有高的闪点。好的防火性能,主要是具有高的闪点。机械稳定性机械稳定性 指液体在长时间的高压作用下,保持器原有的物理性质(粘性、指液体在长时间的高压作用下,保持器原有的物理性质(粘性、润滑性等)的能力。润滑性等)的能力。化学安定性化学安定性 主要指液体抗氧化的能力。主要指
12、液体抗氧化的能力。液压油应该具有良好的化学安定性,并且不含杂质液压油应该具有良好的化学安定性,并且不含杂质。2022/12/1324飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油2.2.液压油液压油特性要求特性要求粘性适中且变化小粘性适中且变化小闪点与燃点高闪点与燃点高凝固点低凝固点低热膨胀性小热膨胀性小化学稳定性好化学稳定性好腐蚀性低腐蚀性低2022/12/1325飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油3.3.液压油液压油的分类的分类植物基液压油植物基液压油绿色绿色酒精和蓖麻油的混合物酒精和蓖麻油的混合物用于早期飞机用于早期飞机矿物矿物基(石油基)液压油基
13、(石油基)液压油红色红色加入抗氧化、耐高温添加剂的石油提炼物加入抗氧化、耐高温添加剂的石油提炼物应用广泛,性能好,成本低。应用广泛,性能好,成本低。磷酸酯基液压油磷酸酯基液压油紫色紫色人工合成液压油人工合成液压油防火性能特别好、耐低温、低腐蚀。防火性能特别好、耐低温、低腐蚀。用于现代高性能飞机,成本较高。用于现代高性能飞机,成本较高。2022/12/1326飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油4.4.液压油液压油的工作特性的工作特性1 1)压力)压力损失损失油液流动时由于粘性或速度变化引起的传递油液压力降低。油液流动时由于粘性或速度变化引起的传递油液压力降低。2 2)泄
14、泄流损失流损失因传动管路外漏或内漏造成的工作油量不足。因传动管路外漏或内漏造成的工作油量不足。外漏外漏:油液漏到系统之外:油液漏到系统之外导致系统有用流量减小和系统油导致系统有用流量减小和系统油量损失量损失内漏内漏:油液从系统高压侧向系统低压侧泄漏:油液从系统高压侧向系统低压侧泄漏有用流量减小有用流量减小2022/12/1327飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油3 3)气)气穴、气塞穴、气塞气穴气穴:系统低压区(如液压泵进口)油液沸腾或溶解的气体:系统低压区(如液压泵进口)油液沸腾或溶解的气体析出产生气泡的现象。析出产生气泡的现象。气塞气塞:气穴严重时导致供油流量显著
15、下降、断断续续甚至基:气穴严重时导致供油流量显著下降、断断续续甚至基本中断。本中断。4 4)液压液压撞击撞击传动管路气塞或控制活门突然开、关时导致系统内产生大幅传动管路气塞或控制活门突然开、关时导致系统内产生大幅度高频率压力波动的现象度高频率压力波动的现象。2022/12/1328飞机系统原理飞机系统原理3.2.1 3.2.1 液压油液压油5.5.使用使用液压油的注意事项液压油的注意事项对液压系统的防护对液压系统的防护不同规格的液压油绝对不能混不同规格的液压油绝对不能混用用;保持油液必要的清洁度(油滤,避免污染保持油液必要的清洁度(油滤,避免污染);防止系统进入空气(系统密封,维修后排气,油箱
16、最低油量防止系统进入空气(系统密封,维修后排气,油箱最低油量).对其他系统和飞机结构的防护对其他系统和飞机结构的防护避免油液污染避免油液污染对维护人员的防护对维护人员的防护磷酸酯基液压油有毒磷酸酯基液压油有毒2022/12/1329飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 1.基本工作原理基本工作原理 n 根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。n 吸油吸油:油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作:油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作 用下供向液压泵;用下供向液压泵;压油压油:输出压力决定于负载。:输出压力决定于负载。n 配流装置配流装
17、置:改变油液方向和流量大小。:改变油液方向和流量大小。图3.7 液压泵工作原理2022/12/1330飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 1.基本工作原理基本工作原理 n 根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。n 吸油吸油:油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作 用下供向液压泵;用下供向液压泵;压油:输出压力决定于负载。压油:输出压力决定于负载。n 配流装置配流装置:改变油液方向和流量大小。:改变油液方向和流量大小。图3.7 液压泵工作原理 吸油吸油2022/12/1331飞机系统原理飞机系统
18、原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 1.基本工作原理基本工作原理 n 根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油。n 吸油:油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作吸油:油液在油箱液面压力和泵工作腔的压力差作 用下供向液压泵;用下供向液压泵;压油:输出压力决定于负载。压油:输出压力决定于负载。n 配流装置配流装置:改变油液方向和流量大小。:改变油液方向和流量大小。图3.7 液压泵工作原理 压油压油2022/12/1332飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 2.2.液压泵性能参数液压泵性能参数1 1)排量和流量)排量和流量 排量:在没
19、有泄露的情况下,泵轴每转一周所排出的液体体积,排量:在没有泄露的情况下,泵轴每转一周所排出的液体体积,由泵的密封工作腔的大小来决定。由泵的密封工作腔的大小来决定。q 流量流量 理论流量:理论流量:Qt=q*n,n为泵的转速;为泵的转速;额定流量:在额定转速下,处于额定压力状态时泵的流量,由于额定流量:在额定转速下,处于额定压力状态时泵的流量,由于泵总是存在内漏,所以总小于理论流量。泵总是存在内漏,所以总小于理论流量。2 2)额定压力)额定压力在额定转速下,规定的容积效率下,在额定转速下,规定的容积效率下,泵连续工作的最大压力;泵连续工作的最大压力;大小取决于泵的密封件和制造材料大小取决于泵的密
20、封件和制造材料 的性质和寿命;的性质和寿命;工作中超过额定值称为过载。工作中超过额定值称为过载。2022/12/1333飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 2.2.液压泵性能参数液压泵性能参数 3 3)功率和效率)功率和效率功率:功率:输入功率:电动机或发动机传动齿轮箱的机械功率;输入功率:电动机或发动机传动齿轮箱的机械功率;输出功率:实际流量和工作压力的乘积。输出功率:实际流量和工作压力的乘积。效率效率功率损失功率损失输出功率输出功率/输入功率;输入功率;功率损失主要为:容积损失和机械损失。功率损失主要为:容积损失和机械损失。容积效率容积效率机械效率机械效率 总效率
21、总效率=容积效率容积效率*机械效率机械效率 齿轮泵为齿轮泵为0.60.650.60.65,柱塞泵,柱塞泵0.8.0.8.2022/12/1334飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 2.2.液压泵性能参数液压泵性能参数4 4)影响液压泵效率的主要因素)影响液压泵效率的主要因素油温过高或过低油温过高或过低 过高过高油液粘度下降,增加泵的内漏并降低油液润滑性,致使容积油液粘度下降,增加泵的内漏并降低油液润滑性,致使容积 效率和机械效率下降;效率和机械效率下降;过低过低油液粘度上升,油泵吸油阻力增大,吸油困难,不能完全充油液粘度上升,油泵吸油阻力增大,吸油困难,不能完全充 满
22、油箱,降低填充效率;同时会造成油泵转动阻力增大,增满油箱,降低填充效率;同时会造成油泵转动阻力增大,增 加流体阻力,降低机械效率。加流体阻力,降低机械效率。油箱维护不正常油箱维护不正常 油箱增压压力不足,油箱油量太少,油泵吸油管路漏气或吸油管阻油箱增压压力不足,油箱油量太少,油泵吸油管路漏气或吸油管阻力太大致使空气进入油泵腔内,会造成容积效率过低;力太大致使空气进入油泵腔内,会造成容积效率过低;空气大量进入油泵,会使油泵产生空气大量进入油泵,会使油泵产生“气塞气塞”。油泵装配异常或磨损严重油泵装配异常或磨损严重 装配过松,会导致泵内漏增加,容积效率低;装配过松,会导致泵内漏增加,容积效率低;装
23、配过紧,会导致摩擦增大,机械效率降低等多重影响。装配过紧,会导致摩擦增大,机械效率降低等多重影响。2022/12/1335飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 3.3.液压泵分类液压泵分类1 1)按结构类型分按结构类型分 齿轮泵(中低压系统)齿轮泵(中低压系统)柱塞泵(高压系统)柱塞泵(高压系统)手摇泵(应急状态)手摇泵(应急状态)叶片式叶片式2 2)按输出排量是否可以调节分按输出排量是否可以调节分定量泵定量泵变量泵变量泵2022/12/1336飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 属于定量泵属于定量泵 简单可靠简单可靠 用于:简单液压系统,滑油
24、系统,发动机燃油系统用于:简单液压系统,滑油系统,发动机燃油系统齿轮泵齿轮泵图3.8 齿轮泵结构图3.3.液压泵分类液压泵分类2022/12/1337飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 柱塞泵柱塞泵(轴向式:直轴斜盘式)(轴向式:直轴斜盘式)图3.9 直轴斜盘式柱塞泵结构图3.3.液压泵分类液压泵分类2022/12/1338飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 属于变量泵,改变斜盘倾角就可以改变柱塞往复运动属于变量泵,改变斜盘倾角就可以改变柱塞往复运动形成大小,从而改变泵的排量,实现变量控制。形成大小,从而改变泵的排量,实现变量控制。原理原理:
25、斜盘角度不变时,缸体转动带动柱塞在斜盘上:斜盘角度不变时,缸体转动带动柱塞在斜盘上滑滑 动,从而改变柱塞孔容积变化。动,从而改变柱塞孔容积变化。吸油:柱塞随缸体吸油:柱塞随缸体自下而上自下而上回转回转 出油:柱塞随缸体出油:柱塞随缸体自上而下自上而下回转回转 补偿活门补偿活门改变斜盘角度,进行变量调节改变斜盘角度,进行变量调节 自动卸荷自动卸荷:通过补偿活门使得斜盘角度:通过补偿活门使得斜盘角度=0=0 人工释压活门人工释压活门地面试车时减少油泵损失地面试车时减少油泵损失3.3.液压泵分类液压泵分类2022/12/1339飞机系统原理飞机系统原理3.2.2 3.2.2 液压泵液压泵 图3.9
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