CN106586030A - 等量协调活门测试台 - Google Patents
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Abstract
等量协调活门测试台，包括液压系统和电控系统；所述液压系统包括泵源、流量差测试单元和静态压力测试单元；所述泵源包括油箱，油箱接出流量差测试管路和静态压力测试管路，分别用于对等量协调活门进行流量差测试和静态压力测试。可在飞机日常维修、排故、定检、新件装机以及库存器材超过油封期等需要时进行性能检测，采用该测试台可极大提高飞机检修质量和检修效率。该测试台可完成等量协调活门流量差测试、静压测试，还可以辅助完成作动筒测试，功能全面，性能可靠。
Description
技术领域
本发明属于航空测试技术领域，涉及一种等量协调活门测试台。
背景技术
等量协调活门是用来保证在收放襟翼时，控制左右襟翼能够不受载荷差异的影响同步运动，其工作性能的好坏直接影响着飞行安全。因此，对等量协调活门进行性能检测，以保证其性能良好和工作可靠，是机务人员在飞机液压系统维护中的一项重要和经常性的工作。
目前，没有专用的等量协调活门测试设备，在日常维修、排故、定检、新件装机以及库存超油封期等时机无法对等量协调活门的性能进行检测。若有测试需求，只能返回承制厂，费时、费力，制约机务保障工作。
因此，机务部队需要一种测试手段先进、性能可靠、功能齐全、精度高、操作方便和便于维护的等量协调活门测试设备，对提高飞机的修理质量，确保飞行安全和提高部队战斗力都有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，根据现有技术的不足，提供一种可以应用于飞机液压系统等量协调活门测试的测试台。
本发明的技术方案为：等量协调活门测试台，包括液压系统和电控系统；液压系统包括泵源、流量差测试单元和静态压力测试单元；
泵源包括油箱，油箱接出流量差测试管路和静态压力测试管路；
流量差测试管路上设置有二位四通阀I，二位四通阀I的进油口与油箱出油口相接；
流量差测试单元包括二位四通阀II，二位四通阀II的进油口与二位四通阀I的出油口相接，二位四通阀II接流量差测试管路，二位四通阀II的回油口接回油箱；
流量差测试管路包括入油主管路、出油支路I和出油支路II，入油主管路包括与二位四通阀II出油口相接的节流截止阀，节流截止阀的出口端接至等量协调活门的入油口；出油支路I包括二位四通阀III，二位四通阀III的两个工作油口接流量变送器I；出油支路II包括二位四通阀IV，二位四通阀IV的两个工作油口接流量变送器II，二位四通阀III的回油口和二位四通阀IV的回油口均接至二位四通阀II的一个工作油口，二位四通阀III进油口和二位四通阀IV的进油口分别接至等量协调活门的两个出油接头；
静态压力测试管路包括经油箱出油口顺次连接的手摇泵、单向阀和高压测试管嘴，高压测试管嘴还分别连接高压压力表和低压压力表；油箱一出油口还经调压开关接至高压测试管嘴。
优选为：测试台还包括作动筒测试单元，包括三位四通阀，二位四通阀I的一个出油口与三位四通阀的入油口相接；三位四通阀的两个油口分别与作动筒的收上、放下管嘴相接。
优选为：测试台还包括循环散热系统，包括与泵源连通的散热器和散热泵，散热器与散热泵相接。
优选为：流量差测试管路上还设置有与油箱相连的主泵，主泵经单向阀接至二位四通阀I的入油口，单向阀和二位四通阀I之间设置有主管路压力表，同时还接出蓄能器支路，蓄能器支路上设置有蓄能器和蓄能器支路压力表。
优选为：流量差测试管路上还设置有与油箱相连的主泵，主泵经单向阀接至二位四通阀I的入油口，单向阀和二位四通阀I之间设置有主管路压力表，同时还接出蓄能器支路，蓄能器支路上设置有蓄能器和蓄能器支路压力表。
优选为：主泵入油口与油箱接出口之间设置有主泵出油油滤，主泵出油口与单向阀之间设置有高压出油油滤；主泵出油口与油箱之间还分别安装有调压阀和溢流阀。
优选为：静态压力测试管路上，油箱出油口经吸油过滤器和球阀与手摇泵相接；单向阀和高压测试管嘴之间安装有精密油滤；高压测试管嘴还分别接出高压支路和低压支路，高压支路上设置有高压压力表，低压支路上设置有低压压力表开关和与其相连的低压压力表。
优选为：泵源还包括设置在油箱内的液位计、温度变送器。
优选为：测试台还包括油液回收单元，包括接油槽和放油球阀，接油槽设置在等量协调活门的下方。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种等量协调活门测试台。可在飞机日常维修、排故、定检、新件装机以及库存器材超过油封期等需要时进行性能检测，采用该测试台可极大提高飞机检修质量和检修效率。
(2)该测试台可完成等量协调活门流量差测试、静压测试，还可以辅助完成作动筒测试，功能全面，性能可靠。
(3)设计循环散热系统，对由于增压产生的油温升高进行降温，避免油温过高，油箱产生故障。
(4)设计油液回收系统，用于回收测试过程中等量协调活门产生的废油。
附图说明
图1为等量协调活门测试台原理图。
图2为流量差测试单元原理图。
图3为静压测试单元原理图。
图4为作动筒测试单元原理图。
图5为循环冷却单元原理图。
图6为油液收集单元原理图。
其中：1-主泵出油油滤，2-主泵，3-调压阀，4-溢流阀，5-高压出油油滤，6-单向阀，7-蓄能器，8-蓄能器支路压力表，9-主管路压力表，10-二位四通阀a，11-二位四通阀b，12-节流截止阀，13-压力变送器，14-压力表，15-等量协调活门，16-压力表，17-压力变送器，18-压力变送器，19-压力表，20-节流截止阀，21-节流截止阀，22-二位四通阀c，23-流量变送器I，24-二位四通阀d，25-流量变送器II，26-低压油滤，27-散热泵，28-散热器，29-吸油过滤器，30-球阀，31-手摇泵，32-单向阀，33-精密油滤，34-高压压力表，35-低压压力表开关，36-低压压力表，37-高压测试管嘴，38-调压开关，39-油箱，40-温度变送器，41-液位计，42-放油嘴，43-加油口，44-接油槽，45-放油球阀，46-三位四通阀，48-作动筒
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚完整地描述。显然，具体实施方式所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种等量协调活门测试台，采用该测试台可进行等量协调活门流量差测试、静态压力测试，辅助还可进行作动筒工作性能测试。
首先，论述飞机襟翼系统的组成和工作原理。
飞机襟翼系统包括左襟翼、右襟翼和液压系统，为保证飞机起飞、着陆的稳定性，需要保证在收放过程中，左襟翼和右襟翼的运动协调一致。襟翼收放系统包括襟翼作动筒、等量协调活门和收放电磁阀等，其中等量协调活门用来协调左襟翼和右襟翼收放的同步。
具体的说，襟翼放下过程中，收放电磁阀通电，液压油进入襟翼作动筒的放下腔，将襟翼放下，这一过程中，襟翼作动筒收上腔的油液经等量协调活门流回油箱；襟翼收上过程中，收放电磁阀通电，液压油进入襟翼作动筒的收上腔，襟翼作动筒放下腔的液压油经等量协调活门流回油箱。因此，需要设计作动筒测试部分，用以测试作动筒的动作。
其中等量协调活门包括壳体、调节活门和游动活塞，壳体上设置有来油接头和出油接头，调节活门内部分出两条支路，两条支路上的流量差将转变为游动活塞两端的压力差。
因此，影响等量协调活门工作性能的主要指标为等量协调活门内部两条支路上的流量差。同时，由于等量协调活门的工作在高压、低压等多种工况环境下，不同环境下等量协调活门的气密性也影响其工作性能。
基于以上需求，本发明提供的等量协调活门测试台包括液压系统和电控系统。液压系统包括泵源、流量差测试单元和静压测试单元。具体的说：
泵源：为整个测试实验提供液压油。包括油箱39，油箱39上设置有加油口43和放油嘴42，分别用于向油箱39内部添加和泄放原油，油箱39内部设置有液位计41，用于观测油箱39内部液位，避免出现缺油，还设置有温度变送器40，用于测量油箱39内的温度。
油箱39接出流量差测试管路路和静态压力测试管路。
更具体的说，油箱39设置有接出支路，沿油箱39的接出口，接出支路上顺次设置有主泵2、单向阀6、二位四通阀I10。接出支路上设置有支路压力表9，用于检测接出支路的压力；接出支路还进一步接出蓄能器支路，蓄能器支路包括互连的蓄能器7和蓄能器支路压力表8。
为了实现过滤的作用，进一步在主泵2与油箱接出口之间设置主泵出油油滤1，在主泵2与单向阀6之间设置高压出油油滤5。
为了实现调压和防止超压的作用，进一步设置调压阀3和溢流阀4，调压阀3两端分别于油箱39和主泵3出油口相接；溢流阀4两端分别于油箱39和主泵3出油口相接。
油箱接出支路上设置有二位四通阀a10，二位四通阀a10的进油口与单向阀6相接；
流量差测试单元：包括二位四通阀b11，二位四通阀b11的进油口与油箱接出支路上二位四通阀a10的出油口相接，二位四通阀b11接流量差测试管路，二位四通阀b11的回油口经低压油滤26接回油箱39。
所述流量差测试管路包括入油主管路、出油支路I和出油支路II：
入油主管路路包括与二位四通阀b11出油口相接的节流截止阀12，节流截止阀12的出口端接至等量协调活门15的入油口，且入油支路上进一步设置有压力变送器13和压力表14(O口)，用于检测入油主管路的压力；
出油支路I包括二位四通阀c22，二位四通阀c22的两个工作油口接流量变送器I23，用于检测出油支路I(A口)上液压油的流量；出油支路II包括二位四通阀d24，二位四通阀IV24的两个工作油口接流量变送器II25，用于检测出油支路II(B口)上液压油的流量；二位四通阀c22的回油口和二位四通阀d24的回油口均接至二位四通阀b11的一个工作油口，二位四通阀c22进油口和二位四通阀IV24的进油口分别接至等量协调活门15的两个出油接头。进一步，出油支路I上设置有节流截止阀20、出油支路II上均设置有节流截止阀21，用于调节两条支路上的压力；出油支路I上设置有压力变送器17和压力表16，用于检测出油支路I(A口)的压力，出油支路II上设置有压力变送器18和压力表19，用于检测出油支路II(B口)的压力。
进行等量协调活门两条支路流量差测试时，液压油经油箱29、二位四通阀a10、二位四通阀b11和节流截止阀12流入等量协调活门，随后分两条支路出油支路I和出油支路II流出。检测过程中，保证二位四通阀b11、二位四通阀c22和二位四通阀d24同时换向，实现正向和反向性能的测试；通过节流截止阀12(O口)、节流截止阀20(A口)和节流截止阀21(B口)调节入油主管路和两个出油支路上液压油的压力，形成压力差为7±0.5MPa的测试基本条件；压力指标分别由O口、A口和B口的压力指示，压力信号有三个压力变送器采集；流量信号则由A口和B口的流量变送器实时采集。
活塞正行程测试：调节节流截止阀12，使等量协调活门15进油口(O口)内输入20.6MPa的压力，流量为3-15L/min，调节出油支路I和出油支路II上的压力差(使出油支路I的压力大于出油支路II上的压力)，使压力差为7±0.5MPa，检查两支路的流量差4-5次，应不大于0.6L/min；调节两支路的压力差(使出油支路II的压力大于出油支路I上的压力)，交换重复上述试验。正行程测试过程中，油液经入油主管路入等量协调活门，经由两个出油支路、二位四通阀c22、二位四通阀d24流出，再经由二位四通阀b11流回油箱39。
活塞逆行程测试：二位四通阀b11、二位四通阀c22和二位四通阀d24同时换向，测试过程同正行程测试，不再赘述。所不同的是，此时，油液经两个出油支路进入，经入油主管路后，再经由二位四通阀b11流回油箱39。
静压测试单元：静态压力测试管路包括经油箱39出油口顺次连接的手摇泵31、单向阀32和高压测试管嘴37，高压测试管嘴37还分别连接高压压力表34和低压压力表36；油箱39一出油口还经调压开关38接至高压测试管嘴37。具体的说，静态压力测试支路上，油箱39出油口经吸油过滤器29和球阀30与手摇泵31相接；单向阀32和高压测试管嘴37之间安装有精密油滤33；高压测试管嘴37还分别接出高压支路和低压支路，高压支路上设置有高压压力表34，低压支路上设置有低压压力表开关35和与其相连的低压压力表36。
静压测试分为低压密封测试和高压密封测试，密封试验的压力测试范围为0-33MPa。进行静压测试试验时，将高压测试管嘴37接至等量协调活门。由于测试的压力范围大，在0-33MPa之间，没有流量的要求。因此，为了既能确保系统功能的实现和安全可靠，又能使得系统设计科学合理、简单易行，采用手摇泵31作为系统的动力源，采用静压调压开关38来调节测试支路的压力，使压力满足测试所需的压力条件；考虑到静压测试时对系统密封性的要求，采用单向阀32来确保测试过程中系统的高密封性。
静压测试过程中，油箱39提供液压油，通过手摇泵31将油箱39中的液压油增压后供测试用，工作压力为0-33MPa。为满足不同压力的测试分布要求，设置高压压力表34(量程为0-40MPa)，低压压力表36(量程为0-0.16MPa)，其中，管路上还设置低压压力表开关35，保证高压压力测试时，低压压力表36不会被损坏，测试完成后，经调压开关38卸荷，防止灰尘等污染物进入系统。
进行高压测试试验时，向等量协调活门加32.4MPa压力液压油，保持3分钟，不允许外部渗漏。
进行低压测试试验时，向等量协调活门加1-2MPa压力液压油，保持5分钟，不允许外部渗漏。
测试台还包括作动筒测试单元，用于对襟翼作动筒进行收放功能的检查，包括三位四通阀46，二位四通阀a10的一个出油口与三位四通阀46的入油口相接；三位四通阀46的两个油口与作动筒48的收上管嘴和放下管嘴相接。如图4所示，图中作动筒48左侧的管嘴为作动筒的收上管嘴，右侧的管嘴为作动筒的放下管嘴。油箱39经二位四通阀a10和三位四通阀46为作动筒48供油，或油经三位四通阀46流回油箱39，测试作动筒的收放功能。
测试台还包括循环散热系统，用于对增压后的升温油液进行冷却，包括与油箱39连通的散热器28和散热泵27，散热器28与散热泵27相接。
测试台还包括油液回收单元，包括接油槽44和放油球阀45，接油槽44设置在等量协调活门15下方。油液回收单元的作用是对接油槽44中的废油进行油液的收集和导出，这部分油液已受污染，不能再继续进行使用。
本实施例中，电控系统采用PLC控制系统，电控系统的功能包括：测试数据的采集、判断、存储和打印；阀类组件开闭、换向的控制；压力数据的采集等，采用触摸屏作为人机交互界面。
控制器采用三菱公司的FX1N系列可编程逻辑控制器，这种类型控制器除作为控制器之外，还配备了开关量输入输出通道和模拟量输入输出通道，因此PLC可完成整个系统数据采集、控制、输出控制指令等功能。其中O口压力变送器、A口压力变送器、B口压力变送器、油箱温度变送器、油箱液位变送器等信号属于模拟量信号，经模拟量数据采集通道采集至PLC；三位四通阀46、二位四通阀a10、二位四通阀b11、二位四通阀c22和二位四通阀d24等阀类组件信号属于开关量信号，经开关量采集通道采集至PLC。
开关量输入输出和模拟量输入输出的具体分配如下：
表1 PLC地址分配表
从上表可见，开关量输入点有7个，开关量输出点有9个，模拟量输入点有6个。根据开关量输入点和开关量输出点的数量和种类，选用一台FX1N-24MR作为控制器，继承了14个开关量输入和10个开关量输出，来完成开关信号的处理。
对于模拟量输入点需要将模拟量转换成数字量进入控制器，通过FX2N-4AD扩展模块来完成，1块扩展模块能完成4路模拟量的采集，因此，需要2块扩展模块。
PLC上位机软件包括系统自检模块、初始化模块、实时数据采集与显示模块、数据判断与存储模块、运行告警模块和生成充填报告等主要功能模块。
其中，系统自检模块主要对测试系统自身的工作状态进行检查，以判断系统是否处于正常的状态，初始化模块主要完成风冷散热器启动、电磁阀工作参数的预设、实时数据采集模块主要参数设置、数据实时采集及传送等；数据判断与存储模块主要将采集的实时数据存入数据库，并同预设的标准参数进行比较做出是否合格的判断；运行告警模块主要完成各功能模块的监控与管理，在运行过程中若出现异常情况(包括超温报警、超压报警等)，能及时报警并终止运行，生成检测包括模块主要讲测试结果生成规范报表形式，并送打印机输出打印。
控制系统集成在试验台台体内，台体包括箱体、主操纵面板、电气控制箱和各种接口等。手摇泵固定在箱体上，台体下半部分包括一箱体，电气部件、阀类组件放置在箱体内部。主操纵面板上设置有压力表，测试台设置的个压力表的检测压力均可通过操纵面板上的压力表显示。
Claims (9)
1.等量协调活门测试台，其特征在于：包括液压系统和电控系统；所述液压系统包括泵源、流量差测试单元和静态压力测试单元；
所述泵源包括油箱(39)，油箱(39)接出流量差测试管路和静态压力测试管路；
流量差测试管路上设置有二位四通阀I(10)，二位四通阀I(10)的进油口与油箱(39)出油口相接；
所述流量差测试单元包括二位四通阀II(11)，二位四通阀II(11)进油口与二位四通阀I(10)的出油口相接，二位四通阀II(11)接流量差测试管路，二位四通阀II(11)的回油口接回油箱(39)；
所述流量差测试管路包括入油主管路、出油支路I和出油支路II，所述入油主管路包括与二位四通阀II(11)出油口相接的节流截止阀(12)，节流截止阀(12)的出口端接至等量协调活门(15)的入油口；出油支路I包括二位四通阀III(22)，二位四通阀III(22)的两个工作油口接流量变送器I(23)；出油支路II包括二位四通阀IV(24)，二位四通阀IV(24)的两个工作油口接流量变送器II(25)，二位四通阀III(22)的回油口和二位四通阀IV(24)的回油口均接至二位四通阀II(11)的一个工作油口，二位四通阀III(22)进油口和二位四通阀IV(24)的进油口分别接至等量协调活门(15)的两个出油接头；
所述静态压力测试管路包括经油箱(39)出油口顺次连接的手摇泵(31)、单向阀(32)和高压测试管嘴(37)，高压测试管嘴(37)还分别连接高压压力表(34)和低压压力表(36)；油箱(39)一出油口还经调压开关(38)接至高压测试管嘴(37)。
2.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述流量差测试管路上还设置有与油箱(39)相连的主泵(2)，主泵(2)经单向阀(6)接至二位四通阀I(10)的入油口，单向阀(6)和二位四通阀I(10)之间设置有主管路压力表(9)，同时还接出蓄能器支路，所述蓄能器支路上设置有蓄能器(7)和蓄能器支路压力表(8)。
3.如权利要求2所述的等量协调活门测试台，其特征在于：主泵(2)入油口与油箱(39)接出口之间设置有主泵出油油滤(1)，主泵(2)出油口与单向阀(6)之间设置有高压出油油滤(5)；主泵(2)出油口与油箱(39)之间还分别安装有调压阀(3)和溢流阀(4)。
4.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：静态压力测试支路上，油箱(39)出油口经吸油过滤器(29)和球阀(30)与手摇泵(31)相接；单向阀(32)和高压测试管嘴之间安装有精密油滤(33)；高压测试管嘴(37)还分别接出高压支路和低压支路，高压支路上设置有高压压力表(34)，低压支路上设置有低压压力表开关(35)和与其相连的低压压力表(36)。
5.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述泵源还包括设置在油箱(39)内的液位计(41)、温度变送器(40)。
6.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述测试台还包括作动筒测试单元，包括三位四通阀(46)，二位四通阀I(10)的一个出油口与三位四通阀(46)的入油口相接；三位四通阀(46)的油口分别与作动筒(48)的收上管嘴和放下管嘴相接。
7.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述测试台还包括循环散热系统，包括与泵源连通的散热器(28)和散热泵(27)，散热器(28)与散热泵(27)相接。
8.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述测试台还包括油液回收单元，包括接油槽(44)和放油球阀(45)，所述接油槽(44)设置在等量协调活门(15)的下方。
9.如权利要求1所述的等量协调活门测试台，其特征在于：所述电控系统包括控制器、用于采集开关量的开关量采集单元、用于采集数字量的数字量采集单元、用于输出开关控制量的开关量输出通道和用于输出模拟控制量的模拟量输出通道。
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