试车台发动机液压泵负载系统分析.doc

试车台发动机液压泵负载系统分析飞机的操纵系统，如起落架收放、舱门收放、速度刹车等大多数采用电液伺服系统驱动。发动机作为飞机动力的重要核心，在研制过程中对每个部件均要严格考核，同时机载液压系统对于飞机安全飞行起着举足轻重的作用。地面试车台液压泵流量负载系统的作用就是模拟飞机上液压泵的工作状态，考核其输出功率的大小和工作可靠性。本文通过论述试车台液压泵负载液压管路系统的设计原理及方案，对改进和完善液压负载模拟系统提出一些可靠建议。液压系统的设计方案本文研究发动机地面试车台液压泵负载系统，工作原理如图1所示，系统包括液压泵源系统和流量负载模拟系统两大组成部分，其中液压泵源系统模拟飞机液压泵在工作过程中提供的压力，流量负载模拟系统模拟飞机液压系统功能子系统在实际飞行过程中所需的流量，其流量载荷谱跟踪精度和动态性能体现了其模拟液压功能系统的能力。液压泵源系统为流量负载模拟系统提供两方面的能量，一方面是给比例节流阀主阀芯提供负载液压能，模拟飞机液压功能子系统的流量压力曲线；另一方面为比例节流阀的先导级提供液压能。高压油口都引自于压力传感器采集的同一高压油路，负载流量最后都在流量计之前汇合。流量控制采用远程操纵控制，通过工控机控制液控单向阀1和液控单向阀2的开闭，调节比例节流阀1和比例节流阀2的阀芯开口大小来控制流量，从而实现系统流量的模拟。液压泵负载系统设计过程中所要解决的问题2.1.气穴和管路的振动和噪声较明显液压系统的振动和噪声是两类相互依存的有害现象，两者互相作用、共同影响。试车台作为飞机发动机研制试验的特殊场所，试车间为保证良好的进气品质，厂房空间很大，而液压负载系统安装在独立的工艺设备间内，液压泵和液压负载系统之间需敷设较长的管道。试验过程中发现，当液压管路通过比例节流阀将流量从大到小和从小到大状态瞬间切换时，液压泵进出口压力波动明显见图2，此时液压泵进口压力低于泵设计进口压力值，油液来不及填充泵腔,会造成局部真空,油液内溶解的空气就大量分解出来,游离成气泡。随着泵的运转,这种混在油中的气泡带进高压区,并被击破,然后迅速缩小、溶解和消失。在气泡被击破的瞬时,局部范围产生幅值很大的高频冲击力。2.2.控制阀的选择要合理液压泵选用斜盘式轴向恒压柱塞变量泵，该液压泵压力控制范围为128MPa，流量控制范围为0300L/min。按变量泵P-Q曲线特性，压力的变化范围很小，而流量的变化范围很大，此时负载系统节流阀阀芯的微小位移变化都会引起流量的较大变化。在试验过程中，根据试验要求，在保持高压力不变的情况下，对流量大小进行调节，大流量时要求选择控制阀的通径足够大，其效果是微小阀芯位移所产生的等效节流孔的较大变化，会引起流量的较大变化，给小流量控制带来困难。解决液压泵负载系统设计难题的对策3.1.减少气穴和管路振动和噪声的对策气穴和管路振动和噪声的出现受多方面因素影响，液压系统的安装不当，液压泵流量及压力的波动，液压泵出现空穴现象。据探究，当管路长度正好为振动压力一半波长的整数倍时，管路噪声的频率会更高。基于此，减少振动和噪声，首要的任务是选用直径相对较大的吸油管，增加吸油滤器的容量，防范滤油器堵塞，最终达到防范液压阀空穴情形的目的；其次，在设计管路时，要避免管路的截面急剧扩大或缩小，杜绝管路内旋流的出现；第三，在试车台建设前，合理选择工艺设备间的位置，尽量减少工艺设备间液压流量负载系统到试验用液压泵之间管路敷设的距离；在管路较长的情况下，在液压泵的进口靠近位置增加一个补油装置，解决管路内流量突然大范围变化时液压泵进口压力低于液压泵设计要求压力，并产生气穴；第四，在试车台工艺设备间系统油箱中要设置隔板,延长气泡从油中分离的时间；第五，定期检查油质,按要求选择液压油的粘度,对污染了的液压油要及时更换；第六，针对液压泵、阀等管道共振面所出现的噪声，可经由变化管道长度完成管道振动频率的变换，以消除噪声。3.2.合理选择控制阀控制阀是系统实现的关键。主要考虑其结构特点、动态性能和稳定性等参数。具有模拟大流量和高压时不易卡死等特点，节流阀的主阀级应采用插装式；考虑液压管路系统易耦合振动，阀的稳定性能好，因此控制阀应该具有内部或可外部反馈；考虑泄漏小，阀芯应选用锥阀结构；快速性要求阀具有先导滑阀结构。本文采用插装式比例节流阀来实现流量负载模拟系统的设计。流量负载模拟系统中为保证流量的准确测量，主回路采用并联的安装结构。比例节流阀1选用通径16mm，比例节流阀2选用通径10mm，流量计选用通径40mm和15mm两种，工控机对采集到的流量计数值进行处理后，对比例控制阀发送指令控制