关于飞机发动机喷口电磁阀液压测试系统的设计

牛武

摘 要：根据某型航空发动机排气喷嘴液压电磁阀的试验要求，设计了液压电磁阀的测试系统。测试系统从测试内容、系统组成、计算机控制原理、控制软件等方面着手，由液压控制系统、电子测量系统、软件控制部分组成，形成了一套完整的电磁阀测试系统的设计方案。测试结果表明：该系统满足飞机维修工厂的需要，工作状况良好，并在应用中取得良好效果。

关键词：航空发动机 电磁阀 软件控制 测试系统

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0043-03

空气发动机喷嘴电磁阀用于控制发动机喷嘴缩回油路的尺寸，并操作喷嘴动作筒以改变喷嘴的直径。如果喷嘴电磁阀由于状态转换或内部泄漏而失效，喷嘴调节不工作，就会影响发动机的正常运行，甚至导致空中停车，导致事故。目前，喷嘴电磁阀性能测试采用点模块模式，包括许多测试链接和许多参数，测试效率低。根据“附录操作手册”和“发动机附件及维修标准”，喷油嘴电磁阀的特点，对航空发动机喷头电磁阀试验系统进行了设计。该系统是一个综合测试设备，采用计算机控制，状态监测，参数采集和处理等新技术。该系统还可以扩展到其他不同类型的喷嘴液压电磁阀性能测试。

1 喷嘴电磁阀工作原理与检测内容

1.1 工作原理

该型喷嘴电磁阀构造如图1所示。

该阀主要由壳体、电磁阀、双液压锁、膨胀阀等组成。壳体上有四个端口：（1）通油泵的a端口；（2）通油箱的d端口；（3）通喷嘴动作筒的b端口；（4）通喷嘴动作筒的释放腔的c端口。当两个电磁阀动断电时，滑阀芯作用力为弹簧力。两对液压锁阀自动关闭，执行缸关闭两工作室，活塞杆不动，喷嘴直径不变。当电磁阀关闭时，电磁阀向左移动，连接到油管路，堵塞管路并打开液压锁的右油阀。动作筒缩回，因为油进入动作缸接收空腔，喷嘴直径变小。当喷嘴电磁阀通电时，工作条件类似，只有部件沿相反方向移动，喷嘴直径变大。

1.2 检测内容

根据飞机喷嘴电磁阀的工作原理和使用技术标准，主要测试内容包括以下几点。

（1）泄漏试验。

当电磁铁断电时，对端口b和端口c施加315 kg/cm2的液压。6 min后，外部检查应密封，端口c应密封。当端口b和端口c堵塞，端口d连接到出油管线时，对端口a施加315 kg/cm2的液压，两个电磁铁通电，保持6 min，每个连接处应密封。

（2）膨胀阀调整试验。

将压力施加到端口c，将膨胀阀开启压力调节到260±20 kg /cm2。当膨胀阀打开时，油应从端口d成滴状掉落。重复试验3～5次，使膨胀阀的开启压力低于原始设定值，但不大于5 kg/cm2，保持在260±20 kg/cm2的范围内。检查膨胀阀的关闭压力不应小于220 kg/cm2。

（3）性能试验。

当工作温度为20±10 ℃时，b端口和c端口连接到执行机构油缸，d端口连接到油口，端口压力为60 kg/cm2。当电磁铁“下降”线圈电源时，执行机构气缸活塞杆伸出。当螺线管断电时，活塞杆应停止。电磁阀“闭合”线圈功率，应接收活塞杆气缸的执行机构。当螺线管断电时，活塞杆应停止。打开和关闭这些电磁铁3～5次，工作应准确。

端口b和端口c连接到作用缸，端口d连接到出口油管线，并且对端口a施加60 kg/cm2的液压压力。并将返回压力调整为20±3 kg/cm2，分别打开和关闭这些电磁阀3～5次，工作时应准确无堵塞现象。

端口c连接到密封容器，端口b连接到手动泵，并且210 kg/cm2的液压施加到端口a。密封容器的压力为210 kg/cm2，当电磁铁断电时，密封容器的压力不小于190 kg/cm2。同时，在3 min内漏油不得超过10 cm3。根据上述操作方法，监视端口b的性能应满足要求。

2 测试系统的组成

测试系统模拟实际工作环境的配件进行测量，目的是方便性能参数的真实测量，设计的测试系统主要由液压系统，计算机控制系统，测控软件组成。

2.1 液压系统原理

液压系统由两部分组成，分别如图2、图3所示。图2主要用于密封试验，包括燃油箱、液压泵、滤油器、蓄能器、调压阀、开关等。图3主要用于膨胀阀的调整试验和性能试验，包括燃油箱、液压泵、手动泵、滤油器、蓄能器、溢流阀、开关、压力表、测量零件、气缸等。液压系统的两个部分分别在不同的试验平台上设立，目的是建立系统试验的条件和转换。并在测试过程中控制四个油口的油流量。同时使用D/I，D/O板敏感滤油器工作状态（报警），温度传感器（过温）工作状态，并及时进行控制。被测量的喷嘴电磁阀所需的压力、流量由液压系统的溢流阀和压力、流量传感器的D/O，D/A和A/D板进行设置，调整和测量记录。

2.2 计算机控制原理

计算机控制系统主要由数据采集和输入部分，工业计算机，数据转换输出部分，电力设备等组成。数据采集和输入部分主要由压力传感器、流量传感器、温度传感器，模拟信号转换板，开关信号转换板，定时器/计数器和相应的连接测试电路组成。数据转换输出部分由多通道DIDO板，D/A转换板，接线板和各种电磁阀，油泵电机，油温控制电磁部件的附件和连接的转换电路组成。工业计算机连接键盘、鼠标、打印设备，内部测控软件，可激发模数转换板。测量和控制软件根据预定的时间表改变喷嘴电磁阀的状态。实施电磁阀数据采集，转换和输出。测试数据可以及时响应测试板到显示设备，如果需要，可以打印和分析。

2.3 测量和控制软件

测量和控制软件在Windows 8系统下运行，使用Visual Studio 2012软件开发。软件界面简单，易于操作。喷嘴电磁阀通过菜单和形式进行各种状态转换，用鼠标点击完成开关。并且各种状态测试结果通过在界面的另一侧形成，一个打印按钮打印测试结果，使用户易于分析。（如图4）

3 采用的主要技术

3.1 系统压力与流量控制技术

根据各种使用说明书和附件的要求，对军用电磁阀的维护标准及相关试验要求：喷嘴电磁阀在一定压力和流量条件下的密封性能和工作性能试验。通过工业计算机作为控制器，根据计划改变使用监控软件的规则，使压力傳感器和压力调节阀的控制实现喷头电磁阀PID压力参数控制，流量传感器控制和安全阀，电磁阀喷嘴流量参数PID控制。

3.2 采用液压集成技术

根据喷嘴电磁阀的高频特性，要求喷嘴电磁阀试验装置移动方便，维护方便。测试系统与液压电路模块集成。液压部件安装在每个块上的液压元件上。它们可以安装在面板或滤芯安装系统中，例如：回油过滤器、止回阀、阻风门、路障压力调节器。以这种方式，测试设备满足便携式要求和良好的可维护性。（如图4）

4 结语

在该文中，进行了飞机的机载电磁阀测试系统的设计。设计了工业计算机，D/I，D/O板，各种传感器和压力调节阀。工作环境测量，模拟和实时测量工作状态，温度数据和控制，及时检测电磁阀性能。测试系统具有简单、交互、准确、安全可靠的测试结果等的良好控制。自2011年交付飞机维修店后，测试系统已经固定10批次，超过50台（套），已经解决工厂测试设备测试现有低效率，容易污染和损坏被测物体。

参考文献

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