某型飛機剎車系統液壓伺服閥性能測試裝置的設計

孫翔龍

（空軍第一航空學院，河南 信陽 464000）

0 引言

電液伺服閥作為機械、電子和液壓技術相結合的高度精密部件，具有控制精度高、響應速度快、信號處理靈活、輸出功率大和結構緊湊等優點，現在被飛機剎車，舵機等液壓系統廣泛的采用，其的性能好壞直接影響飛機液壓系統的工作可靠性，影響飛機飛行安全。某型飛機剎車部分采用的是液壓剎車，其剎車壓力的調節是通過FDS201A 伺服閥來實現的。飛行維護規程規定，飛機飛行300 小時時必須對伺服閥的性能進行測試，伺服閥性能測試裝置是外場維護必不可少測試裝備。

1 FDS201A 伺服閥性能測試內容

依據飛機外場維護規程99-J7B-FF 中對伺服閥的300 小時定檢測試要求，伺服閥的測試內容主要包括密封性和輸入-輸出特性。

（1）密封性：向“J”管嘴輸入21MPa 的液壓油，向“SJ”“S”管嘴輸入10MPa2 油壓，向“H”管嘴輸入2MPa 的油壓，保持3 分鐘，不允許外部漏油。

（2）輸入-輸出特性：向“J”管嘴輸入21MPa 的油壓，向“SJ” 管嘴輸入0～8.7±0.5MPa 的控制壓力，檢查“S”管嘴壓力應符合8.7±0.5MPa，保持“SJ”管嘴壓力為8.7MPa。此時，向伺服閥加上27V 電壓（輸入電流0～9mA），檢查“S”管嘴的剎車壓力和輸入的電流值應呈反比對應。

2 FDS201A 伺服閥的性能測試原理及實施

依據外場維護規程99-J7B-FF 中伺服閥試驗條件、試驗方法及測試裝置的具體規定，綜合機電控制技術水平、機電產品質量及實際條件，對各種可行方案進行全面分析、比較，確定下述測試方案。

測試裝置由泵站、測試臺、控制柜3 部分組成，液壓系統原理如圖1 所示。

2.1 泵站

泵站為測試臺系統提供測試需要的液壓能并實現試驗工況的建立與轉換。主要組成部分有： 液壓泵、油液過濾裝置、油溫控制裝置、壓力安全控制裝置、電液壓力比例閥、電液流量比例閥等。在測試過程中，泵站的起動、停止、油液溫度控制、油濾的阻塞報警可通過接口板D/I、D/O 由計算機進行自動控制；系統內設置電液壓力比例閥和電液流量比例閥，在計算機的控制下可實現為不同測試對象提供所需的壓力和流量；采用流量泵和電液比例閥，以滿足64L/min 的大流量的輸出和35MPa 額定壓力的要求。

2.2 測試臺

測試臺檢測FDS201A 伺服閥的性能，臺體主要由壓力傳感器、流量傳感器、比例減壓閥、集成電源和控制電路等組成。一方面提供附件工作所需要壓力和流量，檢測附件工作的壓力、流量參數。另一方面檢測液壓伺服閥的密封性，輸入輸出特性等參數。測試臺分液壓部分和電控部分，兩大部分集成到一個臺體中。測試臺為外部供壓，管路中設置有進油閥、兩個比例減壓閥、安全閥、流量傳感器、精密油濾等。測試臺與液壓泵站出油、回油管路相連，被測伺服閥的進油口J、回油口H、剎車油口S、剎車進油口SJ 分別與臺體的供油接頭1、回油接頭、負載接頭2、供油接頭2 相連，伺服閥線圈用電纜線連接到面板的插座上,待測液壓電磁閥連接及液壓部分原理圖如圖1 所示。

圖1 測試臺液壓系統原理圖Fig.1 Test bench hydraulic pressure system principle

2.3 控制柜

控制柜用來安裝工控機及其他控制電路。系統硬件主要由工控機及其外設、數據采集部分 （壓力傳感器、渦輪流量傳感器、液溫傳感器、通用型多功能A/D、D/A 接口板、繼電器端子板）、信號發生與控制部分等組成。控制柜與測試臺、泵站之間通過導線連接，無液壓連接。

3 計算機測控系統

控制柜中工控機、測控軟件、數據采集部分，以及測試臺中的壓力、流量傳感器，液壓比例閥電控部分等組成測試裝置的計算機測控系統。系統中溫度、壓力、流量等傳感器可輸出0～5V 標準信號，可直接與A/D 接口卡模擬量輸入通道相連，通過多路模擬開關，巡回進行數據采集。液壓泵電機的啟動、停止，電磁控制閥的工作狀態切換則經I/O 卡的開關量輸出通道通過繼電器來實現。計算機控制子系統較好地實現了試驗臺測試工況的自動建立與轉換、數據的自動采集、分析、存儲和輸出。計算機測控系統框圖如圖2 所示。

圖2 計算機測控系統框圖Fig.2 Computer survey and control system principle

4 測試裝置使用效果

本文研制完成的FDS201A 伺服閥測試裝置，經部隊使用表明：

（1）該裝置可以實現飛機FDS201A 伺服閥密封性、極性檢查，內漏量、額定流量等參數的在線測量。將測試數據進行處理，顯示并打印數據、曲線。

（2）根據測試數據和曲線可判斷產品是否合格及存在缺陷。如調節測試臺電流調節旋鈕，使伺服閥控制電流i＝0，觀察伺服閥的回油量顯示表，若超過規定值，則伺服閥內漏嚴重。調節電流增大時，若負載2 的壓力上升，表明伺服閥極性錯誤。

（3）該裝置泵站部分采用變頻器控制的變頻電機來驅動液壓泵，泵站輸出流量大小可由變頻器來調節，同時在液壓源系統中設置有流量比例閥，保證輸出流量的穩定性，所以該裝置可以對不同流量指標參數的伺服閥進行在線測量。

（4）該裝置性能穩定可靠、操作簡便、測試精度高、曲線生成快，達到了設計要求，能滿足航空修理廠和飛機大修廠對飛機液壓伺服閥進行定檢、中修和大修的需要。

[1] 99-J7B-FF 飛機維護規程[S].

[2] 汝少明.殲強飛機構造學[M].藍天出版社，2001.

[3] 王占林.飛機高壓液壓能源系統[M].北京航空航天大學出版社，2004.

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