發動機液壓導管破裂原因探討及預防措施

郭亞麗

摘 要：航空發動機的液壓導管猶如人體中的血管一樣，起著非常大的作用，一旦液壓導管發生破裂會對飛機發動機的正常運行造成極大的影響，重則甚至會導致飛機失事。本文作者結合自己多年工作經驗對發動機導管發生破裂的原因進行分析，并簡要介紹應對措施。

關鍵詞：液壓導管；疲勞破壞；破裂

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A

發動機是飛機的心臟，其中各種導管就相當于人體中的血管，將發動機中的液壓、燃油、冷氣等輸送到相應的位置，一旦發生破裂將會對飛機的安全造成很大的影響。其中液壓系統通常工作在較高的壓力下，其液體流動不是均勻的，由于液壓泵供壓會產生一定的脈沖沖擊，這些都會對液壓導管的使用壽命產生很大的影響，并且由于液壓管路是一個循環系統，液壓油在使用過程中很容易受到污染，因此，發動機液壓導管相對于飛機中的其他導管更容易破裂。我們需要找出飛機導管發生破了的原因，并有針對性的解決這一問題。本文會對發動機導管發生破裂的原因進行分析并提出應對措施。

1 發動機液壓系統簡介

液壓系統通常由以下部分組成：（1）供壓部分：包括主油泵、應急油泵和蓄能器等，主油泵裝在飛機發動機的傳動機匣上，由發動機帶動。蓄能器用于保持整個系統工作平穩。（2）執行部分：包括作動筒、液壓馬達和助力器等。通過它們將油液的壓力能轉換為機械能。（3）控制部分：用于控制系統中的油液流量、壓力和執行元件的運動方向，包括壓力閥、流量閥、方向閥和伺服閥等。（4）輔助部分：保證系統正常工作的環境條件，指示工作狀態所需的元件，包括油箱、導管、油濾、壓力表和散熱器等。其中導管是液壓油的流通管道，由于發動機的設計要求，導管在很多地方會存在應力集中的地方，會由于種種原因而導致導管破裂，下面將會對導管破裂的原因進行分析。

2 發動機液壓導管破裂分析

導管的彎曲振動，徑向振動以及維修不良等都會引起導管的破裂，導管破裂會導致飛機操縱失靈，引起災難。

2.1彎曲振動引起破裂分析。導管的彎曲振動是指導管受到反復彎曲的作用。這種彎曲作用一般來自于飛機的振動，當導管未按規范固定時，這種作用尤為強烈。導管通常采用夾子進行固定在飛機和部件上的，當飛機或 部 件 振 動時，其振動就會傳遞到導管上，并帶動導管一起 振 動 。飛機的在飛 行過程中不可避免的要受到氣流 、飛機自 身等影響產生 振 動 。而且由于振動源不同 帶來大的各部的振動頻率也不 同 。當振 動的幅度過大時或者是振動源的振動頻率與 導管的固有率相近而產生共振，導管就有可能會由于振動而產生疲勞裂紋而破裂，特別是導管本身帶有損傷時，更容易在受損傷處發生破裂。

導管在沿發動機布置時不可避免的要有彎曲的地方，當液壓油在管內流動時，液壓油的壓力脈動也會引起導管的彎曲振動，從而是導管隨著液壓油而產生彎曲振動，特別是油壓與導管的固有頻率產生共振時，振動的幅度更為劇烈。液壓油的振動一般來自于液壓泵，來自于液壓泵的 出 口流量脈動，遇到管路系統阻抗之后， 就 轉 換成了壓力脈動，尤其是當突然打開和關閉液壓控制閥時，液壓撞擊產生的瞬間壓力是原來壓力的好幾倍，從而引起較大的液壓脈動；另外液壓撞擊時，油液壓力要發生高頻振蕩，從而使導管受到高頻重復的載荷作用。這些都會使發動機導管產生彎曲振動，導管由于疲勞而產生破裂。

2.2徑向振動引起破裂分析。液壓油在管路中流動時，由于液壓系統中的壓力作用，導管將會受到徑向力作用而沿半徑方向稍稍向外擴張，當液壓油的壓力呈現周期性變化時，導管會沿著徑向作用力的方向產生振動，如果導管是標準圓形時，其沿著徑向方向的力是分布均勻的，但是當導管是不規則圓形時，液壓油的壓力降迫使導管恢復到圓形受力均勻的形態。在導管形變的過程中，油壓作用于曲率變形最大的部分作用力最大，導管內壁處受到的壓力比對應的外壁沿圓周方向的拉伸應力大，液壓油是循環使用的，很容易發生污染，一旦發生污染將會很容易腐蝕內壁，因此，前邊受力最大的部分就會產生裂紋，而后慢慢擴展直至破裂。

2.3維修不良引起破裂分析。在液壓導管的維修過程中如果操作不當就會使導管產生磨損、壓傷、變形和腐蝕，這些安全隱患都會使導管在振動的作用下破裂。下面從三個方面介紹維修過程中的不當操作。

2.3.1 液壓導管的固定安裝不當。發動機由于空間限制，導致拆裝困難，在安裝時安裝不到位就會導致導管發生形變，從而對導管附加了一定的應力，這就對導管的使用壽命產生了嚴重的影響，同時在導管的固定過程中，過松或過緊都會對導管產生影響，當固定過松時，導管將會與固定的卡子產生摩擦，當固定過緊時，將會使導管受壓產生形變，這些都會為導管的安全埋下隱患。

2.3.2 液壓導管彎制不到位。由于發動機的空間限制，導管難免有需要彎曲的地方，如在彎制導管的過程中未按照要求操作，彎制的導管的圓度將無法保證，這樣就會在發生振動時產生振動破裂。

2.3.3 液壓導管因污染受到腐蝕。導管腐蝕分為內表面腐蝕和外表面腐蝕，其中外表面腐蝕多是由于導管表面的保護層受到破壞，一些水分、油類、塵土趁機沾染到導管上進而產生的腐蝕。而導管內壁的腐蝕，多是由于液壓油受到污染從而對內壁造成腐蝕。由于液壓油是在導管內循環運動的，一旦油液受到污染時，在導管內高壓、高速循環時，將會對內壁產生嚴重的磨損，甚至劃傷內壁。

3 避免液壓導管破裂的措施

以上列舉了一些液壓導管產生破裂的原因，下面我們列舉一些應對措施來避免導管發生破裂。（1）在滿足系統性能要求的前提下，通過加裝蓄能器或消振器等來減少由于液壓泵而引起的振動。（2）液壓導管在固定時需要按照設計圖紙進行固定，不得隨意進行更改，因為，導管固定夾子間的距離，對導管彎曲振動的固有頻率有影響。如果不按照設計進行固定，將會有產生共振的風險。（3）在進行維修作業時導管的安裝和彎制都應按照相關的規范進行操作，需要保持導管表面的清潔，及時擦去導管表面的油污和塵土，以免造成腐蝕，同時應做好各連接部分的密封工作，避免雜質進入造成液壓油污染。（4）在進行導管固定時，需要在固定夾子上采用橡皮墊、海綿等，避免導管與夾子的摩擦或者是擠壓變形。在用夾子進行固定時需要做到適度，避免過緊或過松。

結語

本文從發動機導管的結構、安裝等對容易造成液壓導管破裂的原因進行了分析，并有針對性的提出了應對措施。希望看了本文能對相關從業人員的工作有所幫助。

參考文獻

[1]張利平.液壓氣動系統設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1997.endprint