發(fā)動機(jī)液壓導(dǎo)管破裂原因探討及預(yù)防措施

郭亞麗

摘 要：航空發(fā)動機(jī)的液壓導(dǎo)管猶如人體中的血管一樣，起著非常大的作用，一旦液壓導(dǎo)管發(fā)生破裂會對飛機(jī)發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行造成極大的影響，重則甚至?xí)?dǎo)致飛機(jī)失事。本文作者結(jié)合自己多年工作經(jīng)驗對發(fā)動機(jī)導(dǎo)管發(fā)生破裂的原因進(jìn)行分析，并簡要介紹應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：液壓導(dǎo)管；疲勞破壞；破裂

中圖分類號：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟，其中各種導(dǎo)管就相當(dāng)于人體中的血管，將發(fā)動機(jī)中的液壓、燃油、冷氣等輸送到相應(yīng)的位置，一旦發(fā)生破裂將會對飛機(jī)的安全造成很大的影響。其中液壓系統(tǒng)通常工作在較高的壓力下，其液體流動不是均勻的，由于液壓泵供壓會產(chǎn)生一定的脈沖沖擊，這些都會對液壓導(dǎo)管的使用壽命產(chǎn)生很大的影響，并且由于液壓管路是一個循環(huán)系統(tǒng)，液壓油在使用過程中很容易受到污染，因此，發(fā)動機(jī)液壓導(dǎo)管相對于飛機(jī)中的其他導(dǎo)管更容易破裂。我們需要找出飛機(jī)導(dǎo)管發(fā)生破了的原因，并有針對性的解決這一問題。本文會對發(fā)動機(jī)導(dǎo)管發(fā)生破裂的原因進(jìn)行分析并提出應(yīng)對措施。

1 發(fā)動機(jī)液壓系統(tǒng)簡介

液壓系統(tǒng)通常由以下部分組成：（1）供壓部分：包括主油泵、應(yīng)急油泵和蓄能器等，主油泵裝在飛機(jī)發(fā)動機(jī)的傳動機(jī)匣上，由發(fā)動機(jī)帶動。蓄能器用于保持整個系統(tǒng)工作平穩(wěn)。（2）執(zhí)行部分：包括作動筒、液壓馬達(dá)和助力器等。通過它們將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。（3）控制部分：用于控制系統(tǒng)中的油液流量、壓力和執(zhí)行元件的運(yùn)動方向，包括壓力閥、流量閥、方向閥和伺服閥等。（4）輔助部分：保證系統(tǒng)正常工作的環(huán)境條件，指示工作狀態(tài)所需的元件，包括油箱、導(dǎo)管、油濾、壓力表和散熱器等。其中導(dǎo)管是液壓油的流通管道，由于發(fā)動機(jī)的設(shè)計要求，導(dǎo)管在很多地方會存在應(yīng)力集中的地方，會由于種種原因而導(dǎo)致導(dǎo)管破裂，下面將會對導(dǎo)管破裂的原因進(jìn)行分析。

2 發(fā)動機(jī)液壓導(dǎo)管破裂分析

導(dǎo)管的彎曲振動，徑向振動以及維修不良等都會引起導(dǎo)管的破裂，導(dǎo)管破裂會導(dǎo)致飛機(jī)操縱失靈，引起災(zāi)難。

2.1彎曲振動引起破裂分析。導(dǎo)管的彎曲振動是指導(dǎo)管受到反復(fù)彎曲的作用。這種彎曲作用一般來自于飛機(jī)的振動，當(dāng)導(dǎo)管未按規(guī)范固定時，這種作用尤為強(qiáng)烈。導(dǎo)管通常采用夾子進(jìn)行固定在飛機(jī)和部件上的，當(dāng)飛機(jī)或 部 件 振 動時，其振動就會傳遞到導(dǎo)管上，并帶動導(dǎo)管一起 振 動 。飛機(jī)的在飛 行過程中不可避免的要受到氣流 、飛機(jī)自 身等影響產(chǎn)生 振 動 。而且由于振動源不同 帶來大的各部的振動頻率也不 同 。當(dāng)振 動的幅度過大時或者是振動源的振動頻率與 導(dǎo)管的固有率相近而產(chǎn)生共振，導(dǎo)管就有可能會由于振動而產(chǎn)生疲勞裂紋而破裂，特別是導(dǎo)管本身帶有損傷時，更容易在受損傷處發(fā)生破裂。

導(dǎo)管在沿發(fā)動機(jī)布置時不可避免的要有彎曲的地方，當(dāng)液壓油在管內(nèi)流動時，液壓油的壓力脈動也會引起導(dǎo)管的彎曲振動，從而是導(dǎo)管隨著液壓油而產(chǎn)生彎曲振動，特別是油壓與導(dǎo)管的固有頻率產(chǎn)生共振時，振動的幅度更為劇烈。液壓油的振動一般來自于液壓泵，來自于液壓泵的 出 口流量脈動，遇到管路系統(tǒng)阻抗之后， 就 轉(zhuǎn) 換成了壓力脈動，尤其是當(dāng)突然打開和關(guān)閉液壓控制閥時，液壓撞擊產(chǎn)生的瞬間壓力是原來壓力的好幾倍，從而引起較大的液壓脈動；另外液壓撞擊時，油液壓力要發(fā)生高頻振蕩，從而使導(dǎo)管受到高頻重復(fù)的載荷作用。這些都會使發(fā)動機(jī)導(dǎo)管產(chǎn)生彎曲振動，導(dǎo)管由于疲勞而產(chǎn)生破裂。

2.2徑向振動引起破裂分析。液壓油在管路中流動時，由于液壓系統(tǒng)中的壓力作用，導(dǎo)管將會受到徑向力作用而沿半徑方向稍稍向外擴(kuò)張，當(dāng)液壓油的壓力呈現(xiàn)周期性變化時，導(dǎo)管會沿著徑向作用力的方向產(chǎn)生振動，如果導(dǎo)管是標(biāo)準(zhǔn)圓形時，其沿著徑向方向的力是分布均勻的，但是當(dāng)導(dǎo)管是不規(guī)則圓形時，液壓油的壓力降迫使導(dǎo)管恢復(fù)到圓形受力均勻的形態(tài)。在導(dǎo)管形變的過程中，油壓作用于曲率變形最大的部分作用力最大，導(dǎo)管內(nèi)壁處受到的壓力比對應(yīng)的外壁沿圓周方向的拉伸應(yīng)力大，液壓油是循環(huán)使用的，很容易發(fā)生污染，一旦發(fā)生污染將會很容易腐蝕內(nèi)壁，因此，前邊受力最大的部分就會產(chǎn)生裂紋，而后慢慢擴(kuò)展直至破裂。

2.3維修不良引起破裂分析。在液壓導(dǎo)管的維修過程中如果操作不當(dāng)就會使導(dǎo)管產(chǎn)生磨損、壓傷、變形和腐蝕，這些安全隱患都會使導(dǎo)管在振動的作用下破裂。下面從三個方面介紹維修過程中的不當(dāng)操作。

2.3.1 液壓導(dǎo)管的固定安裝不當(dāng)。發(fā)動機(jī)由于空間限制，導(dǎo)致拆裝困難，在安裝時安裝不到位就會導(dǎo)致導(dǎo)管發(fā)生形變，從而對導(dǎo)管附加了一定的應(yīng)力，這就對導(dǎo)管的使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，同時在導(dǎo)管的固定過程中，過松或過緊都會對導(dǎo)管產(chǎn)生影響，當(dāng)固定過松時，導(dǎo)管將會與固定的卡子產(chǎn)生摩擦，當(dāng)固定過緊時，將會使導(dǎo)管受壓產(chǎn)生形變，這些都會為導(dǎo)管的安全埋下隱患。

2.3.2 液壓導(dǎo)管彎制不到位。由于發(fā)動機(jī)的空間限制，導(dǎo)管難免有需要彎曲的地方，如在彎制導(dǎo)管的過程中未按照要求操作，彎制的導(dǎo)管的圓度將無法保證，這樣就會在發(fā)生振動時產(chǎn)生振動破裂。

2.3.3 液壓導(dǎo)管因污染受到腐蝕。導(dǎo)管腐蝕分為內(nèi)表面腐蝕和外表面腐蝕，其中外表面腐蝕多是由于導(dǎo)管表面的保護(hù)層受到破壞，一些水分、油類、塵土趁機(jī)沾染到導(dǎo)管上進(jìn)而產(chǎn)生的腐蝕。而導(dǎo)管內(nèi)壁的腐蝕，多是由于液壓油受到污染從而對內(nèi)壁造成腐蝕。由于液壓油是在導(dǎo)管內(nèi)循環(huán)運(yùn)動的，一旦油液受到污染時，在導(dǎo)管內(nèi)高壓、高速循環(huán)時，將會對內(nèi)壁產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，甚至劃傷內(nèi)壁。

3 避免液壓導(dǎo)管破裂的措施

以上列舉了一些液壓導(dǎo)管產(chǎn)生破裂的原因，下面我們列舉一些應(yīng)對措施來避免導(dǎo)管發(fā)生破裂。（1）在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下，通過加裝蓄能器或消振器等來減少由于液壓泵而引起的振動。（2）液壓導(dǎo)管在固定時需要按照設(shè)計圖紙進(jìn)行固定，不得隨意進(jìn)行更改，因為，導(dǎo)管固定夾子間的距離，對導(dǎo)管彎曲振動的固有頻率有影響。如果不按照設(shè)計進(jìn)行固定，將會有產(chǎn)生共振的風(fēng)險。（3）在進(jìn)行維修作業(yè)時導(dǎo)管的安裝和彎制都應(yīng)按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行操作，需要保持導(dǎo)管表面的清潔，及時擦去導(dǎo)管表面的油污和塵土，以免造成腐蝕，同時應(yīng)做好各連接部分的密封工作，避免雜質(zhì)進(jìn)入造成液壓油污染。（4）在進(jìn)行導(dǎo)管固定時，需要在固定夾子上采用橡皮墊、海綿等，避免導(dǎo)管與夾子的摩擦或者是擠壓變形。在用夾子進(jìn)行固定時需要做到適度，避免過緊或過松。

結(jié)語

本文從發(fā)動機(jī)導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)、安裝等對容易造成液壓導(dǎo)管破裂的原因進(jìn)行了分析，并有針對性的提出了應(yīng)對措施。希望看了本文能對相關(guān)從業(yè)人員的工作有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]張利平.液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.endprint