直升機便攜式液壓油泵設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)

韓國強 楊旺 趙振全

沈陽航達機載設(shè)備有限公司 遼寧沈陽 110013

1 產(chǎn)品功能

便攜式液壓油泵設(shè)備（以下簡稱油泵設(shè)備）是為陸航現(xiàn)役直升機液壓系統(tǒng)提供地面維護的多功能便攜式保障設(shè)備，實現(xiàn)向機上液壓系統(tǒng)提供合格的液壓動力源，以滿足直升機在地面進行液壓系統(tǒng)性能調(diào)試、檢測、試驗的需求；另外具備直升機液壓系統(tǒng)污染度在線檢測顯示、存儲、輸出功能；具備直升機液壓系統(tǒng)自循環(huán)清洗功能；具備為直升機液壓系統(tǒng)加油補油功能[1]。

2 工作原理

油泵設(shè)備采用框架式結(jié)構(gòu)，可人力抬升至直升機上轉(zhuǎn)場；液壓系統(tǒng)采用電機泵形式，液壓系統(tǒng)具有開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩種工作模式，可通過四通球閥進行切換。油泵設(shè)備通過觸摸屏及PLC實現(xiàn)自動化控制，根據(jù)直升機性能參數(shù)，預(yù)設(shè)各型直升機操作界面。

2.1 液壓動力源功能

油泵設(shè)備切換為閉式系統(tǒng)，通過對機活門和橡膠軟管與直升機液壓系統(tǒng)對接。直升機上的液壓油通過對機活門、回油軟管、進入油泵設(shè)備，經(jīng)過油散熱器，進入柱塞泵增壓后，高壓油再經(jīng)過單向閥、粗油過濾器、精密油過濾器、流量計、供油軟管、對機活門輸出到直升機液壓系統(tǒng)中。

通過觸摸屏控制，可實現(xiàn)油泵設(shè)備輸出流量和壓力的雙向線性調(diào)節(jié)和自動化控制。

2.2 清洗直升機液壓系統(tǒng)/自循環(huán)清洗功能

清洗直升機液壓系統(tǒng)時，油泵設(shè)備切換為開式系統(tǒng)，通過對機活門和橡膠軟管與直升機液壓系統(tǒng)對接。直升機上的液壓油通過對機活門、回油軟管、進入油泵設(shè)備，經(jīng)過油散熱器，通過柱塞泵增壓后，高壓油再經(jīng)過單向閥、粗油過濾器、精密油過濾器、流量計、供油軟管、對機活門輸出到直升機液壓系統(tǒng)中。

油泵設(shè)備自循環(huán)清洗時，高、低壓對機活門對接，啟動油泵設(shè)備，可實現(xiàn)油泵設(shè)備自循環(huán)清洗。

油泵設(shè)備運行時，可通過觸摸屏，實時監(jiān)測油液污染度等級。

3 結(jié)構(gòu)組成

油泵設(shè)備是在滿足多型直升機使用要求的基礎(chǔ)上，確保安全性、可靠性、先進性和經(jīng)濟性的準(zhǔn)則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化、小型化和通用化的原則，進行設(shè)計、開發(fā)的設(shè)備。

油泵設(shè)備采用手推框架式結(jié)構(gòu)，主要由液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和設(shè)備框架等組成。

主框架采用φ30無縫鋼管焊接成型，上層框架作為扶手，方便機務(wù)人員手抬油泵設(shè)備上下直升機。框架下面設(shè)一組定向輪和一組萬向輪，萬向輪能夠雙向剎車，方便在地面上移動。框架內(nèi)部通過特種無縫鋼管和鋼板搭建支架，用于固定液壓系統(tǒng)各部件、動力系統(tǒng)和電氣箱。

液壓系統(tǒng)采用電機泵形式，電機通過支架和彈性聯(lián)軸器與柱塞泵連接。油過濾器分布在框架兩側(cè)，便于檢修。高壓管路采用不銹鋼管擴口連接；低壓管路采用鋁合金管擴口連接；壓力、油溫、流量等傳感器通過觸控屏顯示即時信息，便于觀察和操縱；油箱使用鋁合金板折彎焊接成型，油箱上安裝液位計，空氣濾清器，放油口等部件；接頭面板集成在主框架端面，集成供油接口、回油接口、加油接口、采樣接口[2]。

油泵設(shè)備通過采用觸摸屏及PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)油泵設(shè)備的自動化控制。通過PLC控制電磁比例閥開啟程度，實現(xiàn)對柱塞泵的壓力控制，通過PLC控制伺服電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)。

柱塞泵出口安裝有集成閥塊，閥塊上設(shè)有單向閥、電磁溢流閥。單向閥可防止系統(tǒng)中的液壓沖擊影響泵的工作或停車瞬間油液倒流損壞柱塞泵。PLC可通過采集系統(tǒng)壓力數(shù)據(jù)實現(xiàn)電磁溢流閥自動開啟，防止系統(tǒng)超壓，損傷直升機液壓系統(tǒng)。

根據(jù)直升機油液精度等級要求，在柱塞泵后采用精度等級為10μm和3μm的油過濾器，在油過濾器上設(shè)有壓差污染報警裝置，并在觸控屏顯示報警信息，可以方便的觀察到油濾是否正常工作。

設(shè)備通過控制電磁溢流閥開啟，實現(xiàn)緊急卸荷功能。

液壓系統(tǒng)設(shè)有油液固體顆粒污染度等級在線檢測裝置，可對系統(tǒng)液壓油的固體顆粒污染度進行實時監(jiān)測。

所有電器元件（繼電器、接觸器、保護開關(guān)等）安裝在密封的鈑金軋壓的電器箱中，實現(xiàn)油泵設(shè)備上各部件的電氣控制；電氣箱側(cè)面上留有電源接口，方便外接電源使用。電源采用380V，三相四線制。

操作面板是油泵設(shè)備的參數(shù)設(shè)定及顯示部分。面板上設(shè)有“電源啟動”開關(guān)、“電源停止”開關(guān)、“緊急停車”開關(guān)、“聲光警報”、觸摸屏等顯示、操作部件。觸摸屏與開關(guān)等操作部件共同設(shè)置在一個儀表面板上，方便觀察及操作。

觸摸屏和PLC是電氣控制系統(tǒng)的核心。PLC根據(jù)預(yù)設(shè)程序，實現(xiàn)油泵設(shè)備聯(lián)機工作的自動化控制，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力連續(xù)可調(diào)，并能在觸控屏上數(shù)字化顯示；通過采集系統(tǒng)壓力傳感器的數(shù)值，對系統(tǒng)壓力實現(xiàn)負(fù)反饋控制，提升壓力控制的精度；PLC通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，進而控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)供油流量線性控制，并能在觸控屏上數(shù)字化顯示。通過采集系統(tǒng)壓力傳感器的數(shù)值，控制電磁溢流閥的開啟，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的超壓保護，如壓力持續(xù)升高，PLC控制油泵設(shè)備緊急停機，實現(xiàn)安全性冗余設(shè)計。液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、顆粒污染度等參數(shù)，均在屏幕上數(shù)字化顯示。存儲設(shè)備工作信息、詳細(xì)記錄全部傳感器信息、工作時間等參數(shù)，并可以方便的拷貝和打印；具有數(shù)據(jù)采集功能，采集的數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)和存儲的數(shù)據(jù)[3]。

電氣控制柜上設(shè)有微型打印機，可實時打印油液污染度檢測結(jié)果。

4 結(jié)語

油泵設(shè)備體積小巧，重量輕盈，轉(zhuǎn)場便利，可隨直升機轉(zhuǎn)場運輸，適于野外條件下使用，同時也可在機場、機房和修理廠（所）范圍內(nèi)使用。油泵設(shè)備性能指標(biāo)能夠滿足現(xiàn)役所有直升機使用，并滿足可靠性、安全性、維修性、測試性、保障性、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計要求，是直升機地面檢測的必備保障設(shè)備。