1、第2 0 期（总第551期）飞机液压系统污染的分析与控制研究新潮电子工程技术崔博，刘姗，宋恒斌，张晶晶(航空工业沈阳飞机工业 有限公司，辽宁沈阳110 0 0 0)摘要：飞机液压系统是飞机的重要组成部分，它的可靠性直接影响着飞机的安全性和飞行性能。由于飞机液压系统的工作环境恶劣，工作条件恶劣，污染物种类繁多，加之维修人员缺乏对液压系统污染控制技术的了解，对污染物在飞机液压系统中的危害性认识不足，不能及时发现、控制和处理这些污染物。因此，必须深入了解飞机液压系统中污染物的来源、危害及其形成机理。只有这样，才能采取有效措施,降低飞机液压系统中污染物对其性能的影响。关键词：飞机液压系统；污染分析；污
2、染控制液压油的污染问题是影响飞机液压系统正常工作的重要原因之一。液压油在使用过程中产生各种污染物,如不及时清除会导致液压系统出现故障。另外，飞机液压系统使用环境恶劣，且长期处于高速运动状态下，部件磨损严重并不断产生固体颗粒或其他杂质，这些污染物进人飞机液压系统后会使液压油变质,增加其污染程度。污染物的存在会导致飞机液压系统性能下降甚至发生故障,因此分析和研究飞机液压系统中污染物产生的机理及其危害是十分必要的。一、液压油飞机液压系统工作环境十分恶劣，它不但承受着来自地面的各种冲击和振动,而且还承受着飞机在空中受到的各种气流的冲击和振动。因此,液压系统工作环境中含有大量的空气，它们与液压油发生摩擦
3、而产生大量的热，使液压油温度升高；同时液压油与空气中的水发生化学反应而生成大量的酸性物质。由于液压油是一种高黏度液体,其黏度随着温度升高而降低,因此液压系统工作环境中含有大量的水,此外，液压系统中的其他杂质如金属屑、纤维和磨屑等也会造成污染。当液压系统中含有这些污染物时，它们就会随着工作介质进入飞机液压系统，并在内部形成高压油液引起气泡并造成压力损失。压力损失大则会使部件产生振动和噪声,破坏油液内部结构。另外这些污染物还会造成液压油与空气中的水发生反应生成酸性物质。飞机液压系统工作介质主要是油类、水类和空气类。其中油类是最主要的工作介质，它通过与摩擦副(如轴承、齿轮、轴等)接触而起作用。飞机液
4、压系统中主要使用的油类有矿物油、合成油、抗磨液压油和液压脂等。矿物油是最主要的工作介质,它具有良好的润滑性、热稳定性和化学稳定性。但由于矿物油的沸点低（一般在10 0 以下）,因而在其使用过程中温度上升时，其流动性就会变差，如果温度继续上升则可能引起爆炸等事故。同时由于其黏度较低，在高温时流动性变差并形成油膜，但油膜不能承受高压而容易破裂而泄漏。合成油是由多种矿物或添加剂经过化学反应而成的一种液体、它具有较高的化学稳定性和抗氧化性等特点。合成油具有较好的低温性能、较高的化学稳定性和极佳的热稳定性。在其使用过程中由于与金属接触面发生反应而生成油膜,因此合成油具有良好的抗磨性能。但由于其黏度大、价
5、格高等特点而应用范围有限。抗磨液压油是一种专门用于减少工作介质磨损和损坏机件的新型液压油。它主要是由合成润滑油和各种添加剂经化学反应而成。它具有良好的抗磨性能、抗泡性、抗乳化性和抗氧化性能等特点。空气类是指空气中含有的水分、氧气和尘埃等污染物通过一定的途径进人飞机液压系统后，会使液压油变质并产生固体颗粒或其他杂质。飞机液压系统中空气类污染物主要来源于大气中各种污染物如灰尘、水分、水蒸气等。水类是指由于液压油本身含有水而引起水解和水解产物生成的物质，这些物质会破坏液压油中所含各种添加剂，并与水发生化学反应形成酸和盐等腐蚀物质从而对飞机零件造成腐蚀作用。因此必须防止液压油与水接触或将其储存在密封容
6、器内以防止其与水发生化学反应造成污染或发生锈蚀，此外飞机液压系统工作过程中还会受到各种大气污染物如灰尘、砂粒、烟雾等颗粒污染物和酸性气体及腐蚀性气体(如氨气等)的污染,这些污染物会对机件造成腐蚀作用。综上所述，飞机液压系统中污染物种类较多且来源广泛，对飞机液压系统性能影响较大，必须采取有效措施加以控制和治理。对于飞机液压系统中出现污染问题后，首先要分析污染来源及其形成机理，然后找出故障发生原因并采取有效措施进行治148工程技术理；在治理过程中应采取从源头控制污染、加强日常维护和管理、及时更换液压油及定期清洗系统等措施来控制和治理飞机液压系统中污染问题 2二、空气（一）空气来源分析根据空气的来源
7、可将空气污染来源分为以下几类：(1)油箱内空气。油箱内的空气在飞机液压系统中所占的比例最大，一般占到油箱容积的10%2 0%，主要通过焊接接头、密封垫、螺栓等进行传递。液压缸内空气通常由活塞杆密封处泄漏的少量油液和缸筒内部密封失效后在活塞杆与缸筒之间产生的间隙泄漏而产生。根据液压缸结构特点,活塞杆在其内外表面都会设置密封圈，当密封圈失效后，由于外界空气的不断进入，引起油液氧化变质，从而使液压缸内压力升高、油液变坏,造成液压系统故障。（2)管路内部泄漏。液压管路因管道制造、安装时质量问题产生泄漏，以及在使用过程中由于各种原因导致管道变形产生泄漏。（二）空气的净化措施要想避免空气污染对飞机液压系统
8、的危害，必须对空气进行净化处理。空气净化主要包括过滤、吸附和冷却。过滤是指通过对液压油进行过滤,将进入液压系统中的空气颗粒除去,使液压油得到净化。吸附是指将空气中的水分和氧等杂质吸附在滤纸上,降低空气中污染物的浓度。冷却是指通过降低液压系统温度，使其油液得以冷却，避免污染物在高温下氧化和分解。在实际工作中,液压系统中的空气净化装置一般都安装在油箱内,通过油箱顶部的进、排气口将油箱内的空气排出。油箱顶部的进气口一般安装在发动机进气口处，在发动机启动时，通过进气口将发动机进气中的杂质过滤掉3三、灰尘(一）灰尘来源分析液压系统中灰尘的来源有二：一是由液压油本身产生的，二是由外部进入系统的。灰尘主要是
9、由于液压油在使用过程中、受到高温、高压和化学作用等影响,以及在运行过程中受到机械力的作用而形成。一般情况下，液压油中的固体颗粒直径较小，在高速运动下与空气和水结合形成微小的雾滴。这些雾滴进入液压油系统后，会黏附在各种元件表面，使这些元件表面出现磨损和划伤，降低了元件的使用寿命。另外，灰尘还可以通过气流携带进入液压系统中，并与液压油中的水分结合形成乳化液,进一步破坏了液压油的149新潮电子稳定性。当飞机液压系统中灰尘较多时，不仅会造成元件磨损和寿命降低,而且会使系统压力下降、速度变慢、流量减少、压力控制失灵、噪声增大等问题。液压油在使用过程中产生灰尘的主要原因是由于系统运动部件的高速旋转产生的惯
10、性力以及在压力作用下运动部件产生运动阻力而产生。飞机液压系统中的零部件较多，在各种运动部件之间都有相对运动与相对静止两种情况。由于存在摩擦及惯性力,零部件表面会出现磨损和划伤。这些磨损和划伤不仅会使零件表面发生磨损、划伤现象，还会使金属屑混人液压油中并与液压油中的水分结合形成乳化液,对元件造成磨损或腐蚀。因此需要对飞机液压系统中的灰尘进行定期检测。通常情况下可采用两种检测方法：一是油液采样检测法。这种方法通过在液压系统油箱中安装滤油器对系统油液进行取样分析来判定系统中是否存在灰尘颗粒；二是滤油器反吹法。这种方法是将滤油器反吹套在油箱外壁上并通过泵将系统中的油排出，并在滤芯上施加一定压力使其高速
11、旋转产生气流对滤芯进行吹扫，当滤芯上吸附的灰尘被吹到油面后使其随气流一起排出。这种方法一般适用于大型飞机液压系统中的油箱和过滤器。为了避免飞机液压系统中灰尘颗粒对滤芯造成污染，应对油液进行定期取样分析，并根据取样结果确定是否需要更换滤芯。（二）灰尘的净化措施在飞机液压系统中,为了降低液压油中的灰尘含量应采取以下措施：一是要严格控制飞机液压系统的工作温度及工作压力；二是要尽量采用洁净的液压油；三是在系统工作一段时间后应对其进行过滤处理；四是要对过滤器定期进行清洗并更换滤芯。为降低飞机液压系统中灰尘含量还可以采用以下方法：一是在油箱内增加空气过滤器和滤油器等过滤装置；二是在油箱内添加大量过滤器；三
12、是在油箱外壁加装过滤器；四是在油箱内安装压缩空气管道和风管等,此外还可以通过向油箱内注水或加注压缩空气等方式来稀释飞机液压系统中的灰尘含量。四、水(一）水来源分析水是液压油的一个重要组成部分，水不能进人液压系统,但是可以从系统中流到油箱中。液压油中的水一般来源于系统内的凝结水、管路或接头渗漏的水和外部的雨水。当飞机在海上或露天环境下使用时，液压油中可能会含有水分。水分进入液压系统后,会第2 0 期（总第551期）第2 0 期（总第551期）使液压油变质，产生泡沫、气泡等现象,并对液压元件及其他部件造成损害。另外，由于飞机液压系统使用环境恶劣,空气中的水分也可能进人液压油中。水作为一种物质,在液
13、压系统中可以通过下列方式进行污染：(1)水可以使液压油变质并产生泡沫。当水进人飞机液压系统时，如果温度较高且有适当压力时就会产生泡沫，而当压力降低时则会导致气泡产生。（2)水可以使一些密封材料损坏。由于水在流动过程中可能会形成气泡，这些气泡可能会使油封和其他元件破损，从而影响其正常工作。（3)水可以增加摩擦阻力,使运动速度降低。当飞机在海上或露天环境下使用时，由于温度较高且有适当压力时就会产生气泡，而这些气泡又可能会增加摩擦阻力使速度降低。（4)水可以使一些元件腐蚀,如油泵、液压阀等。（5)水可以改变液压油的黏度和表面张力等性能参数。例如：水可以降低油液的粘度并使油液产生气泡；水可以使油液的表
14、面张力减小甚至消失；当系统中含有一定量的水时，在使用过程中油可能会分层；当液压系统中含有一定量的水时，由于油的粘度和表面张力会受到破坏,可能会导致油泵、油缸等运动部件被卡死或损坏。（二）水的净化措施因油液的水分污染主要来源于热交换器泄漏、密封失效、潮湿空气的冷凝等原因，溶解水析出变成游离水。为了降低水对飞机液压系统的影响情况,应尽可能将油液含水量控制在饱和曲线以下。定期检测油液中的水分情况，通过地面试验设备对不符合要求的液压油进行过滤或者更换。五、胶状固体物质（一）胶状固体物质来源分析胶状固体物质包括灰尘、水分、油泥、纤维和磨屑等。这些物质在液压系统中主要是由摩擦副磨损产生的，它会造成液压元件
15、的表面损伤，使液压元件丧失精度，导致液压系统工作时产生噪声或出现噪声。水分在液压油中存在的时间很长,会与空气发生化学反应生成水雾,形成油泥。水分和油泥都会造成液压元件表面的磨削，磨损后还会产生大量的金属屑、纤维和磨屑等。当液压油中含有一定量的水和杂质时,会造成油液粘度降低、工作性能变差，进而导致液压元件在工作过程中产生噪声。严重时会造成液压元件因润滑不良而损坏。水分也会使液压元件内部发生氧化新潮电子反应，产生酸性物质，进而使液压元件腐蚀、变质，缩短液压系统寿命。如果油液中的水分超过极限值时，还会导致油液乳化和产生泡沫现象。（二）胶状固体物质净化措施飞机液压系统中的胶状固体物质种类多、来源广、危
16、害大，所以要有效地防止和控制飞机液压系统中胶状固体物质的产生、减少其对飞机正常工作的影响是十分必要的。目前常用的控制胶状固体物质产生和减少胶状固体物质对飞机正常工作影响的方法有：(1)定期检查和清洗油箱及油箱周边的冷却器、油箱加油阀、过滤器、滤清器等部件；定期清洗油箱内部滤芯；定期检查和清洗过滤器；定期清洗油箱盖；定期检查和清洗放油阀等部件。（2)根据飞机液压系统中污染物产生机理制定相应的控制措施，如使用清洁剂来减少污染物产生量或使用更好的润滑油来提高其性能；及时更换被污染的零部件；发现污染物后应及时停机并将其彻底清除；加强对飞机液压系统中污染物产生量及产生速率情况的监测。（3)根据飞机液压系
17、统中污染物产生机理制定相应的控制措施。如在使用过程中应保证油液清洁并经常更换油液，及时检查和清洗过滤器，保证油箱加油阀和放油阀处于清洁状态等。六、结束语综上所述，飞机液压系统的污染控制是飞机维护的重要内容，它不仅可以保证飞机液压系统工作的正常进行,还可以有效地延长液压系统的使用寿命。为了有效地控制和减少飞机液压系统中污染物的产生，需要建立液压系统污染控制的体系。要从源头上防止污染，要加强对液压油的监测和对故障原因的分析，并根据液压油污染程度采取相应措施；在维修过程中要注意对旧液压油进行处理，避免污染物扩散；加强对液压设备及其附件的维护保养,并在日常工作中发现问题及时处理参考文献：1 潘蕾,高钧.分析飞机液压系统装配中油液污染度控制方式 J.科技创新导报,2 0 18,15(3 3):5-6.2 邱建军.飞机液压系统污染的分析与控制 J液压气动与密封,2 0 14,3 4(5):54-55+49.3王娜,王晓东,胡雅玲,等.飞机液压系统装配中油液污染度控制方法的分析 J.教练机,2 0 13(4):56-59.工程技术150
