民用飛機液壓油箱引氣增壓和自增壓對比分析

周宇峰

【摘 要】現代民用飛機液壓油箱通常采用增壓密封油箱，本文針對引氣增壓油箱和自增壓油箱進行了簡要概述，并對比分析了各自優缺點，對民用飛機液壓油箱的設計具有實際的指導意義。

【關鍵詞】民用飛機；液壓油箱；引氣增壓；自增壓

0 引言

早期的飛機飛行高度低，大多數采用非增壓油箱（油箱與大氣相通），非增壓油箱依靠環境空氣壓力和重力驅使油液從油箱流入液壓泵，油箱安裝位置必須高于液壓泵，且在高空液壓泵吸油口容易產生氣穴[1]；為避免上述問題，現代民航運輸機通常采用增壓密封的油箱，以保證泵的入口壓力維持在一定值。一般增壓油箱有引氣增壓式和自增壓式的兩種形式[2]，亦可稱為非隔離式油箱和隔離式油箱[3]。

1 引氣增壓油箱

引氣增壓油箱通過引氣增壓系統將飛機上的氣源引入到液壓油箱進行增壓，飛機上的氣源可以直接采用發動機壓氣機引出的增壓空氣，也可以從專門設置的增壓氣瓶引氣[4]。引氣增壓油箱的內部構造如圖1所示。

1.1 引氣增壓油箱的優點

引氣增壓油箱結構簡單、重量輕、形狀沒有嚴格要求，對安裝空間要求不高。此外，油箱內部立管的設計可以提高液壓系統的可靠性——現代飛機液壓系統油箱一般為兩個液壓泵供油，包括作為主泵的發動機驅動泵（EDP）和作為備用泵的電機驅動泵（EMDP），當發動機驅動泵（EDP）供油管路發生嚴重泄漏時，立管的存在使得油箱仍然能夠保持一定量的油液供給電機驅動泵（EMDP）使用。

1.2 引氣增壓油箱的缺點

增壓空氣直接與油液相接觸，會導致油液中空氣溶入量大幅增加，使油液剛度顯著下降，系統更易產生氣穴和噪聲；立管的存在使得油箱安裝方位受到限制，必須為豎直安裝；另一方面，增壓空氣若不加處理可能含有水汽、塵埃等污染物，油液中混入水后會造成鋼制零件表面銹蝕，油液混入塵埃等固體污染物會增加油液污染度，因此，為保證增壓空氣干燥、干凈，增壓系統中需設置氣濾和沉淀器等附件。

2 自增壓油箱

自增壓油箱是活塞式結構，其工作原理是利用系統的高壓油返回作用在油箱的增壓活塞上，通過液體壓力在活塞上施加壓力，為油箱中的液壓油增壓，增壓壓力的大小由活塞的面積比確定。自增壓油箱常用的兩種結構如圖2和圖3所示。

2.1 自增壓油箱的優點

自增壓油箱油氣隔離，杜絕了外界空氣、水和污染顆粒直接進入系統的可能性，解決了氣體溶入油液的問題，并能防止油液被污染，油液能保持較高的工作品質；自增壓油箱對安裝方位沒有特定限制。

2.2 自增壓油箱的缺點

與引氣增壓油箱相比，自增壓油箱連通系統高壓壓力油的結構壁厚更大，自增壓油箱自身重量更大，且自增壓活塞式結構使得油箱體積較大，占用的安裝空間大；考慮到飛機停車后液壓系統壓力喪失，自增壓油箱一般需要增加一個專用的增壓蓄壓器，以保持液壓系統重新啟動時的預增壓，受到系統靜態泄漏的影響，即使增加蓄壓器，停車后油箱預增壓的時間仍然存在一定的限制；此外，自增壓油箱在加油時必須采用壓力加油法，加油后必須排氣，否則混入油箱的氣體會造成油量指示錯誤。

3 總結

引氣增壓油箱結構簡單、重量輕、占用安裝空間小，立管的結構可以提高系統可靠性，但油液溶入較多空氣，易使系統產生氣穴和噪聲，且安裝方位必須豎直。自增壓油箱自身重量和占用空間更大，飛機停車后增壓時間存在限制，但是油箱與外界隔離，杜絕了氣體溶入油液和油液污染的問題，能保持油液較高的工作品質，自增壓油箱安裝方位也沒有特定限制。

引氣增壓油箱在飛機上應用廣泛，但目前國內外在高性能的飛機上普遍采用自增壓油箱。

【參考文獻】

[1]王少萍[美]Mileta Tomovic，劉紅.民機液壓系統[M].上海：上海交通大學出版社，2015：97-98.

[2]李艷軍.飛機液壓傳動與控制[M].北京：科學出版社，2009：118-120.

[3]王永熙.飛機設計手冊第12冊：飛行控制系統和液壓系統設計[M].北京：航空工業出版社，2013，12：671-673.

[4]韓定邦.民用飛機液壓自增壓油箱增壓源對比分析[J].科技世界，2012，129.

[責任編輯：田吉捷]