一種反壓力試驗裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機液壓系統(tǒng)試驗，尤其涉及一種飛機油箱增壓回路試驗驗證的反壓 力試驗裝置與試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在飛機研制過程中，起落架收放、襟翼收放等作動筒突然換向會導(dǎo)致回油管路及 附件產(chǎn)生液壓沖擊，造成自增壓油箱貯油腔和增壓管路內(nèi)壓力突變，液壓沖擊對油箱增壓 系統(tǒng)中的壓力波動影響比較大，如果增壓系統(tǒng)的附件如優(yōu)先閥、安全活門設(shè)計不合理或產(chǎn) 品性能下降時就會發(fā)生諧振，嚴重時導(dǎo)致系統(tǒng)管路斷裂。如某型號飛機由于油箱增壓回路 產(chǎn)品性能下降，出現(xiàn)液壓系統(tǒng)管路高頻振動，管路斷裂，出現(xiàn)飛行事故征候。液壓能源系統(tǒng) 油箱增壓回路設(shè)計是否滿足技術(shù)指標要求，國內(nèi)一般要到首飛前液壓系統(tǒng)與起落架控制系 統(tǒng)、飛控系統(tǒng)全機交聯(lián)試驗時，才能進行試驗驗證。在原理試驗階段，目前沒有相關(guān)的試驗 設(shè)備及其方法可供使用，來完成試驗驗證工作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的是：提供一種飛機液壓能源系統(tǒng)增壓回路試驗驗證的裝置與測試方 法，模擬起落架收放系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)和襟翼、減速板及主舵面等的回油沖擊，實現(xiàn) 液壓系統(tǒng)的容差、回油速度和機械反沖，在液壓系統(tǒng)各用戶使用范圍內(nèi)全面檢測諧振點，排 除隱患，保證系統(tǒng)安全。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種反壓力試驗裝置，其特征在于，液壓源供壓管路P接到 機載液壓系統(tǒng)用戶供壓管路處，液壓油通過手動節(jié)流閥1、單向閥4給伺服閥6供壓，蓄壓器 9通過電磁閥5控制也向伺服閥6供壓，伺服閥6控制作動筒7的運動速度，控制系統(tǒng)回油 經(jīng)流量傳感器3和手動節(jié)流閥1回到液壓源回油管路R，液壓源回油管路R接到機載液壓 系統(tǒng)用戶回油管路處?？刂破?0根據(jù)試驗項目設(shè)置的油箱容積差、回油速度和機械末端反 沖量值，采集壓力傳感器2的信號S1以及流量傳感器3的信號S2,形成閉環(huán)反饋，通過信 號S5控制電磁閥5、信號S6控制伺服閥6工作，同時對壓力傳感器2產(chǎn)生的信號S1、位移 傳感器8產(chǎn)生的信號S4進行監(jiān)視。
[0005] 手動節(jié)流閥1避免反壓力試驗裝置不用時對機載液壓系統(tǒng)阻抗的影響。
[0006] 單向閥4防止蓄壓器9工作時對機載系統(tǒng)壓力造成波動。
[0007] 作動筒7為直線作動筒，容積差由液壓系統(tǒng)正常工作的油箱最低油位和最高油位 決定。
[0008] 蓄壓器9通過控制電磁閥5模擬機械系統(tǒng)末端反沖，瞬間提供壓力沖擊，壓力沖擊 的大小和持續(xù)時間決定蓄壓器的容積和充氣壓力。
[0009] 回油路上設(shè)置的壓力傳感器2、流量傳感器3、可根據(jù)試驗需求，形成沖擊壓力閉 環(huán)反饋或回油速度反饋。
[0010] 控制器10可選用但不限于工程控制計算機、PLC、單片機、單板計算機。
[0011] 一種反壓力試驗方法包括以下試驗步驟：
[0012] 步驟A :先模擬回油壓力，根據(jù)液壓能源系統(tǒng)各用戶的最大運動速度，分別計算出 各系統(tǒng)的最大回油流量，控制器10根據(jù)設(shè)定的回油流量將控制信號給伺服閥6控制作動筒 7的運動速度，分別實現(xiàn)各用戶回油壓力的模擬。
[0013] 步驟B :再模擬有末端反沖的液壓用戶，電磁閥5先處于關(guān)閉狀態(tài)，先按步驟A進 行模擬，當運動到末端時，瞬間電磁閥5打開，蓄壓器9快速補油，電磁閥5再根據(jù)反沖量快 速關(guān)閉。
[0014] 步驟C:復(fù)合模擬，當有多個液壓用戶同時工作時，將各液壓用戶時間流量曲線疊 加，按步驟A和步驟B同時進行模擬。
[0015] 本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果：通過反壓力試驗裝置及其方法，實現(xiàn)了飛機油箱增壓 回路設(shè)計方案的試驗驗證，使得在原理試驗階段就對油箱增壓回路方案和液壓附件的匹配 性進行驗證，避免了液壓能源系統(tǒng)與飛控系統(tǒng)、起落架控制等系統(tǒng)進行全系統(tǒng)交聯(lián)試驗時 才能對油箱增壓回路進行試驗驗證，規(guī)避了研制風(fēng)險；同時通過反壓力試驗裝置，模擬了全 部液壓能源系統(tǒng)用戶，在原理試驗階段避免了建設(shè)真實機載液壓能源用戶的經(jīng)費和時間， 先按飛機各系統(tǒng)分別進行試驗，交聯(lián)部分用模擬設(shè)備代替，擴展了試驗的深度，降低了試驗 的難度。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明反壓力試驗裝置原理圖；
[0017] 其中，1-手動節(jié)流閥、2-壓力傳感器、3-流量傳感器、4-單向閥、5-電磁閥，6-伺 服閥、7-作動筒、8-位移傳感器、9-蓄壓器、10-控制器、S1-系統(tǒng)回油壓力信號、S2-回油流 量信號、S3-系統(tǒng)高壓路壓力信號、S4-作動筒位移傳感器信號、S5-電磁閥控制信號、S6-伺 服閥控制信號。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0019] 在某飛機液壓能源系統(tǒng)試驗時已使用了一種反壓力試驗裝置及其方法，現(xiàn)就對其 進行詳細說明。
[0020] 參見圖1，這是本發(fā)明的一個實施例。液壓源供壓管路P接到機載液壓能源系統(tǒng)用 戶供壓管路處，液壓源可以是飛機液壓系統(tǒng)泵高壓出口或地面液壓源供壓管路，液壓油通 過手動節(jié)流閥1、單向閥4給伺服閥6供壓，提供基本的壓力源，蓄壓器9通過電磁閥5控制 也向伺服閥6供壓，提供瞬間系統(tǒng)壓力需求，伺服閥6控制作動筒7的運動速度，控制系統(tǒng) 回油經(jīng)流量傳感器3和手動節(jié)流閥1回到供壓管路回油R，供壓管路回油R接到機載液壓系 統(tǒng)用戶回油管路處。實現(xiàn)所需反壓力的模擬，控制器10根據(jù)不同的試驗項目，例如起落架 收放、剎車、副翼舵面偏轉(zhuǎn)等試驗，設(shè)置的系統(tǒng)兩種狀態(tài)下的油箱容積差、試驗系統(tǒng)的回油 速度和液壓作動筒機械末端反沖量值，控制器10采集壓力傳感器2的信號S1、流量傳感器 3的信號S2、根據(jù)反饋量的不同，形成壓力或流量閉環(huán)反饋，模擬系統(tǒng)的反壓力對液壓系統(tǒng) 產(chǎn)生的沖擊。通過信號S5控制電磁閥5、信號S6控制伺服閥6工作，同時對壓力傳感器2 產(chǎn)生的信號S1、位移傳感器8產(chǎn)生的信號S4進行壓力或位移量的監(jiān)視，實現(xiàn)反壓力試驗裝 置的動態(tài)過程監(jiān)控，真實模擬飛機液壓系統(tǒng)反壓力的動態(tài)試驗過程。
[0021] 根據(jù)某飛機正常工作時系統(tǒng)提供流量約50L/min，油箱油位變化5L，變化時間最 短為15s，一種最有利本明實施的附件選型如下：
[0022] 1、手動節(jié)流閥 1 :HYDAC 公司 KHB-25-F3-11141-02X ;
[0023] 2、壓力傳感器2 :GE公司UNIK5000 ;
[0024] 3、流量傳感器3 :西德福公司VC0F1P ;
[0025] 4、單向閥 4 :9C1600S PARKER ;
[0026] 5、電磁閥 5 :PARKER 公司；
[0027] 6、伺服閥 6 :FF113-400609 ;
[0028] 7、位移傳感器 8 :AMS-S-300-Vl
[0029] 8、蓄壓器 9 :NXQ-A-40/31. 5-F-Y299 黎明
[0030] 9、控制器10 :研華工業(yè)控制計算機及板卡
[0031] 10、最利于本發(fā)明實施的作動筒7參數(shù)計算方法如下：
[0032] 缸體內(nèi)徑為Φ 30;
[0033] 活塞大端面直徑D = 30cm，長12cm ;
[0034] 活塞行程10cm ;
[0035] 活塞小端面直徑計算如下：
[0036]
可得活塞小端面直徑d = 25. 23
[0037] cm，取活塞小端面直徑為26cm，設(shè)計長度為20cm。
[0042] 指標滿足系統(tǒng)要求。
[0043] 系統(tǒng)硬件平臺搭建好后，連接到機載液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件根據(jù)液壓能源系統(tǒng)各用 戶工作時的流量變化實現(xiàn)回油流量壓力的模擬。
[0044] 一種反壓力試驗方法，本方法包括以下步驟：
[0045] 步驟A :先模擬回油壓力，根據(jù)液壓能源系統(tǒng)各用戶的最大運動速度，分別計算出 各系統(tǒng)的最大回油流量，控制器10根據(jù)設(shè)定的回油流量將控制信號給伺服閥6控制作動筒 7的運動速度，分別實現(xiàn)各用戶回油壓力的模擬。
[0046] 步驟B :再模擬有末端反沖的液壓用戶，電磁閥5先處于關(guān)閉狀態(tài)，先按步驟A進 行模擬，當運動到末端時，瞬間電磁閥5打開，蓄壓器9快速補油，電磁閥5再根據(jù)反沖量快 速關(guān)閉。
[0047] 步驟C:復(fù)合模擬，當有多個液壓用戶同時工作時，將各液壓用戶時間流量曲線疊 加，按步驟A和步驟B同時進行模擬。
【主權(quán)項】
1. 一種反壓力試驗裝置，其特征在于，液壓源供壓管路P接到機載液壓系統(tǒng)用戶供壓 管路處，液壓油通過手動節(jié)流閥（1)、單向閥（4)給伺服閥（6)供壓，蓄壓器（9)通過電磁閥 (5)控制也向伺服閥（6)供壓，伺服閥（6)控制作動筒（7)的運動速度，控制系統(tǒng)回油經(jīng)流 量傳感器（3)和手動節(jié)流閥（1)回到液壓源回油管路R，液壓源回油管路R接到機載液壓系 統(tǒng)用戶回油管路處；控制器（10)根據(jù)試驗項目設(shè)置的油箱容積差、回油速度和機械末端反 沖量值，采集壓力傳感器（2)的信號S1以及流量傳感器（3)的信號S2,形成閉環(huán)反饋，通過 信號S5控制電磁閥（5)、信號S6控制伺服閥（6)工作，同時對壓力傳感器（2)產(chǎn)生的信號 S1、位移傳感器（8)產(chǎn)生的信號S4進行監(jiān)視。2. 如權(quán)利要求1所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，手動節(jié)流閥（1)避免反壓力 試驗裝置不用時對機載液壓系統(tǒng)阻抗的影響。3. 如權(quán)利要求1所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，單向閥（4)防止蓄壓器（9) 工作時對機載系統(tǒng)壓力造成波動。4. 如權(quán)利要求1所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，作動筒（7)為直線作動筒， 容積差由液壓系統(tǒng)正常工作的油箱最低油位和最高油位決定。5. 如權(quán)利要求1所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，蓄壓器（9)通過控制電磁閥 (5)模擬機械系統(tǒng)末端反沖，瞬間提供壓力沖擊，壓力沖擊的大小和持續(xù)時間決定蓄壓器的 容積和充氣壓力。6. 如權(quán)利要求1所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，回油路上設(shè)置的壓力傳感 器（2)、流量傳感器（3)、可根據(jù)試驗需求，形成沖擊壓力閉環(huán)反饋或回油速度反饋。7. 如權(quán)利要求1-6之一所述的一種反壓力試驗裝置，其特征在于，控制器（10)可選用 但不限于工程控制計算機、PLC、單片機、單板計算機。8. -種反壓力試驗方法，其特征是，包括以下試驗步驟： 步驟A :先模擬回油壓力，根據(jù)液壓能源系統(tǒng)各用戶的最大運動速度，分別計算出各系 統(tǒng)的最大回油流量，控制器（10)根據(jù)設(shè)定的回油流量將控制信號給伺服閥（6)控制作動筒 (7)的運動速度，分別實現(xiàn)各用戶回油壓力的模擬； 步驟B:再模擬有末端反沖的液壓用戶，電磁閥（5)先處于關(guān)閉狀態(tài)，先按步驟A進行 模擬，當運動到末端時，瞬間電磁閥（5)打開，蓄壓器（9)快速補油，電磁閥（5)再根據(jù)反沖 量快速關(guān)閉； 步驟C:復(fù)合模擬，當有多個液壓用戶同時工作時，將各液壓用戶時間流量曲線疊加， 按步驟A和步驟B同時進行模擬。
【專利摘要】本發(fā)明涉及飛機液壓系統(tǒng)試驗，尤其涉及一種飛機油箱增壓回路試驗驗證的反壓力試驗裝置與試驗方法。本裝置與測試方法，模擬起落架收放系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)和襟翼、減速板及主舵面等的回油沖擊，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的容差、回油速度和機械反沖，在液壓系統(tǒng)各用戶使用范圍內(nèi)全面檢測諧振點，排除隱患，保證系統(tǒng)安全。
【IPC分類】F15B19/00
【公開號】CN105526209
【申請?zhí)枴緾N201410508551
【發(fā)明人】高承雍, 薛峰, 王定卯, 王朝暉
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設(shè)計研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年9月28日