某型液壓電磁閥測試系統(tǒng)的設(shè)計

羅守華，任再青

（空軍第一航空學(xué)院，河南 信陽 464000）

0 引言

為了提高飛機操縱系統(tǒng)的可靠性，飛機副翼、水平尾翼操縱系統(tǒng)可以實現(xiàn)人力與液壓，主系統(tǒng)與助力系統(tǒng)供壓的自動轉(zhuǎn)換。飛機助力器電磁閥是飛機副翼、平尾操縱系統(tǒng)的組成附件，主要用來完成副翼操縱系統(tǒng)的人力與液壓操縱、平尾操縱系統(tǒng)的主液壓系統(tǒng)與助力液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換而設(shè)置的。其性能好壞直接影響飛機操縱系統(tǒng)的可靠性，影響飛行的安全。某型飛機助力器電磁閥測試系統(tǒng)就是根據(jù)軍用飛機各類電磁閥專用 《技術(shù)條件》 和 《試驗大綱》 而設(shè)計的，是以計算機為核心，集狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集與處理為一體的綜合測試系統(tǒng)。

1 測試系統(tǒng)的組成和工作原理

本測試系統(tǒng)為模擬被測附件真實工作環(huán)境，以便對其性能參數(shù)進行準(zhǔn)確的測量。設(shè)計的測試系統(tǒng)主要由液壓系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、測控軟件三部分組成。

1.1 液壓系統(tǒng)原理

液壓系統(tǒng)組成與原理如圖1 所示，主要由油箱、液壓泵、油濾、蓄壓器、溢流閥.手動開關(guān)、壓力表、壓力調(diào)節(jié)閥、被測件、動作筒等組成。其功能是為系統(tǒng)進行試驗工況的建立與轉(zhuǎn)換。測試過程中，被測件a、b、c 三個油口進出油的控制、油濾的阻塞報警、油溫報警均通過接口板D／I、D／O 由計算機進行控制。被測件的試驗條件主要由管路中的各電磁閥、壓力調(diào)節(jié)閥、變頻器及壓力、流量、溫度等類傳感器通過計算機接口板的D／O、D／A、A／D 實現(xiàn)狀態(tài)切換、參數(shù)設(shè)定與測量。

圖1 液壓系統(tǒng)原理Fig.1 The theory of hydraulic pressure system

1.2 計算機控制原理

計算機控制系統(tǒng)原理見圖2，主要由數(shù)據(jù)采集部分、工業(yè)控制計算機及其外設(shè)、電源與配電系統(tǒng)等組成。數(shù)據(jù)采集部分主要由壓力、流量、溫度、多功能A／D、D／A、D／O、D／I 板，電壓、電流信號測試電路等組成。A／D 轉(zhuǎn)換采用軟件觸發(fā)。工作時，各路參數(shù)信號通過接口板與計算機總線相連，在測控軟件的支持下，有序地完成系統(tǒng)性能參數(shù)的采集、控制與調(diào)節(jié)。工業(yè)控制計算機部分包括主機、監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)和打印機等。主機采用MG6-P10-TZQ354 工業(yè)控制計算機，該機可靠性高、抗干擾能力強、防震、防潮、體積小。檢測過程中的所有信息均顯示在工作站的屏幕上。工業(yè)控制計算機是試驗系統(tǒng)的核心。其標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)為選用成熟的硬件產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)，避免重復(fù)開發(fā)及板級快速維修。

圖2 計算機控制系統(tǒng)原理Fig.2 The theory of computer control system

測控軟件是在WindowsXP 平臺下，選用CVI6.0 作為編程工具開發(fā)的。具有友好清晰的圖形用戶界面。測試系統(tǒng)所需要的各種功能分門別類地放在窗口的下拉式菜單和按鈕中，用戶不必記憶每個任務(wù)所需的具體的命令，只需用鼠標(biāo)點按相應(yīng)按鈕即可。

2 主要解決的技術(shù)問題

2.1 系統(tǒng)壓力與流量控制方案

根據(jù)軍用飛機各類電磁閥專用 《技術(shù)條件》 和 《試驗大綱》 及相關(guān)測試要求： 在特定壓力、流量條件下、對助力器電磁閥密封性能，工作性能進行測試。采用計算機利用液壓壓力調(diào)節(jié)閥及壓力傳感器對液壓壓力進行PID 精確控制；利用油液流量計，由計算機對二位三通電磁閥進行PID 控制，以完成對被測件流量的控制。

2.2 液壓系統(tǒng)采用液壓集成技術(shù)。

根據(jù)部隊助力器電磁閥檢測頻率高的特點，要求助力器電磁閥的測試裝置便于移動、便于檢修。本測試系統(tǒng)通過集成液壓油路塊將液壓元件安裝在油路塊的各個面上，液壓元件可采用板式安裝、插裝式安裝，如： 回油濾、單向閥、節(jié)流器、壓力調(diào)節(jié)閥組成回油液壓集成塊。通過這種方式實現(xiàn)了測試裝置輕便、維修性好的要求。

2.3 壓力閉環(huán)控制技術(shù)

助力器電磁閥在測試過程中要求壓力穩(wěn)定、準(zhǔn)確。為此我們選用先進的可編程電液比例閥、高精度壓力傳感器、流量傳感器，在控制過程中采用閉環(huán)反饋環(huán)節(jié)，通過測控軟件的支持，實現(xiàn)對系統(tǒng)的液壓參數(shù)按預(yù)定規(guī)律進行控制。

3 結(jié)論

該測試系統(tǒng)自2011年交付飛機修理廠以來，已修復(fù)10 批50 余件（套）產(chǎn)品。經(jīng)過試驗、試用證明，該測試系統(tǒng)具有測試精度高、自動化程度高、性能可靠穩(wěn)定、移動輕便等特點，解決了飛機修理廠在新機修理建線中對助力器電磁閥測試難的問題。便于在部隊、修理工廠推廣使用，對提高軍用飛機修理廠的修理能力有著重要意義。

[1] 99-J7B-FF，助力器電磁閥技術(shù)條件[S].

[2] 汝少明.殲強飛機構(gòu)造學(xué)[M].藍天出版社，2001.

[3] 李壯云.液壓元件與系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[4]氣動工程手冊縮委會.氣動工程手冊[M].北京：國際工業(yè)出版杜，1995.

[5] 雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版杜，1998.