鄭永梅　葉宏衛(wèi)　馮業(yè)龍　張宇翔

摘要：為進(jìn)行航空燃油附件打開及關(guān)閉壓力，內(nèi)、外部密封性，流量及流阻，電性能測(cè)試等，特研制燃油附件綜合試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)與以往同類試驗(yàn)臺(tái)不同之處在于將燃油試驗(yàn)與氣密試驗(yàn)合二為一。文章從試驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)組成、燃油及供氣部分原理、主要液壓元件的選用等方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：航空燃油附件；液壓泵；溢流閥；綜合試驗(yàn)臺(tái)

中圖分類號(hào)：V233 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）11-0033-02

飛機(jī)燃油系統(tǒng)是飛機(jī)的重要組成部分，燃油附件的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行安全。為保證各類燃油附件的裝機(jī)前質(zhì)量，特研發(fā)燃油附件綜合試驗(yàn)臺(tái)。

1 用途

燃油附件綜合試驗(yàn)臺(tái)與以往試驗(yàn)臺(tái)不同之處在于將燃油試驗(yàn)與氣密試驗(yàn)合二為一，可以滿足壓力加油開關(guān)、油量平衡活門、浮子活門、燃油電動(dòng)開關(guān)等各類附件的打開、關(guān)閉壓力、時(shí)間、電流測(cè)試，內(nèi)、外部密封性測(cè)試，流量及流阻測(cè)試，電性能測(cè)試及氮?dú)鈿饷茉囼?yàn)等。

2 主要技術(shù)指標(biāo)

燃油附件綜合試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)為：（1）工作介質(zhì)：RP-3航空燃油，固體顆粒污染度優(yōu)于GJB420A8級(jí)；氮?dú)猓簤毫Σ坏陀?MPa；（2）系統(tǒng)壓力：不小于0.6MPa；流量：不小于20L/min；（3）手搖泵要求：工作壓力不小于2MPa，供油量不小于300mL/10個(gè)循環(huán)；（4）電源要求：電壓AC380V50Hz；0～35V、10A直流可調(diào)穩(wěn)壓電源；（5）泵源油箱容積：不小于40L；（6）外置油箱容積：250L。

3 試驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)組成

（1）本試驗(yàn)臺(tái)主要由燃油操作臺(tái)1臺(tái)、電氣控制柜1臺(tái)、氮?dú)馄客栖?臺(tái)、燃油外置油箱及配套附件組成。

（2）燃油操作臺(tái)采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)，不銹鋼面板。試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)采用不銹鋼管路，耐壓不低于2MPa。管路密封均采用航標(biāo)74°錐面密封，所用外套螺母、平管嘴均使用不銹鋼航標(biāo)件。液壓器件安裝在試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)，包括1個(gè)不小于40L的不銹鋼油箱、電動(dòng)葉片泵組件、手搖泵、油濾、安全活門、單向閥、流量計(jì)、各類閥等。試驗(yàn)操作臺(tái)臺(tái)面為不銹鋼油盤結(jié)構(gòu)，油盤下設(shè)有接油槽，操作臺(tái)左側(cè)為管路進(jìn)出口和電氣控制進(jìn)出位。試驗(yàn)臺(tái)的面板上安裝相關(guān)的抗震壓力表、開關(guān)和試驗(yàn)用接口、流量計(jì)數(shù)顯表，供氣部分減壓閥、試驗(yàn)接管嘴、開關(guān)、壓力表、單向閥等應(yīng)與供油部分分開。

（3）電氣控制柜采用防爆柜體結(jié)構(gòu)，電氣控制儀表和各種開關(guān)指示燈安裝在面板上，并帶移動(dòng)膠輪和調(diào)平地腳。主要由總電源控制系統(tǒng)，泵控制系統(tǒng)，燃油附件開、關(guān)控制部分，電流、電壓指示，直流可調(diào)穩(wěn)壓電源，試驗(yàn)電纜插座，各類指示燈，計(jì)時(shí)器等組成。

4 燃油、供氣系統(tǒng)原理描述

根據(jù)各燃油附件技術(shù)指標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)了相應(yīng)的燃油系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，并將供氣部分與供油部分分區(qū)設(shè)置。原理圖見圖1：

4.1 燃油部分原理

燃油部分通過液壓泵12和手搖泵13雙套供壓。使用液壓泵12供壓時(shí)，打開放油開關(guān)8，液壓泵通過吸油濾10從油箱5中吸油，可向各管嘴供油，進(jìn)行試驗(yàn)。液壓泵出口設(shè)有溢流閥14、供油濾16a、單向閥17a，溢流閥14防止系統(tǒng)超壓，起卸荷保護(hù)泵的作用，供油濾16a用于保護(hù)試驗(yàn)臺(tái)及各被試燃油附件免受污染，單向閥17a防止油液倒流。使用手搖泵13供壓時(shí)，打開放油開關(guān)9，手搖泵12通過吸油濾11吸油，吸油后通過供油濾16b、單向閥17b，打開供油開關(guān)18，可向系統(tǒng)各管嘴供油。

進(jìn)行燃油附件密封性試驗(yàn)、漏油量、活門打開關(guān)閉、試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)需要選擇液壓泵或手搖泵，按壓力需求將被試成品接在C（D、E、F）嘴，并打開管嘴對(duì)應(yīng)的壓力表前供油開關(guān)。試驗(yàn)后，可通過回油開關(guān)15卸壓。做流量或流阻試驗(yàn)時(shí)，用液壓泵供壓，按不同的壓力選擇相應(yīng)的測(cè)試接口和壓力表，被試產(chǎn)品進(jìn)油口接在C（D、E、F）嘴，回油接A嘴，打開回油開關(guān)20，通過壓力表Ⅰ、渦輪流量計(jì)21進(jìn)行測(cè)試。

該試驗(yàn)臺(tái)有1個(gè)內(nèi)置油箱5和1個(gè)外置油箱2。內(nèi)置油箱5主要作用是為系統(tǒng)提供油液，并且具有散熱、沉淀雜質(zhì)和分離油中空氣等作用。為防止系統(tǒng)工作時(shí)，因液面波動(dòng)造成壓力變化，設(shè)置了空氣濾4。外置油箱2內(nèi)安裝有浮子活門等被試產(chǎn)品的安裝支架，用于相關(guān)產(chǎn)品的試驗(yàn)。為便于觀察油箱中液面高度，油箱上裝置了液位指示器6。為進(jìn)行油箱的清洗，在油箱最低處裝置了放油閥3、7。為防止試驗(yàn)過程中油液污染環(huán)境，操作臺(tái)臺(tái)面設(shè)有接油槽27，接油槽內(nèi)廢油通過放油閥28放出，進(jìn)行統(tǒng)一回收。

4.2 氣源部分原理

氣源部分通過氮?dú)馄肯蛳到y(tǒng)提供壓力，主要用于燃油附件氣密型試驗(yàn)。面板上通過調(diào)節(jié)氣源開關(guān)30及二級(jí)減壓器34手閥，為被試產(chǎn)品提供相應(yīng)的壓力，進(jìn)行試驗(yàn)。

5 主要液壓元件的確定

5.1 液壓泵的確定

選擇液壓泵的主要依據(jù)是其額定工作壓力和額定流量，同時(shí)還應(yīng)考慮定量或變量、原動(dòng)機(jī)類型、轉(zhuǎn)速、容積效率、總效率、自吸特性、噪聲等因素。以下我們主要介紹液壓泵額定流量和額定壓力及規(guī)格的選擇。

5.1.1 確定液壓泵的額定流量：泵的流量應(yīng)滿足執(zhí)行元件最高速度要求，所以泵的輸出流量qP應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需的最大流量和泄漏量來確定，即：qP≥Kqmax，其中qP為液壓泵輸出流量，K為系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，一般K=1.1～1.3（管路長(zhǎng)取大值，管路短取小值），qmax為被試產(chǎn)品實(shí)際需要的最大流量。

在該試驗(yàn)臺(tái)中，按被試產(chǎn)品的最大流量來確定qmax。實(shí)際中，qmax=20L/min，試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊，管路較短，因此取K=1.1，計(jì)算可得泵的輸出流量qP≥22L/min。為了避免泵的溢流過多，造成較大的功率損失，選用泵的額定流量qn比泵的輸出流量稍大即可，因此最終確定泵的額定流量為25L/min。

5.1.2 確定液壓泵的額定壓力：液壓泵的額定壓力根據(jù)被試產(chǎn)品所需最高壓力來確定。即：pP≥pmax+∑△p，其中pP為泵的工作壓力，pmax為所有被試產(chǎn)品的最高工作壓力；∑△p為進(jìn)油路和回油路的總壓力損失，對(duì)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)可取0.2～0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)可取0.5～1.5MPa。

在該試驗(yàn)臺(tái)中，被試產(chǎn)品最高壓力pmax為0.6MPa，該系統(tǒng)油路較為簡(jiǎn)單，取∑△p=0.2MPa，代入后可得泵的工作壓力pP≥0.8MPa。為保證液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%左右，因此泵的額定壓力pn=0.8×（1+25%）=1MPa。

5.1.3 確定泵的具體結(jié)構(gòu)形式：確定了液壓泵的額定流量和額定壓力以后，根據(jù)對(duì)齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵、葉片泵的功率、噪聲、污染敏感度、價(jià)格等對(duì)比，我們最終選擇結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、流量均勻、噪聲低、體積小、質(zhì)量小、價(jià)格合理的葉片泵。

5.2 內(nèi)置油箱容積的確定

為了確定油箱的容積和尺寸，一方面要滿足系統(tǒng)供油的要求，另一方面還要保證所有產(chǎn)品均排油時(shí)，油液不能從油箱溢出，以及系統(tǒng)中最大可能充滿油時(shí)，油箱的液位不低于最低限度。油箱容積一般按公式V=αqP進(jìn)行，其中V為油箱的容積，α為系數(shù)，一般低壓系統(tǒng)α=2；在前文中，qP=22L/min，取α=2，可得V=44L，最后我們制作了一個(gè)容積為45L的內(nèi)置油箱。

5.3 溢流閥的確定

溢流閥選擇的依據(jù)是在系統(tǒng)中的作用、額定壓力、最大流量、壓力損失數(shù)值、工作性能參數(shù)和使用壽命等。由于該試驗(yàn)臺(tái)壓力較低、流量不大，因此我們選擇直動(dòng)式溢流閥即可。在該試驗(yàn)臺(tái)中溢流閥14主要防止系統(tǒng)壓力過載，它的調(diào)定壓力應(yīng)高于最高工作壓力的10%～20%，即應(yīng)為0.66～0.72MPa，最后確定溢流閥的調(diào)定壓力為0.7MPa。

6 結(jié)語

該試驗(yàn)臺(tái)研制成功后，經(jīng)過一年的使用，滿足了多個(gè)種類、多個(gè)型號(hào)燃油附件的試驗(yàn)，并經(jīng)過后期開發(fā)，增加了新增成品的測(cè)試。用戶評(píng)價(jià)該試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)單、可靠、防爆，使用維護(hù)方便，試驗(yàn)時(shí)安裝被試成品方便快捷，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是值得推廣的一種飛機(jī)燃油附件綜合試驗(yàn)臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：鄭永梅（1980—），女，陜西漢中人，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程師，在職研究生，研究方向：飛機(jī)液壓、燃油、環(huán)控等方面的成品測(cè)試及測(cè)試技術(shù)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）