一种用于地面气瓶对飞机机轮轮胎充气的装置

白亚玲, 胡阿林, 杨怀忠

（中航飞机起落架有限责任公司,陕西 汉中723200）

0 引言

为适应飞机起飞、着陆滑行、地面滑行过程中支撑飞机质量，同时吸收飞机在滑行和着陆时震动和冲击载荷，并且承受其它的载荷，飞机起落架最下端装有带充气轮胎的机轮。起落架在交付前，完全模拟飞机的各种姿态做一系列试验，要求轮胎充气到额定的压力范围[1]。轮胎在飞机起飞和着陆过程中能形成一个空气保护垫，帮助吸收撞击能量或摩擦产生的热能，所以飞机机轮轮胎的充气是保证飞机安全性不可缺少的因素。飞机轮胎采用无内胎、双胎面的结构，主要是方便拆卸、维护，可以直接向轮胎内充气。以前飞机机轮轮胎的充气，用压缩空气替代氮气，由于压缩空气只是安装在固定位置，只能将轮胎搬运到压缩空气安放地进行充气，不能监控、调整充气过程中的压力，对于试验中的飞机机轮就需要增加拆卸工序，效率低。针对现有技术的不足，设计一种用于地面气瓶方便、安全地对各种机型的起落架轮胎进行充气[1]的装置，保证胎压在飞机要求范围内。

1 充气装置整体结构及主要部件结构设计

1.1 充气装置整体结构

充气装置由图1、图2所示的16部分组成（其中充气开关1由图2所示的13个零件组成）。

充气装置包括充气开关1、软管2、减压器3和地面气瓶。充气开关1上设计一旋转螺母11（用于出气到轮胎管嘴）和一进气接头16，旋转螺母11与轮胎充气管嘴螺纹连接，进气接头16经软管2连接减压器3的出气口，减压器3的进气口连接地面气瓶。软管2两端有无扩口内锥管嘴用于连接充气开关1的进气接头16和减压器3，其长度依据现场需要选取[2]。减压器3上设计有多个与减压器气腔连通的接头，接头上安装有高压表、低压表、地面气瓶和软管2，减压器3的背面设计有气压调节开关，用于调节地面气瓶的输出压力，使充气压力保持在一定范围内。这样，通过观察减压器3的高压表、低压表，不仅能随时监控充气压力，还可以利用气压调节开关根据需要对充气压力进行调解，保证充气的安全性。地面气瓶为充气装置提供气源。

图2 充气开关1简图

1.2 充气装置的充气开关设计

充气开关1如图2所示，由13个零件组成。手柄4焊接于旋转套5上，用于带动旋转套5旋转。旋转套5与推杆9螺纹连接，旋转带动推杆9在外体7中作直线运动，由旋转套5右端面限位。压紧螺母6与外体7螺纹连接，用于限制旋转套5受到充气压力后的向左移动，保证推杆9始终在正确位置充气。外体7是整个充气装置的基体，用于安装其它零部件。密封圈8共两件，起密封作用。推杆9与外体7间隙配合，在外体中直线运动，用于顶开、关闭轮胎充气嘴活门。开口压紧衬套10与旋转螺母11焊接成一体，旋转螺母11与充气嘴外螺纹拧紧时，开口压紧衬套10端面顶紧外体7台肩，防止外体7窜动，外体7右端面顶住图4所示旋转螺母11的B面；旋转螺母11旋转，拧紧轮胎充气嘴外螺纹就可进行充气；旋转螺母11反向旋转，则带动整个充气装置后退充气就断开。垫片12在充气时起密封和保护轮胎充气嘴端面的作用。密封圈13用于外体7和直角接头16连接后的密封。塑料垫圈14阻止密封圈13挤入直角接头16与外体7的装配间隙内[3]，提高密封圈13的使用寿命。六方压紧螺母15用于固定进气接头16在外体7中的位置,采用螺纹连接。进气接头16两端外螺纹，用于将软管2和外体7连成一体。

1）充气开关外体设计。充气开关外体7结构如图3所示，左端螺纹连接压紧螺母6，与旋转套5、手柄4形成充气装置的控制端。右端连接旋转螺母11与轮胎充气管嘴连接形成出气端。中间螺纹通过进气接头16连接软管2形成充气装置的进气端。内腔与推杆9间隙配合，推杆9一端与外体控制端的旋转套5螺纹固定连接，另一端与轮胎充气嘴活门抵触连接；且靠近控制端的推杆9与外体7间设置密封圈8，靠近轮胎充气嘴的外体7与推杆9之间设置有出气的通道。

图3 外体7简图

2）旋转螺母设计。旋转螺母11内设置开口压紧衬套10，右端螺纹与轮胎充气管嘴外螺纹连接[4]，外圆面设计有4个片状手柄。旋转螺母11的拧紧、松开直接控制整个充气装置的充气和断气。充气时外体7右端面一直顶住旋转螺母11的B面，如图4、图5所示。

3）旋转螺母接口尺寸设计。旋转螺母11右端接口螺纹尺寸设计应符合图6和表1，才能和飞机机轮轮胎充气嘴紧密配合，完成高压充氮气或空气。

1.3 充气装置设计方案特点

图4 旋转螺母二维简图

图5 旋转螺母三维简图

图6 充气装置接口螺纹尺寸

表1 旋转螺母接口尺寸 mm

1）该装置的外体7左面设计有控制端，中间部位与地面气瓶连接形成进气端口，右端通过旋转螺母11连接轮胎充气管嘴，形成出气端。充气的腔体完全封闭，交付使用前用空气或氮气做充压、保压气密试验，充气效率高，可保证更安全地对飞机机轮轮胎进行充气。

2）该装置外体7内腔设计有限制旋转套5移动距离的台阶面，以使推杆9向右移动时，正好顶开轮胎充气管嘴活门。

3）通过观察减压器的高压表、低压表，随时监控充气压力，并可通过调节减压器上调节开关，将充气压力调整到需要的工作值，保证安全充气。

4）该装置的推杆9与旋转套5螺纹连接，在旋转套5和压紧螺母6的配合作用下，在外体7中做直线运动，充气过程中可始终保持在顶开轮胎充气管嘴活门的位置，充气结束，可退回外体7中受到保护。

5）该装置充气结束后，关闭气瓶阀门，推杆9轻轻推开轮胎充气活门，观察减压器压力表，可监测出此时轮胎内压力值；如果超压，去掉软管，可以对轮胎进行放气减压。

2 充气装置工作原理

如图1所示，依据飞机机轮放置地点，将充气装置放在就近工作台或地面上，将减压器3低压表左侧的接头拧紧到软管2管嘴中，高压表右下侧的接头拧紧到地面气瓶管嘴中；软管2另一端连接充气开关1的进气接头16；旋转螺母11旋转，与机轮轮胎气门嘴外螺纹拧紧，此时开口压紧衬套10端面顶紧外体7台肩以防窜动；打开地面气瓶阀门，观察各连接部位是否正常，观察减压器高压表数值并调整减压器开关，使低压表达到所需工作压力；旋转手柄4，旋转套5与推杆9螺纹拧紧并与推杆9左端台肩接触，当旋转套5右端面（如图2）接触到图3所示A面时，推杆9正好顶开轮胎充气嘴活门；拧紧压紧螺母6，压紧螺母6端面顶住旋转套5台肩，使推杆9保持在顶开轮胎充气嘴活门的位置，实现充气。冲气至规定工作压力[3]，反向转动旋转螺母11，带动整个充气装置后退，机轮充气嘴活门自动回位，封闭气源；关闭地面气瓶阀门，压紧螺母6反转半圈以上,手柄4带动旋转套5后退，推杆9后退到外体7中；将减压器内的气体全部排出，充气结束。让推杆9轻轻推开机轮轮胎充气嘴活门，观察减压器3上的压力表，可监测出此时轮胎内压力值；如果超压，去掉软管2或地面气瓶，可以对轮胎进行放气减压。

3 结语

文中介绍的飞机机轮轮胎充气装置，轻便、安全、操作简单、机动性强，能适用于公司各种机型的飞机机轮轮胎利用地面气瓶进行充气的需要，充气过程中能随时监控充气压力，并及时调整压力大小。对飞机机轮轮胎的各种胎压及轮胎压缩试验、起落架保质保量整体按时交付有重要意义。该充气装置已获国家知识产权局专利证书，专利号为ZL 2018 2 17623890.2。