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一种大型飞机液压系统新型取样阀的设计研究
2018-8-4 09:08 中国泵阀第一网 作者:佚名 点击:1331
【中国泵阀第一网 行业论文】液压能源具有能量密度大、可调节性强、运动平稳、使用寿命长等优点,同时也有一些缺点,如易产生泄漏、易发热、加工精度要求高、对油液污染较敏感等。由于是使用液压油作为传动介质,在能量转换和传递中,油液会发热,使总效率降低;由于存在机械摩擦、压力损失等,油液会产生污染,故要求系统有良好的过滤措施。同时,为了适时检测油液的污染程度,需要配置对液压油进行取样的取样装置。

操鸿,陈香艳

(中航通飞研究院有限公司,广东珠海519040)

摘要:基于对目前大型飞机液压系统中液压油取样形式的分析,思考了取样的必要性和目前取样阀取样存在的些许不足,提出了一种新型取样阀的设计思路。此种取样阀相比较以往的取样阀,具有操作方便、取样准确、随时在线取样的特点。

关键词:大型飞机;液压系统;取样阀;取样形式

引言

液压能源是飞机上主要的能源之一,尤其在大型飞机上液压系统不可或缺。

液压能源具有能量密度大、可调节性强、运动平稳、使用寿命长等优点,同时也有一些缺点,如易产生泄漏、易发热、加工精度要求高、对油液污染较敏感等。由于是使用液压油作为传动介质,在能量转换和传递中,油液会发热,使总效率降低;由于存在机械摩擦、压力损失等,油液会产生污染,故要求系统有良好的过滤措施。同时,为了适时检测油液的污染程度,需要配置对液压油进行取样的取样装置。

1 飞机液压系统的组成

液压系统大致由四个主要部分组成:能源装置、执行元件、调节控制元件以及辅助元件。从系统的功能分,液压系统可分为液压源系统和工作系统两大部分。

飞机的液压系统一般又分为集成式液压系统和分散式液压系统,集成式的液压系统多用于小型或轻型飞机上,具有维护方便、安装简单、功率较小等特点,它多由电力驱动液压泵;大型飞机上的液压系统一般采用分散式,由发动机驱动液压泵,分散式系统具有布局灵活、液压传动功率大、调节控制方便等特点。如波音737、空客320等飞机均采用分散式液压系统。

大型飞机的液压源系统主要包括以下元件:液压油箱、液压泵、液压油滤、电磁阀、单向阀、蓄压器、取样阀等,其中取样阀的设计形式多种多样,可以单独设置取样阀,也有使用地面吸油接头进行取样的情况。典型的液压源系统如图1所示。

2 取样阀的使用

由于液压油在使用过程中容易被污染,而精密的阀组件如伺服阀对污染特别敏感,油液的污染会降低系统的寿命,甚至造成液压元件的失效,因此对系统的污染程度进行周期性检测显得十分必要。

电磁阀 单向阀 调节阀 取样阀

图1 典型液压源系统原理图

为便于对油液进行准确取样,取样阀一般设置在回油油滤的前面,在回油管路中的油液未经过油滤过滤前取样,取样出的油液能更准确反映系统的污染程度。图1中的取样阀在取样时,需要系统回油管路中有一定的压力,因此取样操作只能在系统工作时,或系统刚停止运转回油路中有残留压力时,打开取样阀才能顺利取样到油液。图1中的取样阀也是目前大型飞机上普遍采用的设计形式,此种取样阀具有以下不足:

(1)取样操作要在回油管路中有压力时才能进行,故通常只能在系统工作过程中,或系统刚停止工作回油路中有余压时进行取样;

(2)大型飞机停放一段时间后,由于系统中没有余压,若要进行取样检测,则需要地面设备对系统供压,人为操作作动器才能取样到油液;

(3)螺旋桨飞机在上述第2条的情况下,通常采用人力转动螺旋桨,同时操作作动装置,让系统形成压力回路后进行取样;

(4)取样阀通常为用支路引出安装,取样管路为盲端,取样时需要放出盲腔中的油液,才能准确取样,操作较麻烦且浪费。

3 一种新型取样阀的设计

由于目前飞机上的取样阀在进行取样操作时存在诸多不便,现考虑了一种新型取样阀的设计形式,如图2所示。

此新型取样阀采用两个自封接头与回油管路连接,安装时,直接将取样阀串联在回油路上,不需要单独设计取样管路。阀腔中使用活塞调节阀的容积,初始安装时将活塞杆推至端头,阀内的空气从油嘴完全排除,拧紧油嘴,将取样阀接人回油管路。当系统工作时,液压油经回油管充人取样阀阀腔,推动活塞移动,当活塞杆顶住顶盖时,阀腔充满。之后在系统工作过程中,回油始终经过取样阀,即阀腔内的液压油始终为最新的油液,这为随时对系统进行在线取样提供了可能。当需要取样时,将取样阀两端的自封接头断开,由于自封接头的作用,系统回油管路和取样阀中的油液不会流出,将取样阀上的油嘴拧开,推动活塞杆即可将阀腔内的样品油液取出。顶盖与阀体为螺纹连接,初始安装时,调节顶盖与活塞杆间的距离即可实现取样油液体积的设定。

电磁阀 单向阀 调节阀 取样阀

图2 新型取样阀的原理

此种新型取样阀具有以下优点:

(1)取样时系统回油管路中无需存在压力,液压系统静止状态也可取样;

(2)对液压系统的状态无要求,飞机长时间停放后仍可准确取样,无需操作液压系统其他设备;

(3)消除取样支路的盲端,无需释放多余油液,避免了液压油的浪费;

(4)样本油液能随时取出,可实现在线取样。

4 结论

此新型取样阀的设计,为大型飞机液压系统的取样工作提供了便利,提高了取样效率,尤其当飞机在外场维护时,省去了其他设备,节省了人力物力。相比较其他取样阀,此型取样阀具有很大的优势,取样的准确

性同样能得到保证,而且避免了液压油的浪费,实现了在线随时取样的功能。

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(来源:中国泵阀第一网)

本文标签: 电磁阀 单向阀 调节阀 取样阀 
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