飞机液压与燃油系统辅助元件
飞机液压系统的系统构造和功能
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
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
飞机液压系统的系统构造和功能
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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
（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
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
卸荷阀
卸荷阀
功用
保证系统压力在规定的范围内
工作
系统压力低于规定的下限时关闭，液压泵供压； 系统压力高于规定的上限时打开卸荷，泵空转；
仅仅用于定量泵供压 的系统。
卸荷阀的工作
卸荷阀的工作
卸荷阀的工作
3. 传动部分
功用：对外界做功，直接将液压能转换为机械能。 执行元件分类
往复运动型——作动筒
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
飞机各个系统的组成及原理
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力)，此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
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
液压辅助装置(飞机液压与气压传动课件)
蓄能器的类型及特点
名称
弹 簧 式
气气 体压 式式
结构简图
特点和说明
利用弹簧的伸缩来储存/释放 压力能；结构简单，反应灵敏， 但容量小；供小容量，低压
冷却器
液压系统中使用的冷却器主要有蛇形管冷却器、强制对流式多管冷 却器和风冷式冷却器。
蛇形管冷却器直接安装在油箱内并浸入油液中，管内通冷却水。这 种冷却器的冷却效果不好，耗水量大。
强制对流式多管冷却器在液压系统中用得较多，如图所示。油从油 口c进入，从油口b流出；冷却水从右端盖中部的孔进入，通过多根水管 3从左端盖上的孔a流出，油有水管外面流过，三块隔板 2用来增加油液 的循环距离，以改善散热条件，冷却效果好。
过滤器类型 3.纸芯式过滤器 纸芯式过滤器结构类似于线隙式
结构，但滤芯不同，如图3 所示，滤芯是由平纹或波 纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的滤芯并且作成折 叠形以便增大过滤面积。压力损失约为(0.01～0.04) MPa，过滤精度高，但滤芯堵塞后无法清洗，必须更换 滤芯，常用于精过滤。
4.烧结式过滤器 烧结式过滤器的滤芯是由金属 粉末烧结而制成，利用金属颗粒间的微孔来过滤，如 图4所示，滤芯的过滤精度依赖于金属颗粒的大小。压 力损失约为(0.03～0.2)MPa，过滤精度高且能承受高 压，但金属颗粒易脱落，滤芯堵塞后不易清洗，常用 于精过滤。
在液压系统动力源发生故障时，执行机构有时仍需 完成必要的工作以紧急避险、保证安全。为此可用蓄能 器作应急能源，避免事故发生。
蓄能器作用
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。
飞机结构与系统(第七章 液压系统)
液压源
典型 飞机 液压 源系 统
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
容积式液压泵： 泵内部的部件会形成多个空腔（工作腔）， 液压泵工作时，此工作腔的容积发生变化。 容积泵按结构型式可分为：柱塞泵、齿轮泵 、叶片泵等。
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
一、柱塞泵
手摇泵
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
一、柱塞泵
轴向柱塞泵 斜盘式 由壳体、转子（驱 动轴、缸筒、柱塞） 和斜盘等组成。
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
一、柱塞泵
轴向柱塞泵 摆缸式 转子轴线与传动轴 轴线有一夹角。
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
一、柱塞泵
特点： • 构造复杂，精密，对液压油品质要求高； • 效率高，能产生很高压力，同等重量条件下 产生的功率大，流量通常可调（变量泵）。 • 在现代飞机液压系统广泛应用。
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
四、液压泵性能 2. 功率和效率
1）功率 理论功率：不考虑功率损失的输出或输入功率； • 输入的理论功率：
n NT M T M T 2 60 NT ——理论功率；
M T ——理论扭矩； n ——液压泵每分钟转数。
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
四、液压泵性能 2. 功率和效率
1）功率 理论功率：不考虑功率损失的输出或输入功率； • 输出的理论功率：
NT QT p QT ——理论流量； p ——进出口压力差；
南京航空航天大学民航学院
液压动力元件
四、液压泵性能
2. 功率和效率
1）功率 输入功率：单位时间内发动机（或电动机）对液 n 压泵所做的功；
液压辅助元件-(油箱、蓄能器、过滤器)
（2）线隙式滤油器
线隙式滤油器如图所示，用钢线或 铝线密绕在筒形骨架的外部来组成滤芯， 依靠铜丝间的微小间隙滤除混入液体中 的杂质。其结构简单、通流能力大、过 滤精度比网式滤油器高，但不易清洗。 多为回油过滤器。
线隙式滤油器
（3）纸质滤油器
1
滤芯为微孔滤纸制成的纸芯，
将纸芯围绕在带孔的镀锡铁做成
100
25~50
25
10
5
教学
分析
过滤器
1.过滤器的类型
按滤芯的材料和结构形式，滤油器可分为网式、线隙式、纸质滤芯式、烧 结式滤油器及磁性滤油器等。按滤油器安放的位置不同，还可以分为吸滤器、 压滤器和回油过滤器，考虑到泵的自吸性能，吸油滤油器多为粗滤器。
（1）网式滤油器
滤芯以铜网为过滤材料，在周围开有很多孔 的塑料或金属筒形骨架上，包着一层或两层铜丝 网，其过滤精度取决于铜网层数和网孔的大小。 这种滤油器一般用于液压泵的吸油口。
➢ 引起一般来自发动机压气机或者APU。
飞机液压系统油箱与工程通用油箱结构对比—为什么增压油箱采用中间圆形截面，两 端球形封头的形式？
飞机液压系统油箱—增压油箱
一般液压系统油箱—开式油箱
➢ 球形、筒体结构特点是轴对称，外观没有形状突变，受载应力分布也较均匀，承 载能力比矩形结构较高。
➢ 工业中用到的储气罐、煤气罐等承压容器多采用此类造型。
并允许滤油器有较大的压力降。 （4）安装在系统以外的旁路过滤系统
大型液压系统可专设一液压泵和滤油器构成的滤油 子系统，滤除油液中的杂质，以保护主系统。
请尝试在图中找出对应的过滤器编号
过滤器的安装注意事项
请结合此前过滤器的工作原理，考 过滤器能否反向安装？
飞机液压的组成
飞机液压的组成
液压系统的基本组成部分包括：能源部分——液压油泵、控制部分——控制阀门(如安全阀、单向阀、卸载阀、地面接头)、执行部分——作动筒与液压马达和辅助装置(如泵油滤、压力表、油箱、蓄能器、液压管道)等。
供压部分
包括主油泵、应急油泵和蓄能器等，主油泵装在飞机发动机的传动机匣上，由发动机带动。
蓄能器用于保持整个系统工作平稳。
液压油泵的功用为：由发动机或电机带动，为液压传动系统提供具有一定压力和流量的油液，将机械能或电能转换为液压能。
常见的液压油泵包括齿轮泵、柱塞泵和叶片泵等几种类型。
执行部分
包括作动筒、液压马达和助力器等。
通过它们将油液的压力能转换为机械能。
执行部分的功用是将液压油的压力能转变为机械能而传动其他部件。
其中，作动筒用来产生机械线位移；当作动筒用于飞行主操纵系统时又称为助力器。
液压马达用来产生机械角位移。
液压作动筒是利用油液压力克服负载(包括摩擦力)和利用油液流量维持运动速度，以输入压力和流量换取输出力和速度，即将液压能转换为机械能。
最常见的液压作动筒是活塞式的，其基本组成有外筒、带杆活塞、进出油接头以及密封、调节装置等。
液压马达输出的是转速与扭矩，以驱动工作构件实现旋转运动。
液压马达在工作原理上与液压油泵是可逆的。
控制部分
控制阀门的功用是控制和调节液压系统中油液流动的方向、压力和流量等。
具体包括安全阀、均流阀、单向阀、卸载阀、顺序阀、溢流阀等。
辅助部分
保证系统正常工作的环境条件，指示工作状态所需的元件，包括油箱、导管、油滤、压力表和散热器等。
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堵塞状态发讯装置
2007-5-18
14
两级液压过滤器
2007-5-18
15
烧结式滤油器
2007-5-18
16
滤油器的精度等级
粗油滤(滤除杂质公称尺寸100μm以上) 普通油滤(10 ～ 100μm) 精油滤(5 ～ 10μm) 特精油滤(1 ～ 5μm) 飞机液压系统的过滤精度一般在3～25μm，滑 油和燃油系统一般在20 ～ 40μm，飞机液压 系统地面支持设备一般在2 ～ 5μm。
2007-5-18
17
油滤安装位置
油泵出口 系统回油 油泵壳体回油
工作系统
作用：
过滤上游系统产生的杂质，保护下游系统； 提取油样，作为系统故障诊断的依据。
2007-5-18 18
储压器
储压器功用：
2007-5-18
6
典型飞机油箱增压系统
2007-5-18
7
增压油箱的位置和指示
2007-5-18
8
自增压油箱
2007-5-18
9
液压油滤
油液污染是造成液压系统故障的重要原因之一，利用 油滤可使液压油保持必要的清洁度。 滤芯型式 表面型 深度型 • 纸质滤芯 • 线隙式 • 烧结式 磁性油滤
19
蓄压器的构造
系统压力 系统压力
活塞 充气活门 b)薄膜式蓄压器
系统压力
充气活门 充气活门 c)胶囊式蓄压器
a)活塞式蓄压器
2007-5-18 20
气囊式蓄能器的容积计算
n P0V0
n P V1 1
n P2V2
const
1
p0 n V2 p V0 2
2007-5-18 24
导管和接头 导管
金属硬管 软管
接头
焊接管接头 卡套式管接头 扩口管接头 自封管接头 法兰管接头2007-5-18源自25导管的安装
为了减少摩擦损失，管子长度应尽可能最小； 固定点之间的直管段至少要有一个松弯以适应热障冷 缩。应该不惜任何代价避免紧死的直管。这种直管能 在管路中造成严重的拉压应力，并使得需要管子从接 头体后退才能装拆的管接头难以连接。 弯管部位应减至与布管的几何形状一致的最少数量， 并采用尽可能大的弯管半径。然而，在管端不宜有过 大的弯管半径，否则难以与管接头找正。管子总应该 有一段直管接近管接头，而把任何近处的弯管调整到 远处。 所有管路，尤其是高压管路均应适当支撑。流量的任 何突然扰动都将在弯管处产生使管路伸直的倾向，如 果管路未加支撑则导致“甩动”。不过管夹子不应把 管子卡死，而应为热障冷缩留出足够的窜动自由度。
Y形密封圈
工作速度范围
丁腈橡胶：0 .01~0.6 m/s 氟橡胶0 .05~0.3 m/s 聚氨酯橡胶0 .01~1 m/s
特点：
密封性好，摩擦阻力小，启动摩擦阻力与停车时间的长短 和工作压力的高低关系不大，工作时运动平稳。Yx形密封 圈除具有上述优点外，还有在密封槽内不易翻转，运动时 不易窜动
-40~+120 -30~+80 -25~+250 -50~+280 -10~+180 -20~+130 -30~+120
-40~+100 一般不用 -25~+180 一般不用 -10~+130 -20~+80 -30~+120
—可以使用； —有条件使用； —不可使用
2007-5-18
29
O形密封圈
特点：
密封性能好、寿命长 既可以用于动密封又可以用于静密封， 同时对两个方向起密封作用。 作动密封时，启动摩擦阻力较大，寿命相应缩短
规格
内径×断面直径
2007-5-18 30
O形密封圈使用注意事项
2007-5-18
28
常用橡胶密封材料
密封材料 石油基液压 油和矿物 基润滑酯 难燃性液压油 水-油乳化液 水-乙二醇基 磷酸酯基 使用温度范围/C 静密封 动密封
丁腈橡胶 聚氨酯橡胶 氟橡胶 硅橡胶 丙烯酸脂橡胶 丁基橡胶 乙丙橡胶
飞机液压与燃油系统
航空工程学院
1
液压辅助元件
液压技术是一门古老而又新兴的学科，随着技术 的不断革新，近百年来有长足的进展； 液压技术在航空工业领域有着不可替代的地位， 已成为现代飞机上的重要系统。
2007-5-18
辅助元件
液压辅助元件是组成液压传动系统必不可少的部分， 它们在液压系统中数量最多（管路和接头）、分布极 广（密封装置）、影响很大。 液压辅助元件包括：
2007-5-18 32
V，U形密封圈
支撑挡块 V型
U型 调节螺帽 b)单向密封圈的双向密封安装
a)V型和U型密封圈
U形和V形环密封仅仅对一个方向的密封有效， 因此被称为单向式密封装置。要实现双向密封， 必须背向安装两个密封圈
2007-5-18
33
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 系统中混入空气
2007-5-18
39
散热器
油泵故障和油滤堵塞是油温过高的主要原因 发现“油温过高”指示灯亮时
首先应当使泵停转，并对壳体排油滤和压力油滤进行检查， 滤芯的脏物表明泵的缺陷。对于变量泵系统，如果系统压 力已达安全阀工作压力，则应换滤芯，冲洗管路并更换油 泵。
a)压缩量合适
b)压缩量过小
c)压缩量过大
d)受压时密封圈状态
e)密封圈挡圈
O形密封圈的外径D1(d1+2B)，
D1：密封孔径 d1：断面直径 B ：固定沟槽的最小宽度
0形密封圈的低压端应加装挡圈(聚四氟乙烯)。 对于双向承受压力的密封圈，应在两侧均加装挡 圈。
2007-5-18 31
2007-5-18 26
密封装置
密封材料
塑性材料—皮革，软金属 弹性材料—各种橡胶
密封形式
固定密封 运动密封
密封件
O形密封圈 唇形密封圈 • Y形密封圈 • V形密封圈
2007-5-18
27
密封件的一般要求
V
1 1 1 1 n n p0 （ )n ( ) p p1 2 1
V0 p0 (
p2 p0
V 1 p2
p1 p1 p2
1 p1
V0
V p0 (
0.71
1 p
0.71 2
)
1 p
0.71 1
)
V0
(
)V
p2 p 0
液压油箱； 滤油器； 储压器； 导管接头； 密封装置； 冷却器等。
2007-5-18
3
液压油箱
油箱的作用：
储存液压系统所需油液； 散热、分离空气，沉淀杂质。 普通通气油箱； 增压油箱：
• • 引气增压油箱； 自增压油箱。
油箱分类：
p1 p2 p1 10%
p2
2007-5-18
23
蓄能器的安装及使用
在充气前首先把少量的工作油（约容积的10％）灌入壳体以便润 滑，然后再充入一定压力的气体。若不灌油，在充气后往往会使 胶囊损坏。 所充气体应是氮气等惰性气体，绝对不能使用氧气等易爆炸气体。 蓄能器原则上应该油口向下垂直安装，当倾斜或卧式安装时，皮 囊因受浮力而与壳体单边接触，妨碍正常工作，加快磨损。 蓄能器与泵之间应设置单向阀，当泵停止工作时，防止蓄能器中 的压力油倒流。蓄能器与管路系统之间应设截止阀，供充气和检 修时使用。 用作缓冲和消除压力脉动时，蓄能器安装位置应尽可能靠近发生 冲击和振动的地方。 安装于管路上的蓄能器，作用着一个相当于它的入口面积和管道 油压相乘的力，因此必须用支持板和托架牢固地将蓄能器主体固 定。 在正常工作情况下，每隔六个月要检查一次充气压力，使之保持 所定的预压力。 在搬运、安装、折卸之前，应预先把内部的气体及液压油完全放 掉。
0.71
p1 p
0.71 1
0.71 0.71 2
p
V
等温过程
绝热过程
2007-5-18
22
p0
折合型气囊式蓄能器 0.8~0.95 波纹型气囊式蓄能器 0.6~0.65 活塞式蓄能器0.8~0.9 气液直接作用式蓄能器 0.75~0.85 压力波动值 ：
密封件的标识
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 白 圈：石油基发动机滑油或润滑剂 绿点划线：磷酸酯基液压油
2007-5-18
34
密封件的使用和储存
确保它的尺寸合适 与系统中液体的类型与材料相容 保证密封件没有超过适用期 装配前应润滑 装配时可使用合适的装配工具或导向装置 装配完之后由检查
2007-5-18
4
油箱构造特点
主要元件 立管 关断阀 浮子 回油滤 通气系统 放油活门
EDP
EMDP
2007-5-18
5
油箱增压系统
增压目的：防止油泵气塞。 气塞
现象：由于气体进入油泵，使泵出现吸油排油不连续，严重时既不吸油又 不出油的现象，称为油泵气塞。 危害：油泵排油压力波动大，振动、噪声大。
2007-5-18
35
散热器
油温高的危害