发动机液压导管破裂原因探讨及预防措施

郭亚丽

摘 要：航空发动机的液压导管犹如人体中的血管一样，起着非常大的作用，一旦液压导管发生破裂会对飞机发动机的正常运行造成极大的影响，重则甚至会导致飞机失事。本文作者结合自己多年工作经验对发动机导管发生破裂的原因进行分析，并简要介绍应对措施。

关键词：液压导管；疲劳破坏；破裂

中图分类号：TH137 文献标识码：A

发动机是飞机的心脏，其中各种导管就相当于人体中的血管，将发动机中的液压、燃油、冷气等输送到相应的位置，一旦发生破裂将会对飞机的安全造成很大的影响。其中液压系统通常工作在较高的压力下，其液体流动不是均匀的，由于液压泵供压会产生一定的脉冲冲击，这些都会对液压导管的使用寿命产生很大的影响，并且由于液压管路是一个循环系统，液压油在使用过程中很容易受到污染，因此，发动机液压导管相对于飞机中的其他导管更容易破裂。我们需要找出飞机导管发生破了的原因，并有针对性的解决这一问题。本文会对发动机导管发生破裂的原因进行分析并提出应对措施。

1 发动机液压系统简介

液压系统通常由以下部分组成：（1）供压部分：包括主油泵、应急油泵和蓄能器等，主油泵装在飞机发动机的传动机匣上，由发动机带动。蓄能器用于保持整个系统工作平稳。（2）执行部分：包括作动筒、液压马达和助力器等。通过它们将油液的压力能转换为机械能。（3）控制部分：用于控制系统中的油液流量、压力和执行元件的运动方向，包括压力阀、流量阀、方向阀和伺服阀等。（4）辅助部分：保证系统正常工作的环境条件，指示工作状态所需的元件，包括油箱、导管、油滤、压力表和散热器等。其中导管是液压油的流通管道，由于发动机的设计要求，导管在很多地方会存在应力集中的地方，会由于种种原因而导致导管破裂，下面将会对导管破裂的原因进行分析。

2 发动机液压导管破裂分析

导管的弯曲振动，径向振动以及维修不良等都会引起导管的破裂，导管破裂会导致飞机操纵失灵，引起灾难。

2.1弯曲振动引起破裂分析。导管的弯曲振动是指导管受到反复弯曲的作用。这种弯曲作用一般来自于飞机的振动，当导管未按规范固定时，这种作用尤为强烈。导管通常采用夹子进行固定在飞机和部件上的，当飞机或 部 件 振 动时，其振动就会传递到导管上，并带动导管一起 振 动 。飞机的在飞 行过程中不可避免的要受到气流 、飞机自 身等影响产生 振 动 。而且由于振动源不同 带来大的各部的振动频率也不 同 。当振 动的幅度过大时或者是振动源的振动频率与 导管的固有率相近而产生共振，导管就有可能会由于振动而产生疲劳裂纹而破裂，特别是导管本身带有损伤时，更容易在受损伤处发生破裂。

导管在沿发动机布置时不可避免的要有弯曲的地方，当液压油在管内流动时，液压油的压力脉动也会引起导管的弯曲振动，从而是导管随着液压油而产生弯曲振动，特别是油压与导管的固有频率产生共振时，振动的幅度更为剧烈。液压油的振动一般来自于液压泵，来自于液压泵的 出 口流量脉动，遇到管路系统阻抗之后， 就 转 换成了压力脉动，尤其是当突然打开和关闭液压控制阀时，液压撞击产生的瞬间压力是原来压力的好几倍，从而引起较大的液压脉动；另外液压撞击时，油液压力要发生高频振荡，从而使导管受到高频重复的载荷作用。这些都会使发动机导管产生弯曲振动，导管由于疲劳而产生破裂。

2.2径向振动引起破裂分析。液压油在管路中流动时，由于液压系统中的压力作用，导管将会受到径向力作用而沿半径方向稍稍向外扩张，当液压油的压力呈现周期性变化时，导管会沿着径向作用力的方向产生振动，如果导管是标准圆形时，其沿着径向方向的力是分布均匀的，但是当导管是不规则圆形时，液压油的压力降迫使导管恢复到圆形受力均匀的形态。在导管形变的过程中，油压作用于曲率变形最大的部分作用力最大，导管内壁处受到的压力比对应的外壁沿圆周方向的拉伸应力大，液压油是循环使用的，很容易发生污染，一旦发生污染将会很容易腐蚀内壁，因此，前边受力最大的部分就会产生裂纹，而后慢慢扩展直至破裂。

2.3维修不良引起破裂分析。在液压导管的维修过程中如果操作不当就会使导管产生磨损、压伤、变形和腐蚀，这些安全隐患都会使导管在振动的作用下破裂。下面从三个方面介绍维修过程中的不当操作。

2.3.1 液压导管的固定安装不当。发动机由于空间限制，导致拆装困难，在安装时安装不到位就会导致导管发生形变，从而对导管附加了一定的应力，这就对导管的使用寿命产生了严重的影响，同时在导管的固定过程中，过松或过紧都会对导管产生影响，当固定过松时，导管将会与固定的卡子产生摩擦，当固定过紧时，将会使导管受压产生形变，这些都会为导管的安全埋下隐患。

2.3.2 液压导管弯制不到位。由于发动机的空间限制，导管难免有需要弯曲的地方，如在弯制导管的过程中未按照要求操作，弯制的导管的圆度将无法保证，这样就会在发生振动时产生振动破裂。

2.3.3 液压导管因污染受到腐蚀。导管腐蚀分为内表面腐蚀和外表面腐蚀，其中外表面腐蚀多是由于导管表面的保护层受到破坏，一些水分、油类、尘土趁机沾染到导管上进而产生的腐蚀。而导管内壁的腐蚀，多是由于液压油受到污染从而对内壁造成腐蚀。由于液压油是在导管内循环运动的，一旦油液受到污染时，在导管内高压、高速循环时，将会对内壁产生严重的磨损，甚至划伤内壁。

3 避免液压导管破裂的措施

以上列举了一些液压导管产生破裂的原因，下面我们列举一些应对措施来避免导管发生破裂。（1）在满足系统性能要求的前提下，通过加装蓄能器或消振器等来减少由于液压泵而引起的振动。（2）液压导管在固定时需要按照设计图纸进行固定，不得随意进行更改，因为，导管固定夹子间的距离，对导管弯曲振动的固有频率有影响。如果不按照设计进行固定，将会有产生共振的风险。（3）在进行维修作业时导管的安装和弯制都应按照相关的规范进行操作，需要保持导管表面的清洁，及时擦去导管表面的油污和尘土，以免造成腐蚀，同时应做好各连接部分的密封工作，避免杂质进入造成液压油污染。（4）在进行导管固定时，需要在固定夹子上采用橡皮垫、海绵等，避免导管与夹子的摩擦或者是挤压变形。在用夹子进行固定时需要做到适度，避免过紧或过松。

结语

本文从发动机导管的结构、安装等对容易造成液压导管破裂的原因进行了分析，并有针对性的提出了应对措施。希望看了本文能对相关从业人员的工作有所帮助。

参考文献

[1]张利平.液压气动系统设计手册[M].北京：机械工业出版社，1997.endprint