應急液壓泵試驗裝置設計

李傳良，王緒奇，印長磊

（空軍第一航空學院，河南信陽464000）

應急液壓泵試驗裝置設計

李傳良，王緒奇，印長磊

（空軍第一航空學院，河南信陽464000）

針對應急液壓泵檢測需求，設計了應急液壓泵試驗裝置，采用液壓集成技術，減小了功耗，采用緩沖技術，提高了系統壓力的穩定性，設計了力矩加載控制回路，提高了加載力矩的穩定性，試驗表明該裝置能夠滿足應急液壓泵性能檢測要求。

應急液壓泵；液壓集成；液壓緩沖

應急液壓泵是飛機助力液壓系統的關鍵部件，它能在助力液壓系統完全失效的情況下，為飛機的俯仰操縱和橫側操縱提供應急液壓源，以保證飛行安全。對其功能性能進行檢測是一項重要的定檢工作。基于此，本文從應急液壓泵自動化、標準化檢測需求出發，研制了應急液壓泵試驗裝置，滿足了檢測需要，對提升裝備維修保障能力、保證飛行安全具有重要意義。

1　試驗參數

應急液壓泵由直流電動機和柱塞式液壓泵兩部分組成，因此，對其進行試驗必須包括以下兩部分內容。

1.1電動機工作性能試驗

包括空載試驗、額定力矩試驗和工作可靠性試驗。其中額定力矩試驗要求輸入電壓為27 V，加載力矩40 kg·cm時，電動機轉速應達到（2 200±330）r/min，電流不大于55 A.

1.2應急液壓泵綜合性能試驗

此外，應急油泵每次工作時間應滿足不超過3 min.

2　試驗裝置的設計原理

應急液壓泵試驗裝置應能按照試驗要求調節油液溫度和壓力、力矩、電壓、電流等參數，還應具備以下功能：自檢測功能（對試驗參數進行自動檢測）、自保護功能（避免出口壓力、油液溫度、工作時間等超標）、監控功能（對檢測全過程進行跟蹤）。

為此，應急液壓泵試驗裝置由液壓部分、電動加載部分和控制柜組成。

2.1液壓部分

液壓泵部分主要由油箱增壓壓力組件、油液溫度控制組件、系統壓力控制組件以及其他輔助附件組成［1-2］，如圖1所示。

圖1　液壓部分圖

其中，增壓壓力由通用冷氣瓶提供。溫度傳感器監控油液溫度，并將溫度信息送往溫控儀表顯示，同時溫控儀表控制加熱器和散熱器工作。

2.2電動加載部分

電動加載部分主要由磁粉離合器、扭矩傳感器、轉速傳感器等組成，磁粉離合器、扭矩傳感器、轉速傳感器與應急油泵電動機同軸安裝，用聯軸器連接，如圖2所示。

圖2　電動加載部分圖

磁粉離合器用于產生所需扭矩，其輸出扭矩與激磁電流呈良好的線性關系而與轉速或滑差無關，只要改變激磁電流之大小，便可輕易地控制扭矩大小。傳感器組用于將扭矩、角度等非電信號轉換為電信號。

2.3控制柜

控制柜由操作顯示裝置和電路部分組成。操作顯示裝置用于控制試驗臺工作狀態轉換和顯示測量數據。系統電路為低電壓控制、高電壓啟動，且具有過載保護、應急保護功能和工作指示的啟動電路。

3　主要技術難點

3.1油箱增壓壓力控制

因此，設計了增壓壓力控制裝置。氣源由通用冷氣瓶提供，用增壓減壓閥控制增壓氣路的通斷，氣壓調節閥使冷氣瓶來的增壓空氣降壓到0.2 MPa，單向安全活門防止液壓油箱增壓壓力過高，當油箱增壓壓力超過0.22 MPa時，安全活門打開放氣，從而實現了增壓壓力的動態調節。

3.2管路、附件集成的問題

應急液壓泵試驗裝置具有高油溫、大功率的特點。若采用傳統的管式連接，設備的連接管路數量眾多，油泵運行后，由導管傳導和局部共振所引發的噪音很大。

為此，在試驗裝置設計中，根據各部分液壓參數，設計了三類管路集成塊：高壓管路集成塊、低壓管路集成塊和控制管路集成塊。在集成液壓油路塊內按原理圖加工連接管路和連接螺釘孔，將液壓元件安裝在液壓油路集成塊上，從而大幅度減少管路系統連接附件數目，降低系統噪音、泄漏和功率損失。

3.3加載力矩的穩定控制問題

在對應急液壓泵電機進行試驗時，需要加載4 N·m的扭矩，磁粉制動器、扭矩傳感器、轉速傳感器、應急液壓泵電機采用同軸連接方式，由于制造和安裝誤差，很難保證其同軸度要求，電機在轉動過程中，負載扭矩必然發生周期變化，幅度可能超過規定要求。

針對這一問題，在盡量保證轉動件同軸度的情況下，轉軸的連接采用萬向接頭，減小安裝連接時的徑向應力，同時設計力矩控制回路，扭矩傳感器測得的實時力矩與設定值比較后，輸出控制信號改變磁粉制動器的激磁電流，從而控制應急液壓泵電機的加載力矩在規定范圍內。

4　應急液壓泵試驗

在常溫、實驗室條件下，重點對油箱增壓壓力、油液溫度、應急液壓泵出口油壓和力矩加載能力等四項指標進行了試驗：

（1）打開冷氣瓶、啟動應急液壓泵時，油箱增壓壓力表數值均不超過0.22 MPa，油箱增壓壓力測試通過。

（2）啟動應急液壓泵，通過溫控儀記錄液壓泵工作2 min，以及工作過程中最高、最低溫度，均在15～40℃之間。

（3）啟動應急液壓泵，調節泵出口壓力，最大壓力達到了21 MPa.

（4）斷開轉速傳感器與電動機的連接，調節磁粉離合器激磁電流。

通過以上試驗表明，該裝置滿足開展應急液壓泵功能性能試驗的要求。

5　結束語

應急液壓泵是電液一體的高壓、大流量泵，設計過程中綜合考慮了油壓控制、油溫控制、力矩加載控制以及液壓集成的問題，測試表明該裝置完全能夠滿足試驗要求，對類似試驗裝置的設計具有較強的借鑒作用。

［1］李平材，關浩，郝蔚祺.一種新型液壓試驗臺的研制［J］.機床與液壓，2015，43（16）：105-108.

［2］徐靜.飛機地面液壓檢測設備的區別設計［J］.裝備制造技術，2013，（7）：118-119.

Design of Test Device for The Urgent Hydraulic Pump

LI Chuan-liang，WANG Xu-qi，YIN Chang-lei
（The First Aeronautic Institute of Air Force，Xinyang Henan 464000，China）

In order to detect urgent hydraulic pump，this paper design test device，using hydraulic integration technology to decrease the power dissipation，using buffer technology to enhance pressure stability，and designing controlling contour of moment to increase appending stability.The test shows that we can use the device detect urgent hydraulic pump.

urgent hydraulic pump；hydraulic integration；hydraulic buffer

TH311

A

1672-545X（2016）08-0052-02

2016-05-17

李傳良（1981-），男，河南信陽人，講師，碩士，主要從事液壓技術和航空機械工程研究。