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单位功率重量小、系统传输效率高、安装简便灵活、惯性小、动态响应快、控制速度范围宽、油液本身有润滑作用、运动机件不易磨损。
它的缺点是油液容易渗漏、不耐燃烧、操纵信号不易综合。
与其他机械（如机床、船舶）的液压系统相比，飞机液压系统的特点是动作速度快、工作温度和工作压力高。
为保证液压系统工作可靠，特别是提高飞行操纵系统的液压动力源的可靠性，现代飞机上大多装有两套（或多套）相互独立的液压系统。
它们分别称为公用液压系统和助力（操纵）液压系统。
[1]公用液压系统用于起落架、襟翼和减速板的收放，前轮转弯操纵，驱动风挡雨刷和燃油泵的液压马达等;
同时还用于驱动部分副翼、升降舵（或全动平尾）和方向舵的助力器。
助力液压系统仅用于驱动上述飞行操纵系统的助力器和阻尼舵机等，助力液压系统本身也可包含两套独立的液压系统。
为进一步提高液压系统的可靠性，系统中还并联有应急电动油泵和风动泵，当飞机发动机发生故障使液压系统失去能源时，可由应急电动油泵或伸出应急风动泵使液压系统继续工作。
飞机大型化以后，一对副翼的重量就可达l吨以上，依靠驾驶员操纵控制各操纵面仅凭体力去搬动驾驶杆、踏踩脚蹬、拉动钢索使副翼或方向舵转动，那是绝对办不到的了。
此时飞机上就出现了助力机构。
飞机上的绝大部分助力机构采用的多为液压传动助力系统。
日常生活中，常常可以看到在建设工地上施工的挖掘机，它那巨大的挖斗由伸出缩入的推杆来带动，就是由液压机构来实现的。
图1.1液压传动示意图
要在飞机的不同部件上使用液压，就要组成一个液压系统。
液压系统由泵、管道、作动器、储液箱和阀门等组成。
储液箱中存放着专用液体（目前多用矿物油）。
泵给液体加压，然后输送到管道系统中。
管道上设有各种阀门，通向飞机上各种需要液压的部件。
阀门控制管道中液体的流速、压力、流动方向。
管路的一端是发出力量的作动器。
作动器有两类：
一类是作动筒，它是一个液压缸，缸中有活塞和推杆，液体在缸内推动活塞，活塞与推杆一起向前运动，把变大的力量传出去；
另一类是液压马达，它利用增压后的液体去冲击涡轮转动，输出的是旋转的轴动力。
飞机的升降舵、方向舵和副翼上都有作动筒，用它们来推动这些操纵面的转动；
此外作动筒也被装在刹车片的后方。
图1.2液压系统的传动原理
当飞机需要刹车时，作动筒内的推杆把刹车片和固定轮盘压在一起，产生摩擦力从而使飞机停止运动；
作动筒还被装到起落架上，当飞机离地后，作动筒把推杆回收带动起落架收回到轮舱内。
飞机降落时，推杆推出使起落架放下。
液压马达只用在某些飞机上起到调整发动机转速的作用。
液体的压力越高，它内部存储的能量越高，液压机构的体积也可以做的越小。
飞机上使用的液压压力超过100个大气压，产生的力量是惊人的。
收放大型飞机起落架时所用的力高达1000千牛以上，而一个成年男子的肌肉力量通常仅为0.5千牛。
如果这件事靠人力去做，就需要2000多人一齐用力才成。
飞机在飞行中，控制机构的失灵是非常危险的。
例如飞机降落时放不下起落架，飞机就会发生严重的事故。
因此液压系统在飞行的任何时刻，与电力系统一样都必须保证正常运转，为了防止液压系统失效，在飞机上也为它安排了三道防线。
由两台发动机带动的两个主液压泵来提供大型飞机的液压。
为了确保液压的供应，在机上又装了两个电力驱动的交流电动泵。
如果一台发动机发生故障停止工作，那另一台还可以提供全部液压动力；
如果两台都出了毛病，在飞机上还有一个可由蓄电池供电的直流电动泵，用它来提供液压，这是第二道防线。
假如飞机的所有发动机都出现了故障，发动机泵和交流泵均失去效能，直流泵也不能维持太长的时间，此时还有最后的一道防线——空气冲压涡轮。
它平时被藏在机翼内部，只有到了最紧急的关头，驾驶员才按动按钮，把它从机翼内放出来。
它实际上如同一个风车，放出来以后，它的涡轮叶片向前伸人气流中。
迎面而来的气流吹动涡轮叶片，涡轮旋转带动与它相连的涡轮泵，为液压系统提供压力。
有了液压，驾驶员才能放下起落架并且控制副翼和升降舵使飞机安全降落在地面上。
这套机构必须快速发挥作用，一般要求它在7秒钟之内就做出反应。
空气冲压涡轮一旦被放出后是无法自动回收到飞机内的，它只能在地面上由维修人员把它安放到原来的位置上。
第2章液压系统故障
2.1液压泵
液压泵是液压传动系统的心脏，是液压驱动系统的动力元件。
液压泵一旦出现故障将严重影响飞机的正常使用。
因此，对液压泵故障的分析和对液压系统做经常的维护是目前各个飞机使用单位非常重要的工作。
[2]
2.1.1液压泵常见故障
液压泵的功用就是给飞机液压系统提供高压动力油液，并在系统工作完毕后自动将供油量调节到零，达到卸荷的目的。
使用中，对于液压泵除应保证其密封性良好外，主要要求它在规定的转速和出口油压下，其供油量应达到规定值，以适应系统工作的需要。
但是在工作时会经常出现许多问题，使得液压泵不能正常工作。
现在以ZB—34柱塞泵来说明一些常见的问题。
ZB—34柱塞泵是某型飞机液压系统中应用的主液压泵，属于斜轴式轴向柱塞泵。
图2.1斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图
该泵由壳体、供油部分和供油量调节器组成。
供油部分主要由传动轴、主轴、万向轴、转子、九个柱塞、分油盘、分油器与摆架等组成。
柱塞一端插在转子内，另一端的球形接头与主轴连接，转子一端用万向轴与主轴相连，另一端紧贴在分油盘上，分油盘与分油器一起固定在摆架上，摆架上有接耳与调节套筒相连，调节套筒使摆架摆动，即可改变转子轴线的倾斜角。
供油量调节器壳体内装有滤油器、分油阀及其衬筒、定压弹簧（大、小各一个）、弹簧座、调压螺塞。
调节器壳体的侧面有三个通油孔，一个与液压泵高压油口相通，一个通向调节套筒内腔，还有一个与液压泵回油孔相通。
后两个通油孔与分油阀衬筒上的油孔配合导向杆与供油量调节器壳体是一个整体，调节套筒套在导向杆上，导向杆外面紧套着青铜轴套。
为了减小由于间隙偏斜而形成的液压侧向力，防止调节套筒卡滞在青铜衬套上开有横向沟槽。
回位弹簧安装在液压泵壳体内的套筒中，供油量调节器安装在液压泵壳体上，然后用连接销将调节套简的耳环与摆架的接耳相连，连接销用卡圈保险。
飞机发动机工作时，带动ZB—34柱塞泵工作。
当液压泵出口压力小于18千帕时分油阀在定压弹簧作用下处于最上端位置，调节套筒内腔经分油阀与回油路沟通。
在回位弹簧作用下，摆架和转子处于最大倾斜位置，液压泵处于最大注油量状态。
随着液压泵出口压力的上升，当液压泵出口压力超过18千帕而小于21千帕时，油压即克服定压弹簧的张力，向下推动分油阀，使调节套简内腔与回油路断开，接通来油。
于是高压油液进入调节套筒，克服回位弹簧张力，使调节套筒伸出，摆架和转子的倾斜角减小，从而减小液压泵供油量。
当液压泵出口压力达到21千帕时，调节套筒将转子倾斜角调节到一个很小的角度，柱塞注出的少量油液，全部经泵内间隙及调节套筒导向杆上的小孔由壳体上的回油接头流回油箱使液压泵得到润滑和散热。
2.1.2液压泵的分解
分解液压泵前，应检查其外部是否完整、壳体是否有损伤、履历本是否齐全。
并根据故障现象分析故障原因，从而确定分解的范围。
[3]对可调部位及易混装的部位，要提前做好长度或方位的标记，然后进行局部或整体的分解，不能盲目地大拆大卸。
原则上，所有零件都应分解检查，但如果壳体组合件、带柱塞的轴、万向轴、调节器壳体、轴承衬套、耳环组合件、摆架分油器组合件等的状态完好可以不分解。
在整体修理后，继续使用。
图2.2柱塞泵分解配件
分解时，应根据液压泵的总装图，认清各零件的名称及相互位置关系。
分解后，每台液压泵的零件应集中放置在专用的瓷盘（或盒子）中，不得与其他泵的零件混淆，以保证每台泵的零件能原套装配。
液压泵分解次序如下：
①拧下壳体上的螺塞，倒出壳体内部的工作液。
②拧下进、出口接管嘴上的螺帽，取出进、出口接管嘴组合件，进行分解
，分解后应将进、出口管嘴的零件做好标记并分开放置，不得混淆。
③用专用工具将传动轴拉出。
④拧下外盖上的螺帽，取出外盖，若外盖与壳体结合紧密而不易取出时，可
用胶木锤轻轻敲击，拧下外壳上的螺塞，用尖嘴钳取出连接销上的卡圈，而后取
出连接销。
⑤拧下供油量调节器上的螺帽，取出调节器（注意拧螺帽时，应用手压住调
节器，以防弹簧弹出），然后分解调节器。
⑥拧下密封盖上的螺帽，用专用工具取出密封盖。
⑦用专用工具胀缩芯棒从壳体上取出进、出口处的轴颈。
⑧从壳体中取下摆架组合件，此时转子部件及万向轴等零件可以一起脱开。
⑨用专用芯棒顶在带柱塞的主轴上，用铁锤敲芯棒（向液压泵传动轴方向
敲），将带轴承的主轴从壳体中取出。
⑩主轴上的轴承一般不需要取下。
如要取下，可用专用工具拉力器拉出。
2.1.3液压泵装配
分解下的零件检查修理后应用清洁汽油清洗干净，并用高压空气吹干或晾干，同时应仔细清洗工作台、工具，夹具应保证最大程度的清洁，并备好一切辅助器材，认真检查全部零件、部件、成品件，不准有缺项或多余的零件。
装配前还应准确测量各配合零部件之间的配合间隙是否符合标准要求，以确保装配质量。
①摆架装配完毕时，将摆架装夹在专用实验夹具上，向分油器结合部位加入规定液压保持2分钟，结合处不得漏油。
②装配转子时，首先在转子内腔上涂上ZL7—2润滑脂，然后进行装配。
③装配万向轴时，应注意万向轴上的两块夹板不能装反。
④装配供油量调节器时，调节器的分油阀与套筒、调节器的壳与套筒以及套筒及青铜衬套的配合间隙，都是经过测量选配确定的，装配时要保持零件能够原套装配。
⑤液压泵的其他零件装配时，都应按照修理技术标准规定进行。
主液压系统与助力液压系统的液压泵外部回油管嘴及漏油管嘴的位置和方向时应不同的。
装配时要加以区分，不得装错。
⑥液压泵装配完毕后，用限力扳手检查传动杆和传动力矩应不大于63.7牛•米。
然后给液压泵内装满YH—10航空液压油。
2.1.4液压泵试验
液压泵经过检修以后，应装在液压泵专用试验台上检验其性能是否符合要求。
液压泵的试验内容主要有磨合运转、密封性试验等。
[4]
在修理液压泵时，由于对分油盘等的零件进行了研磨，或者更换了一些零件，零件配合面之间接触并不十分紧密。
如果一开始就在高转速和高压力下进行试验，容易使零件配合面迅速磨损、划伤，降低修理质量。
为此，在试验前必须进行磨合运转，先在低速、低出口油压下运转，再逐步增大转速和出口油压，以便对零件配合面进行磨合，使之对零件配合面进行磨合，使之接触紧密。
通过液压泵性能试验，主要是用来调整液压泵压力、流量性能参数。
①液压泵最大出口压力及试验。
液压泵在额定转速下，缓慢将液压泵出口完全关闭，然后调节调压螺塞，使出口压力上升到Pmax，然后将调压螺塞锁定；
将液压泵出口压力调整到零，再上升到最大。
重复3次吗，每次试验，液压泵出口压力均应达到Pmax。
②供油量检验。
供油量检验是检查液压泵处于最大供油状态下的实际供油量。
它包括最大转速的供油量和最小转速的供油量。
2.2系统污染物
2.2.1系统污染物引起的故障
（1）固体颗粒污染物的危害。
液压油中的固体颗粒污染物会加速附件的磨损，破坏密封，堵塞管路和节流孔，并使液压附件的活动配合面卡滞或划伤。
具体危害如下：
①研磨含有固体颗粒污染物的液压油类似研磨金属加工面所使用的研磨剂，这些颗粒硬度一般都很高，就像切削金属镀层的刀具而划伤或刺入金属内，加上液压附件高频运动，使颗粒与金属表面反复作用，导致镀层表面发生开裂或小碎片，发生硬化磨削。
产生的金属颗粒，又将作为硬磨料参与磨损。
②吹蚀颗粒污染物随着高速流动的油液，又不断“冲刷”暴露在管道中的附件表面或棱边，使之不断遭到磨损性损伤，并使节流孔的孔径增大导致调节失灵。
③卡滞。
由于颗粒污染物形状不规则，在油压作用下进入附件活动配合面的间隙内，造成卡滞或卡死而不能正常工作。
（2）水的危害水进入液压系统中，主要危害如下：
①低温结冰，堵塞孔穴在飞行时，有一部分液压油是处于相对静止的，随着飞行高度升高，大气温度下降，使远离热源的液压油温度降低，如油液中存在游离水和乳化水，当温度下降一定程度，就可能结冰而堵塞系统中的节流孔和滤网。
②加速金属锈蚀，使金属表面磨损严重。
液压油中的游离水会与液压油互相作用，生成沉淀和腐蚀性物质，使油液表面张力和黏度减小，从而破坏了附在金属表面的油膜，并使润滑性变差，加快金属表面的磨损和锈蚀。
③加速微生物繁衍生息，使油液污染加重液压油中水分子是微生物在油液中赖以生存的必要条件，尤其是乳化水能为一些有害细菌提供生存的环境；
由于微生物能产生酸性物质，从而加速了化学腐蚀过程，加剧了液压系统中附件的腐蚀。
（3）气体的危害液压系统中的气体，主要危害有以下几方面。
①产生气穴，引起汽蚀溶解在油液中的气体当压力下降到一定程度时，就会呈微小气泡游离出来而悬浮在液体中，当气泡进入高压区时，就会受到绝热压缩，最后溃灭，使高压油液以很高速度冲向气泡中心，互相摩擦和撞击，使温度和压力骤然升高（局部温度可达1000。
C）。
这种局部撞击发生在固体壁上，将加剧附件表面的氧化腐蚀；
如气泡进入系统传动部件中，则传动动作迟缓，甚至出现传动时快时慢或爬行现象；
此外，气穴还会使液压泵气塞，导致供油量迅速下降并使油压脉动加剧。
②破坏润滑，加速油液氧化变质。
油液中的气体会使附在零件表面的油膜遭到破坏，从而减弱油液的润滑性，使相对运动零件出现黏合磨损；
而且，在高温高压的环境下，气体也易造成液压油氧化变质，生成有害的酸性物质或胶状沉淀物，腐蚀金属部件。
2.2.2系统污染物出现原因
（1）污染物的来源液压系统污染物的主要来源是外部进入和内部生成。
①污染物的外部进入外部进入是指在制造和维修工作中残留或带入系统的污染物，主要是：
a．制造和装配过程中残留在附件内部的金属屑、焊渣、型砂及清洗剂等污染物；
b．与飞机连接的地面设备的软管与接头等带入的污染物；
c．机务人员加油不用漏斗或雨雪天不注意防护带入的污染物；
d．换装附件时带人的污染物；
e．擦洗附件过程中带人的纤维等污染物；
f．系统附件外伸部分的往复移动等带入的污染物
②污染物的内部生成。
内部生成主要指系统工作时因磨损、氧化和锈蚀等因素而产生的污染物，主要是：
a．附件活动配合面，密封件在工作时频繁摩擦并磨损而产生的金属、密封材料等污染物；
b．液压油的分解、氧化及对附件的腐蚀等产生的污染物。
（2）．系统污染原因、根据调查分析，造成目前飞机液压系统污染严重的主要原因有以下几点。
①油液本身抗污染能力差。
飞机液压系统采用10号航空液压油，这种油液虽然有良好的性能，如沸点高、凝固点低、润滑性较好、对金属腐蚀小及具有机械稳定性和化学稳定性等优点。
但随温度升高，液压油的润滑性会大大下降，特别是当混有其他液体和气体后极易氧化变质，从而失去良好的性能。
②对污染控制的重要性认识不足。
由于有关人员缺乏油液污染控制的基本知识，不清楚系统污染的原因和防止污染的重要性，尤其是对超期服役的飞机污染控制不重视，致使一些机务人员在工作中不能自觉做好防污工作。
③对油液污染控制的标准落实不力虽然目前颁布了以GJB
3058为中心并且与液压系统总规GJB
638A相协调的液压污染控制标准体系，明确了飞机液压系统污染度验收和控制水平，以及液压系统要附件污染度验收水平和液压系统污染度分级和检测等。
但由于各种原因得不到贯彻和执行。
④监督管理制度不够完善。
由于没有专门负责管理污染控制工作的部门和人员，对机务工作中进行污染控制也没有明确规定，且缺乏有效的监管理机制，往往造成地面液压设备和加油用具等无专人管理；
油料的存放、运输和使用无法实施有效污染控制；
少数机务人员防污的思想观念淡薄，在拆装、加油、试验等实际工作中不按规定要求进行，如拆卸附件后不按规定包扎，附件分解安装前不按规定清洗，拆装和分解附件时动作粗野造成划伤等，也是导致目前飞机液压系统污染严重的一个重要原因。
⑤设计、检测手段不符合现代油液污染控制的要求飞机在设计过程中对液压系统污染控制考虑不足，这种情况尤其在相对落后的飞机中更为突出。
一些飞机上缺少油液污染自动检测装置，而液压系统和地面设备中所用的油滤精度又很低，这些都不满足对系统进行有效过滤和清洗的需要，因此无法对系统污染实施有效的控制。
且油箱采用开启式加油压缩空气增压，极易使杂物进入油液氧化和污染；
另外部队没有适用的液压系统清洗车，检测设备和方法相对落后，也使得污染不能做到超前预防，彻底消除，是造成系统污染的另一个重要原因。
2.2.3系统污染物的预防及排除
液压系统的污染防治是一项系统工程，必须由飞机的设计、制造、修理、维护以及油料供应等部门协调一致才能取得良好的效果。
为有效防治液压系统污染，应重点做好以几方面工作。
（1）提高对污染控制的重视程度。
要使机务人员明确污染控制工作的重要性、艰苦性和长期性；
加强条例、规程、法规、细则的学习，特别是有关污染控制标准、知识和规定的学习，使之在机务工作中一切按规章制度办事，养成良好的机务作风，培养防污染的自觉性。
（2）要认真监控容易造成污染的各个环节，主要是以下几个方面：
①严格防止从各种接口，如加油口、吸油接头、增压接头和蓄压器充气接头混入污染物；
严格防止在加、拆、装、换的过程中混入污染物。
②加入液压系统、附件、试验和保障设备的液压油必须符合规定的污染度要求；
各种化验、批准手续齐全；
加油前要检查、过滤，而且加油车也必须有良好的防雨性。
③避免附件在分解、装配、调整和试验等一系列维修活动中混入污染物，修理全过程都要采取有效的污染控制措施。
④要经常、仔细地检查油液污染状况，要不断提高测试设备性能和改进监控手段，以便对污染实施有效控制。
⑤对污染严重的系统清洗合格后，必须加强监控。
⑥地面保障设备应按规定保养，使其处于良好状态，并严格管理制度和操作规程，避免由于违规操作而使系统严重污染，造成重大经济损失。
2.3飞机液压导管
2.3.1飞机液压导管破裂故障分析
飞机液压系统工作压力较高，流量脉冲大，存在液压撞击并伴随有高频压力振荡；
加之液压油的循环使用也使其极易被污染。
如果飞机液压导管设计不合理，弯曲过多，会导致液压导管易破裂。
近几年多次出现飞机液压导管破裂的故障。
飞机液压导管破裂实际上是一种疲劳破坏，由于在液压导管上存在交变载荷的作用，通过对飞机液压导管进行受力分析可知，导管在工作中的受力形式主要表现为弯曲振动和径向振动。
[5]
2.3.2弯曲振动引起破裂
导管的弯曲振动是指导管受到反复弯曲的作用。
这种弯曲作用通常在导管固定夹子间相互距离较远时更为强烈。
由于金属导管是靠夹子固定在飞机和部件上的，当飞机或部件振动时，就会迫使固定在其上的导管发生振动。
因为飞机的振动是不可避免的，而飞机上各个部位的振动频率和振幅常常不同，所以也就由此产生导管的弯曲振动。
如果迫使导管振动的作用力过大，或者受力的变化频率和导管的固有频率相近而产生共振时，就可能使导管在短期内产生疲劳裂纹而破裂，尤其是当导管某处有损伤时，就更有可能在该处发生破裂。
当导管本身弯曲时，如果管内流体压力脉动，也会引起导管的弯曲振动。
如下图所示，在弯曲部位任意取两截面A—A和B—B（两截面不平行），两截面上油液作用力FA和FB会形成一个垂直于导管轴线的合力F。
当油液压力周期性变化时，F也周期性变化，迫使导管产生弯曲振动。
特别是油压脉动强烈或合力F的变化频率与导管的固有频率相近时，就会引起导管的强烈弯曲振动
图2.3导管的弯曲振动表面应力分析
而在液压系统中，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，管路中会引起液压撞击，产生比原来大几倍的瞬间压力，它们都会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。
试验证明，某段导管所能承受的最大压力高达50～60MPa，但它所能承受的高频重复载荷仅为7．5～10MPa；
所以这些地方的导管就易发生破裂。
例如，某一型飞机主、副液压泵出Vl导管，由于压力脉动大，导管本身弯曲，而且刚度大，安装困难，易产生安装应力；
加上该部位空间小，拆卸液压泵时也易损伤导管，从而导致该导管多次破裂。
由于导管弯曲振动时，往往在导管支撑点和连接点附近产生的应力最大，且最大正应力位于导管横截面上离中性轴最远的A、B两点处，如下图所示。
图2.4导管弯动面应力分析
因此导管产生的疲劳裂纹是沿圆周方向，而且由外壁向内壁逐渐扩展。
2.3.3径向振动引起皮破裂
分析在流体压力的作用下，导管将沿半径方向稍稍向外扩张（发生径向变形），当油液压力周期性变化时，导管就会产生径向振动。
当导管横截面为圆环形时，管壁上沿圆周方向的应力分布是均匀的，导管不易破裂；
而对于横截面呈椭
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