飞机液压系统的污染分析与污染控制

　　液压系统中存在对其工作、寿命和可靠性有害的物质和能量统称为液压系统污染。飞机液压系统的工作介质是液压油，凡是油液成分以外的任何物质都认为是污染物。由于液压系统的工作特点，油液不可避免地混入有害杂质，相关污染物包括固体颗粒物、水分、空气、化学物质、微生物、静电、热能、磁场等。飞机液压系统污染加剧磨损，加速工作液性能劣化，导致元件性能衰降，颗粒物堵塞和淤积，引起性能衰降，突发性失效，有些故障甚至直接危及飞行安全。

　　1 主要污染形式

　　1.1 污染磨损

　　污染磨损是液压系统污染的主要形式，也是液压系统元件失效的主要原因。工作液体中的固体颗粒物引起磨粒磨损，占到磨损总量的80%。此外，油液中的水、有害化学物质和空气、各种能量可引起液压元件腐蚀磨损、气蚀磨损。图1为污染磨损的主要分类。

　　图1 污染磨损分类

　　1.2 堵塞与卡滞

　　液压系统清洁度控制不佳，大量污染物混入堆积，堵塞液压阀的孔口和间隙 造成液压系统工作障碍，功能下降或丧失。部分污染物，在摩擦力作用下则可能进入间隙并引起运动副的卡滞。

　　2 污染物及危害

　　2.1 固体颗粒

　　固体颗粒是液压系统最基本的污染物，其他污染物如水、空气、氯化物等引起的材料腐蚀脱落，最终也可能以固体颗粒形式出现。固体颗粒污染物是引起液压系统性能故障，使用可靠性降低和附件使用寿命短的主要因素。尺寸较大的固体颗粒进入液压泵、液压阀时，污物颗粒会卡住阀芯等活动零件，使阀动作失灵。一些微粒随着介质在阀芯、阀套间隙内停留导致淤塞，可能引起液压泵或液压阀卡滞堵塞，节流孔、油滤堵塞，使系统传动速度下降或失效。颗粒物还可能引起滤网堵塞，液压泵吸油困难，回油不畅而产生噪音、发热、振动等，堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿，完全丧失过滤作用，造成液压系统的恶性循环。尺寸相对微小的固体颗粒对系统的污染主要表现在磨损元件的表面，固体颗粒进入运动副间隙，增强了磨擦力，引起切削磨损、疲劳磨损、粘着磨损、冲蚀磨损，造成元件滑动面破坏，间隙增大，出现系统渗漏，降低油液的性能，导致液压元件失效。相关磨损机理如下：

　　（1）切削磨损；图2 所示，尺寸与运动副间隙相当的颗粒进入间隙内，嵌入在其中材质较软的表面上，对相对运动的另一表面产生切削作用。

　　（a）原理示意图 （b）磨损表面形貌