第2章

飛機液壓系統(tǒng)1第2章

飛機液壓系統(tǒng)2.1液壓系統(tǒng)概述2.1.1液壓傳動原理2.1.2液壓系統(tǒng)的組成2.1.3工作液22.1液壓系統(tǒng)概述千克力/厘米2kgf/cm

2磅/英寸2PSI帕Pa毫米汞柱mmHg1.014.23398067735.56液體壓力的單位32.1.2液壓系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)的組成目前對液壓系統(tǒng)的組成基本上有兩種闡述方法，一種是按組成系統(tǒng)的液壓元件的功能類型劃分；另一種是按組成整個系統(tǒng)的分系統(tǒng)功能劃分。4按液壓元件的功能劃分按液壓元件的功能劃分液壓系統(tǒng)的組成

任何復(fù)雜的液壓系統(tǒng)必須要由一些主要液壓元件組成。一般都包括四種元件:動力元件、執(zhí)行元件、控制調(diào)節(jié)元件、輔助元件。

5液壓元件作用動力元件:指液壓泵，液壓系統(tǒng)使用的液壓泵都是容積式的，如齒輪式、葉片式和柱塞式等。其作用是將電動機或發(fā)動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。執(zhí)行元件:其職能是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能。6控制調(diào)節(jié)元件:即各種閥。用以調(diào)節(jié)各部分液體的壓力、流量和方向，滿足工作要求。按其功用不同可分為：方向控制元件——其主要功用是控制系統(tǒng)中液體流動的方向。壓力控制元件——其主要功用是調(diào)節(jié)或限制油液的壓力。流量控制元件——其主要功用是調(diào)節(jié)流量。7輔助元件:除上述三項組成元件之外的其它元件都稱輔助元件，包括油箱、油濾、散熱器、蓄壓器:蓄壓器功用是在系統(tǒng)對流量和壓力需求量大時輔助泵供壓，并且還允許油液膨脹；在正常工作期間減弱系統(tǒng)壓力波動等。

導(dǎo)管、接頭和密封件等。8油濾9蓄壓器10按組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)功能劃分按組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)功能劃分液壓系統(tǒng)組成:從系統(tǒng)的功能觀點來看，液壓系統(tǒng)應(yīng)分為兩大部分:1、液壓源系統(tǒng)2、工作系統(tǒng)111、液壓源系統(tǒng)液壓源包括:泵、油箱、油濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)及蓄能器等。122、工作系統(tǒng)2、工作系統(tǒng)（或液壓操作系統(tǒng)），它是用液壓源系統(tǒng)提供的液壓能實現(xiàn)工作任務(wù)的系統(tǒng)。利用執(zhí)行元件和控制調(diào)節(jié)元件進行適當(dāng)?shù)亟M合，即可產(chǎn)生各種形式的運動或不同順序的運動。例如飛機起落架收放系統(tǒng)，液壓剎車系統(tǒng)等。13液壓傳動與控制原理142.1.3工作液--液壓油工作液液壓油是液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，功用:傳動潤滑冷卻防銹目前飛機上使用的磷酸酯基液壓油。15液壓油種類目前航空液壓系統(tǒng)所采用的工作液分為植物油系、礦物油系及磷酸酯基液壓油等。礦物油系工作液的主要成分是從石油中提煉出來的，加入各種添加劑精制而成。16磷酸酯基液壓油的使用方法1現(xiàn)代飛機的液壓系統(tǒng)廣泛使用磷酸酯基液壓油.使用這種液壓油要極其小心，因為它對皮膚和眼睛是有刺激的。無論何時在液壓系統(tǒng)上進行工作時，應(yīng)在手和胳膊上涂皮膚藥膏，配戴耐油手套。另外，以防油液噴濺到眼睛上，當(dāng)進行壓力測試或元件滲漏時，所以應(yīng)配戴防護鏡。17磷酸酯基液壓油的使用方法2應(yīng)該避免油液的溢出，一旦發(fā)生，受影響的區(qū)域應(yīng)立即用干凈的抹布擦凈，并用肥皂水和熱水徹底沖洗。鑒于不同牌號的油液不相容性，所以在維護飛機或補充添加工作液時，必須是同一牌號的液壓油。182.2

飛機液壓元件工作原理2.2.1液壓系統(tǒng)的動力裝置2.2.2液壓執(zhí)行元件2.2.3液壓控制元件2.2.4輔助元件192.2.1液壓系統(tǒng)的動力裝置液壓系統(tǒng)的動力裝置

液壓系統(tǒng)中常用的動力源為液壓泵。液壓泵是將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)換成泵輸出的液壓能的裝置。液壓泵的基本工作原理20液壓泵的基本工作原理液壓系統(tǒng)使用的液壓泵都是容積式的，其工作原理都是利用容積變化來進行吸油、壓油的。偏心輪1柱塞2彈簧3工作腔4單向閥5單向閥621液壓泵的基本工作原理圖中柱塞2依靠緊壓在偏心輪1上，偏心輪1由發(fā)動機或電動機帶動旋轉(zhuǎn)，柱塞2便作往復(fù)運動，使密封工作腔4的容積發(fā)生變化，變大時產(chǎn)生部分真空度，大氣壓力迫使油箱中的油液經(jīng)吸油管頂開單向閥5，進入工作腔，這就是吸油過程。當(dāng)工作腔的容積變小時，使腔中吸入的油液受到擠壓，產(chǎn)生壓力，頂開單向閥6流向系統(tǒng)中去這就是壓油過程。偏心輪不斷旋轉(zhuǎn)，泵就不停地吸油和壓油。這樣，泵就把發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)換成泵輸出的液壓能。22液壓泵種類液壓泵種類:按其結(jié)構(gòu)形式可分為齒輪式、葉片式和柱塞式三大類。按其輸出流量能否調(diào)節(jié)可分為定量泵和變量泵兩類。

23齒輪泵組成與工作原理齒輪泵組成齒輪泵由裝在殼體內(nèi)的一對相互嚙合的齒輪組成。其中齒輪Ⅰ為主動齒輪，Ⅱ為從動齒輪，Ⅲ為殼體，Ⅳ為前、后端蓋。24

（1）齒輪泵齒輪泵構(gòu)造一對嚙合的齒輪油泵殼體前后端蓋齒輪泵是定量泵。25排油腔吸油腔齒輪泵工作原理26吸油過程

在吸油腔中的嚙合齒逐漸退出嚙合，吸油腔容積增大，形成部分真空，油箱中的油液在油箱內(nèi)壓力作用下，克服吸油管阻力被吸進來，并隨輪齒轉(zhuǎn)動；排油過程

當(dāng)油進入排油腔時，由于輪齒逐漸進入嚙合，排油腔容積逐漸減小，將油從排油口擠壓出去。齒輪不斷旋轉(zhuǎn)，油液便不斷地吸入和排出。齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)04-1927柱塞泵柱塞泵柱塞泵按柱塞排列的方式不同斜盤式柱塞泵在油泵殼體內(nèi)裝有主動偏心軸和若干個按圓周均勻分布的柱塞油缸。殼體內(nèi)腔和進油口相通。油缸上有吸油孔和壓油孔。吸油孔與殼體內(nèi)腔相通。壓油孔與出油口相通，但需經(jīng)壓油口端部的單向活門油泵密封腔內(nèi)的油液才能被擠出。28（2）柱塞泵工作原理：缸體每轉(zhuǎn)動一周，每個柱塞做一次往返運動，完成一次吸油和壓油幾個柱塞順序進入吸油和壓油過程，使泵輸出連續(xù)的流量和壓力。斜盤式柱塞泵29每個油缸內(nèi)有一個柱塞。偏心軸和柱塞之間用球形接頭相連系，以使柱塞在油缸內(nèi)作往復(fù)運動。當(dāng)柱塞向中心運動并打開吸油孔時，油液在一定真空度下被吸入油缸；當(dāng)柱塞達到向中心運動的最大行程時，油缸具有最大容積。隨后在偏心軸作下柱塞用反向作離開中心運動，首先堵住吸油口，再進一步運動則把油液壓出。完成吸油與壓油動作。柱塞運動不但使密封腔容積改變同時對吸油口的控制和出油口外的單向活門組成了配油裝置。

30柱塞泵是變量泵。泵的輸出流量取決于轉(zhuǎn)速與斜盤角度，泵的輸出壓力與壓力給定值相比較，根據(jù)二者之差去改變排量，從而保持泵的輸出壓力為給定值。在飛機液壓系統(tǒng)中使用的變量泵多為恒壓變量泵。

31液壓泵的主要性能參數(shù)⒊液壓泵的主要性能參數(shù):（1）額定壓力：液壓泵的工作壓力是指它工作時輸出油液的壓力，其值取決于負載。。（2）排量：液壓泵的排量是指在沒有泄漏的情況下，泵軸每轉(zhuǎn)所排出的液體體積。（3）泵的額定流量（L/min）：在正常工作條件下；保證泵長時間運轉(zhuǎn)所能輸出的最大流量。32液壓泵的主要性能參數(shù)(續(xù))（4）功率和效率：液壓泵的輸入功率是電動機或發(fā)動機輸出的機械功率。泵的輸出功率是實際流量和工作壓力的乘積。因此，液壓泵的總效率為泵的輸出功率與發(fā)動機輸出給泵的機械功率之比。一般齒輪泵的總效率為0.6∽0.65，柱塞泵的總效率約為0.8。33液壓泵的限壓和卸荷液壓泵的限壓和卸荷液壓泵通常由飛機上的發(fā)動機帶動，因此，只要發(fā)動機工作，液壓泵便不停地運轉(zhuǎn)。然而液壓系統(tǒng)各工作部分（如起落架收放系統(tǒng)等）并不是不停地工作的。所以必須對泵的輸出最高壓力加以限制并希望液壓泵在工作系統(tǒng)不工作時消耗的功率盡量少，這就是泵的限壓和卸荷問題。34⒈液壓泵的限壓⒈液壓泵的限壓定量泵一般都采用溢流閥（安全活門）來限制系統(tǒng)的壓力。當(dāng)系統(tǒng)的壓力升到高于某個調(diào)定壓力值時，溢流閥將把多余的液流排回油箱。35溢流閥36⒉液壓泵的卸荷⒉液壓泵的卸荷功率=壓力*流量，所以可采用流量卸載和壓力卸載。對裝有定流量泵的飛機液壓系統(tǒng)，都采用使液壓泵出口壓力在工作部件不工作時降到最小限度的方法，使其輸出功率亦為最小，這就是定量泵的卸荷。對于變量泵，當(dāng)工作系統(tǒng)不工作時，其壓力達到最高限制壓力；但其輸出流量也同時減小到最低限度，所以泵在這時具有最小的輸出功率，已達到卸荷的目的。即變量泵有自動卸荷的功能。

372.2.2液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件在液壓系統(tǒng)中是對外界作功的一種元件，它直接將液壓能轉(zhuǎn)換成為機械能。38液壓執(zhí)行元件分類液壓執(zhí)行元件分兩大類：一類為旋轉(zhuǎn)運動型（液壓馬達），一類為往復(fù)運動型。在往復(fù)運動型中又分為往復(fù)直線運動型（作動筒）往復(fù)搖擺運動型（擺動缸）兩類。

39液壓馬達的基本工作原理大部分液壓泵都是可逆的，液壓馬達工作原理：輸入壓力油，就可輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，即把液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，這便成為執(zhí)行元件即液壓馬達

40作動筒作動筒在飛機液壓系統(tǒng)中，作動筒被廣泛應(yīng)用于舵面的操縱，起落架、襟翼和減速板的收放，發(fā)動機尾噴口、進氣錐和燃油泵的操縱等場合。組成:它由筒體1、活塞2、活塞桿3、端蓋4、密封5、進出管道6等元件組成。41液壓作動筒的工作原理液壓作動筒的工作原理:工作原理:當(dāng)筒體固定時，若筒左腔輸入工作液體，液體壓力升高到足以克服外界負載時，活塞就開始向右運動。若連續(xù)不斷地供給液體，則活塞以一定的速度連續(xù)運動。物理本質(zhì):作動筒工作的物理本質(zhì)在于：利用液體壓力來克服負載（包括磨擦力），利用液體流量維持運動速度。42輸入輸出參數(shù)輸入?yún)?shù):輸入作動筒的液體壓力和流量，是作動筒的輸入?yún)?shù)，是液壓功率。輸出參數(shù):作動筒的輸出力和速度（或位移）是其輸出參數(shù)，是機械功率。43擺動缸擺動缸飛機上許多操縱裝置要求大角度的角位移運動（旋擺運動），例如，風(fēng)擋刮水器的擺動及飛機的雷達天線的拖動等，只有采用旋擺型元件。旋擺運動型元件分為兩大類：一為曲柄-連桿機構(gòu)型，一為旋板型（葉片型）。44擺動缸曲柄連桿型作動器通常用于輸出角位移小于±30°的場合。旋板式作動器輸出旋擺角度不大于±70°，角速度甚小，是一種低速大力矩的執(zhí)行元件。

452.2.3液壓控制元件液壓控制元件液壓系統(tǒng)中液體流動的方向、壓力和流量是需要控制和調(diào)節(jié)的。完成這些控制和調(diào)節(jié)作用的是液壓控制元件，通常稱為液壓控制閥。46液壓控制元件(續(xù))⑴方向控制元件——其主要功用是控制系統(tǒng)中液體流動的方向。如：單向閥，只允許液流在一個方向上流通；換向閥，改變液流的方向和通路。47PTBAPTABTPBAPTABBA滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)48⑵壓力控制元件——其主要功用是調(diào)節(jié)或限制油液的壓力。如：溢流閥，用來保持系統(tǒng)工作壓力（稱為定壓閥）和限制系統(tǒng)最大壓力（稱為安全閥）；減壓閥，使系統(tǒng)中一部分的壓力低于另一部分的壓力。49⑶流量控制元件——其主要功用是調(diào)節(jié)流量。一般說來，系統(tǒng)中調(diào)節(jié)流量可以用節(jié)流裝置，亦可以用泵流量的調(diào)節(jié)裝置。即所謂節(jié)流調(diào)節(jié)和容積調(diào)節(jié)。50液壓控制元件液壓控制元件的共性：⑴所有閥都由閥體、閥芯和操縱機構(gòu)（手動的或機械的或電磁的或液動的）等三部分組成；⑵都是通過改變通道面積或改變通道阻力來實現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)作用的。51

液壓油箱豎管功用：當(dāng)主系統(tǒng)故障時，使油箱中有足夠的油液供備用電動泵使用。防火開關(guān)：飛機發(fā)動機發(fā)生火災(zāi)時，切斷供向液壓泵的液壓油。2.2.4輔助元件52A32053液壓油濾用于過濾懸浮于油液中的雜質(zhì)54

2.油濾油液污染是造成液壓系統(tǒng)故障的重要原因之一，利用油濾可使液壓油保持必要的清潔度。安裝位置：油泵出口系統(tǒng)回油油泵殼體回油55A32056

3.儲壓器作用：（1）補充系統(tǒng)泄露，維持系統(tǒng)壓力（卸荷）；（2）協(xié)助泵共同供油，滿足瞬間大流量工作的需要；（3）作為應(yīng)急能源。57蓄壓器58A320592.3飛機液壓傳動系統(tǒng)的工作原理1.單液壓源系統(tǒng)的工作與控制主要用于起落架收放,有的飛機也同時用于傳動襟翼收放.2.多液壓源系統(tǒng)的工作與控制現(xiàn)代航線運輸機飛行操縱面多,操縱力或力矩大,起落架收放、主輪剎車、前輪轉(zhuǎn)彎等液壓傳動的需要功率大,液壓傳動失效時人力無法控制,為了保證飛行安全只有采用多液壓源、多通道(多余度)控制。602.3.1單液壓源系統(tǒng)的工作原理主要用于起落架收放,有的飛機也同時用于傳動襟翼收放.收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)如圖61收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)原理62收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)發(fā)動機驅(qū)動油泵從油箱吸油加壓,經(jīng)調(diào)壓活門調(diào)節(jié)壓力后送入傳動管路,壓力傳感器傳遞系統(tǒng)壓力信號到壓力表顯示。63收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)當(dāng)起落收放手柄(或電門)在“中立”位時,起落架選擇活門堵住進油而接通動作筒回油;當(dāng)收放手柄扳“收上”或“放下”位時,選擇活門操縱接通動作筒收上端或放下端進、回油。64收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)當(dāng)襟翼收放手柄(或電門)在“中立”位時,襟翼選擇活門堵住進油而接通液壓馬達回油;當(dāng)收放手柄扳“放下”或“收上”位時,選擇活門接通壓力油驅(qū)動襟翼液壓馬達,馬達軸上齒輪帶動較大的輸出齒輪使傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動,襟翼在螺桿機構(gòu)作動下收放。65收放起落架和襟翼的單液壓源系統(tǒng)當(dāng)發(fā)動機驅(qū)動泵失效時,由人工扳壓手柄操縱手搖泵吸油加壓,供給應(yīng)急放下起落架與襟翼,保證飛機著陸安全,扳壓手搖泵的次數(shù)應(yīng)按手冊規(guī)定。662.3.2典型多液壓傳動系統(tǒng)的工作原理737-300飛機上有三個液壓系統(tǒng)：系統(tǒng)A、系統(tǒng)B和備用系統(tǒng)。無論系統(tǒng)A或是系統(tǒng)B都能給所有飛行操縱系統(tǒng)提供動力，而不會減弱飛機操縱性。如系統(tǒng)A和/或B壓力喪失則使用備用系統(tǒng)。676869動力轉(zhuǎn)換組件動力轉(zhuǎn)換組件的作用是：系統(tǒng)B發(fā)動機驅(qū)動液壓泵喪失液壓時，能提供額外液壓油使自動縫翼、前緣襟翼和縫翼以正常的速率工作。動力轉(zhuǎn)換組件用系統(tǒng)A壓力驅(qū)動液壓馬達，該組件給系統(tǒng)B液壓油增壓。當(dāng)以下所有條件都具備時，動力轉(zhuǎn)換組件自動工作：（1）系統(tǒng)B發(fā)動機驅(qū)動泵液壓壓力低于限制值（2）在空中（3）襟翼小于15但未全收上。70每個液壓系統(tǒng)都有一個位于主輪艙區(qū)域的液壓油箱。系統(tǒng)A和系統(tǒng)B油箱由引氣增壓。備用系統(tǒng)油箱與系統(tǒng)B油箱相連，用于增壓和勤務(wù)。給所有油箱增壓可確保送往所有液壓泵的液壓油流量正常。7172液壓系統(tǒng)給飛機以下系統(tǒng)提供動力（1）飛行操縱（2）前緣襟翼和縫翼（3）后緣襟翼（4）起落架（5）機輪剎車（6）前輪轉(zhuǎn)向（7）反推（8）自動駕駛7374液壓泵動力源類型根據(jù)液壓泵動力源不同，液壓泵可分為四種：發(fā)動機驅(qū)動泵(EDP)、電動馬達驅(qū)動泵(EMDP)、空氣驅(qū)動泵(ADP)和沖壓空氣渦輪驅(qū)動泵(RAT)。一般在兩個主液壓系統(tǒng)之間的管路上，還設(shè)有液壓動力轉(zhuǎn)換組件（PTU）。75發(fā)動機驅(qū)動泵（EDP）發(fā)動機驅(qū)動泵（EDP）安裝在發(fā)動機附件齒輪箱的安裝座上，發(fā)動機轉(zhuǎn)子通過附件齒輪箱驅(qū)動油泵運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機啟動時，發(fā)動機驅(qū)動泵隨之啟動；發(fā)動機停車，則發(fā)動機驅(qū)動泵停止工作。為控制發(fā)動機驅(qū)動泵的工作，在飛機液壓系統(tǒng)控制面板上，設(shè)置發(fā)動機驅(qū)動泵控制開關(guān)，提供“人工關(guān)斷”功能。76空氣驅(qū)動泵（ADP）空氣驅(qū)動泵（ADP）利用氣源系統(tǒng)的引氣驅(qū)動。當(dāng)調(diào)節(jié)關(guān)斷活門打開時，氣源系統(tǒng)的引氣驅(qū)動渦輪，并通過傳動齒輪箱帶動泵的轉(zhuǎn)子工作?？諝怛?qū)動泵（ADP）用在波音747、777等飛機的供壓系統(tǒng)中。77電動馬達驅(qū)動泵（EMDP）電動馬達驅(qū)動泵（EMDP）由交流電動馬達驅(qū)動。以波音737液壓源系統(tǒng)為例：A系統(tǒng)的EDP由左發(fā)（1號發(fā)動機）驅(qū)動，則A系統(tǒng)的EMDP由右發(fā)（2號發(fā)動機）的發(fā)電機驅(qū)動；B系統(tǒng)的EDP由右發(fā)（2號發(fā)動機）驅(qū)動，則B系統(tǒng)的EMDP由左發(fā)（1號發(fā)動機）的發(fā)電機驅(qū)動；78沖壓空氣渦輪泵（RAT）沖壓空氣渦輪泵（RAT）用于提供應(yīng)急液壓源以作動飛行操縱系統(tǒng)，也可以作為應(yīng)急電源。正常情況下，RAT是收進的；飛行中當(dāng)滿足某些條件時（例如失去三個液壓源時），可以自動放出。79圖2-12沖壓空氣渦輪驅(qū)動泵（RAT）齒輪箱渦輪葉片液壓泵支架

沖壓空氣渦輪作動筒8081B737動力轉(zhuǎn)換組件作用：系統(tǒng)B發(fā)動機驅(qū)動液壓泵喪失液壓時，能提供額外液壓油使自動縫翼、前緣襟翼和縫翼以正常的速率工作。動力轉(zhuǎn)換組件用系統(tǒng)A壓力驅(qū)動，該組件給系統(tǒng)B液壓油增壓。82波音737液壓系統(tǒng)PTU工作原理在工作時，利用某一個液壓源系統(tǒng)（A系統(tǒng)）的液壓驅(qū)動PTU中的液壓馬達轉(zhuǎn)動，液壓馬達帶動泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動另一個液壓系統(tǒng)（B系統(tǒng)）的液壓油。83動力轉(zhuǎn)換組件（PTU）動力轉(zhuǎn)換組件（PTU）是一種特殊形式的液壓泵，它實際上是一個液壓馬達和泵的組