唐有才，鄒剛，李國強

（海軍航空工程學院青島校區(qū)，山東青島266041）

軍用飛機液壓系統(tǒng)污染危害及控制

唐有才，鄒剛，李國強

（海軍航空工程學院青島校區(qū)，山東青島266041）

分析軍用飛機液壓系統(tǒng)污染的主要原因及危害，從設計、制造、裝配、使用和維修等方面提出預防措施。

飛機液壓系統(tǒng)；污染；控制

0 引言

隨著新型軍用飛機液壓系統(tǒng)不斷向高壓、高溫和大流量方向發(fā)展，對系統(tǒng)附件的可靠性、油液清潔度以及工作環(huán)境的要求更高，液壓附件活動配合面間隙越來越小（如伺服閥配合間隙只有0.035～0.045 mm），油液污染對液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的影響和危害也越來越大。近3年某新型戰(zhàn)機578個機械故障中有215個是液壓系統(tǒng)故障，215個液壓系統(tǒng)故障中有172個故障是由液壓系統(tǒng)污染引起。由此可見，軍用飛機液壓系統(tǒng)故障多，且主要原因是油液污染。

油液污染引起的故障具有危險性、偶然性和間歇性等特點，對其控制、分析和排除十分困難。液壓系統(tǒng)是完成飛機各舵面操縱、起落裝置收放和機輪剎車等工作的重要裝置，控制液壓系統(tǒng)污染是我軍航空維修工作中亟待解決的重要難題。

1 液壓系統(tǒng)污染物的種類與危害

污染物是指液壓油中存在的對系統(tǒng)有害的物質(zhì)。軍用飛機液壓系統(tǒng)污染物主要有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)3類，其中固態(tài)污染物的危害最為嚴重。

1.1 固態(tài)污染物危害

液壓油中的固態(tài)污染物會加速附件的磨損、破壞密封、堵塞管路和節(jié)流孔，并使液壓附件的活動配合面卡滯或劃傷。

（1）研磨。含有固態(tài)污染物（顆粒）的液壓油，類似研磨金屬加工面所使用的研磨劑，這些顆粒硬度一般都很高；當液壓附件工作時，夾雜在配合面間的顆粒將會與金屬表面反復作用，導致鍍層表面產(chǎn)生開裂或小碎片，產(chǎn)生磨削，使配合間隙增大或卡滯不能正常工作，如圖1所示。

（2）吹蝕。固態(tài)污染物隨著高速流動的油液不斷“沖刷”著暴露在管道中的附件表面或棱邊，使之不斷遭到磨損性損傷，并使節(jié)流孔的孔徑增大導致調(diào)節(jié)失靈，如圖2所示。

（3）卡滯與堵塞。由于顆粒污染物形狀不規(guī)則，在油壓作用下進入附件活動配合面之間，導致配合面發(fā)生卡滯或卡死而不能正常工作。

1.2 液態(tài)污染物危害

（1）加速金屬銹蝕，使金屬表面磨損嚴重。液壓油中的游離水與液壓油互相作用，生成沉淀和腐蝕性物質(zhì)，使油液性能變差，油液表面張力和黏度減小，破壞附在金屬表面的油膜，使?jié)櫥宰儾睿涌旖饘俦砻娴哪p和銹蝕。

（2）加速微生物繁衍生息，使油液污染加重。液壓油中水分子是微生物在油液中賴以生存的必要條件，尤其是乳化水能為一些有害細菌提供生存的環(huán)境；由于微生物能產(chǎn)生酸性物質(zhì)，從而加速了化學腐蝕過程，加劇了液壓附件的腐蝕。

1.3 氣態(tài)污染物危害

（1）產(chǎn)生氣穴，引起氣蝕。當壓力下降到一定程度時，溶解在油液中的氣體就會呈微小氣泡游離出來懸浮在液體中，氣泡迸入高壓區(qū)受到絕熱壓縮，最后潰滅，使高壓油液以很高速度沖向氣泡中心，互相摩擦和撞擊，使溫度和壓力驟然升高(局部溫度可達1000℃、壓力可達80 MPa)；如這種局部撞擊發(fā)生在固體壁上，將加劇附件表面的氧化腐蝕。當氣泡進入系統(tǒng)傳動部件中，則傳動動作遲緩，甚至出現(xiàn)傳動時快時慢或爬行現(xiàn)象；氣穴還會使油泵氣塞，導致供油量迅速下降并使油壓脈動加劇。

（2）破壞潤滑，加速油液氧化變質(zhì)。油液中的氣體會使附在零件表面的油膜遭到破壞，減弱油液的潤滑性，使相對運動的表面出現(xiàn)粘合磨損；高溫高壓環(huán)境下，氣體還容易造成液壓油氧化變質(zhì)，生成有害的酸性物質(zhì)或膠狀沉淀物，腐蝕液壓附件。

圖1 切削磨損

2 液壓系統(tǒng)污染原因分析

2.1 系統(tǒng)自身抗污染能力不高

目前軍用飛機大部分采用15號航空液壓油，沸點高、凝固點低、潤滑性較好、對金屬腐蝕小及具有機械穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等優(yōu)點。但隨溫度升高，液壓油的理化指標（如黏度、酸堿值等）下降，特別是當混有其他液體和氣體后容易氧化變質(zhì)。另外，在飛機設計、生產(chǎn)、裝配等過程中，由于對液壓系統(tǒng)污染控制考慮不足，致使系統(tǒng)和附件存納污能力和防污染的能力較差。如飛機液壓助力器進口油濾的孔徑為16 μm，比液壓助力器配油柱塞與襯套的間隙大32倍，無法有效控制污染。

圖2 沖蝕磨損

2.2 對污染控制的重要性認識不足

對系統(tǒng)污染的危害和控制污染重要性的認識不足，導致一些機務人員在拆裝、修理、檢查、排故等實際工作中不按規(guī)章要求進行。如在附件的拆裝、分解和裝配前后不按規(guī)定要求清洗，拆下的液壓附件及管接頭不能及時包扎好，在檢查系統(tǒng)污染度時未按規(guī)定程序和要求對液壓油進行采樣和檢測等，這些是導致目前軍用飛機液壓系統(tǒng)污染嚴重的一個主要原因。

2.3 對污染控制的監(jiān)督、管理和落實不夠

雖然頒布了與液壓系統(tǒng)總規(guī)范GJB638A相協(xié)調(diào)的液壓污染控制標準體系，明確了飛機液壓系統(tǒng)污染度驗收和控制水平，但由于沒有專門負責污染控制工作的部門和人員，缺乏有效的監(jiān)督管理，導致地面液壓設備、加油用具沒有專人管理。油料的存放、運輸和使用也無法實施有效的污染控制。另外，部隊配發(fā)的一些液壓保障設備也不能滿足污染控制要求，如配發(fā)的地面油泵車僅裝有1個粗油濾；配發(fā)的油液污染度測試儀功能單一，只能檢測出固態(tài)污染物；沒有配發(fā)液壓清洗車，無法對液壓系統(tǒng)進行有效清洗，這些是造成系統(tǒng)污染的又一個主要原因。

3 液壓系統(tǒng)污染控制

3.1 系統(tǒng)抗污染設計

（1）設計時充分考慮便于污染的監(jiān)控和排除，合理選擇和設置過濾裝置，最大限度地減少、消除污染源，將污染水平控制在允許的范圍內(nèi)。

（2）在選材（密封件及膠管）和選元器件時考慮與工作介質(zhì)的化學相容性，盡量選擇污染度低而耐污染能力強的液壓元件。

（3）建立附件、部裝、試飛等測試控制分站，將污染控制向輔機廠延伸，不斷提高控制水平，減少外部進入污染。

（4）各類自制和外購液壓元件在裝入系統(tǒng)前，必須對元件和系統(tǒng)進行清洗，測試判定污染度合格后方可裝入系統(tǒng)，并清除加工和組裝過程中殘留的污染物。

3.2 提高對污染控制的認識

（1）加強維修人員“6項素質(zhì)”和“3負責”的教育，提高責任心，把“負責”精神貫徹于每項機務工作中。

ICP-MS法同時測定益中生血片中12種微量元素的含量…………………………………………………… 高連叢等（22）：3088

（2）加強專業(yè)培訓，尤其是要加強對油液污染檢測專業(yè)人員隊伍建設和培養(yǎng)，不斷提高他們的業(yè)務水平，使每個機務人員掌握污染控制的知識、方法和手段，充分了解污染物的危害，增強防污意識，明確污染控制工作的重要性、艱苦性和長期性。

（3）加強對規(guī)定、規(guī)程和細則等機務法規(guī)的學習，尤其是有關污染控制標準和規(guī)定的學習，使之在機務工作中一切按規(guī)章制度辦事，養(yǎng)成良好的機務作風，培養(yǎng)防污染的自覺性。

（4）建議上級有關部門編印污染控制方面的教育材料，尤其是編印部隊液壓系統(tǒng)污染導致的典型故障和飛行安全的事例，增強教育效果。在提高認識的基礎上，把預防液壓系統(tǒng)污染的每一項措施，變成每一個機務人員的自覺行動，減少和避免液壓系統(tǒng)的污染。

3.3 把好“五關”，使污染控制落到實處

（1）把好“油料加添關”。加入液壓系統(tǒng)、附件和保障設備的液壓油必須符合規(guī)定的污染度要求，各種化驗、批準手續(xù)齊全，不能認為新油就是干凈油而不檢查、不過濾；加添液壓油時要用專用的加油設備，加油器具應由良好的防塵和過濾裝置，每次使用前都要注意檢查加油器具是否清潔。

（2）把好“拆裝關”。在維修活動中，拆裝液壓系統(tǒng)導管、附件比較頻繁，要嚴格按規(guī)定對所拆的附件、導管用玻璃紙或蠟紙進行包扎，拆裝前要清洗附件周圍，防止臟物進入系統(tǒng)；更換的導管要用汽油清洗干凈，并用冷氣吹干后方可裝機。

（3）把好“修理關”。機務人員必須在修理全過程中都要采取有效的污染控制措施，即在分解附件前要清洗附件外表，內(nèi)部修理后一定要清洗干凈，避免附件在分解、裝配、調(diào)整和試驗等一系列維修活動中混入污染物。

（4）把好“地面設備使用關”。檢查液壓保障設備是否滿足使用要求，并嚴格管理制度和操作規(guī)程，使其處于良好可用狀態(tài)；地面油泵車的導管要有堵頭，使用前要檢查是否清潔，并清洗連接導管的接頭；液壓試驗臺與油泵車的油濾要定期進行清洗、檢查和更換。

（5）把好“監(jiān)控關”。機務人員不僅要經(jīng)常、仔細檢查油液污染狀況，還要加強對污染控制的研究分析，不斷改進污染監(jiān)控的方法和手段，以便對污染實施有效控制。另外，對污染嚴重的系統(tǒng)清洗合格后，必須加強監(jiān)控，若在20飛行小時之內(nèi)系統(tǒng)又有嚴重污染或油濾污染指示器提前指示，則應立即再次采樣檢測，如檢測結(jié)果高出控制水平，則應視為異常情況，應查明原因、排除故障，直至合格為止；并在再次飛行后應立即進行采樣檢測，并加大污染監(jiān)控的密度。

3.4 采取有效措施，做到標本兼治

（1）建立完善的監(jiān)督管理制度，實行崗位責任制，對機務人員維修工作進行有效的監(jiān)督和檢查，力爭使控制污染的各項規(guī)定和要求都落到實處。如液壓油和設備必須有專人保管維護；在進行液壓系統(tǒng)工作前和飛行前，必須按照要求做好準備和檢查工作，如檢查油量、擦干凈各動作筒的活塞桿等，使得防污染工作成為機務人員的自覺行動。

（2）建立飛機液壓油檢測與研究制度。按照規(guī)程及有關技術文件，對液壓油的化驗更換及設備的維護建立正規(guī)有效的管理機制，配備實用、簡便、高效的污染檢測設備，使其成建制成系統(tǒng)，加強對飛機油液污染的跟蹤監(jiān)控和研究；并對每架飛機建立油液檔案，做好數(shù)據(jù)積累和分析工作，以便及時掌握系統(tǒng)污染狀況。

（3）定期循環(huán)清洗和更換飛機的液壓油。如空軍某部隊確定每飛行50 h(或使用1年)，對飛機液壓系統(tǒng)清洗1次，更換新油，可使系統(tǒng)故障率下降40%。

（4）大量采用先進的科技成果，對現(xiàn)役飛機和地面設備進行加改裝，以提高裝備自身的性能和抗污納污的能力。如推廣液壓系統(tǒng)加裝磁塞和污染指示器，以便觀察系統(tǒng)污染情況；在系統(tǒng)和地面設備中加裝高精度油濾，以有效控制污染等。

4 結(jié)語

軍用飛機液壓污染控制不僅是技術問題也是管理問題，必須與設計、生產(chǎn)和全面質(zhì)量管理結(jié)合起來進行，從管理制度上加以保證。將液壓系統(tǒng)污染的預防與控制貫穿于整個機務維修工作過程之中，才能真正達到控制污染的目的，確保飛機液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地工作，為飛行安全打下良好的基礎。

［1］蔡迎峰．某型飛機液壓系統(tǒng)污染控制實踐［J］．流體傳動與控制，2010，（7）．

［2］王爐平．基于主動維護的液壓系統(tǒng)污染控制理論研究［D］．中國礦業(yè)大學博士論文，2010，（4）．

［3］王育延．航空器液壓系統(tǒng)的污染及其控制策略［J］．科技風，2011，（2）．

［4］馮艷秋．液壓污染控制技術的現(xiàn)狀和發(fā)展［J］．煤礦機械，2011，32（1）．

［5］蔡增杰．飛機構(gòu)造［J］．海軍航空工程學院學報，2011，（12）.

〔編輯 李波〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.54