航空液压油的污染与控制

陈小芳

【摘 要】在飞机液压系统的故障中，70%—80%的故障是由于液压系统污染度超标引起的，其严重影响了飞机液压系统工作的稳定性。因此控制好飞机液压油污染度等级，对保障飞机飞行安全和提高飞机使用寿命具有重要的现实意义。

【关键词】航空液压油;污染;控制

1航空液压油中污染物的来源途径

1.1系统外部进入污染

液压系统在制造和生产过程中，难免因制造、组装过程中清洗不干净残留一部分污染物在液压管路和元件中。外界污染物是液压系统的主要污染来源之一。在液压管路制造完成后，理论上的管路清洗可以排除污染，但是实际中还是有很多杂质黏附在管壁上，另外在制造、运输、储存时又会将污染物带入最后的系统当中，而且在组装等过程里，因生产环境所限，不免由于操作人员和环境因素带入各种杂质。此外，在液压系统日常维护中，例如对飞机液压系统更换管路，从地面维护面板加注新油，对起落架进行排油等工作都会使污染物进入液压系统，这些污染不仅包含外界尘粒，也可能含有空气、水滴、杂质等。

1.2系统内部生成污染

液压系统中一些运动元件如各种作动筒的运动都可能产生因运动磨损而来的杂质，另外由于高压油液的冲击对各种液压阀门和液压管路都有侵蚀作用，因此而生成的金属颗粒以及密封材料的磨损颗粒都构成了系统内部的污染物。如各类液压作动筒的运动使作动筒内表面不断磨损，导致作动筒表面产生直接磨损和疲劳，从而导致作动筒间隙在液压系统循环中不断变化。而且当系统内部元件的表面粗糙度发生变化时会促使系统元件更快磨损并产生更多的磨损颗粒，形成恶性循环。又如活动阀门上有污染物附着，当阀门进行切换时由于杂质可导致液压阀内部被刮伤，而刮伤可以让更多的污染物附着在相应的刮伤位置，随着阀门的转换使这种磨损更加严重，这些位置会因为运动使这里的表面被剪切生成金属颗粒物污染。

2航空液压油污染物类型及其危害

2.1固体颗粒污染

颗粒物污染因为其难溶性和硬质性会对飞机上的液压系统产生严重的危害，主要包括对系统管路和元件的刮伤损坏和对系统元件接触面间隙的堵塞两个方面。大的硬质颗粒参与液压系统循环，在高压及高速流动中会对液压系统管路和液压元件产生严重冲击，导致系统内表面严重划伤，形成刮痕影响系统油液流动性能，因而引发液压系统出现不稳定和难预测的故障，有可能引起严重的安全事故。而小的硬质颗粒由于反复在液压系统中循环冲击，对系统同样形成应力作用，长时间会使系统产生力的疲劳效应，可加速系统管路和元件的磨损，降低液压系统的使用寿命。另外，小的颗粒污染物会在循环中进入系统中各个接触面的缝隙当中，当进入密封圈等位置会直接改变密封性能，破坏系统，使其密封性失效;如进入作动筒运动间隙，由于作动筒往复运动将带动固体颗粒反复对相同位置的刮擦，直接损坏液压系统元件，导致极大的经济损失，影响飞行安全;同时，颗粒污染可能堵塞飞机液压系统中某些传感器上的小孔，直接造成对系统系能的监测失灵，给驾驶员的判断造成极大干扰，严重时导致因误操作引起的飞行事故。

2.2空气污染

航空液压油中的空气主要有两种存在形式：混入气体和溶解气体。混入气体指以气泡形式悬浮于液压油中的气体，溶解气体是已经溶解在液压油中的气体。液压油的含气量为6%-12%左右，与压力成正比，与温度成反比。在一定溫度下，液压油会释放气体，形成气泡。气泡的危害主要如下：（1）产生气穴腐蚀。溶解在液压油中的气体在一定条件下会释放出来形成大量气泡，产生气穴现象。当液压油中的气泡因压力变化而破裂时，产生局部高温高压，金属壁面受反复的剧烈冲击，造成疲劳破坏，从而会剥蚀固体壁面并产生噪声，严重影响液压系统正常工作和液压设备的使用寿命。（2）增加液压系统功率损耗，造成液压泵压力下降，甚至产生低压报警，导致液压系统工作不稳定。（3）降低液压油的刚性，增大液压油的粘度，使系统操作时，部件反应滞后，严重时甚至影响飞行安全。（4）空气压缩，造成温度升高，促进液压油的氧化变质，增大酸值，进一步加剧液压元件的腐蚀。（5）空气还会导致系统中局部缺油，影响润滑性，增大磨损。

2.3水分污染

液压系统液压油的水分污染主要有以下三种形式：游离态、乳化态和溶解态。当大量水分污染存在于液压系统中是会明显对液压系统性能产生影响，而且对液压系统元件产生损坏作用：（1）金属锈蚀作用。由于液压系统中不论管路还是系统元件多数是金属部件，水分污染能够腐蚀金属表面，金属长时间与水接触在液压系统中同样存在空气污染的情况下极易生锈，极大地降低了液压系统的耐久性，缩短了使用寿命。同时，生锈会导致运动机件失灵，并且降低系统抗磨性，更易产生固体颗粒污染。（2）有利微生物生长。通常情况下，液压系统中难免存在某些微生物，如嗜油菌等，水分污染为微生物的生长提供了必要的水，为其生存提供了有利条件使其大量繁殖。由于微生物作用，产生大量酸性物质，使油液对金属的腐蚀作用更强，油液性能更趋恶劣。（3）低温结冰现象。液压系统，尤其是飞机液压系统当飞机在高空飞行时，水分污染的存在提高了液压油的结冰点，所以当在高空低温状态下液压油可能产生结冰现象，使流体转化成固体颗粒，对系统造成极大损坏，其随坏方式类似于固体颗粒污染。造成严重的飞行事故。

3航空液压油污染的控制措施

3.1油液取样及污染度检测

为了能准确测量出液压油的污染度等级，在对机上油液进行现场取样时，就应按照检测要求进行处理：（1）采样容器应无色、透明并且与油液不能发生反应。（2）在机上取样阀进行油液取样时，应保证液压系统内的油液处于流动状态，先释放掉盲端管路内的残油，之后再进行油液取样工作。（3）为保证能全面反馈污染度情况，可在机上其它易于操作拆卸的系统管路上，安装多个手动截止阀进行油液取样工作。为保证能真实反馈飞机液压系统的污染度等级标准，一般选用自动颗粒计数法对油液进行检测。该检测设备具有操作简单，快速便捷，计数准确等优点。

3.2污染度控制途径

在飞机的使用寿命周期内，均须对液压系统的污染度进行有效的控制，若污染度超标必将大大降低液压系统附件的产品性能。液压系统的控制途径一般包括以下几个方面：（1）加深对其的认识。当前，液压系统污染现象产生的危害性是非常大的，其是飞行期间存在的重大隐患。因为污染有着一定的隐蔽性，不容易被人们发现，所以，需要做好液压系统污染方面的研究工作，在落实完善制度体系的基础上降低污染现象出现的概率。对于相关人员来讲，必须将液压系统污染检查工作放在首位，以此促使该项工作稳定实施。（2）做好导管接头的清洁、防尘工作。试验台、油泵车在使用前要做好导管接头的清洁工作，使用后要及时封好接头口，并做好保管维护工作，油液要经常更换，滤网也要经常清洗。（3）更新检测设备。使用更先进、更高效的污染检测设备，能提高检测结果的准确性，并做好数据记录，进行对比分析，从而更好地了解液压油污染的情况。（4）做好液压系统维护、液压油更换工作。飞机液压系统在工作一定时间后，要进行维护、清洁工作，液压油也要定期更换，才能保证液压系统的工作效率，保证飞机飞行时的安全。

4结束语

航空液压油在飞机液压系统中有着十分重要的作用，其污染情况直接影响液压设备的寿命和飞行安全。因此了解航空液压油污染物的危害，并采取相关的措施以控制其污染就显得尤为重要。

参考文献：

[1]李华飞，王育红，唐海林.航空液压油固体颗粒污染度的测定与分级[J].硅谷，2015，804：193+197.

（作者单位：中国航发西安动力控制科技有限公司）