基于某型飛機(jī)助力器電磁閥(YDF-16)的測(cè)試需求進(jìn)行了試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)，控制測(cè)量子系統(tǒng)，軟件部分組成。可以進(jìn)行飛機(jī)助力器電磁閥密封性、工作性能參數(shù)測(cè)量，滿足航修廠對(duì)飛機(jī)助力器電磁閥的測(cè)試需求，在應(yīng)用中取得良好效果。

　　引言

　　為了提高飛機(jī)操縱系統(tǒng)的可靠性，飛機(jī)副翼、水平尾翼操縱系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人力與液壓，主系統(tǒng)與助力系統(tǒng)供壓的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。飛機(jī)助力器電磁閥是飛機(jī)副翼、平尾操縱系統(tǒng)的組成附件，主要用來(lái)副翼操縱的人力與液壓操縱、平尾操縱的主液壓系統(tǒng)與助力液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換而設(shè)置的。若助力器電磁閥出現(xiàn)卡滯，轉(zhuǎn)換“懸掛”或者漏油等問(wèn)題，平尾、副翼操縱系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換就不能正常工作，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致飛行事故。某型飛機(jī)助力器電磁閥測(cè)試系統(tǒng)就是根據(jù)主力器電磁閥的工作特點(diǎn)，按照《附件使用說(shuō)明書(shū)》和《飛機(jī)附件修理標(biāo)準(zhǔn)》而設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)是采用計(jì)算機(jī)控制，電磁閥工作狀態(tài)監(jiān)控，電磁閥各種參數(shù)采集處理等技術(shù)的綜合測(cè)試設(shè)備。其功能是對(duì)某型飛機(jī)操縱系統(tǒng)助力器電磁閥進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，真空技術(shù)網(wǎng)(http://smsksx.com/)認(rèn)為還可擴(kuò)展到不同型號(hào)助力器電磁閥的性能檢測(cè)。

1、助力器電磁閥工作原理與檢測(cè)內(nèi)容

　　1.1、工作原理

　　該型飛機(jī)助力器電磁閥構(gòu)造如圖1所示。它主要由殼體、配油柱塞、活塞、控制柱塞、弓形架、活動(dòng)鐵芯、固定鐵芯、電磁線圈，斷電器等組成。殼體上有三個(gè)接頭，接頭a通高壓，接頭b通油箱，接頭c通飛機(jī)液壓助力器。當(dāng)左邊線圈通電時(shí)，活動(dòng)鐵芯左移，推動(dòng)控制柱塞到左極限，配油柱塞右側(cè)與回油路溝通，配油柱塞左側(cè)在彈簧作用下，推動(dòng)配油柱塞右移到右極限，使接頭a與接頭c溝通，高壓油液通往助力器，操縱系統(tǒng)為液壓助力操縱。

圖1 助力器電磁閥構(gòu)造

　　當(dāng)右邊線圈通電時(shí)，活動(dòng)鐵芯右移，拉動(dòng)控制柱塞到右極限，配油柱塞右側(cè)與來(lái)油路溝通，配油柱塞右側(cè)在油液壓力作用下，克服左側(cè)彈簧力，推動(dòng)配油柱塞左移到左極限，使接頭a關(guān)閉，同時(shí)使的接頭c與接頭b溝通，操縱系統(tǒng)轉(zhuǎn)為人力直接操縱。

　　1.2、檢測(cè)內(nèi)容

　　根據(jù)該型飛機(jī)助力器電磁閥的工作特點(diǎn)與使用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其性能測(cè)試內(nèi)容包括：

　　1)密封性試驗(yàn)

　　堵住接頭c，將接頭b 與回油路溝通，向接頭a 加315kg/cm²的液壓，接通和斷開(kāi)電磁鐵，各保持6min，各接合處不得漏油。

　　堵住接頭c，向接頭a、接頭b同時(shí)加135kg/cm²的液壓，斷開(kāi)電磁鐵，保持6min，各接合處不得漏油。

　　2)工作性能試驗(yàn)

　　向接頭a加20 kg/cm2的液壓，使電磁閥右邊線圈通電，出口壓力不指示；使左邊線圈通電時(shí)，接頭c出口壓力等于接頭a進(jìn)口壓力。重復(fù)試驗(yàn)3～5次。向接頭a加210kg/cm²的液壓，將回油壓力調(diào)至30±5 kg/cm²，轉(zhuǎn)換接通電磁閥3～5次，分油活門(mén)應(yīng)準(zhǔn)確地協(xié)同工作，動(dòng)作筒的活塞桿應(yīng)均勻地收進(jìn)或伸出，無(wú)阻滯現(xiàn)象。

　　3)內(nèi)部漏油量試驗(yàn)

　　工作油液溫度20±10℃，堵住接頭c，向接頭a 加210 kg/cm²的液壓，分別接通兩個(gè)線圈，在附件協(xié)同工作后經(jīng)1min開(kāi)始測(cè)量接頭b的漏油量，3min均不得超過(guò)50cm³。

2、測(cè)試系統(tǒng)的組成和工作原理

　　本測(cè)試系統(tǒng)為模擬被測(cè)附件真實(shí)工作環(huán)境，以便對(duì)其性能參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)備的測(cè)量，設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)主要由液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、測(cè)控軟件三部分組成。

　　2.1、液壓系統(tǒng)原理

　　液壓系統(tǒng)組成與原理如圖2所示，主要由油箱、液壓泵、油濾、蓄壓器、溢流閥、手動(dòng)開(kāi)關(guān)、壓力表、壓力調(diào)節(jié)閥、被測(cè)件、動(dòng)作筒等組成。其功能是為系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)工況的建立與轉(zhuǎn)換。測(cè)試過(guò)程中，被測(cè)件a、b、c三個(gè)油口進(jìn)出油的控制。同時(shí)利用D/I、D/O板采集油濾工作狀態(tài)(報(bào)警)，溫度傳感器工作狀態(tài)(超溫)數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行控制。被測(cè)的助力器電磁閥所需壓力，流量由液壓系統(tǒng)中的溢流閥、壓力調(diào)節(jié)閥、備壓電動(dòng)閥、以及壓力、流量傳感器通過(guò)工控機(jī)的D/O、D/A、A/D板進(jìn)行設(shè)定、調(diào)節(jié)以及測(cè)量記錄。

　　2.2、計(jì)算機(jī)控制原理(見(jiàn)圖3)

　　主要由數(shù)據(jù)采集輸入部分、工控機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出部分，相關(guān)電源設(shè)備等組成。數(shù)據(jù)采集輸入部分由壓力、流量傳感器、溫度傳感器、數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換板、開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換板、計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、以及對(duì)應(yīng)的連接測(cè)試電路等組成。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出部分由多路DIDO板、數(shù)模轉(zhuǎn)化板、接線端子板以及各類(lèi)電磁閥、油泵電機(jī)、油溫調(diào)節(jié)等附件的電磁部分、以及連接轉(zhuǎn)換電路組成。工控機(jī)連接有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、打印設(shè)備、內(nèi)部裝設(shè)有測(cè)控軟件，可以激發(fā)數(shù)模轉(zhuǎn)換板進(jìn)行工作。工作時(shí)，測(cè)控軟件按照預(yù)定方案，完成助力器電磁閥各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，完成電磁閥各種數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)、輸出。測(cè)試數(shù)據(jù)可以及時(shí)反應(yīng)在測(cè)試臺(tái)的顯示設(shè)備上，必要時(shí)可以打印分析。測(cè)控軟件是在Windows7系統(tǒng)下運(yùn)行，運(yùn)用Visual⁃Studio 2013 軟件開(kāi)發(fā)而成。軟件界面簡(jiǎn)潔，便于操縱。助力器電磁閥各種狀態(tài)轉(zhuǎn)化通過(guò)表格菜單形式展現(xiàn)，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可完成切換，同時(shí)各種狀態(tài)測(cè)試結(jié)果通過(guò)表格形式展現(xiàn)在界面另一側(cè)，有打印按鈕可以打印測(cè)試結(jié)果，便于用戶分析保存。

圖2 液壓系統(tǒng)原理

圖3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理

3、主要解決的技術(shù)問(wèn)題

　　3.1、系統(tǒng)壓力與流量控制方案

　　根據(jù)軍用飛機(jī)各類(lèi)電磁閥《使用說(shuō)明書(shū)》和《附件修理標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)測(cè)試要求：在特定壓力、流量條件下，對(duì)助力器電磁閥密封性能、工作性能等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)工控機(jī)作為控制器，運(yùn)用測(cè)控軟件按照預(yù)定變化規(guī)律，控制壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)閥工作，實(shí)現(xiàn)助力器電磁閥的壓力參數(shù)PID控制；控制流量傳感器和溢流閥的工作，實(shí)現(xiàn)助力器電磁閥的流量參數(shù)PID控制。

　　3.2、液壓系統(tǒng)采用液壓集成技術(shù)。

　　根據(jù)部隊(duì)助力器電磁閥檢測(cè)頻率高的特點(diǎn)，要求助力器電磁閥的測(cè)試裝置便于移動(dòng)、便于檢修。本測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)集成液壓油路塊將液壓元件安裝在油路塊的各個(gè)面上，液壓元件可采用板式安裝、插裝式安裝，如回油濾、單向閥、節(jié)流器、壓力調(diào)節(jié)閥組成回油液壓集成塊。通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)了測(cè)試裝置輕便、維修性好的要求。

4、結(jié)論

　　該測(cè)試系統(tǒng)自2011年交付飛機(jī)修理廠以來(lái)，已修復(fù)10批50余件(套)產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、使用證明，該測(cè)試系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換方便，測(cè)試結(jié)果精確，安全性能好，移動(dòng)輕便等特點(diǎn)，解決了工廠現(xiàn)有的測(cè)試裝置測(cè)試效率低，容易污染、損壞被測(cè)件等問(wèn)題。該測(cè)試系統(tǒng)在部隊(duì)、修理廠推廣使用，對(duì)提高助力器電磁閥附件的修理效率、保證附件維修的安全、縮短飛機(jī)的返廠大修時(shí)間有著重要意義。