11.11 Hydraulic systems

Nivå 3

Två olika principer för hydraulsystem

• Open centre (förbrukare kopplas i serie)

• Closed centre (parallellt)

En fördel med open centre

Inga chockvågor i systemet eftersom trycket byggs upp först när en actuator aktiveras. Smoother operation

En fördel med closed centre

Instant pressure

Vilka egenskaper har man laborerat med när man utvecklat nya hydraulvätskor?

Problemet med de äldre hydraulvätskorna är att de är brandfarliga. En del nyare tryckvätskor som inte är lika brandfarliga har nackdelen att de klarar kyla sämre.

Vilka egenskaper är viktiga för hydraulvätskor?

• Smörja

• rostskydda

• Låg viskositet - röra sig snabbt

• Inte för låg viskositet - läckor

• Brett temperaturområde (-54 - +135)

• Färg - för identifiering

Vad kan få differental pressure warning popout på ett filter att ge falsklarm?

Kyla - gör olja trögflytande (hög viskositet)

Vilka orsaker finns till att volymen av hydraulvätska i tanken (reservoaren) varierar ?

• hydraulkolvar som rör sig ut eller in

• temperaturförändringar

• läckage

Vad händer “också“ med oljan i hydraultanken (reservoaren)?

• Viss separation av luft/olja

• Viss separation av smuts som sjunker till botten

• Buffra värme-peakar i oljan (temperaturutjämning)

Vad är det huvudsakliga syftet med att trycksätta hydrauloljetanken (reservoaren) med tryckluft (3-5 bar)?

Att mata fram olja till hydrauloljepumpen.

Vad är den viktigaste anledningen till att man inte får överfylla en hydrauloljetank?

Det måste finnas plats för oljan som kommer tillbaka t ex när enkelverkande hydraulkolvar trycks ihop.

Skillnad mellan reservoir och accumulator?

• Reservoir - lågtryck, skyddas av backventil

• Accumulator - högtryck, sitter efter pump

Vilka är funktionerna hos en ”accumulator” (högtryckstank)?

• Jämna ut tryckstötar

• Lagra trycksatt vätska så att det räcker att driva flera parallella actuators samtidigt.

• Lagra tryck så att systemet kan fungera även vid pumpbortfall.

Två olika sorters ackumulatorer?

• Bladder type

• Piston type

Typiskt preload tryck i en ackumulator?

1/3 av arbetstrycket

Vilka symtom kan man få när preload-trycket har försvunnit ur en ackumulator?

Flukturerande eller pulserande tryckvariationer som kan ge oljud och vibrationer eller smällar från rören.

Vilken typ av hydraulpump är vanligast i primärsystem på flyg?

• Multi-piston

Skapar en hydraulpump ett flöde eller tryck eller både och?

Pumpen skapar endast flöde. Trycket uppstår när flödet stoppas upp, t ex av en stängd ventil eller hydraulkolv.

På vilka sätt (det finns 2 olika) brukar hydraulpumpars flödeskapacitet anges?

• Volumetric output (gallons/liter per minute, at a given pressure)

• Displacement per cycle (cubic inches/cm per revolution)

Vad är pump slippage?

Mängden olja som läcker tillbaka genom non-positive displacement pumpar ökar vid högre mottryck. Det är därför volumetric output ofta anges för ett visst tryck.

2 fundamentalt olika typer av pumpar

• Positive displacement - stötvis flöde ut från pumpen. T ex kolvpump.

  • fixed displacement - fixed volume per cycle

  • variable displacement - by controlling device

• Non-positive displacement. Jämnt flöde men pga slippage minskar volymen ut vid ökat mottryck så högre arbetstryck innebär att mindre mängd olja flödar ut från pumpen.

Vilken typ av pump?

• Gerotor

• Positive displacement, fixed displacement

• Internal gear pump

Vilken typ av pump?

• Spur gear

• Positive displacement, fixed displacement

• Internal gear pump

Vilken typ av pump?

• Vane pump

• Positive displacement. Can be either fixed or variable displacement.

Vilken typ av pump?

• Axiell kolvpump

• Positive displacement. Can be either fixed or variable displacement.

• For higer revs than radial pistonpumps

• More compact design than radial piston pumps

Vilken typ av pump?

• Radiell kolvpump

• Positive displacement. Can be either fixed or variable displacement.

• Pros: excel at lower revs, higher pressure than axial

• Cons: Larger than axial

Pascals lag

P=F/A

Ungefär vilket lufttryck bukar en APU lämna?

Till vilket tryck brukar man trycksätta hydraultankar (preload)?

• Typiskt lufttryck från APU 45 psi (3 bar)

• Hydraultankar (reservoar) tbrukar trycksättas till max 65 psi (drygt 4 bar)

The purpose of an hydraulic actuator? Vad gör ett hydrauliskt ställdon?

Transforms fluid flow into linear or rotary motion

I vilken riktning ger denna hydraulkolv mest kraft?

• when extending

• when retracting

• same power in both directions

When extending

Vilka huvuduppgifter har ett hydrauliskt system i ett flygplan?

Överföra kraft med hög precision för att manövrera tunga eller kritiska komponenter som roderytor, landställ och bromsar.

Vad menas med ”hydraulic power pack”?

En komplett hydraulisk enhet som innehåller pump, motor, tank, filter och ventiler. Ofta använd i mindre flygplan.

Vilka tre huvudtyper av hydraulpumpar används i flygplan?

• Constant‑displacement pump

• Variable‑displacement pump

• Elektrisk pump

Vad menas med en ”constant‑displacement pump”?

En constant-displacement pump (på svenska oftast pump med fast deplacement eller fast slagvolym) är en pump som levererar en exakt lika stor volym vätska vid varje varv, oavsett vilket tryck pumpen arbetar mot och oavsett systembehov. Trycket hanteras av överströmningsventil.

Vad gör en ”pressure relief valve” i ett hydraulsystem?

Skyddar systemet mot övertryck genom att öppna och släppa tillbaka vätska till tank.

Vad menas med ”standby hydraulic system”?

Ett reservsystem som kan ta över vid förlust av huvudsystemet, ofta via elektrisk pump eller PTU.

Varför används brandklassad hydraulvätska och vilken typ är vanligast?

För att förhindra brand i heta zoner (motor, APU, bromsar).

Vanligast: Skydrol/Phosphate ester‑baserad vätska.

Vad är en ”power transfer unit” (PTU) och vad används den till?

Kraftöverföringsenhet mellan hydraulsystem.

En enhet som överför hydraulisk kraft mekaniskt mellan två system utan att blanda vätskan. För att hjälpa till med tryck vid pumpbortfall.

Vätska från system A driver motorn i PTU:n. Denna motor driver i sin tur en pump som trycksätter system B.

Vad är syftet med en ”filter bypass valve”?

Gör att ofiltrerad vätska kan passera förbi filtret om det blir blockerat, för att undvika flödesförlust.

Vad är en ”case drain line” på en pump och varför behövs den?

Leder bort den olja som används till att smörja och kyla pumpens interna lager. Oljans leds tillbaka till reservoaren. Ett filter på denna returledning kan avslöja konditionen på pumpens lager.

Hur fungerar en ”priority valve”?

Används när flödet inte är tillräckligt för att försörja alla system. Då delas de upp i primär och sekundär som kan kopplas bort för att garantera att det alltid finns tillräckligt med hydraultryck i primärsystemet.

Vad menas med ”leak measurement” eller ”leak test” för en hydraulcylinder?

Kontrollera att cylindern håller tätt och inte har interna eller externa läckage.

• Internt läckage - kolven sjunker ihop under belastning

• Externt - droppar på golvet

Vilka sensorer används för att övervaka hydraultryck och hydraulnivå?

• Nivågivare (+ low level warning switch) i tanken

• Tryckgivare

• Temperaturgivare (ibland)

• Flödesmätare (ibland)

Vad är skillnaden mellan ett ”open‑center” och ett ”closed‑center” system?

• Open

  • Oljan flödar runt utan tryck när ingen actuator används.

  • Förbrukare kopplas i serie

  • Trycket byggs upp först när en förbrukare aktiveras

• Closed

  • Trycket byggs upp direkt och hålls konstant.

  • Förbrukare kopplas parallellt.

Vad menas med ”hydraulic fuses” och vad skyddar de mot?

Säkerhetsventil som automatiskt stänger av eller kraftigt begränsar flödet av hydraulolja när det uppstår ett onormalt högt flöde, vilket oftast tyder på en trasig slang, ett läckage eller en komponent som gått sönder.

Varför måste systemet luftas efter komponentbyte?

Efter ett komponentbyte har luft kommit in i systemet när rör och kopplingar öppnats. Luft i systemet leder till:

• Svampig funktion

• Fördröjd respons

• Kavitationsrisk

• Överhettning

Vad är funktionen hos ett ”reservoir pressurization system”?

Reservoaren trycksätts med 45-65 PSI (~3-4 bar).

Förhindra kavitation: Genom att trycksätta vätskan säkerställs att pumpen alltid är fullmatad, vilket förhindrar att vakuum uppstår (kavitation)

Säkerställa funktion på hög höjd: Det möjliggör att hydraulsystemet fungerar korrekt även när flygplanet befinner sig på hög höjd där atmosfärstrycket är lågt

Vad är en ”isolation valve” och i vilket syfte används den?

En ventil som separerar delar av systemet vid fel, underhåll eller lastreduktion.