液壓系統(tǒng)概述主講人：吳鵬《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》01.液壓傳動(dòng)原理02.液壓系統(tǒng)的組成03.液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)04.液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢目錄contents一、液壓傳動(dòng)原理帕斯卡原理指出，在裝滿液體的密閉容器內(nèi)，在邊界處對(duì)液體施加壓力時(shí)，液體能把這一壓力大小不變地向四面八方傳遞。液壓傳動(dòng)建立在帕斯卡原理基礎(chǔ)之上，以液體為工作介質(zhì)，利用液體靜壓能來完成傳動(dòng)功能的一種傳動(dòng)方式，也稱容積式傳動(dòng)。一、液壓傳動(dòng)原理基于帕斯卡原理的最簡單的液壓傳動(dòng)模型。它由兩個(gè)液壓缸（又稱作動(dòng)筒）1和2組成，中間由管道相連，內(nèi)部充滿了液體。當(dāng)液壓缸1的活塞向左移動(dòng)時(shí),液壓缸1左腔內(nèi)的液體被擠入液壓缸2的右腔，這兩個(gè)腔內(nèi)的壓力升高,液壓缸2的活塞被迫向左移動(dòng)。若連續(xù)推動(dòng)液壓缸1的活塞，則液體連續(xù)地流經(jīng)管道并推動(dòng)液壓缸2的活塞持續(xù)運(yùn)動(dòng)。液壓缸1推動(dòng)液體流動(dòng)并使液體建立壓力，它就是一個(gè)簡單的手動(dòng)液壓泵；液壓缸2用來推動(dòng)負(fù)載，它就是一個(gè)液壓執(zhí)行元件。一、液壓傳動(dòng)原理分析液壓傳動(dòng)模型，可知液壓傳動(dòng)具有如下特性：為克服負(fù)載（F）必須給油液施加足夠大的壓力（P）,負(fù)載越大所需壓力也越大。這是液壓傳動(dòng)中的一個(gè)基本規(guī)律：壓力取決于負(fù)載。2液壓傳動(dòng)以液體作為傳遞能量的介質(zhì)，因此傳動(dòng)必須在封閉的容器內(nèi)進(jìn)行。1要完成一定的傳動(dòng)動(dòng)作，僅利用油液傳遞壓力是不夠的，還必須使油液不斷地向執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)。單位時(shí)間內(nèi)流入作動(dòng)筒的油液體積稱為流量（符號(hào)為Q）,流量越大活塞的運(yùn)動(dòng)速度越大。這也是液壓傳動(dòng)中的另一個(gè)重要規(guī)律：輸出速度取決于流量。3液壓傳動(dòng)的主要參數(shù)是壓力F和流量Q。4液壓傳動(dòng)中的液壓功率等于壓力與流量的乘積。5液壓系統(tǒng)由一些液壓必要的功能元件組成，一般包括四種功能元件：二、液壓系統(tǒng)的組成目前對(duì)液壓系統(tǒng)的組成基本上有兩種闡述方法，一種是按組成系統(tǒng)的液壓元件的功能劃分，另一種是按組成整個(gè)系統(tǒng)的分系統(tǒng)劃分。（1）按液壓元件的功能劃分動(dòng)力元件指液壓泵，它將電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能；1執(zhí)行元件指液壓作動(dòng)筒和液壓馬達(dá)，它們將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；2液壓系統(tǒng)由一些液壓必要的功能元件組成，一般包括四種功能元件：二、液壓系統(tǒng)的組成控制元件即各種閥，它們調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各部分液體的壓力、流量和方向,以滿足工作要求；3輔助元件，除上述三項(xiàng)組成元件之外的其他元件，包括油箱、油濾、散熱器、蓄壓器及導(dǎo)管、接頭和密封件等。4二、液壓系統(tǒng)的組成（2）按組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)劃分從系統(tǒng)的功能觀點(diǎn)來看，液壓系統(tǒng)可分為液壓源系統(tǒng)和工作系統(tǒng)兩大部分。液壓源系統(tǒng)包括泵、油箱、油濾系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)及蓄壓器等。飛機(jī)液壓源系統(tǒng)的部件，除發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵外，絕大部分位于液壓艙內(nèi)（主輪艙區(qū)域或?qū)ｉT的液壓設(shè)備艙內(nèi)）。1二、液壓系統(tǒng)的組成（2）按組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)劃分從系統(tǒng)的功能觀點(diǎn)來看，液壓系統(tǒng)可分為液壓源系統(tǒng)和工作系統(tǒng)兩大部分。工作系統(tǒng)（或液壓操作系統(tǒng)、用壓系統(tǒng)），是利用液壓源系統(tǒng)提供的液壓能執(zhí)行工作任務(wù)的系統(tǒng)。利用執(zhí)行元件和控制元件進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，即可產(chǎn)生各種形式的運(yùn)動(dòng)或不同順序的運(yùn)動(dòng)。2三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）液壓源單位功率的重量輕,結(jié)構(gòu)尺寸小。軸向柱塞泵每千瓦功率的重量只有1.5?2N,而直流電機(jī)則高達(dá)15?20N。在同等功率下，前者的重量只有后者的10%?20%；至于尺寸相差就更大，前者為后者的12%?13%。優(yōu)點(diǎn)（2）液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)反應(yīng)速度快。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的慣量可達(dá)到其輸出轉(zhuǎn)矩的50%左右,而液壓馬達(dá)則不大于5%。所以在加速中，同等功率的電動(dòng)機(jī)需Is到幾秒的時(shí)間，而液壓馬達(dá)只需0.1s。液壓傳動(dòng)可在高速狀態(tài)下起動(dòng)、制動(dòng)和換向，對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)每分鐘可達(dá)500次；直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓作動(dòng)筒每分鐘可達(dá)400-1000次,這是其他傳動(dòng)控制方式無法比擬的。三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（3）大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速性能好。調(diào)速范圍可達(dá)200?250,而電動(dòng)機(jī)通常只能達(dá)到20。電氣傳動(dòng)無級(jí)調(diào)速,但調(diào)速范圍小，轉(zhuǎn)速過低則不穩(wěn)定，而液壓傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是液壓馬達(dá)可在極低的轉(zhuǎn)速下輸出很大的轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速可低至lr/min）。優(yōu)點(diǎn)（4）能傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩。傳遞較大的力和轉(zhuǎn)矩是液壓傳動(dòng)的突出優(yōu)點(diǎn)。三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（6）操縱、控制、調(diào)節(jié)比較方便、省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。尤其與電氣控制結(jié)合起來，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。優(yōu)點(diǎn)（7）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和自動(dòng)潤滑,元件使用壽命較長。優(yōu)點(diǎn)（5）易實(shí)現(xiàn)功率放大。這在控制系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的特點(diǎn),它可以減少執(zhí)行部件所需的操縱力，輸入微小的信號(hào)可得到較大的功率輸出o對(duì)于電液伺服控制系統(tǒng)，其放大倍數(shù)可達(dá)30萬倍以上。三、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓信號(hào)傳遞速度慢，與以光速傳播的電控信號(hào)無法相比；2液壓元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高,成本高，維修技術(shù)要求高；1液壓能量的傳遞很不方便,液壓管路布置、連接麻煩,很難避免液壓油泄漏。3四、液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢（1）液壓源供壓的壓力逐漸提高飛機(jī)采用液壓源系統(tǒng)可追溯到道格拉斯公司1935年首飛的DC-3型飛機(jī)，系統(tǒng)壓力僅為785psi，后續(xù)研發(fā)的飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力逐漸升高（具體數(shù)據(jù)如表所示），我們可以看到最新民航飛機(jī)（B787和A350）液壓源系統(tǒng)的壓力已經(jīng)從3000psi到5000psi。飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力演變序號(hào)機(jī)型年份壓力1DC-31935785psi(55bar)2B72719633000psi(210bar)3協(xié)和19694000psi(280bar)4B787，A350