飞机液压系统飞机结构与系统.ppt
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1、飞机液压系统张宏伟张宏伟液压传动基本概念液压传动基本概念液压缸1液压缸2A1A2F1V1F2V2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 Q ;液压系统的功率N N= =pQpQ液压系统组成元件功能类型:元件功能类型:动力元件:将机械能转换为液压能;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;控制元件:控制系统工作状态; (方向、压力、流量)方向、压力、流量)执行元件:将液压能转换为机械能;执行元件:将液压能转换为
2、机械能;辅助元件:组成系统,提高效率,安全可靠。辅助元件:组成系统,提高效率,安全可靠。分系统功能:分系统功能:液压源系统;液压源系统;工作系统。工作系统。液压系统基本结构图液压源系统工作系统液压系统的优缺点优点:优点:动作迅速、换向快;动作迅速、换向快;重量轻、尺寸小;重量轻、尺寸小;运动平稳,不易受外界负载影响;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;调速范围大,可实现无级调速;功率放大系数大;功率放大系数大;效率高。效率高。缺点缺点:液压元件结构复杂,工艺要求高;液压元件结构复杂,工艺要求高;信号传递速度慢;信号传递速度慢;1.管路连接复杂。管路连接复杂。液压油液压油v
3、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。液压油的主要参数液压油的主要参数v粘性:粘性:v 流体流动时,在液体内部显示出的内摩擦流体流动时,在液体内部显示出的内摩擦力的性质。力的性质。v粘度:粘度:v粘度是流体在单位速度梯度下流动时产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。生的剪切应力,是衡量流体粘性的指标。v类型类型动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度相对粘度相对粘度动力粘度&运动粘度v运动粘度运动粘度运动粘度没有特殊的物理意义运动粘度没有特殊的物理意义 粘度名称
4、粘度名称单位制单位制动力粘度动力粘度运动粘度运动粘度国国 际际 制制N N s/ms/m2 2( (帕帕 秒,秒,PaPa S)S)m m2 2/sec/sec厘米克秒制厘米克秒制dynedyne sec/ cmsec/ cm2 2( (泊,泊,P)P)1P=100cP (1P=100cP (厘泊,厘泊,cP)cP)cmcm2 2/sec(/sec(斯,斯,st)st)1st =100cst(1st =100cst(厘斯,厘斯,cst)cst)英英 制制lb-sec/ftlb-sec/ft2 2lb-sec/inlb-sec/in2 2ftft2 2/sec/secinin2 2/sec(/s
5、ec(牛特牛特) )相对粘度(条件粘度)在规定条件下,用粘度计测出的液体的粘在规定条件下,用粘度计测出的液体的粘度。度。中国:中国: 恩氏粘度恩氏粘度 0 0E E美国:美国: 赛氏通用秒赛氏通用秒 SSUSSU英国:英国: 雷氏秒雷氏秒 RSSRSS法国:法国: 巴氏度巴氏度 0 0B B 恩氏粘度v恩氏粘度的测定方法恩氏粘度的测定方法 测定测定200cm200cm在温度为在温度为t t C C的被测液体在自重作用的被测液体在自重作用下流过专用恩格勒粘度计中直径为下流过专用恩格勒粘度计中直径为 2.82.8小孔小孔所需的时间所需的时间t t1 1,然后测出同体积的蒸馏水在,然后测出同体积的蒸
6、馏水在2020 C C时流过同一小孔所需时间时流过同一小孔所需时间t t2 2,t t1 1与与t t2 2 的比值即为的比值即为被测液体在被测液体在t t C C的恩氏粘度值的恩氏粘度值, ,工业一般以工业一般以 2020、50 50 和和100 100 作为测定恩氏粘度的标准温度作为测定恩氏粘度的标准温度21tEtt赛氏通用秒v 赛氏粘度的测定方法赛氏粘度的测定方法 测定测定60cm360cm3、温度为、温度为t t C C的油液在自重作用下,的油液在自重作用下,流过专用赛波尔特流过专用赛波尔特(SayboltSaybolt)测试仪中)测试仪中一个标准长度和直径小一个标准长度和直径小孔所需
7、的时间孔所需的时间 赛波尔特粘度计赛波尔特粘度计水箱水箱容器容器加热组件加热组件温度计温度计水浴水浴油液油液塞子塞子粘度特性v粘温特性粘温特性液体液体 VS.VS.气体气体v温度升高,液体粘度下降而气体粘度上升。温度升高,液体粘度下降而气体粘度上升。v粘压特性粘压特性压力增大,液体粘度增大压力增大,液体粘度增大压力低于压力低于30Mpa30Mpa时,可忽略不计。时,可忽略不计。粘度对液压系统性能的影响油液的粘度对系统的功率损失有较大的影响机械损失 VS.泄漏损失粘度 机械损失 泄漏损失 功率损失 适合的粘度 油液的压缩性v油液的压缩性,是指液体所受的压力增大时其体积缩小的一种性质。 v一定体积
8、的液体,在压力增量相同的情况下,体积的缩小量越小,则说明其压缩性越小。一般认为液体是不可压缩的。v液压油的压缩性应尽可能小一些。v如果液压油中含有气泡,其压缩性将显著增大。抗燃性v衡量耐燃性的一般指标为闪点、着火点和自燃着火温度。闪点:在特定条件下以一个微小的火焰接近它们时,在油液表面上的任何一点都会出现火焰闪光的现象。着火点:油液所达到的某一温度,在该温度下油液能连续燃烧5秒钟(在有火焰点燃下)。自燃着火温度:油液在该温度下会自动着火。液压油的化学性能v热稳定性热稳定性 v氧化稳定性氧化稳定性 v水解稳定性水解稳定性 v相容性相容性 液压传动工作液的分类特性特性液压油液压油颜色颜色耐燃性耐燃
9、性粘度粘度稳定性稳定性毒性毒性吸水性吸水性适用的密封材料适用的密封材料应用应用植物基植物基蓝色蓝色易燃易燃大大低低无毒无毒小小天然橡胶天然橡胶老式飞机老式飞机矿物基矿物基红色红色可燃可燃适中适中较高较高无毒无毒小小合成耐油橡胶合成耐油橡胶减震支柱减震支柱磷酸酯基磷酸酯基紫色紫色耐燃耐燃较小较小高高低毒低毒大大异丁烯橡胶异丁烯橡胶聚四氟乙烯聚四氟乙烯大型客机大型客机液压油使用注意事项液压油使用注意事项v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不能混用不同规格的液压油绝不能混用保持油液必要的清洁度保持油液必要的清洁度防止系统进入空气防止系统进入空气v对其他系统和飞机结构的防护对其他系统和
10、飞机结构的防护 v对维护人员的防护对维护人员的防护配戴耐油手套配戴耐油手套进行压力测试或元件渗漏时,应该配戴防护镜进行压力测试或元件渗漏时,应该配戴防护镜液压泵液压泵功用液压泵是液压系统的动力元件,其功用是将机械能转换为液压能,向系统提供一定压力和流量的油液。液压泵特点液压系统采用的油泵为容积泵,依靠密封容积的变化工作。 吸油管回油管油箱工作腔配油装置液压泵是容积泵,利用工作腔容积的变化进行吸油和压油过程!油箱压力大气压力引气增压液压泵工作原理回油管吸油管油箱油箱压力P回油管吸油管油箱油箱压力P回油管吸油管油箱油箱压力吸油P回油管吸油管油箱油箱压力P回油管吸油管油箱油箱压力P回油管吸油管油箱油
11、箱压力P回油管吸油管油箱油箱压力压油PQ回油管油箱液压泵、液压马达性能参数v压力压力工作压力工作压力额定压力额定压力过载过载v流量流量排量排量理论流量理论流量公称流量公称流量v功率和效率功率和效率输入功率输入功率&输出功率输出功率容积效率容积效率&机械效率机械效率液压泵性能参数0 pQ理论曲线实际曲线 期望的流量额定压力额定压力:在额定转速下,使用寿命期限内,规定容积效率下,泵连续工作情况下的最高压力。额定压力取决于泵结构的密封性能和规定使用寿命。工作压力:泵工作时的压力。工作压力取决于负载。过载:工作压力超过额定压力的值定量泵特性曲线定量泵特性曲线排量q:再不考虑泄漏的情况下,泵每转一周排出
12、液体的体积;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。TpQ功率功率& &效率效率TTo pQopQTp Q机械损失容积损失影响液压泵效率的主要因素v油温过高或过低油温过高或过低v油箱维护不正常油箱维护不正常v油泵装配异常或磨损严重油泵装配异常或磨损严重液压泵类型v定量泵:齿轮泵等v变量泵:柱塞泵等齿轮泵构造齿轮泵
13、工作原理齿轮泵构造u一对啮合的齿轮u油泵壳体u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:u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;u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,将油从排油口挤压出去。u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
14、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(流量和压力曲线的变化变量泵按其性能参数(流量和压力曲线的变化情况)分为:情况)分为:恒功率变量泵恒
15、功率变量泵恒流量变量泵恒流量变量泵恒压力变量泵恒压力变量泵恒压式变量柱塞泵 v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。v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v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ABC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近似为零,从而使泵处于消耗功率最小的卸荷工作状态消耗功
16、率最小的卸荷工作状态。Qp0液压泵压力控制v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v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定量泵安全阀限压回路缩入定量泵安全阀限压回路限压定量泵卸荷回路定量泵卸荷压力曲线 0tp液压泵的检查顺序v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;v检查蓄压器预充气压力;v检查系统的内漏。 变量泵的限压和卸荷v变量泵具有自动卸荷功能。v为了系统的安全,回路上同样需加装安全阀,
17、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v液压系统中液体流动的方向、压力和流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,统称为制和调节作用的液压控制元件,统称为液压控制阀。液压控制阀。v分类分类按机能不同可分为v方向控制阀 v压力控制阀v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v功用:使油液只能沿一个方向流动而不能反流;v球型阀芯 VS.锥型阀芯 换向阀:v功用:控制系统中液流的方向,实现油路的关断、接通和换向
18、;v运动形式:转阀&滑阀v控制方式:手动、机动、电动、液动 v工作位置:二位、三位v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机控单向阀机控单向阀机控单向阀机控单向阀a)机控单向阀构造弹簧阀座顶杆进口进口出口出口b)反向流动状态液控单向阀 v用途:用途:对液压缸进行锁闭。对液压缸进行锁闭。作立式液压缸的支撑阀。作立式液压缸的支撑阀。某些情况下起保压作用。
19、某些情况下起保压作用。换向阀 v功用:控制系统中液流的方向,实现油路的关断、接通和换向;v运动形式:转阀&滑阀v控制方式:手动、机动、电动、液动 v工作位置:二位、三位v接油路数:二通、三通、四通、五通等v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中三位四通中立位关断式应用最广。图为几种换
20、向阀的职能符号。其中方框代表每一个位置,能符号。其中方框代表每一个位置,A A、B B代表工作油口,代表工作油口,P P代表供油口,代表供油口,O O代表回油口,箭头指向为液流方向。前述卸代表回油口,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。荷阀就是液压控制的二位二通阀。二位三通二位三通 三位四通中立关断三位四通中立关断 二位四通二位四通A BP OAP OP OA B飞机上常用的换向阀的型式梭阀 v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
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- 飞机 液压 系统 结构