飞机地面油泵车液压系统改进.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 1 l _ 2 0 l 2 飞机地面油泵车液压系统改进 朱毅 ， 赵 旭森 ， 牛伟恒 徐 州 空军学 院 航 空 四站 系 ， 江 苏 徐 州 2 2 1 0 0 0 摘要 该文在对飞机地面油泵车设计要求 进行总结 ， 基本 回路 进行 分析 的基础上 ， 创新地 采用了通用多路阀 ， 并配 以专用控制阀和简 单电子控制系统 ， 设计 了单系统双输出液压系统 ． 为今后飞机地面油泵车液压 系统开发提供 了很好的参考。 关键词 飞机地面油泵车 ； 液压 系统 ； 通用多路 阀 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 l 3 2 0 1 2 1 1 0 0 4 7 0 3 The I mpr o v e me n t o n Hy d r a u l i c S y s t e m o f Ai r c r a f t Gr o un d Hyd r a u l i c Oi l Pu mp Ve h i c l e ZHU Yi ， ZHA0 Xu s e n， NI U We i h e n g D e p a r t me n t o f F o u r - s t a t i o n Ma n a g e m e n t ， X u t a o u A i r F o r c e C o l l e g e ， X u z h o u 2 2 1 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o c o n c l u d i n g t h e d e s i g n d e ma n d o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m a n d e x c a v a t o r s y s t e m， t h i s a r t i c l e a p p l y u n i v e r s a l mu l t i r o u t e v a l v e ， e q u i p p e d w i t h p r o f e s s i o n a l c o n t r o l v a l v e a n d s i mp l e e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e m． I t o f f e r s a v e r y n i c e r e f e r e n c e f o r f u t u r e e x c a v a t o r h y d r a u l i c s y s t e m ’ S d e v e l o p me n t ． Ke y wo r d s a i r c r a f t g r o u n d h y d r a u l i c o i l p u mp v e h i c l e ； h y d r a u l i c s y s t e m ； u n i v e r s a l mu l t i r o u t e v a l v e O 引言 飞机地面油泵车是飞机保障的重要装备 ，液压环 控的作用举足轻重。液压油泵车工作是否正常 ， 效率的 高低 ， 不论在战争年代还是在和平时期的抗震救灾 、 抗 洪抢 险 以及 民用 飞 机客 流 量显 著 增 大 的情 况下 ，如 果 设计不合理 ， 将会直接影响飞机性能 ， 延误战机起飞或 者延缓救援时机。而 目前现有 Y B C l型飞机地面油泵 车设备结构复杂 、 冗余 ， 综合化水平较低 ， 机动性 、 通用 性差 ． 如何改进这些弊端 。 提升维修保障效率和空运效 率 ， 将 是本 次 飞机地 面油泵 车液 压 系统设 计重 点 。 1 飞机地面油泵车液压系统改进要点设计 1 具有多执行部件 ． 至少包括泵源 、 高压输 出回 路 、 卸荷循环散热 回路 、 回油及油箱回路 、 加油 回路 、 油 液固体污染度检测设备 ； 2 动力特性要求高 ， 要求大功率输 出 、 大输 出力 矩 、 高速 、 高变速指标 ； 3 负载变化大 ， 外负载变化大 、 多冲击 、 频率启制 动和换向功率需求变化剧烈 ； 4 执行部件可独立动作 ， 各部件动作顺序没有预 收稿 日期 2 0 l 2 一 O 3 0 5 作者简介 朱毅 1 9 8 2 一 ， 男 ， 江苏溧 阳人 ， 讲师 ， 硕士 ． 研究方 向为航 空装 备与技术。 定 的规律 5 操纵特性 良好 ， 调速特性 、 独立操纵特性等 ； 6 特殊功能要求 ， 锁定 、 制动 、 同步等。 主 液 压 系统基 本 结构 如 图 I 所示 其 中没有 考 虑 液压附件及先导控制部分 。 液压 主阀 油泵 图 1 主 系统 基 本 结 构 2 液压系统改进设计 2 ． 1 液压 系统 性 能参数 设计 在油泵车的性 能参数中， 压力 、 流量和污染度等级 是最主要的 3个参数 。其中液压油污染度的分级标准 是根据 G J B 4 2 0 A 一 9 5 飞机液压系统用油液固体污染度 分级 的 A级指标而制定的。 1 液压 系统压 力 的设 计 依 据 上述 飞 机液 压 系统 输 出压 力等 级 ，可 确定 液 压系统高压工作压力 P为 0 2 8 MP a ，液压系统高压元 件及附件压力等级选型应≥3 1 ． 5 MP a 。YK 2和波音 7 4 7 液 压 系 统 回 油 压 力 为 0 ． 6 MP a ， S F 3液 压 系 统 回油 压 力 为 0 ． 3 5 MP a ， 因此可确定液压系统低压元件及附件压力 47 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 2年 第 1 1期 等级选型应≥1 ． 6 MP a 。 2 液 压系统 流量 的设计 液压 系统应 能保 证 两路 同 时输 出 的飞机 实 际所 需 的最大工作流量 ，按照波音 7 4 7每路输出 7 0 Um i n计 算 ， 液压系统输出流量最大应达 1 4 0 L ／ m i n 。 所 以液压元 件及附件流量选型指标应≥1 4 0 L ／ rai n 。 2 - 2液压 系统 回路 的设计 1 泵 源 本设 备设 置 主 泵和辅 泵 ， 泵 源压 力 P 0 ～ 2 8 MP a ， 流 量 Q O - 1 4 0 L ／ ra i n 。 2 I、 Ⅱ路高 压输 出 回路 I路高压输 出回路流量 Q 和 Ⅱ路高压输 出 回路 p 在泵源系统流量 Q 0 ～ 1 4 0 L ／ rai n 的范围负载反馈分 配 ， Q Q． p ，由蓄能器以及 I 路高压输出回路中的单 向 阀共 同调 节 。 3 卸荷 循环 散热 回路 插装单向阀用于防止 I路 、Ⅱ路高压输出回路压 力P与P 之间的出现干涉。插装电磁卸荷阀用于泵源 系统 、 I路高压输 出回路和 Ⅱ路高压输 出回路卸荷 ， 观 察液压系统各回路工作流量状况。 4 回油及油箱 回路 油箱容量 1 4 0 L ， 设计有加油空气滤 、 油标 、 加／ 放油 快插接头和液位报警开关等元件。当油箱液位过低时， 液位报警开关报警， 液压系统停止工作。 5 加油 回路 设 计 加 油时 ， 电磁 换 向 阀处 于关 闭状 态 ， 油液 从 油 箱 出发 ， 通过辅泵加压 ， 将油液注入飞机。 6 油液固体污染度检测设备 设计油液 固体 污染度检测设备可在线实时监测液 压系统油液固体污染度 ，由固体污染度在线检测仪和 管 路组 成 。 流 程 图如图 2所示 。 图2液压 系统流程图 2 ． 3结 构设计 1 总体结构组成与布局 本设备总体结构 由牵引底盘 、 牵引杆 、 框架和环控 4 8 设备组成 ， 外形尺寸约 1 6 0 0 m mx l 0 5 0 m m l 0 0 0 m m ， J Wx H ， 整装质量约 1 0 5 0 k g ， 结构如图 3 、 4所示。 图 3总 体 外 形 图 图4内 部 结构 图 2 总体结构主要设备选型 1 恒功率电液 比例柱塞泵 ， 额定工作压 力是 0 2 8 MP a ， 最高工作压力可达 3 5 M P a ， 压力电液 比例可调 ， 带数字信号放大器。安全压力设定 3 1 ． 5 MP a ，可在 0 3 5 MP a调节 。按 照 实 际情况 和恒 功 率 控制 思路 进 行 功 率计算 ①S F 3 2路 2 0 MP a压力 ，每路输出流量可达 5 0 L ／ rai n ， I P Q ／ 6 0 2 0 1 0 0 ／ 6 0 3 3 ． 3 k W；② Y K 2 2路 2 2 MP a压力 ，每路输 出流量可达 7 0 L ／ ra i n ， W P Q ／ 6 0 2 2 x 1 4 0 ／ 6 0 5 1 ． 3 k W。③某型飞机 3 两路 2 5 MP a压力 ， 每 路 输 出 流 量 6 0 I J mi n ， W P O ／ 6 0 2 5 1 2 0 ／ 6 0 5 0 k W 。 根据① 、 ②和③的分析计算， 恒功率可设定在 2 0 0 0 d m i n 时 5 1 ． 3 ／ 0 ． 9 3 5 5 k W。额定 转速 可达 2 2 0 0 r ／ ra i n ； 最 大输 出流 量 7 0 m L ／ r x 2 2 0 0 r ／ m i n 1 5 4 Umi n 泄油 口压 力 可 达 2 MP a 。 皤 的液压保障需求 的前提下 ， 提高了液压油的流量 ， 提升 了工作效率， 同时装备体积仅为原来的 6 ． 2 ％， 重量仅为 原来装备的 1 6 ． 7 ％。 2 电动 机 ， 电动 机采 用 Y Y B 2 5 0型 三相 异 步 4极 5 5 k W 内轴式静音变频电动机 油泵专用 电机 ， 由变频 器变频控制输 出转速。其工作电压 三相 3 8 0 V A C， 工作 转速范围 0 ～ 2 4 0 0 r ／ mi n ， 工作频率范 围 0 ～ 8 0 Hz 。 3 轮胎 。 轮 胎采用 2 5 4 x 1 5 2 x 1 5 8 ． 8和 2 6 7 x 1 5 2 x 1 2 7两 种 规 格 的实 心 轮 胎 ． 2 5 k m ／ h速 度 时 分 别 可 承 载 l 4 1 4 k g和 l 5 6 4 k g 适应低速 、 高负载苛刻条件下使用 ， 有很高的耐刺穿性。 4 暖风机 ， 暖风机采用 H G 4型电暖风机 ， 由电加 热翅片管和低噪声轴流风机及温控系统组成 ，具有 自 然风 、 全功率加热 、 半功率加热 三档设置 ， 并具有超温 断电安全保护功能。 5 气囊式蓄能器 。 在改进型飞机地面油泵车液压 系统 中 ， 我 们采 用 了气囊 式 蓄能 器 。此 蓄 能器 的特 点是 形状虽小但容积较大 皮囊 的重量轻 、 惯性小 ， 反应灵 敏 ；漏气途径只有一个充气 阀口，因此气囊的密封性 好 ， 一次充气后能长时间地保存 ； 充气方便 ， 适用于贮 存能量和吸收冲击。 6 散热器 ， 散 热器为铝制板 翅式组合结构 ， 下部 加 装 了风 机 ， 从 而 提升散 热 器 的散热 能力 。主要技 术参 数 如下 换热量 2 4 k W 工作压力 3 ． 0 MP a ； 试 验压力 4 ． 5 MP a ； 风机 2 2 0 V ／ 7 5 0 W。 7 固体污染度在线检测仪， 固体污染度在线检测仪 选 用 P a r k e r I P D 型在 线式 颗 粒 计数 器 ， 内置 G J B 4 2 0 A、 I S O 4 4 0 6等油液标准 ． 可相应给 出所测样 品的污染度等 级 ； 仪 器 可 按 I S O 4 4 0 2或 I S O1 1 1 7 l校 准 ， 实 时 检 测 数 据 ． 实时掌握分析液压系统的磨损趋势 ， 具有 0 ． I l S O等 级 的精度 和 0 ． 5 I S O等级 的准 确度 。 3 数据 比较 表 1 参数对 比表 4结论 本设计通过采用单系统双输出的液压系统 ， 实现 在满足实际保障需求的同时， 又减小了装备体积的目 的。可以说 ， 飞机地面油泵车液压系统的设计研制 ， 将 大大提高飞机地面保障装备的工作效率以及转场运输 效率， 保证转场后各型飞机正常起飞。同时该装备可 发挥其体积小 ， 质量轻的优势， 很大程度上增加单架运 输 机运 载数量 ， 减 少运输 架 次 。 参 考 文 献 [ 1 ] 曹克强， 马新力 ， 等． 飞机液压系统空气 污染控制[ J ] ． 机床与液 压 ， 2 0 0 3 ， 6 ． [ 2 ] 陈浩 ， 于焕 义． 飞机多功能通 用地 面液压油泵车 的设计【 J J ． 液 压与气动 ， 2 0 0 9 ， 8 ． [ 3 ] S ． E ． Wr i g h t ， J ． P ． B u s h b y ． D e v e l o p m e n t o f a D i a g n o s t i c S y s t e m f 0 r N o n c o n t i n u o u s l y Op e r a t i n g Ma c h i n e s [ R] ． Oma h a P r o c e e d i n g s o f t h e I E EE ， 2 0 0 7 ． [ 4 】 石崇 辉 ． 中 国力 学学 会 四 川省 液压 气 动 技术 交 流 站 召开 1 9 8 7 1 9 8 8年度理事会议[ J 1 ． 机床与液压 ， 1 9 8 9 ， 2 ． [ 5 】 叶唐根． 无锡 市考察组赴 F t 考察液压气动技术[ J J ． 液压气动与 密封 ， 1 9 8 4 ， 3 ． [ 6 】 石崇辉 ， 仉文波． 浅析 国外液压气动技术市场【 J 】 ． 机电新产品 设计 完成 后 ， 飞机 地 面油泵 车 与现有 Y B C 一 1 型 油 泵车的参数对比如表 l 所示。 [ 7 】 可 以看 出 飞机地 面 油泵 车液 压 系统在 满足 飞机 导报 ， 1 9 9 4 ， 1 2 ． 杨尔庄． 国内外液压气动技术现状及发展动向【 J 】 ． 液压气动与 密封 ， 2 0 01 ， 1 ． 一” 卜 “ 卜 一 _” 一 一 一” 一- 卜 * - - 一一 - 卜 一 _ 一 - - 一 一 - 卜 ” 十一 一* - - 一 - 一 - - 一 一一 - - - - 一 卜 - - 一 一 一 - 一一 - 一- 卜” 一- 一 - - - - 一 一 一 - 一 一 一- 一 一 一 - ● 一 上接第5 1 页 而不是单纯地把密封件看作安装在轴上的一个部件。 3 结 束 语 由于 目前 尚无 法弄 清楚 各 种 安装 误 差 和振 动 的形 式 、 频率及振幅与密封性能之间的关系 ， 很难定量地确 定各种安装误差和振动对密封性能的影响 ， 密封件的经 销商 也很 难 向用户 推荐有 关密 封件 平衡 及 安装 的标 准 。 因此 ， 安装误差和振动对机械密封影响的情况只能根据 统计数据和维护经验中得到。另外 ， 密封是泵的一个主 要部 件 ， 它又受 到复 杂 的泵系 统 的制约 。 因此在 分析 安 装误差和振动对密封性能的影响时 ，应考虑整个系统 ， 参 考 文 献 [ 1 】 李 培滋． 飞机 液压传 动与伺服 控制[ M】 ． 北 京 国防工 业出版 社 ． 1 9 7 9 ． 【 2 】 杨 国桢． 飞机液压传动与伺 服控S q [ M ] ． 西安 空军工程大学 出 版 社 ． 2 0 0 2 ． 【 3 】 雷天觉． 液压工程手册【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 3 ． [ 4 ] 贺 国芳 ． 可靠 性数据 的收集 与分析[ M 】 ． 北京 国防工 业 出版 社 ． 1 9 9 6 ． [ 5 】 戴树森 ． 可靠 性试验 及其统计 分析[ M 】 ． 北京 国防工业 出版 社 ． 1 9 8 9 ． 49