航空液壓油的污染與控制

陳小芳

【摘?要】在飛機液壓系統(tǒng)的故障中，70%—80%的故障是由于液壓系統(tǒng)污染度超標(biāo)引起的，其嚴(yán)重影響了飛機液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。因此控制好飛機液壓油污染度等級，對保障飛機飛行安全和提高飛機使用壽命具有重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】航空液壓油;污染;控制

1航空液壓油中污染物的來源途徑

1.1系統(tǒng)外部進入污染

液壓系統(tǒng)在制造和生產(chǎn)過程中，難免因制造、組裝過程中清洗不干凈殘留一部分污染物在液壓管路和元件中。外界污染物是液壓系統(tǒng)的主要污染來源之一。在液壓管路制造完成后，理論上的管路清洗可以排除污染，但是實際中還是有很多雜質(zhì)黏附在管壁上，另外在制造、運輸、儲存時又會將污染物帶入最后的系統(tǒng)當(dāng)中，而且在組裝等過程里，因生產(chǎn)環(huán)境所限，不免由于操作人員和環(huán)境因素帶入各種雜質(zhì)。此外，在液壓系統(tǒng)日常維護中，例如對飛機液壓系統(tǒng)更換管路，從地面維護面板加注新油，對起落架進行排油等工作都會使污染物進入液壓系統(tǒng)，這些污染不僅包含外界塵粒，也可能含有空氣、水滴、雜質(zhì)等。

1.2系統(tǒng)內(nèi)部生成污染

液壓系統(tǒng)中一些運動元件如各種作動筒的運動都可能產(chǎn)生因運動磨損而來的雜質(zhì)，另外由于高壓油液的沖擊對各種液壓閥門和液壓管路都有侵蝕作用，因此而生成的金屬顆粒以及密封材料的磨損顆粒都構(gòu)成了系統(tǒng)內(nèi)部的污染物。如各類液壓作動筒的運動使作動筒內(nèi)表面不斷磨損，導(dǎo)致作動筒表面產(chǎn)生直接磨損和疲勞，從而導(dǎo)致作動筒間隙在液壓系統(tǒng)循環(huán)中不斷變化。而且當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部元件的表面粗糙度發(fā)生變化時會促使系統(tǒng)元件更快磨損并產(chǎn)生更多的磨損顆粒，形成惡性循環(huán)。又如活動閥門上有污染物附著，當(dāng)閥門進行切換時由于雜質(zhì)可導(dǎo)致液壓閥內(nèi)部被刮傷，而刮傷可以讓更多的污染物附著在相應(yīng)的刮傷位置，隨著閥門的轉(zhuǎn)換使這種磨損更加嚴(yán)重，這些位置會因為運動使這里的表面被剪切生成金屬顆粒物污染。

2航空液壓油污染物類型及其危害

2.1固體顆粒污染

顆粒物污染因為其難溶性和硬質(zhì)性會對飛機上的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，主要包括對系統(tǒng)管路和元件的刮傷損壞和對系統(tǒng)元件接觸面間隙的堵塞兩個方面。大的硬質(zhì)顆粒參與液壓系統(tǒng)循環(huán)，在高壓及高速流動中會對液壓系統(tǒng)管路和液壓元件產(chǎn)生嚴(yán)重沖擊，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)表面嚴(yán)重劃傷，形成刮痕影響系統(tǒng)油液流動性能，因而引發(fā)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定和難預(yù)測的故障，有可能引起嚴(yán)重的安全事故。而小的硬質(zhì)顆粒由于反復(fù)在液壓系統(tǒng)中循環(huán)沖擊，對系統(tǒng)同樣形成應(yīng)力作用，長時間會使系統(tǒng)產(chǎn)生力的疲勞效應(yīng)，可加速系統(tǒng)管路和元件的磨損，降低液壓系統(tǒng)的使用壽命。另外，小的顆粒污染物會在循環(huán)中進入系統(tǒng)中各個接觸面的縫隙當(dāng)中，當(dāng)進入密封圈等位置會直接改變密封性能，破壞系統(tǒng)，使其密封性失效;如進入作動筒運動間隙，由于作動筒往復(fù)運動將帶動固體顆粒反復(fù)對相同位置的刮擦，直接損壞液壓系統(tǒng)元件，導(dǎo)致極大的經(jīng)濟損失，影響飛行安全;同時，顆粒污染可能堵塞飛機液壓系統(tǒng)中某些傳感器上的小孔，直接造成對系統(tǒng)系能的監(jiān)測失靈，給駕駛員的判斷造成極大干擾，嚴(yán)重時導(dǎo)致因誤操作引起的飛行事故。

2.2空氣污染

航空液壓油中的空氣主要有兩種存在形式：混入氣體和溶解氣體?；烊霘怏w指以氣泡形式懸浮于液壓油中的氣體，溶解氣體是已經(jīng)溶解在液壓油中的氣體。液壓油的含氣量為6%-12%左右，與壓力成正比，與溫度成反比。在一定溫度下，液壓油會釋放氣體，形成氣泡。氣泡的危害主要如下：（1）產(chǎn)生氣穴腐蝕。溶解在液壓油中的氣體在一定條件下會釋放出來形成大量氣泡，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。當(dāng)液壓油中的氣泡因壓力變化而破裂時，產(chǎn)生局部高溫高壓，金屬壁面受反復(fù)的劇烈沖擊，造成疲勞破壞，從而會剝蝕固體壁面并產(chǎn)生噪聲，嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)正常工作和液壓設(shè)備的使用壽命。（2）增加液壓系統(tǒng)功率損耗，造成液壓泵壓力下降，甚至產(chǎn)生低壓報警，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。（3）降低液壓油的剛性，增大液壓油的粘度，使系統(tǒng)操作時，部件反應(yīng)滯后，嚴(yán)重時甚至影響飛行安全。（4）空氣壓縮，造成溫度升高，促進液壓油的氧化變質(zhì)，增大酸值，進一步加劇液壓元件的腐蝕。（5）空氣還會導(dǎo)致系統(tǒng)中局部缺油，影響潤滑性，增大磨損。

2.3水分污染

液壓系統(tǒng)液壓油的水分污染主要有以下三種形式：游離態(tài)、乳化態(tài)和溶解態(tài)。當(dāng)大量水分污染存在于液壓系統(tǒng)中是會明顯對液壓系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，而且對液壓系統(tǒng)元件產(chǎn)生損壞作用：（1）金屬銹蝕作用。由于液壓系統(tǒng)中不論管路還是系統(tǒng)元件多數(shù)是金屬部件，水分污染能夠腐蝕金屬表面，金屬長時間與水接觸在液壓系統(tǒng)中同樣存在空氣污染的情況下極易生銹，極大地降低了液壓系統(tǒng)的耐久性，縮短了使用壽命。同時，生銹會導(dǎo)致運動機件失靈，并且降低系統(tǒng)抗磨性，更易產(chǎn)生固體顆粒污染。（2）有利微生物生長。通常情況下，液壓系統(tǒng)中難免存在某些微生物，如嗜油菌等，水分污染為微生物的生長提供了必要的水，為其生存提供了有利條件使其大量繁殖。由于微生物作用，產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)，使油液對金屬的腐蝕作用更強，油液性能更趨惡劣。（3）低溫結(jié)冰現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)，尤其是飛機液壓系統(tǒng)當(dāng)飛機在高空飛行時，水分污染的存在提高了液壓油的結(jié)冰點，所以當(dāng)在高空低溫狀態(tài)下液壓油可能產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，使流體轉(zhuǎn)化成固體顆粒，對系統(tǒng)造成極大損壞，其隨壞方式類似于固體顆粒污染。造成嚴(yán)重的飛行事故。

3航空液壓油污染的控制措施

3.1油液取樣及污染度檢測

為了能準(zhǔn)確測量出液壓油的污染度等級，在對機上油液進行現(xiàn)場取樣時，就應(yīng)按照檢測要求進行處理：（1）采樣容器應(yīng)無色、透明并且與油液不能發(fā)生反應(yīng)。（2）在機上取樣閥進行油液取樣時，應(yīng)保證液壓系統(tǒng)內(nèi)的油液處于流動狀態(tài)，先釋放掉盲端管路內(nèi)的殘油，之后再進行油液取樣工作。（3）為保證能全面反饋污染度情況，可在機上其它易于操作拆卸的系統(tǒng)管路上，安裝多個手動截止閥進行油液取樣工作。為保證能真實反饋飛機液壓系統(tǒng)的污染度等級標(biāo)準(zhǔn)，一般選用自動顆粒計數(shù)法對油液進行檢測。該檢測設(shè)備具有操作簡單，快速便捷，計數(shù)準(zhǔn)確等優(yōu)點。

3.2污染度控制途徑

在飛機的使用壽命周期內(nèi)，均須對液壓系統(tǒng)的污染度進行有效的控制，若污染度超標(biāo)必將大大降低液壓系統(tǒng)附件的產(chǎn)品性能。液壓系統(tǒng)的控制途徑一般包括以下幾個方面：（1）加深對其的認(rèn)識。當(dāng)前，液壓系統(tǒng)污染現(xiàn)象產(chǎn)生的危害性是非常大的，其是飛行期間存在的重大隱患。因為污染有著一定的隱蔽性，不容易被人們發(fā)現(xiàn)，所以，需要做好液壓系統(tǒng)污染方面的研究工作，在落實完善制度體系的基礎(chǔ)上降低污染現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。對于相關(guān)人員來講，必須將液壓系統(tǒng)污染檢查工作放在首位，以此促使該項工作穩(wěn)定實施。（2）做好導(dǎo)管接頭的清潔、防塵工作。試驗臺、油泵車在使用前要做好導(dǎo)管接頭的清潔工作，使用后要及時封好接頭口，并做好保管維護工作，油液要經(jīng)常更換，濾網(wǎng)也要經(jīng)常清洗。（3）更新檢測設(shè)備。使用更先進、更高效的污染檢測設(shè)備，能提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，并做好數(shù)據(jù)記錄，進行對比分析，從而更好地了解液壓油污染的情況。（4）做好液壓系統(tǒng)維護、液壓油更換工作。飛機液壓系統(tǒng)在工作一定時間后，要進行維護、清潔工作，液壓油也要定期更換，才能保證液壓系統(tǒng)的工作效率，保證飛機飛行時的安全。

4結(jié)束語

航空液壓油在飛機液壓系統(tǒng)中有著十分重要的作用，其污染情況直接影響液壓設(shè)備的壽命和飛行安全。因此了解航空液壓油污染物的危害，并采取相關(guān)的措施以控制其污染就顯得尤為重要。

參考文獻：

[1]李華飛，王育紅，唐海林.航空液壓油固體顆粒污染度的測定與分級[J].硅谷，2015，804：193+197.

（作者單位：中國航發(fā)西安動力控制科技有限公司）