液壓系統概述主講人：吳鵬《飛機結構與系統》01.液壓傳動原理02.液壓系統的組成03.液壓傳動的優(yōu)缺點04.液壓傳動技術的發(fā)展趨勢目錄contents一、液壓傳動原理帕斯卡原理指出，在裝滿液體的密閉容器內，在邊界處對液體施加壓力時，液體能把這一壓力大小不變地向四面八方傳遞。液壓傳動建立在帕斯卡原理基礎之上，以液體為工作介質，利用液體靜壓能來完成傳動功能的一種傳動方式，也稱容積式傳動。一、液壓傳動原理基于帕斯卡原理的最簡單的液壓傳動模型。它由兩個液壓缸（又稱作動筒）1和2組成，中間由管道相連，內部充滿了液體。當液壓缸1的活塞向左移動時,液壓缸1左腔內的液體被擠入液壓缸2的右腔，這兩個腔內的壓力升高,液壓缸2的活塞被迫向左移動。若連續(xù)推動液壓缸1的活塞，則液體連續(xù)地流經管道并推動液壓缸2的活塞持續(xù)運動。液壓缸1推動液體流動并使液體建立壓力，它就是一個簡單的手動液壓泵；液壓缸2用來推動負載，它就是一個液壓執(zhí)行元件。一、液壓傳動原理分析液壓傳動模型，可知液壓傳動具有如下特性：為克服負載（F）必須給油液施加足夠大的壓力（P）,負載越大所需壓力也越大。這是液壓傳動中的一個基本規(guī)律：壓力取決于負載。2液壓傳動以液體作為傳遞能量的介質，因此傳動必須在封閉的容器內進行。1要完成一定的傳動動作，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)行機構運動方向流動。單位時間內流入作動筒的油液體積稱為流量（符號為Q）,流量越大活塞的運動速度越大。這也是液壓傳動中的另一個重要規(guī)律：輸出速度取決于流量。3液壓傳動的主要參數是壓力F和流量Q。4液壓傳動中的液壓功率等于壓力與流量的乘積。5液壓系統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、液壓系統的組成目前對液壓系統的組成基本上有兩種闡述方法，一種是按組成系統的液壓元件的功能劃分，另一種是按組成整個系統的分系統劃分。（1）按液壓元件的功能劃分動力元件指液壓泵，它將電動機或發(fā)動機產生的機械能轉換成液體的壓力能；1執(zhí)行元件指液壓作動筒和液壓馬達，它們將液體的壓力能轉換為機械能；2液壓系統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、液壓系統的組成控制元件即各種閥，它們調節(jié)系統內各部分液體的壓力、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、蓄壓器及導管、接頭和密封件等。4二、液壓系統的組成（2）按組成系統的分系統劃分從系統的功能觀點來看，液壓系統可分為液壓源系統和工作系統兩大部分。液壓源系統包括泵、油箱、油濾系統、冷卻系統、壓力調節(jié)系統及蓄壓器等。飛機液壓源系統的部件，除發(fā)動機驅動泵外，絕大部分位于液壓艙內（主輪艙區(qū)域或專門的液壓設備艙內）。1二、液壓系統的組成（2）按組成系統的分系統劃分從系統的功能觀點來看，液壓系統可分為液壓源系統和工作系統兩大部分。工作系統（或液壓操作系統、用壓系統），是利用液壓源系統提供的液壓能執(zhí)行工作任務的系統。利用執(zhí)行元件和控制元件進行適當的組合，即可產生各種形式的運動或不同順序的運動。2三、液壓傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點（1）液壓源單位功率的重量輕,結構尺寸小。軸向柱塞泵每千瓦功率的重量只有1.5?2N,而直流電機則高達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（2）液壓執(zhí)行機構反應速度快。電動機轉動部件的慣量可達到其輸出轉矩的50%左右,而液壓馬達則不大于5%。所以在加速中，同等功率的電動機需Is到幾秒的時間，而液壓馬達只需0.1s。液壓傳動可在高速狀態(tài)下起動、制動和換向，對于旋轉運動的液壓馬達每分鐘可達500次；直線往復運動的液壓作動筒每分鐘可達400-1000次,這是其他傳動控制方式無法比擬的。三、液壓傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點（3）大范圍內實現無級調速，而且調速性能好。調速范圍可達200?250,而電動機通常只能達到20。電氣傳動無級調速,但調速范圍小，轉速過低則不穩(wěn)定，而液壓傳動執(zhí)行機構，特別是液壓馬達可在極低的轉速下輸出很大的轉矩（轉速可低至lr/min）。優(yōu)點（4）能傳遞較大的力和轉矩。傳遞較大的力和轉矩是液壓傳動的突出優(yōu)點。三、液壓傳動的優(yōu)缺點優(yōu)點（6）操縱、控制、調節(jié)比較方便、省力，易實現自動化。尤其與電氣控制結合起來，能實現復雜的順序動作和遠程控制。優(yōu)點（7）易于實現過載保護和自動潤滑,元件使用壽命較長。優(yōu)點（5）易實現功率放大。這在控制系統中是一個非常重要的特點,它可以減少執(zhí)行部件所需的操縱力，輸入微小的信號可得到較大的功率輸出o對于電液伺服控制系統，其放大倍數可達30萬倍以上。三、液壓傳動的優(yōu)缺點液壓信號傳遞速度慢，與以光速傳播的電控信號無法相比；2液壓元件結構復雜，制造精度要求高,成本高，維修技術要求高；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、液壓傳動技術的發(fā)展趨勢（1）液壓源供壓的壓力逐漸提高飛機采用液壓源系統可追溯到道格拉斯公司1935年首飛的DC-3型飛機，系統壓力僅為785psi，后續(xù)研發(fā)的飛機液壓系統壓力逐漸升高（具體數據如表所示），我們可以看到最新民航飛機（B787和A350）液壓源系統的壓力已經從3000psi到5000psi。飛機液壓系統壓力演變序號機型年份壓力1DC-31935785psi(55bar)2B72719633000psi(210bar)3協和19694000psi(280bar)4B787，A350