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民用飞机液压系统污染问题综述

2017-09-04杨化龙

科技视界 2017年9期
关键词:液压系统液压油污染

杨化龙

【摘 要】本文对民用飞机液压系统污染分类、污染危害及污染控制等问题进行了探讨,为民用飞机液压系统设计和污染控制提供借鉴。

【关键词】液压系统;液压油;污染

0 引言

民用飞机液压系统作为重要的能源系统,为液压用户提供安全可靠的液压能源。据统计液压系统故障一半以上是由于液压油污染造成的[1]。液压油作为传输介质,其污染会大大降低液压系统部件的寿命、系统的性能,并对飞机的安全性、可靠性、维修性及航线运行经济性等产生重要影响。民用飞机对液压系统的安全性、可靠性要求较高,本文探讨民用飞机液压系统的污染来源、污染危害和污染控制问题,对改进液压系统污染控制设计、提升液压系统的安全性和经济性等具有借鉴意义。

1 液壓系统污染分析

1.1 液压油污染原因

液压系统液压油污染物的来源可分为系统内部污染物和系统外部污染物两类,具体如下:

1)内部污染物

内部污染物分为系统附带和内部再生污染物,系统附带的污染物主要是液压元件、执行机构在制造、采购、安装和维护过程中自带潜入的污染物,内部再生污染物是指在系统工作过程中由于元件的磨损和油液的变质等物理化学变化产生的再生污染物。例如液压零件的加工、检验、运输、安装等过程中自带的碎屑、灰尘等污染物,系统零件的锈蚀、磨损、液压油氧化和分解等产生的污染物。

2)外部污染物

外部污染物主要指在系统使用、维护、维修等环节中外部带入的污染物。例如系统油箱加油、作动器活塞杆运动、油箱中空气的凝结等带入的灰尘、水分及其他杂质等,油箱加油、元件和管路维修过程及系统密封失效进入系统的空气。

1.2 液压油污染危害

1)污染物对元件的危害

进入液压系统的污染物主要可以分为固体颗粒、水分、空气、微生物等,其中固体颗粒污染物产生的危害与污染物的数量、大小、硬度等特征密不可分。例如液压油中的固体污染物颗粒会使得泵等元件的运动副表面加速磨损、噪声增大,甚至产生异响等。对敏感元器件比如伺服阀,污染物颗粒的聚集会导致元件的卡死、性能降低及丧失,并导致进一步的系统功能丧失,例如刹车系统伺服阀由于污染物会引起阀的控制失效,最终导致刹车系统压力不正常、失效等故障。污染的液压油还会带来油滤等过滤装置堵塞、压力波动等危害。其他水、空气等污染物会带来元件金属表面的腐蚀、油液氧化变质等危害。特别是系统内部未融入液压油中的空气,会导致液压泵的输出压力脉动增大、泵的干磨、噪声等危害,甚至引起气蚀。

2)对液压系统的危害

液压系统污染等级超过系统设计要求指标,对系统元件的损伤并进一步导致对整个系统的性能带来危害,影响整个液压系统的正常工作。由于污染物对关键元件带来的损伤,会导致系统的压力输出不稳定、相应特性产生偏离,局部用户功能受损或丧失,带来液压系统的维修、维护工作,甚至由于液压油的变质导致系统的效率和寿命大大降低。更严重的影响是局部污染发展为全系统污染,最终降低了系统的可靠性、派遣率,增加了用户使用成本和满意度。

1.3 液压系统污染控制

1)污染物来源的控制

液压系统污染物的控制贯穿于液压系统的全寿命周期,首先要从元件的加工和采购环节进行严格的质量控制,提高各环节操作人员的污染物控制意识,通过清洗、密封和检测等手段从源头保证元件的清洁度。在系统的装配环节通过严格的工艺流程(清洗、操作工具、施工环境等)避免外来污染物的侵入,在系统的试验和操作环节,保证操作人员的规范化操作,最大可能降低在系统加油、换件等过程中带入外来污染物。

2)液压系统的污染控制

液压系统自身必须具有一定的污染物过滤功能,系统可通过采用自增压隔离油箱和抗污染能力较强的油滤等提高自身的过滤功能。确定合理的液压系统抗污染能力,例如各种液压设备的抗污染要求不低于AS4059的5级,并且保证设备能够在9级环境中正常工作。

在液压系统的使用维护过程中严格执行系统维护操作程序。在系统的元件更换过程中做好外来污染物的控制,防止维修过程中外来污染物的侵入,维修过程中对于不可避免的外部空气进入,首先要尽可能的减少外部空气的进入,对于进入系统的空气,要及时进行局部或全系统的空气量检查或排气工作。定期安排液压油的污染度检查,对液压油的密度、湿度、酸碱度、动粘度自然污染物及污染物颗粒进行检测。对受污染的液压系统进行及时的清洗维护。

3)液压系统污染控制技术的发展

由于液压系统污染导致液压系统故障频发,此问题也得到了行业的足够重视,在液压系统的使用过程也在逐步提高质量意识、加强操作过程控制,从而减少液压油污染导致的系统故障。当前液压系统行业正通过改进液压系统油滤设计、提高阀等敏感元件的抗污染性能、油箱的设计改进等提高系统自身的抗污染能力,以减少由于液压油污染导致的故障,提高液压系统的可靠性。

2 结论

本文针对民用飞机液压系统污染问题的分析,可以为当前民用飞机液压系统设计和污染控制提供借鉴。

【参考文献】

[1]龚烈航,主编.液压系统污染控制[M].国防工业出版社,2010(6).

[责任编辑:田吉捷]endprint

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