孫翔龍

（空軍第一航空學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000）

0 引言

電液伺服閥作為機(jī)械、電子和液壓技術(shù)相結(jié)合的高度精密部件，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、信號(hào)處理靈活、輸出功率大和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在被飛機(jī)剎車，舵機(jī)等液壓系統(tǒng)廣泛的采用，其的性能好壞直接影響飛機(jī)液壓系統(tǒng)的工作可靠性，影響飛機(jī)飛行安全。某型飛機(jī)剎車部分采用的是液壓剎車，其剎車壓力的調(diào)節(jié)是通過(guò)FDS201A 伺服閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。飛行維護(hù)規(guī)程規(guī)定，飛機(jī)飛行300 小時(shí)時(shí)必須對(duì)伺服閥的性能進(jìn)行測(cè)試，伺服閥性能測(cè)試裝置是外場(chǎng)維護(hù)必不可少測(cè)試裝備。

1 FDS201A 伺服閥性能測(cè)試內(nèi)容

依據(jù)飛機(jī)外場(chǎng)維護(hù)規(guī)程99-J7B-FF 中對(duì)伺服閥的300 小時(shí)定檢測(cè)試要求，伺服閥的測(cè)試內(nèi)容主要包括密封性和輸入-輸出特性。

（1）密封性：向“J”管嘴輸入21MPa 的液壓油，向“SJ”“S”管嘴輸入10MPa2 油壓，向“H”管嘴輸入2MPa 的油壓，保持3 分鐘，不允許外部漏油。

（2）輸入-輸出特性：向“J”管嘴輸入21MPa 的油壓，向“SJ” 管嘴輸入0～8.7±0.5MPa 的控制壓力，檢查“S”管嘴壓力應(yīng)符合8.7±0.5MPa，保持“SJ”管嘴壓力為8.7MPa。此時(shí)，向伺服閥加上27V 電壓（輸入電流0～9mA），檢查“S”管嘴的剎車壓力和輸入的電流值應(yīng)呈反比對(duì)應(yīng)。

2 FDS201A 伺服閥的性能測(cè)試原理及實(shí)施

依據(jù)外場(chǎng)維護(hù)規(guī)程99-J7B-FF 中伺服閥試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法及測(cè)試裝置的具體規(guī)定，綜合機(jī)電控制技術(shù)水平、機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量及實(shí)際條件，對(duì)各種可行方案進(jìn)行全面分析、比較，確定下述測(cè)試方案。

測(cè)試裝置由泵站、測(cè)試臺(tái)、控制柜3 部分組成，液壓系統(tǒng)原理如圖1 所示。

2.1 泵站

泵站為測(cè)試臺(tái)系統(tǒng)提供測(cè)試需要的液壓能并實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)工況的建立與轉(zhuǎn)換。主要組成部分有： 液壓泵、油液過(guò)濾裝置、油溫控制裝置、壓力安全控制裝置、電液壓力比例閥、電液流量比例閥等。在測(cè)試過(guò)程中，泵站的起動(dòng)、停止、油液溫度控制、油濾的阻塞報(bào)警可通過(guò)接口板D/I、D/O 由計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制；系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置電液壓力比例閥和電液流量比例閥，在計(jì)算機(jī)的控制下可實(shí)現(xiàn)為不同測(cè)試對(duì)象提供所需的壓力和流量；采用流量泵和電液比例閥，以滿足64L/min 的大流量的輸出和35MPa 額定壓力的要求。

2.2 測(cè)試臺(tái)

測(cè)試臺(tái)檢測(cè)FDS201A 伺服閥的性能，臺(tái)體主要由壓力傳感器、流量傳感器、比例減壓閥、集成電源和控制電路等組成。一方面提供附件工作所需要壓力和流量，檢測(cè)附件工作的壓力、流量參數(shù)。另一方面檢測(cè)液壓伺服閥的密封性，輸入輸出特性等參數(shù)。測(cè)試臺(tái)分液壓部分和電控部分，兩大部分集成到一個(gè)臺(tái)體中。測(cè)試臺(tái)為外部供壓，管路中設(shè)置有進(jìn)油閥、兩個(gè)比例減壓閥、安全閥、流量傳感器、精密油濾等。測(cè)試臺(tái)與液壓泵站出油、回油管路相連，被測(cè)伺服閥的進(jìn)油口J、回油口H、剎車油口S、剎車進(jìn)油口SJ 分別與臺(tái)體的供油接頭1、回油接頭、負(fù)載接頭2、供油接頭2 相連，伺服閥線圈用電纜線連接到面板的插座上,待測(cè)液壓電磁閥連接及液壓部分原理圖如圖1 所示。

圖1 測(cè)試臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖Fig.1 Test bench hydraulic pressure system principle

2.3 控制柜

控制柜用來(lái)安裝工控機(jī)及其他控制電路。系統(tǒng)硬件主要由工控機(jī)及其外設(shè)、數(shù)據(jù)采集部分 （壓力傳感器、渦輪流量傳感器、液溫傳感器、通用型多功能A/D、D/A 接口板、繼電器端子板）、信號(hào)發(fā)生與控制部分等組成?？刂乒衽c測(cè)試臺(tái)、泵站之間通過(guò)導(dǎo)線連接，無(wú)液壓連接。

3 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)

控制柜中工控機(jī)、測(cè)控軟件、數(shù)據(jù)采集部分，以及測(cè)試臺(tái)中的壓力、流量傳感器，液壓比例閥電控部分等組成測(cè)試裝置的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)中溫度、壓力、流量等傳感器可輸出0～5V 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，可直接與A/D 接口卡模擬量輸入通道相連，通過(guò)多路模擬開(kāi)關(guān)，巡回進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。液壓泵電機(jī)的啟動(dòng)、停止，電磁控制閥的工作狀態(tài)切換則經(jīng)I/O 卡的開(kāi)關(guān)量輸出通道通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)控制子系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試工況的自動(dòng)建立與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析、存儲(chǔ)和輸出。計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)框圖如圖2 所示。

圖2 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)框圖Fig.2 Computer survey and control system principle

4 測(cè)試裝置使用效果

本文研制完成的FDS201A 伺服閥測(cè)試裝置，經(jīng)部隊(duì)使用表明：

（1）該裝置可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)FDS201A 伺服閥密封性、極性檢查，內(nèi)漏量、額定流量等參數(shù)的在線測(cè)量。將測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，顯示并打印數(shù)據(jù)、曲線。

（2）根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)和曲線可判斷產(chǎn)品是否合格及存在缺陷。如調(diào)節(jié)測(cè)試臺(tái)電流調(diào)節(jié)旋鈕，使伺服閥控制電流i＝0，觀察伺服閥的回油量顯示表，若超過(guò)規(guī)定值，則伺服閥內(nèi)漏嚴(yán)重。調(diào)節(jié)電流增大時(shí)，若負(fù)載2 的壓力上升，表明伺服閥極性錯(cuò)誤。

（3）該裝置泵站部分采用變頻器控制的變頻電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓泵，泵站輸出流量大小可由變頻器來(lái)調(diào)節(jié)，同時(shí)在液壓源系統(tǒng)中設(shè)置有流量比例閥，保證輸出流量的穩(wěn)定性，所以該裝置可以對(duì)不同流量指標(biāo)參數(shù)的伺服閥進(jìn)行在線測(cè)量。

（4）該裝置性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)便、測(cè)試精度高、曲線生成快，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，能滿足航空修理廠和飛機(jī)大修廠對(duì)飛機(jī)液壓伺服閥進(jìn)行定檢、中修和大修的需要。

[1] 99-J7B-FF 飛機(jī)維護(hù)規(guī)程[S].

[2] 汝少明.殲強(qiáng)飛機(jī)構(gòu)造學(xué)[M].藍(lán)天出版社，2001.

[3] 王占林.飛機(jī)高壓液壓能源系統(tǒng)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[4] 朱忠尼，蔡小勇.伺服控制系統(tǒng)[M].四川：科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[5] 花克勤.電液伺服閥動(dòng)態(tài)參數(shù)尋優(yōu)[J].北京：機(jī)床與液壓，2004.