飞机液压系统装配中油液污染度控制方法的分析

2013-01-11王晓东胡雅玲

教练机 2013年4期

王娜，王晓东，胡雅玲，范昱，冯彬

（中航工业洪都，江西南昌330024）

0 引言

现代飞机融合了多项现代航空技术，飞机结构及航电、飞控、机电、环控、燃油、液压等重要子系统均采用了新概念的设计，飞机液压系统已越来越多地采用伺服器机构，液压系统工作油液的污染度也越来越受到各方面的高度重视。据国内统计资料显示，在飞机液压系统中，约有70%～80%的故障与液压系统污染有关；另据国外统计资料显示，由液压系统活动零件自然磨损而产生的污染物污染占20%，由液压系统污染而引起的飞机失事约占90%[1]，因此，应保持成、附件和管路污染度，有效降低和控制液压系统的污染，以确保各种液压成、附件及整个系统的可靠性和使用寿命，同时，还要增强液压系统工作油液的污染防护意识，分析油液污染根源及其危害，寻求解决、控制的措施，以保证飞机飞行安全及提高用户满意度。

1 液压系统油液污染物的分类

液压系统工作油液污染物，按其类型可分为固体、液体和气体三种形式。

1）固体颗粒主要由剥落物、胶质、金属粉末、空气中带来的粉尘、砂子、研磨粉、沉积物和纤维等组成。

2）液体污染物主要指水分、清洗液及其它种类的油液。

3）气体污染物则主要指空气。

2 液压系统油液污染物的来源

液压系统的污染源主要有固有污染物、外部侵入污染物和内部生成污染物。

2.1 固有污染物

固有污染物是指液压系统或附件在制造、装配过程中遗留在液压系统或附件内部及未使用工作油液内的污染物，如液压油箱、散热器、作动筒、电磁阀、液压导管等。这些液压元件在使用前虽经清洗，但未清洗干净而残留下来，造成液压工作油液的污染。由于液压元件在出厂或装机前都必须经过清洗和检验，污染可以降到最低但无法避免。

2.2 外部侵入污染物

外部侵入污染物主要是指环境中的污染物（空气、尘埃、水滴等）通过一切可能的侵入点侵入系统，造成液压工作油液污染。

环境中的污染如灰尘、棉绒纤维等，通过运动中的活塞杆、柱塞侵入液压工作油液。

加油车不干净，加油时污染物随液压工作油液一起进入系统。

排故和维护时不慎混入的棉绒、尘埃等。

2.3 内部生成污染物

主要是由内部磨损和油液质变劣化而生成的固体颗粒。这些颗粒在磨损过程中被加工硬化，一般比原来的金属基体表面硬，这种颗粒在液压系统中会造成磨损连锁反应。包括：液压泵、液压阀等元件正常磨损所产生的金属微粒，橡胶密封件磨损或破坏所形成的橡胶颗粒，过滤器的滤芯和胶管破坏等产生的脱落物，剥落的油漆或涂料碎渣，液压工作油液氧化后所形成的胶状沉淀物及液压工作油液中的水电化学反应所引起的金属锈蚀等。

3 液压系统油液污染的危害

液压系统工作油液污染后，极易造成液压系统的失效，从失效形式上可分为三种：突发性失效、间歇性失效、退化性失效。但无论何种失效形式都给飞行安全造成很大的隐患。

3.1 突发性失效

液压元件中进入了大颗粒硬质污染物，使相对零部件卡死，从而引起突发性失效。例如颗粒使液压泵柱塞卡死、使电磁阀阀芯不能完全关闭或打开、使滑阀的控制节流孔被堵住等，均会使得液压元件的功能突然失效。

3.2 间隙性失效

间歇性失效是由于液压油中的颗粒污染物妨碍了阀座的正确回位所致。例如，颗粒进入了阀座，不能长久嵌入阀座，当阀工作时，阀口不能达到正确的位置，颗粒从阀口开起处被冲走，以后间隔不同的时间重复该过程，出现了液压元件正常工作与不正常工作的间歇现象。

3.3 退化性失效

退化性失效是液压元件长期受颗粒的磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳的结果。以上各种因素造成的每一种情况都会使元件减低其效率或精度，结果将导致液压元件突发性失效。例如：泵的运动零件间的间隙逐渐增大，使颗粒杂质嵌入间隙中，造成卡死失效。

4 液压系统油液污染的防控措施

飞机液压系统的污染度控制，就是保证飞机液压系统成附件在容许的污染度下，能够在使用寿命期内可靠的工作，它贯穿于液压系统的设计、制造、装配、使用和维护等整个过程。污染度控制设计，是使液压系统具有固有污染控制能力和良好抗污染特性的根本保证，设计污染度控制应把握系统污染生成少、外来污染侵入少、油滤净化效率高和清除液压系统污染方法有效等原则[2]。制造阶段的污染度控制，必须贯穿于液压系统和成附件的生产、组装、总装、调试和交付的全过程。要降低污染度，就是尽可能的切断污染物的来源。因此，对飞机液压系统工作油液污染度控制，必须在装配车间的措施中提出一般指导原则。

4.1 环境要求

1）液压系统安装、清洗、调试现场必须整洁，地面与墙壁应是光滑不易藏灰和起灰尘的表面，各角落不存在自然污染源，地面与墙壁清扫应无尘,无多余物。

空气温度与湿度应符合要求。

2）液压系统安装、清洗、调试现场不允许存在引起环境污染的作业，如钻孔、铆接、修锉等。

3）液压系统安装、清洗、调试现场不应有与工作无关的多余物，飞机结构内部不允许有多余物。

4.2 工艺装备与工具

1）工艺装备是指清洗、试验、加油等工艺设备。设计与采购设备时，就应采取措施，以保证其具有足够的自净化和防止污染侵入的能力，使其固体污染度高于飞机液压系统污染度等级。

2）在设计工艺装备设备中，应充分考虑设备的表面处理层与空气接触的表面在寿命期内应无锈蚀、锈斑，无脱落金属和脱落非金属颗粒；用于擦拭工艺装备的消耗件、抹布应是低颗粒、四周卷边缝合、洁净的织物，其纤维不易断碎。

4.3 人员及衣着、行为规范

从事飞机液压系统安装、清洗、试验、使用的人员，均应经过污染度控制的专业培训，掌握和理解污染度控制的方法。

人员行为、动作要规范，人员工作时双手应无任何污染物，避免工作行为与动作引起的污染。

人员衣着、穿戴要规范，不允许戴易脱落纤维和引起污染的手套，工作鞋应由专业场所保管定期清洗，避免异物带入工作场所引起污染。

4.4 装机成、附件的控制要求

对需要做装机前试验的液压系统成附件，必须在高于成附件工作的液压工作油液中进行试验，试验后应将接口用洁净的封严物封装严密，以减少内部生成污染物的可能性。

导管、附件等制造完成后，必须使用高于导管、成附件工作的工作油液进行清洗，然后用洁净的封严物包封各接管嘴。

液压系统安装时，才允许打开导管、成附件各接管嘴的封严物，封严物应妥善保管。

4.5 清洁要求

据统计，系统各元件在制造、装配、调试和系统试验时产生的污染物数量占液压系统污染物总数的50﹪以上。因此，在工作的各个阶段进行系统清洗是必不可少的步骤，步骤应设计合理避免重复清洗，共分为三个阶段：第一阶段：成、附件和导管的清洗；第二阶段：系统管路清洗；第三阶段：系统循环工作清洗[3]。

4.5.1 成、附件和导管的清洗

成、附件和导管在装机之前都进行了油封保存，装机时必须清洗，在清洗之前，首先应了解成附件和导管将工作在污染度为多少等级的系统中，然后确定用多少等级的液体进行清洗，液体应是不易氧化和不会产生腐蚀的物质，防止引起不必要的再次污染；必须严格控制清洗方法、清洗压力和流量以及清洗时间，以确保成、附件和导管污染度达到等级的要求。

成附件和导管的清洗是在系统装配时或成附件和导管做装机前试验时进行，但成附件和导管存放周期要适当。

4.5.2 系统管路清洗

在大的液压系统管路进行清洗时，应注意合理的分成多个子系统进行清洗，子系统要便于清洗，利于提高污染度要求，防止子系统与子系统之间的污染。

子系统清洗应尽量控制子系统内的成附件运动，避免成附件运动磨损形成的再次污染，选好子系统的进油口和回油口，选好油虑在子系统的位置和油虑级别以及油虑更换的时间。

同样，在清洗之前，首先应了解子系统工作在多少污染度等级的系统中，然后确定用多少等级的液体进行清洗，液体应是不易氧化和不会产生腐蚀的物质，防止引起不必要的再次污染，须确定清洗方法、清洗压力和流量及清洗时间，将子系统各处清洗干净，并进行取样检查，以确保子系统污染度达到等级的要求。

4.5.3 整个系统的循环工作清洗

系统管路清洗完毕合格后，才能进行整个液压系统的循环工作清洗。

在清洗中应掌握液压系统工作原理，分清在整个液压系统中各个子液压系统工作步骤、每个步骤中有哪些成附件工作、工作多长时间或多少次数及哪些成附件容易产生磨损引起再次污染，并根据工作时间或次数以及成附件容易产生磨损引起再次污染的程度，决定清洗的次数或时间，同时，还应根据各子液压系统共同管路的相互污染决定如何避免其污染。

清洗液污染等级应高于液压系统工作液体的污染等级，以保证液压系统对污染度的要求。

在整个液压系统清洗中，选取子液压系统检查取样点也是十分关键的，工作液体取样检查点决定了液压系统是否能达到污染度等级，其选取原则是：液体运动相对速度较低处、系统工作点最低处及系统中最有可能存储污染物处。

4.5.4 装配中排故时应注意事项

若在整个液压系统的清洗过程中，某些导管及成附件出现故障时，需进行维护更换，更换的成附件、导管应保证污染度等级，并根据需要进行相应的清洗。

4.5.5 总体要求

飞机液压系统装配过程中污染度控制是一项系统工程，需各环节对各自的成附件、导管把紧污染度等级关，将污染度合格的成附件、导管送交装配车间，确定科学的清洗方案，以保证液压系统的污染度等级，保证液压元件在整个系统中的可靠性和使用寿命，提高飞机的安全性，提升用户的满意度。