直升机便携式液压油泵设备的设计与实现

韩国强 杨旺 赵振全

沈阳航达机载设备有限公司 辽宁沈阳 110013

1 产品功能

便携式液压油泵设备（以下简称油泵设备）是为陆航现役直升机液压系统提供地面维护的多功能便携式保障设备，实现向机上液压系统提供合格的液压动力源，以满足直升机在地面进行液压系统性能调试、检测、试验的需求；另外具备直升机液压系统污染度在线检测显示、存储、输出功能；具备直升机液压系统自循环清洗功能；具备为直升机液压系统加油补油功能[1]。

2 工作原理

油泵设备采用框架式结构，可人力抬升至直升机上转场；液压系统采用电机泵形式，液压系统具有开式系统和闭式系统两种工作模式，可通过四通球阀进行切换。油泵设备通过触摸屏及PLC实现自动化控制，根据直升机性能参数，预设各型直升机操作界面。

2.1 液压动力源功能

油泵设备切换为闭式系统，通过对机活门和橡胶软管与直升机液压系统对接。直升机上的液压油通过对机活门、回油软管、进入油泵设备，经过油散热器，进入柱塞泵增压后，高压油再经过单向阀、粗油过滤器、精密油过滤器、流量计、供油软管、对机活门输出到直升机液压系统中。

通过触摸屏控制，可实现油泵设备输出流量和压力的双向线性调节和自动化控制。

2.2 清洗直升机液压系统/自循环清洗功能

清洗直升机液压系统时，油泵设备切换为开式系统，通过对机活门和橡胶软管与直升机液压系统对接。直升机上的液压油通过对机活门、回油软管、进入油泵设备，经过油散热器，通过柱塞泵增压后，高压油再经过单向阀、粗油过滤器、精密油过滤器、流量计、供油软管、对机活门输出到直升机液压系统中。

油泵设备自循环清洗时，高、低压对机活门对接，启动油泵设备，可实现油泵设备自循环清洗。

油泵设备运行时，可通过触摸屏，实时监测油液污染度等级。

3 结构组成

油泵设备是在满足多型直升机使用要求的基础上，确保安全性、可靠性、先进性和经济性的准则，遵循标准化、小型化和通用化的原则，进行设计、开发的设备。

油泵设备采用手推框架式结构，主要由液压系统、电气控制系统、动力系统和设备框架等组成。

主框架采用φ30无缝钢管焊接成型，上层框架作为扶手，方便机务人员手抬油泵设备上下直升机。框架下面设一组定向轮和一组万向轮，万向轮能够双向刹车，方便在地面上移动。框架内部通过特种无缝钢管和钢板搭建支架，用于固定液压系统各部件、动力系统和电气箱。

液压系统采用电机泵形式，电机通过支架和弹性联轴器与柱塞泵连接。油过滤器分布在框架两侧，便于检修。高压管路采用不锈钢管扩口连接；低压管路采用铝合金管扩口连接；压力、油温、流量等传感器通过触控屏显示即时信息，便于观察和操纵；油箱使用铝合金板折弯焊接成型，油箱上安装液位计，空气滤清器，放油口等部件；接头面板集成在主框架端面，集成供油接口、回油接口、加油接口、采样接口[2]。

油泵设备通过采用触摸屏及PLC控制系统实现油泵设备的自动化控制。通过PLC控制电磁比例阀开启程度，实现对柱塞泵的压力控制，通过PLC控制伺服电机转速，实现对系统流量调节。

柱塞泵出口安装有集成阀块，阀块上设有单向阀、电磁溢流阀。单向阀可防止系统中的液压冲击影响泵的工作或停车瞬间油液倒流损坏柱塞泵。PLC可通过采集系统压力数据实现电磁溢流阀自动开启，防止系统超压，损伤直升机液压系统。

根据直升机油液精度等级要求，在柱塞泵后采用精度等级为10μm和3μm的油过滤器，在油过滤器上设有压差污染报警装置，并在触控屏显示报警信息，可以方便的观察到油滤是否正常工作。

设备通过控制电磁溢流阀开启，实现紧急卸荷功能。

液压系统设有油液固体颗粒污染度等级在线检测装置，可对系统液压油的固体颗粒污染度进行实时监测。

所有电器元件（继电器、接触器、保护开关等）安装在密封的钣金轧压的电器箱中，实现油泵设备上各部件的电气控制；电气箱侧面上留有电源接口，方便外接电源使用。电源采用380V，三相四线制。

操作面板是油泵设备的参数设定及显示部分。面板上设有“电源启动”开关、“电源停止”开关、“紧急停车”开关、“声光警报”、触摸屏等显示、操作部件。触摸屏与开关等操作部件共同设置在一个仪表面板上，方便观察及操作。

触摸屏和PLC是电气控制系统的核心。PLC根据预设程序，实现油泵设备联机工作的自动化控制，实现液压系统压力连续可调，并能在触控屏上数字化显示；通过采集系统压力传感器的数值，对系统压力实现负反馈控制，提升压力控制的精度；PLC通过调节变频器输出频率，进而控制电机转速，实现供油流量线性控制，并能在触控屏上数字化显示。通过采集系统压力传感器的数值，控制电磁溢流阀的开启，实现液压系统的超压保护，如压力持续升高，PLC控制油泵设备紧急停机，实现安全性冗余设计。液压系统的压力、流量、温度、颗粒污染度等参数，均在屏幕上数字化显示。存储设备工作信息、详细记录全部传感器信息、工作时间等参数，并可以方便的拷贝和打印；具有数据采集功能，采集的数据包括实时数据和存储的数据[3]。

电气控制柜上设有微型打印机，可实时打印油液污染度检测结果。

4 结语

油泵设备体积小巧，重量轻盈，转场便利，可随直升机转场运输，适于野外条件下使用，同时也可在机场、机房和修理厂（所）范围内使用。油泵设备性能指标能够满足现役所有直升机使用，并满足可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性、环境适应性设计要求，是直升机地面检测的必备保障设备。