某型飞机助力器电磁阀测试系统的设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)空军第一航空学院 作者:任再青

  基于某型飞机助力器电磁阀(YDF-16)的测试需求进行了试验系统的设计。试验系统由液压系统,控制测量子系统,软件部分组成。可以进行飞机助力器电磁阀密封性、工作性能参数测量,满足航修厂对飞机助力器电磁阀的测试需求,在应用中取得良好效果。

  引言

  为了提高飞机操纵系统的可靠性,飞机副翼、水平尾翼操纵系统可以实现人力与液压,主系统与助力系统供压的自动转换。飞机助力器电磁阀是飞机副翼、平尾操纵系统的组成附件,主要用来副翼操纵的人力与液压操纵、平尾操纵的主液压系统与助力液压系统的转换而设置的。若助力器电磁阀出现卡滞,转换“悬挂”或者漏油等问题,平尾、副翼操纵系统的状态转换就不能正常工作,严重会导致飞行事故。某型飞机助力器电磁阀测试系统就是根据主力器电磁阀的工作特点,按照《附件使用说明书》和《飞机附件修理标准》而设计的。该系统是采用计算机控制,电磁阀工作状态监控,电磁阀各种参数采集处理等技术的综合测试设备。其功能是对某型飞机操纵系统助力器电磁阀进行实时检测,真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为还可扩展到不同型号助力器电磁阀的性能检测。

1、助力器电磁阀工作原理与检测内容

  1.1、工作原理

  该型飞机助力器电磁阀构造如图1所示。它主要由壳体、配油柱塞、活塞、控制柱塞、弓形架、活动铁芯、固定铁芯、电磁线圈,断电器等组成。壳体上有三个接头,接头a通高压,接头b通油箱,接头c通飞机液压助力器。当左边线圈通电时,活动铁芯左移,推动控制柱塞到左极限,配油柱塞右侧与回油路沟通,配油柱塞左侧在弹簧作用下,推动配油柱塞右移到右极限,使接头a与接头c沟通,高压油液通往助力器,操纵系统为液压助力操纵。

助力器电磁阀构造

图1 助力器电磁阀构造

  当右边线圈通电时,活动铁芯右移,拉动控制柱塞到右极限,配油柱塞右侧与来油路沟通,配油柱塞右侧在油液压力作用下,克服左侧弹簧力,推动配油柱塞左移到左极限,使接头a关闭,同时使的接头c与接头b沟通,操纵系统转为人力直接操纵。

  1.2、检测内容

  根据该型飞机助力器电磁阀的工作特点与使用技术标准,其性能测试内容包括:

  1)密封性试验

  堵住接头c,将接头b 与回油路沟通,向接头a 加315kg/cm2的液压,接通和断开电磁铁,各保持6min,各接合处不得漏油。

  堵住接头c,向接头a、接头b同时加135kg/cm2的液压,断开电磁铁,保持6min,各接合处不得漏油。

  2)工作性能试验

  向接头a加20 kg/cm2的液压,使电磁阀右边线圈通电,出口压力不指示;使左边线圈通电时,接头c出口压力等于接头a进口压力。重复试验3~5次。向接头a加210kg/cm2的液压,将回油压力调至30±5 kg/cm2,转换接通电磁阀3~5次,分油活门应准确地协同工作,动作筒的活塞杆应均匀地收进或伸出,无阻滞现象。

  3)内部漏油量试验

  工作油液温度20±10℃,堵住接头c,向接头a 加210 kg/cm2的液压,分别接通两个线圈,在附件协同工作后经1min开始测量接头b的漏油量,3min均不得超过50cm3

2、测试系统的组成和工作原理

  本测试系统为模拟被测附件真实工作环境,以便对其性能参数进行准备的测量,设计的测试系统主要由液压系统、计算机控制系统、测控软件三部分组成。

  2.1、液压系统原理

  液压系统组成与原理如图2所示,主要由油箱、液压泵、油滤、蓄压器、溢流阀、手动开关、压力表、压力调节阀、被测件、动作筒等组成。其功能是为系统进行试验工况的建立与转换。测试过程中,被测件a、b、c三个油口进出油的控制。同时利用D/I、D/O板采集油滤工作状态(报警),温度传感器工作状态(超温)数据,并及时进行控制。被测的助力器电磁阀所需压力,流量由液压系统中的溢流阀、压力调节阀、备压电动阀、以及压力、流量传感器通过工控机的D/O、D/A、A/D板进行设定、调节以及测量记录。

  2.2、计算机控制原理(见图3)

  主要由数据采集输入部分、工控机、数据转换输出部分,相关电源设备等组成。数据采集输入部分由压力、流量传感器、温度传感器、数模信号转换板、开关信号转换板、计时/计数器、以及对应的连接测试电路等组成。数据转换输出部分由多路DIDO板、数模转化板、接线端子板以及各类电磁阀、油泵电机、油温调节等附件的电磁部分、以及连接转换电路组成。工控机连接有键盘、鼠标、打印设备、内部装设有测控软件,可以激发数模转换板进行工作。工作时,测控软件按照预定方案,完成助力器电磁阀各种状态的转换,完成电磁阀各种数据的采集、转换、调节、输出。测试数据可以及时反应在测试台的显示设备上,必要时可以打印分析。测控软件是在Windows7系统下运行,运用Visual⁃Studio 2013 软件开发而成。软件界面简洁,便于操纵。助力器电磁阀各种状态转化通过表格菜单形式展现,通过鼠标点击即可完成切换,同时各种状态测试结果通过表格形式展现在界面另一侧,有打印按钮可以打印测试结果,便于用户分析保存。

液压系统原理

图2 液压系统原理

计算机控制系统原理

图3 计算机控制系统原理

3、主要解决的技术问题

  3.1、系统压力与流量控制方案

  根据军用飞机各类电磁阀《使用说明书》和《附件修理标准》及相关测试要求:在特定压力、流量条件下,对助力器电磁阀密封性能、工作性能等参数进行测试。通过工控机作为控制器,运用测控软件按照预定变化规律,控制压力传感器和压力调节阀工作,实现助力器电磁阀的压力参数PID控制;控制流量传感器和溢流阀的工作,实现助力器电磁阀的流量参数PID控制。

  3.2、液压系统采用液压集成技术。

  根据部队助力器电磁阀检测频率高的特点,要求助力器电磁阀的测试装置便于移动、便于检修。本测试系统通过集成液压油路块将液压元件安装在油路块的各个面上,液压元件可采用板式安装、插装式安装,如回油滤、单向阀、节流器、压力调节阀组成回油液压集成块。通过这种方式实现了测试装置轻便、维修性好的要求。

4、结论

  该测试系统自2011年交付飞机修理厂以来,已修复10批50余件(套)产品。经过试验、使用证明,该测试系统具有自动、手动转换方便,测试结果精确,安全性能好,移动轻便等特点,解决了工厂现有的测试装置测试效率低,容易污染、损坏被测件等问题。该测试系统在部队、修理厂推广使用,对提高助力器电磁阀附件的修理效率、保证附件维修的安全、缩短飞机的返厂大修时间有着重要意义。

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