第三章--飞机液压系统的系统构造与功能
飞机构造基础第3章飞机液压系统
• 飞机液压系统概述 • 飞机液压系统的基本元件 • 飞机液压系统的回路与控制 • 飞机液压系统的维护与故障排除 • 飞机液压系统的发展趋势与未来展望
01
飞机液压系统概述
飞机液压系统的定义与功能
定义
飞机液压系统是用于传递和控制系统中的液压能量的系统，它利用液压油作为 工作介质，通过液压泵、控制阀、执行机构等部件实现飞机的各种动作控制。
冷却回路
用于冷却液压系统中的油温，防止油温过高导致油品变质或液压部件过热损坏。冷却回 路通常采用散热器和冷却风扇等设备进行冷却。
润滑回路
用于为飞机液压系统中的运动部件提供润滑，减少摩擦和磨损，提高系统的可靠性和使 用寿命。润滑回路通常采用润滑油泵和润滑油滤等设备进行润滑。
04
飞机液压系统的维护与故障排除
节能技术
为了降低能源消耗和减少碳排放，节能技术在飞机液压系统中也得到了广泛应用。例如，采用高效的能源回收技 术，将飞机着陆时的势能转化为液压能，实现能源的循环利用。
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飞机液压系统的特点与要求
特点
飞机液压系统具有高压力、高精度、 高可靠性的特点，能够保证飞机在各 种复杂环境和条件下稳定可靠地工作 。
要求
飞机液压系统需要满足耐高温、耐高 压、耐腐蚀的要求，同时需要具备快 速响应和精确控制的能力，以确保飞 机的安全和可靠性。
02
飞机液压系统的基本元件
液压泵
液压泵是液压系统的核心元件，负责将机械能转换为液压能，为系统提供压力油。
液压控制阀
液压控制阀是控制液压系统中的油液流 动方向、压力和流量的元件。
常见的液压控制阀有方向控制阀、压力 控制阀和流量控制阀等，根据飞机不同
飞机液压系统
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飞机系统原理
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2.2 液压油
3）气穴、气塞
气穴：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。
气塞：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。
4）液压撞击
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 度高频率压力波动的现象。
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飞机系统原理
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2.2 液压油
4.液压油的工作特性
1）压力损失
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。
2）泄流损失
因传动管路外漏或内漏造成的工作油量不足。 外漏：油液漏到系统之外——导致系统有用流量减小和系统油 量损失 内漏：油液从系统高压侧向系统低压侧泄漏——有用流量减小
大小取决于泵的密封件和制造材料
的性质和寿命；
工作中超过额定值称为过载。
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飞机系统原理
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2.3 液压泵
2. 液压泵性能参数
3）功率和效率
功率： 输入功率：电动机或发动机传动齿轮箱的机械功率； 输出功率：实际流量和工作压力的乘积。
效率——功率损失 输出功率/输入功率； 功率损失主要为：容积损失和机械损失。 容积效率 机械效率 总效率=容积效率*机械效率 齿轮泵为0.6~0.65，柱塞泵0.8.
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飞机系统原理
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2.1.1 液压传动原理
液压传动基本规律
✓ 液体在密闭容器内传递能量； ✓ 压力决定于负载； ✓ 力＝压力＊面积 ；
Ｆ＝Ｐ＊Ａ
✓ 速度＝流量／面积 ；
Ｖ＝Ｑ／Ａ
✓ 功率＝力＊速度＝压力＊流量；
Ｗ＝Ｆ＊Ｖ＝Ｐ＊Ｑ
飞机液压系统
液压系统摘要：详细阐述了液压系统的工作原理，飞机液压系统的各组成系统及元件，重点论述了B737-800飞机液压系统的功能、组成、工作特点和使用维护要求。
关键字：液压；液压油箱；B737-8OO;1 液压系统工作原理1.1 启动电磁铁全部不得电，主泵输出油液通过阀6、21中位卸载。
1.2电磁铁1Y、5Y 得电，阀 6 处于右位，控制油经阀8 使液控单向阀9 开启。
进油路：泵1－阀6右位－阀13－主缸上腔。
回油路：主缸下腔－阀9－阀6右位－阀21中位－油箱。
主缸滑块在自重作用下迅速下降，泵 1 虽处于最大流量状态，仍不能满足其需要，因此主缸上腔形成负压，上位油箱15 的油液经充液阀14 进入主缸上腔。
1.3主缸慢速接近工件、加压当主缸滑块降至一定位置触动行程开关2S 后，5Y 失电，阀9 关闭，主缸下腔油液经背压阀10、阀6 右位、阀21 中位回油箱。
这时，主缸上腔压力升高，阀14 关闭，主缸在泵 1 供给的压力油作用下慢速接近工件。
接触工件后阻力急剧增加，压力进一步提高，泵1 的输出流量自动减小。
1.4 保压当主缸上腔压力达到预定值时，压力继电器7发信号，使1Y失电，阀6回中位，主缸上下腔封闭，单向阀13 和充液阀14 的锥面保证了良好的密封性，使主缸保压。
保压时间由时间继电器调整。
保压期间，泵经阀6、21的中位卸载。
1.5 泄压主缸回程保压结束，时间继电器发出信号，2Y 得电，阀 6 处于左位。
由于主缸上腔压力很高，液动滑阀12 处于上位，压力油使外控顺序阀11 开启，泵1输出油液经阀11 回油箱。
泵 1 在低压下工作，此压力不足以打开充液阀14 的主阀芯，而是先打开该阀的卸载阀芯，使主缸上腔油液经此卸载阀芯开口泄回上位油箱，压力逐渐降低。
当主缸上腔压力泄到一定值后，阀12 回到下位，阀11关闭，泵1 压力升高，阀14完全打开，此时进油路：泵1－阀6左位－阀9－主缸下腔。
回油路：主缸上腔－阀14－上位油箱15。
飞机液压传动的工作原理及组成
飞机液压传动的工作原理及组成
飞机液压传动系统是基于流体动力原理工作的，由液体和液压元件组成。
其工作原理是利用液体在受力情况下的压力传递性和流体的不可压缩性来实现力的传递和动力转换。
飞机液压传动系统主要由以下组成部分构成：
1. 液体：飞机液压传动系统中常用的液体是液压油，其具有良好的润滑性能、防腐蚀性能和热稳定性，能够在高温和高压力下稳定工作。
2. 液压泵：液压泵是飞机液压传动系统的动力源，通过机械转换将机械能转换为液体压力能，从而使液压系统能够正常工作。
3. 液压阀：液压阀是控制液压油流动的装置，按照需要打开、关闭或改变油流的方向和压力，从而控制液压系统中的液压执行器的工作状态。
4. 液压缸：液压缸是液压系统的输出执行器。
当液压油通过液压缸时，液压能将活塞压力转化为机械能，从而产生力或运动。
5. 液压管路：液压管路用于连接液压元件，将液压油从液压泵传输到液压执行器，并返回液压油回油箱。
飞机液压传动系统工作原理是根据液体不可压缩性，通过液压泵产生的高压液压油，经过液压阀控制，进入液压缸中，通过液压缸的活塞产生力或运动。
通过液压管路将液压油传递到液压执行器，控制飞机各个部件的运动，实现飞机的起飞、降落、转弯、升降等动作。
飞机液压系统功能
飞机液压系统功能飞机液压系统是指依靠液压力进行动力传输的系统，将液体作为驱动能源来操控各项机械设备的运转。
飞机液压系统是飞机中最为重要的系统之一，它的作用不仅仅是提供动力，更为重要的是它对于飞机的操纵、维护和安全都起着至关重要的作用。
飞机液压系统的主要功能有：1.提供飞机的驱动力飞机液压系统可以提供飞机的动力。
在飞机起飞和降落的过程中，飞机需要大量的动力来完成各项工作，例如前轮收起、飞行控制面的转动、着陆系统的扩展等等。
所有这些工作都需要液压力来进行驱动。
2.控制飞机的运动飞机液压系统还可以控制飞机的运动。
飞机的姿态和飞行方向需要不断地调整，才能确保安全和正常的飞行。
而这些调整则需要飞机液压系统提供的液压力才能够实现。
例如舵面的转动、缩起或放下落架，都需要飞机液压系统的支持。
3.维持飞机的正常运作飞行中的飞机会受到各种各样的影响，液压系统可以起到稳定飞机的作用。
液压系统会通过油液的不断循环来降温，避免高温状况的发生；它还可以排除空气和杂质，杜绝液压系统中的污染物和腐蚀物。
4.各项机械设备的保护液压系统能够对飞机中的机械设备进行保护。
在飞机的各项机械设备中，有一些是需要额外的润滑和保养，而液压油就可以起到这样的作用。
液压油会在运作时对机械设备进行润滑保养，确保机械设备的长时间使用。
总而言之，飞机液压系统作为飞机中最重要的系统之一，能够提供飞机的驱动力及控制飞机的运动，使得飞机能够正常地运行。
同时，液压系统也能为飞机的各项机械设备进行保护和维护。
因此，对于飞机液压系统的维护和保养也是至关重要的，只有保持好液压系统的工作状态和安全性，才能确保飞机的正常运行及乘客的安全。
第三章--飞机液压系统的系统构造与功能
计量阀（改变力量大小）
流量控制阀
液压保险（定量器、定流量器、流量放大器）
流量调节阀
其他：防火关断活门，快卸活门
单向阀
保证油液只能单向流动
换向阀
安全阀
防止压力过高
当压力高于规定值时，安全活门打开。
卸荷阀
卸荷阀
功用
保证系统压力在规定的范围内
滤芯分类
表面型：金属丝网；过滤能力低；安装在油箱加油管上。 磁性滤芯： 磁性物质；吸附铁磁性杂质颗粒；安装在发动机滑油系统管路上。 深度滤芯 ：纸质，纤维纺织物，烧结金属，金属丝网；
具有相当的厚度，在整个厚度内到处都能吸收污物； 安装在液压系统中。
油滤的安装位置
油泵出口 系统回油管路 油泵壳体回油管路
B737液压源系统
1. 液压泵的特点
发动机驱动泵——EDP 空气驱动泵——ADP 电动马达驱动泵——EMDP 冲压空气涡轮泵——RAT 动力转换泵——PTU
发动机驱动泵——EDP
发动机转子通过附件齿轮箱驱动油泵运转 发动机驱动泵控制开关——人工关断
“开”位：EDP在泵内补偿活门控制下进行供压或自动卸荷 “闭”位：电磁活门线圈通电，人工卸荷（人工关断） 飞机地面停放时——“开”位，避免电磁线圈长期通电
内漏检查
流量表法 电流表法
按输出排量分
定量泵 变量泵
齿轮泵
属于定量泵 简单可靠 用于：简单液压系统，滑油系统，发动机燃油系统
柱塞泵（轴向式：直轴斜盘式）
柱塞泵
原理：斜盘角度不变时，缸体转动带动柱塞在斜盘 上滑 动，从而改变柱塞孔容积变化。
吸油：柱塞随缸体自下而上回转 出油：柱塞随缸体自上而下回转
飞机液压系统的系统构造和功能74页PPT
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
【飞机构造学】第三章飞机液压系统和气压系统(北京航空航天大学)PPT课件
液压传动是封闭式的，易实行过载保护，组成的元、部
件基本上可由工作介质自行润滑，磨，便于集中大批量
生产，因此制造成本低，经济性较好。现代液压传动中
采用节流、比例控制等方法可使运动机构的速度进一步
均匀、稳定、使用伺服、仿形、调速等机构可使执行件
的运动精确度达到微米（UM）级，采用微电子、计算机
B737-700飞机液压系统包括主系统和辅助系统。 主系统由A、B两个独立系统组成，辅助系统包括 备用系统和动力转换组件（PTU）。
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目前航天飞机的主要目的和用途： 一是将航天飞机携带上天的人造卫星从货舱里取出，放入太空轨道； 二是捕捉太空中已方发生故障的人造卫星进行修理； 三是俘获太空中敌人国家的间谍卫星，将其抓入货舱，带回地球。
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液压系统的力密度大、能以很小的设备输出、传递很大的力 或力矩，宜于实现大吨位运动。随着生产技术的进步，液压 系统中实际使用的压力级已从原来10Mpa左右提高到35Mpa 左右 ， 因而该优点就更为出，在同等功率下， 液压设备的 重量尺寸仅为直流电机的10%-20%左右。因其体积小，重量 轻，因而惯性力小，反映速度快、准、稳。
《飞机构造学》
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
第3章 液压系统与气压系 统
3
现代航空工业中更离不开液压系统，各种飞机的方向舵和升降舵 依靠各自的舵机液压缸——“作动筒”，使其偏转而产生控制力和控制 力矩。其实，飞机中还有很多部分如副翼、水平飞行稳定板等舵机电 液伺服动态控制以及发动机供油控制，进气锥收放回路，尾喷管控制 系统，前轮转弯控制，起落架收放等系统中均离不开液压系统。
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表面型：金属丝网；过滤能力低；安装在油箱加油管上。 磁性滤芯： 磁性物质；吸附铁磁性杂质颗粒；安装在发动机滑油系统管路上。 深度滤芯 ：纸质，纤维纺织物，烧结金属，金属丝网；
具有相当的厚度，在整个厚度内到处都能吸收污物； 安装在液压系统中。
油滤的安装位置
油泵出口 系统回油管路 油泵壳体回油管路
安全阀打开时系统压力最高，液压泵输出功率最大； 不良影响：安全阀将经过的油液液压功率转化为热量，导致油温升高，系统性能下降，
并严重影响油泵的使用寿命。
卸荷：工作系统不需要液压功率时（不工作），使液压泵的输 出功率处于最小状态 的控制方式。
定量泵卸荷——自动卸荷阀
利用卸荷阀感受工作系统压力； 为了保证卸荷阀失效时系统安全性，回路中安装安全阀； 油泵卸荷期间，由蓄压器维持系统压力。
储藏油液和供应油液，补偿系统油液热胀冷缩、油量需求变化、油量消耗和损 失
油箱增压（高空飞行飞机和大型飞机）
保证供油可靠性，防止气塞
散热 分离油液中空气 沉淀油液中杂质
（1）液压油箱
分类
非增压油箱——早期低空飞行飞机 增压密封油箱——现代民航
引气增压油箱
增压组件：（地面）人工释压活门 EDP供油接头比EMDP供油高 供油关断活门（常开活门）：火警时，关闭，切断
变量泵卸荷——补偿活门
具有自动卸荷功能 回路中安装安全阀
卸荷时间：系统不工作状态下，油泵两次起动的间隔。 取决于蓄压器可补充油量的多少和卸荷期间单位时间泄漏量的大小。
频繁卸荷的一般检查
检查系统的外漏——液压管路及接头有无泄漏的痕迹 检查蓄压器预充压力 检查系统内漏
液压泵驱动动力
3.2 飞机液压系统的系统构造及功能
飞机液压系统的系统构造及功能
1. 供压部分
油箱、液压泵、油滤、蓄压器
2.调节控制部分
方向控制活门、压力控制活门、流量控制活门
3.传动部分
动作筒、液压马达、液压助力器
4. 辅助元件
密封件、散热器、 导管、接头
1. 供压部分
（1）液压油箱 功用
检查液压油油量或加油时，为得到正确的结果，飞机应该处于以下条件：
飞行操纵—中立位 前缘襟翼和缝翼—收上 后缘襟翼—收上 扰流板—放下 起落架—放下 反推装置—关闭 液压系统A 和系统B—关断 刹车储压器压力—2800psi 或更高
外漏检查（步骤）
① 接近发生外漏的部件 ② 清洁部件上外漏的油污； ③ 为系统加压 ④ 测量外漏泄漏速度，根据机型的放行标准确定是否放行
回油组件
位于回油管路，过滤及引导返回油箱的油液 壳体回油和系统回油
3.指示系统
油量指示系统 压力指示系统 低压警告系统 超温警告系统
油量指示系统
显示控制 组件
驾驶舱液压控制面 板—为驾驶人员提供
油箱外表面—为 维护人员提供
系统压力指示与低压警告系统
低压电门
双向单杆式 双向双杆式
旋转运动型——液压马达
单作用式作动筒
活塞液压作用下向一个方向运动，然后由弹簧作 用返回
通气孔——进出空气
双向单杆作动筒（非平衡式）
活塞两边受压力作用的有效面积不同，当油液压力相同时， 作动筒沿两个方向所产生的传动力并不相同
起落架收（大力）——左面进油 起落架放（小力）——右面进油
类型
活塞型（应用最广泛）、隔膜型、气囊型（速度最快）。
预充压力
约为系统工作压力的1/3
2. 调节控制部分
功用：通过改变通道面积或阻力来控制和调节液压 系统中液压流动的方向、压力和流量。
方向控制阀
单向阀
换向阀
压力控制阀
安全阀（溢流阀）、减压阀
卸荷阀（调压阀）
B737液压源系统
1. 液压泵的特点
发动机驱动泵——EDP 空气驱动泵——ADP 电动马达驱动泵——EMDP 冲压空气涡轮泵——RAT 动力转换泵——PTU
发动机驱动泵——EDP
发动机转子通过附件齿轮箱驱动油泵运转 发动机驱动泵控制开关——人工关断
“开”位：EDP在泵内补偿活门控制下进行供压或自动卸荷 “闭”位：电磁活门线圈通电，人工卸荷（人工关断） 飞机地面停放时——“开”位，避免电磁线圈长期通电
使用合适装配工具或导向工具 避免过度擦伤，刮伤和刻痕 密封辅助元件装配顺序正确
散热器
正常油温：30~70°C，飞机液压系统控制最高温度不超过80~120°C。 油温高的危害：
油液粘度变小，系统损失增大，效率降低 油液变质，形成胶状沉淀，造成系统堵塞，摩擦增大 高温使密封圈橡胶变质、损坏，密封失效 高温使零件间的配合间隙变化，导致额外的摩擦或泄漏
低压警告 传感器
低压电门
低压警告 传感器
显示/控制
系统压力 传感器
低压警告系统 A,B系统低压警告
备用系统低压警告
超温警告系统
4.地面勤务系统
油箱灌冲
人工灌冲——手摇泵
压力灌冲——地面液压车
加油选择活门——A口 ，B口，关闭
注意点：
避免油液污染（人/机）；
油温高的原因
油泵故障 油滤堵塞 系统散热不良
油箱油量不足； 散热器热交换不足 环境温度过高 系统混入空气
油温警告的处理
首先应使泵停转，并对壳体回油滤和压力油滤进行检查
散热器
中低压液压系统—不设专门液压油散热装置 大功率液压系统—液冷式散热器：燃油为冷却介质
4.辅助元件
密封
功用：阻挡油液从两个配合零件便面的间隙中流出。 密封材料
弹性：合成橡胶 塑性：皮革 软金属材料 碳：转动部件的端面
要求：耐高温、高压
密封装置分类
按被密封部分：
固定密封：通过两个表面的挤压达到密封效果 运动密封：取决于密封的用途和液体的压力
按密封压力的方向
补偿活门——改变斜盘角度，进行变量调节 自动卸荷：通过补偿活门使得斜盘角度=0
人工释压活门——地面试车时减少油泵损失
挡块活门
旋转 缸体
斜盘
人工电磁活门
补偿活门
斜盘作动筒
手摇泵
液压泵压力—流量特性曲线
流量 规定的 容积效率
理论曲线 实际曲线
额定压力
压力
图3.1 定量泵的压力-流量特性曲线
B737 热交换器
每个系统的热交换器接受来自EDP和EMDP 的壳体回油。当油工作时，壳体回油流经 热交换器。
热交换器将液压油的热量传给燃油箱中的燃油。
3.3 飞机液压源系统
液压源系统：每个液压源都有单独的液压元件，可以单独向 用压系统提供液压。
典型机型的液压源系统
波音737：A,B和备用液压源系统 波音777：左液压系统、右液压系统和中央液压系统 空客A320：绿、黄和蓝液压系统 ARJ21：1号、2号和3号 四发飞机波音747：4个独立的液压源
流量
理论曲线
实际曲线
额定压力P1 P2 压力
图3.2 变量泵的压力-流量特性曲线
液压泵的压力控制——限压和卸荷
原因 ：液压泵通常由发动机驱动，而用压系统间歇工作，为 了对泵的输出最高压力加以限制并希望液压泵在用压系统不 工作时消耗的功率尽量少。
限压——安全阀（溢流阀）
当系统的压力升高到某个调定压力值（高于正常的 10%~20%）时，安全阀打开，将 多余的液流排回油箱，限制系统压力继续上升；
单向式密封装置：U型和V型环 双向式密封装置：O型密封圈和方形断面密封
密封件的标志—O型密封圈
蓝点或圈：空气或MIL-H-5606液压油 红点或圈：燃油 黄点：合成发动机滑油 绿点划线：磷酸酯基液压油
密封件的使用和储存
尺寸适合，类型相配，在试用期 装配前，系统油润滑或浸泡 装配时
供往发动机驱动泵的液压油
自增压油箱
B737液压油箱
（2）液压泵 基本工作原理
根据密闭工作腔的容积变化来吸油和压油 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 压油：输出压力决定于负载 配流装置 ：改变油液方向和流量大小
液压泵分类
按结构类型分
齿轮泵（中低压系统） 柱塞泵（高压系统） 手摇泵（应急状态） 叶片式
计量阀（改变力量大小）
流量控制阀
液压保险（定量器、定流量器、流量放大器）
流量调节阀
其他：防火关断活门，快卸活门
单向阀
保证油液只能单向流动
换向阀
安全阀
防止压力过高
当压力高于规定值时，安全活门打开。
卸荷阀
卸荷阀
功用ห้องสมุดไป่ตู้
保证系统压力在规定的范围内
按输出排量分
定量泵 变量泵
齿轮泵
属于定量泵 简单可靠 用于：简单液压系统，滑油系统，发动机燃油系统
柱塞泵（轴向式：直轴斜盘式）
柱塞泵
原理：斜盘角度不变时，缸体转动带动柱塞在斜盘 上滑 动，从而改变柱塞孔容积变化。
吸油：柱塞随缸体自下而上回转 出油：柱塞随缸体自上而下回转
正常情况下，RAT是收进的 满足某些条件时（失去三个液压源）可自动放出 也可以人工放出——放下开关设有保护盖
动力转换组件——PTU
液压马达和液压泵的组合件
工作原理：利用某一个液压源系统（A系统）的液压驱动PTU中的液压马达转动， 液压马达带动泵转子转动，从另一个液压系统（B系统）吸油，建立压力—— B737的PTU。
发动机驱动泵 EDP 电动机驱动泵 EMDP 冲压空气涡轮 RAT 动力转换组件 PTU 手摇泵