航空液壓油的污染與控制

陳小芳

【摘?要】在飛機液壓系統的故障中，70%—80%的故障是由于液壓系統污染度超標引起的，其嚴重影響了飛機液壓系統工作的穩定性。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實意義。

【關鍵詞】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系統外部進入污染

液壓系統在制造和生產過程中，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當中，而且在組裝等過程里，因生產環境所限，不免由于操作人員和環境因素帶入各種雜質。此外，在液壓系統日常維護中，例如對飛機液壓系統更換管路，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，這些污染不僅包含外界塵粒，也可能含有空氣、水滴、雜質等。

1.2系統內部生成污染

液壓系統中一些運動元件如各種作動筒的運動都可能產生因運動磨損而來的雜質，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成了系統內部的污染物。如各類液壓作動筒的運動使作動筒內表面不斷磨損，導致作動筒表面產生直接磨損和疲勞，從而導致作動筒間隙在液壓系統循環中不斷變化。而且當系統內部元件的表面粗糙度發生變化時會促使系統元件更快磨損并產生更多的磨損顆粒，形成惡性循環。又如活動閥門上有污染物附著，當閥門進行切換時由于雜質可導致液壓閥內部被刮傷，而刮傷可以讓更多的污染物附著在相應的刮傷位置，隨著閥門的轉換使這種磨損更加嚴重，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性會對飛機上的液壓系統產生嚴重的危害，主要包括對系統管路和元件的刮傷損壞和對系統元件接觸面間隙的堵塞兩個方面。大的硬質顆粒參與液壓系統循環，在高壓及高速流動中會對液壓系統管路和液壓元件產生嚴重沖擊，導致系統內表面嚴重劃傷，形成刮痕影響系統油液流動性能，因而引發液壓系統出現不穩定和難預測的故障，有可能引起嚴重的安全事故。而小的硬質顆粒由于反復在液壓系統中循環沖擊，對系統同樣形成應力作用，長時間會使系統產生力的疲勞效應，可加速系統管路和元件的磨損，降低液壓系統的使用壽命。另外，小的顆粒污染物會在循環中進入系統中各個接觸面的縫隙當中，當進入密封圈等位置會直接改變密封性能，破壞系統，使其密封性失效;如進入作動筒運動間隙，由于作動筒往復運動將帶動固體顆粒反復對相同位置的刮擦，直接損壞液壓系統元件，導致極大的經濟損失，影響飛行安全;同時，顆粒污染可能堵塞飛機液壓系統中某些傳感器上的小孔，直接造成對系統系能的監測失靈，給駕駛員的判斷造成極大干擾，嚴重時導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。混入氣體指以氣泡形式懸浮于液壓油中的氣體，溶解氣體是已經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，產生氣穴現象。當液壓油中的氣泡因壓力變化而破裂時，產生局部高溫高壓，金屬壁面受反復的劇烈沖擊，造成疲勞破壞，從而會剝蝕固體壁面并產生噪聲，嚴重影響液壓系統正常工作和液壓設備的使用壽命。（2）增加液壓系統功率損耗，造成液壓泵壓力下降，甚至產生低壓報警，導致液壓系統工作不穩定。（3）降低液壓油的剛性，增大液壓油的粘度，使系統操作時，部件反應滯后，嚴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，增大酸值，進一步加劇液壓元件的腐蝕。（5）空氣還會導致系統中局部缺油，影響潤滑性，增大磨損。

2.3水分污染

液壓系統液壓油的水分污染主要有以下三種形式：游離態、乳化態和溶解態。當大量水分污染存在于液壓系統中是會明顯對液壓系統性能產生影響，而且對液壓系統元件產生損壞作用：（1）金屬銹蝕作用。由于液壓系統中不論管路還是系統元件多數是金屬部件，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的耐久性，縮短了使用壽命。同時，生銹會導致運動機件失靈，并且降低系統抗磨性，更易產生固體顆粒污染。（2）有利微生物生長。通常情況下，液壓系統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，產生大量酸性物質，使油液對金屬的腐蝕作用更強，油液性能更趨惡劣。（3）低溫結冰現象。液壓系統，尤其是飛機液壓系統當飛機在高空飛行時，水分污染的存在提高了液壓油的結冰點，所以當在高空低溫狀態下液壓油可能產生結冰現象，使流體轉化成固體顆粒，對系統造成極大損壞，其隨壞方式類似于固體顆粒污染。造成嚴重的飛行事故。

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

為了能準確測量出液壓油的污染度等級，在對機上油液進行現場取樣時，就應按照檢測要求進行處理：（1）采樣容器應無色、透明并且與油液不能發生反應。（2）在機上取樣閥進行油液取樣時，應保證液壓系統內的油液處于流動狀態，先釋放掉盲端管路內的殘油，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的污染度等級標準，一般選用自動顆粒計數法對油液進行檢測。該檢測設備具有操作簡單，快速便捷，計數準確等優點。

3.2污染度控制途徑

在飛機的使用壽命周期內，均須對液壓系統的污染度進行有效的控制，若污染度超標必將大大降低液壓系統附件的產品性能。液壓系統的控制途徑一般包括以下幾個方面：（1）加深對其的認識。當前，液壓系統污染現象產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，不容易被人們發現，所以，需要做好液壓系統污染方面的研究工作，在落實完善制度體系的基礎上降低污染現象出現的概率。對于相關人員來講，必須將液壓系統污染檢查工作放在首位，以此促使該項工作穩定實施。（2）做好導管接頭的清潔、防塵工作。試驗臺、油泵車在使用前要做好導管接頭的清潔工作，使用后要及時封好接頭口，并做好保管維護工作，油液要經常更換，濾網也要經常清洗。（3）更新檢測設備。使用更先進、更高效的污染檢測設備，能提高檢測結果的準確性，并做好數據記錄，進行對比分析，從而更好地了解液壓油污染的情況。（4）做好液壓系統維護、液壓油更換工作。飛機液壓系統在工作一定時間后，要進行維護、清潔工作，液壓油也要定期更換，才能保證液壓系統的工作效率，保證飛機飛行時的安全。

4結束語

航空液壓油在飛機液壓系統中有著十分重要的作用，其污染情況直接影響液壓設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：中國航發西安動力控制科技有限公司）