Рабочие жидкости гидравлических систем

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Рабочими телами гидравлических систем являются жидкости. С развитием техники растут мощности, повышается температурный режим, ужесточаются условия эксплуатации жидкости. Рабочие жидкости современных самолетов должны удовлетворять следующим требованиям:

- вязкость должна незначительно изменяться с изменением температуры;

- обладать хорошими смазывающими свойствами;

- не изменять структуру при механических воздействиях и высоких температурах;

- иметь малую упругость насыщенных паров;

- обладать высокой температурой кипения и воспламенения.

На самолётах старшего поколения используется жидкость АМГ-10 (авиационная минеральная гидросмесь) и ее модификации. С повышением требований к рабочим телам стали разрабатываться другие жидкости. На самолётах типа Ил-86, Ил-96 применяются жидкости НГЖ-4, НГЖ-5У (негорючая гидрожидкость), а для сверхзвукового самолёта Ту-144 была разработана гидрожидкость 7-50С-3.

АМГ-10 представляет собой очищенную смесь лёгкой фракции нефти типа керосина с антиокислителем нафтолом и загустителем виниполом, добавляемым для увеличения вязкости и стабилизации её по температуре. Гидрожидкость окрашена органическим красителем в красный цвет для опознавания и выявления утечек. Загуститель винипол, как и другие присадки, увеличивающие вязкость, имеет длинные углеводородные цепочки, которые разрушаются при многократном продавливании жидкости через малые зазоры, отверстия и значительном воздействии давления в парах трения. Из-за деструкции молекул вязкость жидкости уменьшается и ухудшаются смазывающие свойства. В связи с этим была разработана жидкость АМГ-10Б, обладающая повышенной механической стабильностью.

Для работы с жидкостью АМГ-10 уплотнения должны быть выполнены из резины ИРП-1078. Если уплотнения будут сделаны из резины другой марки, то они будут её впитывать и разбухать. Хранить жидкость АМГ-10 в заводской таре следует не более двух лет. При более длительном хранении из неё выпадают смолы.

НГЖ-4 представляет собой смесь фосфорорганических эфиров с загустителем и специальной присадкой. Она фиолетового цвета, гигроскопична, имеет низкую гидролитическую стабильность, но не вызывает коррозии металлов и покрытий при содержании влаги до 0.5% массы. Медленно горит и гаснет при удалении пламени, т.е. пламя не распространяется. При контакте с воздухом возможна деструкция и частичный гидролиз компонентов с выделением спиртов и образованием кислых фосфорорганических эфиров, которые постепенно накапливаются в системе. Поэтому желательно полости над свободной поверхностью в баке заполнять азотом.

При работе с жидкостью НГЖ-4 уплотнения должны быть сделаны из резины марок ИРП-1375, ИРП-1376, ИРП-1377 и 51-1524НТА. Необходимо использовать специальные покрытия, эмали, клеи и пластмассы. НГЖ-4 агрессивна к оргстеклам и вызывает коррозию свинца, меди и фосфатного покрытия. По степени токсичности НГЖ-4 относят ко второму классу, поэтому обслуживающий персонал должен быть в спецодежде. В случае выброса жидкости следует включить вентиляцию и покинуть помещение; отсек с утечкой должен быть продут сжатым воздухом, а через 15-20 минут остатки рабочего тела необходимо убрать ветошью, поместить её затем в специальную закрытую металлическую тару. Если жидкость попала на кожу, её необходимо промыть с мылом или раствором специального порошка. Заправку НГЖ-4 следует производить специальным заправщиком УПГ-300НГЖ. Использовать УПГ-300, работающий с АМГ-10, запрещается. Гарантийный срок хранения НГЖ-4 –5 лет. В настоящее время используется новая модификация жидкости НГЖ-5У.

Полисилоксановая жидкость 7-50С-3 имеет ещё больший диапазон рабочих температур. Она желтого цвета, имеет также антиокислительные и противоизносные присадки, но не содержит загустителя, поэтому при эксплуатации её вязкость практически не меняется. Она имеет малую упругость насыщенных паров и устойчива к окислению, но больше чем АМГ-10 растворяет воздух, легко гидролизуется и с повышением температуры у неё ухудшаются износные свойства. С 7-50С-3 не должны применяться медные, кадмиевые и фосфатные покрытия.

На международных авиалиниях гидросистемы отечественных самолетов могут заполняться зарубежными жидкостями. Аналогом АМГ-10 является жидкость MIL-H-5606 ( США ). Её показатели мало отличаются от показателей АМГ-10, но при положительных и отрицательных температурах она имеет несколько более высокую вязкость. С целью повышения противопожарных характеристик была разработана жидкость на основе синтетических углеводородов - MIL-H-83282. Она полностью совместима с жидкостями типа MIL-H-5606 и материалами гидравлических систем MIL-H-5606. Все физические свойства MIL-H-83282 (в настоящее время - MIL-PRF-83282) аналогичны или превосходят свойства MIL-H-5606 (в настоящее время - MIL-PRF-5606), за исключением низкотемпературной вязкости. Широко применяется также минеральное масло AeroShell Fluid 41. Оно предназначено для использования во всех гидросистемах современной авиационной техники, требующих жидкостей на минеральной основе. В частности, AeroShell Fluid 41 рекомендуется применять там, где использование «сверхчистой» жидкости может повысить надежность работы систем. Продукт работоспособен в диапазоне температур от - 54⁰С до + 90⁰С в обычных системах и от - 54⁰С до +135⁰С в гидросистемах с наддувом. Жидкость AeroShell Fluid 41 красного цвета.

Аналогом НГЖ-4 является пурпурная жидкость Скайдрол 500А и фиолетовая Скайдрол 500В, имеющая антикавитационные присадки. В настоящее время их модификация - гидравлическая жидкость Скайдрол LD-4 внедрена в эксплуатацию в отечественных авиакомпаниях, в том числе и на отечественных самолетах типа Ил-96, ТУ-204, ТУ-214, Суперджет 100 и др. Гидравлическая жидкость Скайдрол LD-4 производства фирмы Solutia Inc.(США) на основе фосфатных эфиров представляет собой зарубежный аналог гидрожидкости НГЖ-5У. Взаимная дозаправка жидкостей Скайдрол LD-4 и НГЖ-5У допустима в любых пропорциях. Скайдрол LD-4 обладает высокой термической стабильностью и эрозионной стойкостью, совместима с резинами. Срок годности в таре поставщика при соблюдении условий хранения - 10 лет.

Основные характеристики жидкостей, применяемых на современных гражданских самолетах, приведены в табл.1.1.

Таблица 1.1

Параметр	Марка жидкости
7-50С-3	АМГ-10	Aero Shell Fluid 41	НГЖ-4 (НГЖ-5у)	Скайдрол LD-4
Общая характеристика, состав	Синтети- ческое, смесь по-лисилокса-новой ж-ти и органи-ческого эфира	Минераль-ное, лёгкие фракции нефти типа керосина	Минераль-ное, лёгкие фракции нефти типа керосина	Синтети-ческое, смесь фосфорор-ганических эфиров	Синтети-ческое, смесь фосфорор-ганических эфиров
Цвет	Желтый	Красный	Красный	Фиалето-вый	Пурпурный
Плотность при 20º С, г/см³	0, 93-0, 94	0, 85-0, 93	0, 87	1, 06	1, 01
Кинематическая вязкость, 10^-6м²/с при температуре -50º С -40 º С 50 º С 100 º С	1200-1280 - 10-10, 5 3, 5-4, 0	1100-1390 - 10, 5-11, 3 4, 4-4, 6	14, 1(40 º С) 5, 3	- 9, 14 3, 79	- - 11 (38 º С) 3, 66-4, 0
Температура вспышки в закрытом тигле, º С	182-200	91-105
Температура застывания, º С	-70	-70	-60	-70	-70

Фильтрация гидрожидкости

Одним из недостатков гидравлических систем являются высокие требования к чистоте гидрожидкости. Зазор между гильзой и золотником, другими взаимноперемещающимися парами составляет 2-4 микрона. Для предотвращения отказов ГС в процессе эксплуатации жидкость в системах тщательно фильтруется.

Загрязнениями становятся:

- продукты износа деталей элементов систем;

- продукты окисления и других физико-химических процессов, происходящих в жидкости;

- частицы, попадающие извне, в том числе при замене агрегатов, подсоединении наземного источника энергии и т.п.

В процессе эксплуатации уровень загрязненности сначала растет, а затем стабилизируется. Вопросы фильтрации были рассмотрены в курсе гидравлики. Фильтроэлементы подразделяются на регенерируемые и одноразовые. К одноразовым относятся неорганическое стекловолокно и бумага. К регенерируемым: металлическая сетка и волокно из нержавеющей стали (см.Рис.1.2). Элементы из металлической сетки можно вымачивать в специальных растворах и продувать сжатым воздухом. Такой фильтрующий элемент можно использовать до 10 раз. Однако у этой способности есть и обратная сторона - такие элементы не эффективны при потребной фильтрации 25 мкм и меньше. Металлическое волокно способно отсеивать частицы от 3 мкм и больше, однако процесс его регенерации более сложный: необходима ультразвуковая ванна со специальным раствором и компрессор. За счёт возможности регенерации, эти элементы более дорогостоящие, нежели одноразовые.

Рис.1.2

По мере наработки фильтры засоряются, перепад на фильтрующем элементе возрастает, что может привести к разрушению сетки фильтра и отфильтрованные загрязнения при этом поступают в систему. Поэтому, как отмечалось ранее, фильтры снабжаются перепускными клапанами, срабатывающими при увеличении перепада давления на фильтрующем элементе. На самолетах нового поколения, при увеличении перепада давления на фильтре срабатывает сигнализатор и на панели гидросистемы загорается табло «Фильтр засорен». Для обеспечения удобства эксплуатации фильтры снабжаются отсечными клапанами, что позволяет демонтировать фильтр без слива рабочей жидкости из системы.

Рис.1.3

В качестве примера рассмотрим конструкция и работу гидравлического фильтра самолета Ил-76. Во время нормальной работы (рис.1.3, а) подводимая к фильтру жидкость поступает в полость между стаканом и фильтрующим элементом. Через поры в фильтрующем элементе (никелевая сетка саржевого плетения) жидкость проходит внутрь него и далее через открытый отсечной клапан - в линию отвода жидкости. При засорении фильтрующего элемента перепад давления перед и за ним становится большим, чем 7⁺²_-1 кгс/см² и перепускной клапан открывается, обеспечивая проход жидкости через фильтр без фильтрации. Перепускной клапан выполняет функцию и отсечного клапана. При снятом фильтрующем элементе перепускной клапан под действием пружины садится на седло, установленное в крышке, и перекрывает линию подвода жидкости к фильтру. В этом случае закрывается и отсечной клапан фильтра, перекрывая линию отвода жидкости от фильтра. Благодаря такой конструкции клапанов при вывинчивании стакана и снятии фильтрующего элемента не происходит слива жидкости из трубопроводов, присоединенных к фильтру.

В гидравлических системах фильтры устанавливаются в магистрали нагнетания за насосами, перед приводами системы, в самих приводах и в линии слива перед входом в гидробак. В линии всасывания фильтры не устанавливаются, т.к. они понизили бы и без того достаточно низкое давление в этой магистрали. Для компенсации потерь на фильтрацию в линии всасывания необходимо было бы повысить давление наддува баков, что приведет к увеличению массы системы.

В линии наддува баков устанавливаются воздушные фильтры. Имеются сеточные фильтры и в баке на входе в трубопровод всасывания и на заливной горловине. Заправка жидкости в бак должна производиться от наземной установки, имеющей свои фильтры. Заправка через заливную горловину является нежелательной, поэтому если она имеет место, это отмечается в бортовом журнале. Фильтры могут также устанавливаться в линии заправки от УПГ-300, т.е. в линии от бортовых клапанов всасывания и нагнетания, к которым подсоединяется наземная установка, до гидробака. Фильтр считается фильтром грубой очистки, если он задерживает частицы размером свыше 10 мкм, и считается фильтром тонкой очистки, если размеры их меньше 10 мкм.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒