從污染物角度談閉式油箱

1、.從污染物角度談增壓密閉式液壓油箱的開展摘要：本文通過討論液壓油的污染來源和污染物對液壓系統(tǒng)、使用壽命的影響等，闡述了降低污染的關(guān)鍵性因素采用閉式油箱，同時(shí)通過了解未來開展未來開展趨勢進(jìn)一步論證閉式油箱的開展方向 ，使閉式油箱的開展是在必行。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng) 污染物 開式油箱 增壓閉式油箱 液壓油箱是液壓系統(tǒng)中不可缺少的部件，而且其功能也不僅僅是儲(chǔ)油，還有散熱、別離油液中氣泡和沉淀雜質(zhì)的作用。油箱中同時(shí)安裝了很多輔助性器件，例如冷卻器、加熱器、空氣過濾器及液位計(jì)等如圖一，1液位計(jì)；2吸油管；3空氣過濾器；4回油管；5側(cè)板；6入孔蓋；7放油塞；8地腳；9隔板；10底板；11吸油過濾器；12蓋板；

2、圖1但是冷卻等作用屬于輔助性作用，液壓油箱的作用主要還是表達(dá)在過濾及儲(chǔ)油。液壓油箱可分為開式和閉式兩種，開式油箱直接與大氣想通，在油箱蓋上裝有空氣過濾器，開式油箱構(gòu)造簡單，安裝維護(hù)方便，在早期的飛機(jī)中使用普遍，早期的飛機(jī)飛行速度和高度都不高，所以開式油箱根本能滿足要求。閉式油箱一般為壓力油箱，內(nèi)充一定壓力的惰性氣體，充氣壓力可達(dá)0.05MPa，在這同時(shí)為保證供油泵的進(jìn)口壓力保持一定，防止高空產(chǎn)生氣穴，如圖2為某飛機(jī)的閉式油箱口，現(xiàn)代飛機(jī)多數(shù)采用閉式液壓油箱。1圖2現(xiàn)代工業(yè)的主要目標(biāo)就是提高設(shè)備的使用性能、機(jī)械效率、延長機(jī)械使用壽命，但是機(jī)械故障卻仍在發(fā)生并且已經(jīng)成為一直困擾各個(gè)使用單位的主要問

3、題，是單位的經(jīng)濟(jì)利益一直受損。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械故障中有40%的故障來自液壓系統(tǒng)，而在液壓系統(tǒng)的40%故障中又有近。70%由液壓系統(tǒng)產(chǎn)生， 圍繞這一個(gè)問題世界均采取了大量的措施，包括提高元件的耐污染程度，減少污染物生成，提高液壓油的凈化過濾裝置等，這也使得污染防治成為一項(xiàng)比較受關(guān)注的科學(xué)技術(shù)。液壓油液的主要污染物分為固體、液體、氣體三大類，但是這三大類污染物的來源和破壞作用效果卻有著很大的不一樣。固體污染物主要包括灰塵及各類金屬和非金屬磨損后的碎屑等。這些國體殘留的主要危害為，堵塞徑流孔、使運(yùn)動(dòng)部件卡死，同時(shí)，這些碎屑增加了器件間的磨損；液體污染物主要為水和一些可溶的雜質(zhì)，這些水和雜質(zhì)油的混入使液

4、壓油的粘性改變，水分在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生腐蝕和破壞油膜，增加機(jī)械間摩擦；氣體污染物危害主要有產(chǎn)生氣蝕 ，當(dāng)油液由低壓區(qū)進(jìn)到高壓區(qū)時(shí)，氣泡會(huì)瞬間被壓縮破滅，此時(shí)產(chǎn)生的局部高溫和高壓沖擊，造成元件外表惡化和劇烈振動(dòng)，氣泡破裂會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力，還伴隨著高溫火花，除引起機(jī)件破壞以外，還產(chǎn)生燃燒后殘留的灰分，當(dāng)灰分進(jìn)入積炭中變得堅(jiān)硬耐磨，加劇了機(jī)件磨損。引起電液伺服閥工作失靈精細(xì)控制的液壓系統(tǒng)大多采用電液伺服控制，電液伺服閥是極其精細(xì)的元件，當(dāng)油液中有微小氣泡出現(xiàn)時(shí)，氣泡就會(huì)影響節(jié)流孔通油能力，破壞力矩馬達(dá)正常工作，增加系統(tǒng)的溫升當(dāng)油液中含氣量太多，低壓區(qū)必然游離出氣泡，而氣泡被壓縮消耗的能量轉(zhuǎn)變成熱量，

5、引起系統(tǒng)溫升，帶來一系列弊病，例如：膠圈老化，系統(tǒng)漏油，油液潤滑性能變差，引起嚴(yán)重磨損，有資料介紹，當(dāng)系統(tǒng)油液溫度降低8，油液壽命延長一倍。面對如此多的污染物，我們的目標(biāo)就是減少污染物，但是污染物除自身之外產(chǎn)生之外更主要是外界進(jìn)入，但是外界進(jìn)入的主要途徑就是開式油箱。首先，開式油箱無法阻止固體污染物進(jìn)入，原因：1、油箱容積大；2、構(gòu)造形式約束，做成與空氣隔離的技術(shù)難度大；3、設(shè)計(jì)者對空氣和油液混合解除污染認(rèn)識缺乏。因?yàn)樵诔跏荚O(shè)計(jì)和加條件的局限是箱蓋上部的濾網(wǎng)尺寸有局限，只能攔截大直徑的顆粒，但是二氧化硅，氧化鋁等高硬度細(xì)小顆粒仍會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)，并且產(chǎn)生淤積，最終導(dǎo)致滑閥卡死，并引起機(jī)械故障。其次，

6、開式油箱無法阻止水和空氣的進(jìn)入，在液壓系統(tǒng)的工作中油箱頁面的變化 ，使空氣不斷流動(dòng)，而濾網(wǎng)的尺寸尚缺乏應(yīng)付小顆粒更何況水和空氣，在環(huán)境中水蒸氣含量較大時(shí)，這種現(xiàn)象更為明顯，液壓油污染更嚴(yán)重?？偨Y(jié)以上幾種原因。在未來的航空開展中閉式油箱夠具有不可替代的作用。2閉式油箱的優(yōu)點(diǎn)相對較多，而且閉式油箱可以采用增壓式，分為自增壓和引起增壓式，引氣增壓式指通過增壓組件將飛機(jī)氣源系統(tǒng)增壓空氣引入油箱， 例如，某型飛機(jī)在工作時(shí)利用第七級壓縮器引氣，經(jīng)水分沉淀、增壓氣瓶、增壓活門向液壓油箱增壓。如以下圖， 圖33自增壓油箱利用系統(tǒng)高壓油返回作用在油箱的增壓活塞上作用，通過液體壓力在活塞上施加壓力為油箱液壓增壓。

7、采用油箱增壓防止了油泵吸空現(xiàn)象，保證在油泵入口壓力大于油泵前所需的壓力，使吸油、排油連續(xù)，防止油泵出現(xiàn)氣塞現(xiàn)象，減少氣穴噪聲，使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。其次，閉式油箱完全防止了與外界的接觸，徹底隔絕了來自外界的污染，有效減少了固體顆粒、水、空氣的不斷侵入。而且閉式油箱可以實(shí)施油液污染的等級控制，對系統(tǒng)全方位污染控制，包括濾油器的選擇、系統(tǒng)管路清理和元件的安裝、凈化維護(hù)工作。4最后，液壓系統(tǒng)未來的開展方向?yàn)楦邏夯邏夯囊髮σ簤合到y(tǒng)提出跟高的要求，包括質(zhì)量輕體積小的元件，及液壓油箱的凈化 ，油箱可靠性，穩(wěn)定等多種需求。而這些嚴(yán)格的要求只有閉式油箱才能夠滿足。盡管閉式增壓油箱存在很多優(yōu)點(diǎn)，但是也有很

8、多種情況需要注意，例如，設(shè)置排氣閥 采用閉式油箱須在油箱上方和系統(tǒng)的高處設(shè)置放氣閥，以便定期將系統(tǒng)內(nèi)的游離氣體排出；采用快速接頭 在加油口或地面凈化裝置接口設(shè)置快速自封閥，以防在與地面凈化設(shè)備或加油設(shè)備的連接過程中空氣進(jìn)入系統(tǒng)；配置地面凈化裝置 采用閉式增壓油箱是液壓系統(tǒng)的開展方向，它隔絕了空氣和空氣中灰塵及水分的進(jìn)入，但也存在著一旦進(jìn)入系統(tǒng)就有排除困難的問題。閉式增壓油箱的增壓壓力越高，空氣的溶解量越大，放氣閥只能放出游離的氣體，溶解的氣體無法放出，必須輔助以地面凈化裝置，定期實(shí)施凈化才可將系統(tǒng)中進(jìn)入的空氣排除。液壓油箱的凈化同時(shí)包括油箱放油，即雜質(zhì)排出。同時(shí)也需要平安活門，防火關(guān)斷活門，在

9、發(fā)生火警時(shí)，駕駛員提起滅火手柄，防火關(guān)斷活門就會(huì)關(guān)閉，從而 切斷供往發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓油，利于發(fā)動(dòng)機(jī)滅火。以下圖為一個(gè)自增壓的系統(tǒng)同時(shí)還要注意，油箱的內(nèi)部防銹，因?yàn)橛拖溟]式的情況下內(nèi)部情況很難檢測，就必須將防銹做好，防止產(chǎn)生不良影響，常用的方法有， 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理?xiàng)l件限制，大型油箱較多采用此方法。 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水-乙二醇外的所有介質(zhì)。 噴砂后進(jìn)展噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過大?？紤]油箱內(nèi)外表的防腐也要顧及與介質(zhì)的相容性及加工條件限制，條

10、件允許時(shí)采用不銹鋼制油箱。圖4面對未來的航空開展，液壓傳動(dòng)必不可少，飛機(jī)飛行速度的增加和高性能要求，使機(jī)械必須減少體積減輕重量，而控制又得高效率，大功率這就考驗(yàn)了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，也包括必不可少的液壓油箱。我們只有將液壓油箱改進(jìn)為閉式增壓才能有效阻止各種污染物的侵入，才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械間摩擦的減少，防止腐蝕等一系列有危害的情況。也只有這樣去做才可以進(jìn)一步談及液壓系統(tǒng)的污染全方位控制。按照5NAS1638標(biāo)準(zhǔn)，將污染度降低一級，機(jī)械壽命延長一倍，反之亦然。Dan 當(dāng)真正實(shí)現(xiàn)污染等級控制時(shí)，將無等級降到NAS1368 9-10級甚至更低，使機(jī)械壽命延長4-8倍，故障發(fā)生率成倍下降，提高機(jī)械效率，實(shí)現(xiàn)液壓高壓化，機(jī)械元件長壽命，無故障工作，使航空事業(yè)蓬勃開展，為以后的工作奠定良好根底，而這些也是我們學(xué)習(xí)航空的奮斗目標(biāo)。 此次論文的完成離不開鐘教師的支持與幫助，同時(shí)感謝我所在學(xué)校XX航空大學(xué)。參考文獻(xiàn)1杜來林 宋曉軍 著 飛機(jī)附件檢修 航空工業(yè) 2006年2李艷君 編 飛機(jī)液壓傳動(dòng)與控制 科學(xué) 2021年第一版 118頁3 油箱液體增壓器的構(gòu)造與性能分析液壓與氣動(dòng) 2021年第三期4王占林 著 飛機(jī)高壓液壓能源系統(tǒng) 航空航天大學(xué) 2004年第一版 8、18、3