一种飞机罐式加油车泵油系统及控制原理新方案

薛小波

摘 要：针对民用机场飞机罐式加油车泵油系统中在流量计下方的管路中单独存在加油管路和抽油管路，对加油过程中可能出现的因球阀内漏导致流量计的读数要大于实际加油量的问题进行了探讨。通过对比分析，提出了一种计量更精确，使用更可靠的泵油系统新方案。

关键词：飞机罐式加油车;泵油系统;加油;抽油;计量

中图分类号：V19 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）12-0061-02

0 引言

近年来，民航事业高速发展，目前国内全年的飞机加油总量已超过3000万吨，飞机罐式加油车的需求也在不断增加，功能也在不断完善。飞机罐式加油车的泵油系统功能比较丰富，结构也较为复杂，对能否安全、可靠的完成加油及精确的进行计量起着关键的作用。

1 飞机罐式加油车泵油系统的组成及主要功能

目前国内生产飞机罐式加油车的厂家以上海承飞、南京晨光和威海广泰为主。三家的飞机罐式加油车的泵油系统主要组成基本一致，由底阀、离心泵、压力控制阀、过滤分离器、流量计、加油抽油球阀、文氏管，卷盘胶管及加油接头等组成。比较目前采用较多的一种泵油系统原理如图1进行分析，加油方式为闭式压力加油，可以实现加油、抽油、自循环、灌油，回收油箱抽空等功能。

加油流程：打开底阀、气控球阀1和加油球阀，经离心泵将燃油抽至过滤分离器过滤，用呆德曼控制系统打开压力控制阀，燃油通过压力控制阀经流量计计量后，通过加油球阀、文氏管、卷盘胶管由压力加油接头进入飞机油箱。加油过程中气控球阀2、抽油球阀关闭。

抽油流程：打开底阀、抽油球阀、气控球阀2、关闭气控球阀1，飞机油箱中燃油经压力加油接头、气控球阀2，经离心泵抽至过滤分离器过滤后用呆德曼控制系统打开压力控制阀，经流量计计量后从抽油球阀、底阀回到油罐。

灌油流程：直接将油库中的外设压力加油接头与接头阀连接，将油注入油罐。

2 新型泵油系统设计的必要性

上述图1中的泵油系统原理图中加油球阀和抽油球阀采取机械互锁，当加油时抽油球阀无法开启，这样可以避免加油时有油从抽油球阀进入系统内部循环，出现流量计在正常计量，但加入飞机中的燃油要少于计量数的情况，原理上是保证了计量的准确。但如果抽油球阀本身出现内漏，而且无法从外观或在系统压力上进行判断，也不可能每次检查将抽油球阀拆下来进行压力试验，这样对计量的准确度便无法进行保证。同样，对飞机油箱进行抽油时，虽然加油球阀关闭，但也无法对加油球阀的内漏进行判断，如果加油球阀内漏，也会导致从飞机油箱中抽出来的油可能会小于流量计的计量数。

3 泵油系统新方案

针对可能出现的计量不准确的问题，进行了分析。主要由于流量计下方采用了旁通管路，导致有可能已经过流量计计量的燃油重新进入了管道回路并反复计量。对于可能出现的这种问题，可以通过安装两个流量计来解决，国内的一些加油车上确实也有通过该方法来解决的，但这种成本比较高。为此，按照流量计下游管路不设旁通管路的思路，设计了新的泵油系统及控制方法。如图2所示

3.1 泵油系统作业流程

图2所示的泵油系统新方案中，采用一个流量计，且流量计下游管路中无旁通管路，且取消了抽油球阀，将加油抽油球阀合并为一个手动球阀。其作业操作流程如下：

加油流程：打开底阀、气控球阀1及加油抽油球阀，操作呆德曼控制系统打开压力控制阀，燃油通过离心泵经压力控制阀到过滤分离器进行过滤，过滤后的燃油经气控球阀2、流量计、加油抽油球阀、文氏管最后由压力加油接头加注至飞机油箱。此时气控球阀3、气控球阀4关闭，如果气控球阀3、气控球阀4发生内漏，燃油只是在流量计上游管路中进行循环，对计量的准确度没有任何影响。

抽油流程：打开气控球阀4、气控球阀3及加油抽油球阀，关闭气控球阀1、气控球阀2，燃油经压力加油接头至文氏管到从加油抽油球阀经流量计计量后，经气控球阀4、离心泵、压力控制阀、过滤分离器后，燃油从气控球阀3到底阀然后回油罐。此时的流量计为反转计量，对于这种技术国内的重庆耐得生产的电子流量计已经可以兼容正反转计量。

其余的操作流程与之前的泵油系统管路无明显差异。

3.2 泵油系统控制原理

泵油系统中的控制原理有两部分组成，一个是气动球阀的开启关闭通常采用电控与气控按照一定的逻辑来控制。另一个是加油管路中加油压力的控制，一般都是采用两级在线压力控制，在管路中增加文氏管，通过文氏管来模拟飞机加油接头末端的压力，然后将压力反馈给压力控制阀，当加油接头处的压力过高，文氏管将压力反馈给压力控制阀，压力控制阀自动关闭，保证加油安全。本文主要介绍第一个，管道加油、抽油的开启原理。另外加油过程中可以实现管路的保压功能，而停止加油后又可以将管路中的压力释放掉。

加油作业时，管路中需打开底阀、气控球阀1、压力控制阀、气控球阀2、文氏管及加油抽油球阀。气动控制阀门开启原理图如图3所示，图3仅为加油、抽油管路开启控制部分，其余控制如联锁制动控制、高液位控制、灌油等可在此原理图上进行添加和丰富。

给飞机加油时，加油车处于制动联锁状态，电控系统给出联锁信号，使3号出气口有压缩空气。由于是加油阶段，无抽油信号，序号15的两位三通电磁阀为常通阀，所以14号口有气，气控球阀1处于打开状态，此时序号14的两位三通气控阀由于出气口14有气，该两位三通气控阀处于关闭状态，出气口15没有气，所以气控球阀3、气控球阀4处于关闭状态。

第一步手动打开底阀开关，压缩空气由16进入低液位阀，由于只要油罐中的燃油超过低液位平面，低液位阀均处于打开状态，压缩空气经梭阀至19出气口从而打开底阀。第二步打开加油抽油阀门（手动球阀），此时，控制文氏管的两位三通电磁阀得电，13号口有气，文氏管得以打开。第三步，握住呆德曼手柄，序号8的两位三通电磁阀得电，打开，出气口6有气，序号10的两位三通气控阀只要底阀打开，19号口有气过来就自动打开，从而压缩空气直接打开压力控制阀，由于无抽油信号，序号11的两位三通电磁阀为常通阀，所以呆德曼开启后，气控球阀2也随之打开。此时加油管通路上的所有球阀及开关均已开启，而管路中序号为6的自动释压阀为常开阀，由于呆德曼打开后，8号出气口有气，自动释压阀关闭，保证了加油时管道中的压力，所以整个加油得以进行。如果加油过程中当油罐中的液位到达低液位时，出气口18断气，从而序号10的两位三通气控阀关闭，压力控制阀关闭、气控球阀2也关闭，加油立即中断。加油结束当呆德曼松开后，自动释压阀马上打开，将管路中的压力释压至0.1～0.15MPa，保证加油接头能够顺利的从飞机油箱口上脱离。

给飞机油箱抽油作业时，加油车仍处于制动联锁状态，所以3号出气口有压缩空气。

第一步通过电路开关给出抽油信号，序号15的两位三通电磁阀得到抽油信好后处于关闭状态，14号口没有压缩空气，气控球阀1关闭。序号14的两位三通气控阀处于原始常通状态，15号口有气，打开了气控球阀3、气控球阀4和底阀。抽油阶段底阀不用通过手动打开底阀开关来打开，直接通过15号出气口的气打开。第二步打开加油抽油阀门（手動球阀），此时，控制文氏管的两位三通电磁阀得电，13号口有气，文氏管得以打开。第三步，握住呆德曼手柄，序号8的两位三通电磁阀得电，打开，出气口6有气，序号为10的两位三通气控阀只要底阀打开，就自动打开，从而压缩空气直接打开压力控制阀，而序号11的两位三通电磁阀接收到抽油信号，处于关闭状态，气控球阀2关闭。此时实现抽油功能。

加油、抽油过程中如果呆德曼电控系统出现故障，无法打开序号8的两位三通电磁阀或该阀出现故障时，可通过手动超越呆德曼保证加油或抽油的继续进行。

4 结语

本文中论述了飞机罐式加油车泵油系统存在的问题及不足，根据现有的规范及要求结合实际使用情况，给出了一种新的泵油系统及其管路控制原理。新的泵油系统提高了计量的准确度及可靠度，并充分结合电控、气控的逻辑控制使得整个操作更加的简便。

参考文献

[1] 王和文.飞机加油车泵油系统冲击压力分析[J].汽车研究与开发，1998（6）：26-29.

[2] 陆卫杰.飞机加油车压力控制原理[J].专用汽车，1996（3）：10-14.

[3] 陆卫杰，吴启宏，邹志强.飞机加油车的气控原理[J].专用汽车，1997（4）：17-20.