摘 要: 該論文設(shè)計了一種飛機磁翻板液位計，詳細闡述了其液壓原理和電氣原理。該磁翻板液位計采用兩級過濾、流量測量、電氣控制、模塊化設(shè)計等技術(shù)，實現(xiàn)了磁翻板液位計油液自循環(huán)清洗過濾和給飛機定量加液壓油的功能。

    概述
    據(jù)統(tǒng)計，飛機液壓系統(tǒng)中約有 70% 以上的故障是由于液壓系統(tǒng)油液污染而造成的。飛機液壓油傳統(tǒng)加注方式是重力加油，機務(wù)人員勞動強度大，而且易造成液壓油污染，飛機因液壓系統(tǒng)油液污染多次發(fā)生空中自動倒桿、空中飄擺、剎車側(cè)偏和失靈、液壓泵壽命短等故障，控制好加油時液壓油源的污染度是一種有效的重要措施。在飛機使用過程中存在飛機液壓系統(tǒng)密封不佳，導(dǎo)致液壓油外泄，需經(jīng)常補充液壓油，而目前用戶配套的液壓油加油設(shè)備不能定量加油，機務(wù)人員需隨時觀察油箱液面。因此設(shè)計了一種磁翻板液位計給飛機液壓油箱定量加油和補油，其將油液進行過濾清潔后，注入液壓系統(tǒng)，避免液壓油給飛機液壓系統(tǒng)造成污染。

    1 磁翻板液位計設(shè)計
    1． 1 總體設(shè)計
    磁翻板液位計采用手推車式結(jié)構(gòu)，主要由車體、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。液壓系統(tǒng)由泵、閥、油 箱、過濾器、傳感器、壓力表、接頭和軟管等組成。電氣控制系統(tǒng)由電機、控制開關(guān)、按鈕、中間繼電器等組成。

    1． 2 液壓系統(tǒng)設(shè)計
    磁翻板液位計液壓系統(tǒng)原理見圖 1，該設(shè)備先自循環(huán)清潔油液使加往飛機的油液滿足飛機油液污染度的要求( 優(yōu)于飛機油液污染度 1 級) ，通過取樣閥采樣化驗合格后，向飛機液壓油箱加油。液壓系統(tǒng)主要由泵組件、油箱組件、過濾凈化安全組件、管路密封組件等組成，敘述如下:

    泵組件給系統(tǒng)提供動力源，主要包括電動泵及聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器將直流電機與電動泵連接起來，電動泵給系統(tǒng)提供壓力�？紤]到該加油車兼容其他飛機加油的要求，選用流量、壓力可調(diào)的擺線齒輪泵，擺線齒

    輪泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、零件少、運動平穩(wěn)、噪音低等優(yōu)點。

    油箱組件用于存儲足夠的油液，給飛機加油補油，并能夠逸出油液中的氣體、沉淀并放出油液沉淀物。主要包括油箱、空氣濾、液位計、吸油濾、放油濾、吸油閥、放油閥等。

    過濾凈化安全組件用于過濾凈化油液，使加給飛機的油液滿足飛機油液污染度要求，并能夠避免齒輪泵因大顆粒雜質(zhì)進行磨損，降低壽命; 能夠控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、快速響應(yīng)壓力沖擊，并將壓力報警信號反饋給控制面板。過濾凈化組件采用模塊化和模塊化設(shè)計理念，將系統(tǒng)中凈化部件、安全保護部件及調(diào)壓部件集成在一個閥塊上。主要包括的液壓組件有保護齒輪泵的吸油濾( 180μ) 、給飛機供油的供油濾( 3μ，帶污染指示器，可實現(xiàn)堵塞報警的) 、安全閥、壓力繼電器、壓力傳感器、取樣閥和流量計等。壓力繼電器實現(xiàn)了對系統(tǒng)壓力的二次保護，使系統(tǒng)安全性得到了提高。

    管路密封組件用于磁翻板液位計與飛機、各液壓部件之間連接。采用模塊化設(shè)計，組件件多采用板式等無管集成插裝設(shè)計，減少連接件數(shù)量，從而減少漏油點。管路密封組件由連接接頭、橡膠密封件、不銹鋼導(dǎo)管和軟管等組成。橡膠密封件選用易制造、便于拆裝的 O 形密封件; 部件之間的不銹鋼導(dǎo)管可有效減少管路對液壓油的再次污染。對于存在振動和長距離的管路連接采用軟管連接，如泵的進出口管路及連接飛機油箱的管路。

    1． 3 電氣原理
    電氣原理見圖 2，控制面板圖見圖 3。

    電氣控制系統(tǒng)通過中間繼電器之間的自鎖和互鎖實現(xiàn)工作模式的一鍵啟停，通過溫度控制器實現(xiàn)對電氣箱溫度的自動控制，另外系統(tǒng)也加入了壓力、流量傳感器和油濾、超壓報警指示隨時監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)。電機主電路采用可便捷更換的熔斷體，對電機進行過載保護。

    該電氣系統(tǒng)控制過程是通過采集系統(tǒng)的壓力、流量及面板上的按鈕觸發(fā)信號，中間繼電器形成控制邏輯控制電機啟停; 電位計調(diào)節(jié)驅(qū)動器的輸入信號大小，控制電機的轉(zhuǎn)速從而改變流量，指示等提示加油車的各種報警信息。

    主要由電源轉(zhuǎn)換模塊、按鈕、指示燈、中間繼電器、儀表、電機和驅(qū)動器組成，敘述如下:
    電源轉(zhuǎn)換模塊把機場電源或地面電源車的 28 V直流電源轉(zhuǎn)換為標準的 24 V 直流電源。按鈕用于控制電機的啟動和停止。指示燈用于油濾堵塞報警、超壓報警及復(fù)位。中間繼電器根據(jù)各種信號的輸入邏輯控制電機啟停。顯示模塊用于顯示壓力和流量，并可調(diào)節(jié)其值。電機用于驅(qū)動電動泵。驅(qū)動器用于測速信號輸出和制動電機快速停機。

    2 工作原理
    給飛機液壓油箱加油前，保證給磁翻板液位計所加液壓油符合規(guī)定，油箱油液足量，下面按不同工作方式介紹磁翻板液位計工作原理。

    2． 1 自循環(huán)
    將加油嘴與自循環(huán)接頭對接，操作模式調(diào)至“自循環(huán)”，關(guān)閉取樣閥，打開吸油閥，按下自循環(huán)按鈕，啟動泵機組件，油箱內(nèi)油液經(jīng)吸油閥、泵機組件后經(jīng)過過濾器和流量計、加油嘴后進入回油管路回到油箱進行循環(huán)。預(yù)計油液滿足要求，在取樣閥下方放置一個接油盤，打開取樣閥，約3 min 后( 油液流出約 300 ～ 500 mL) ，用采樣瓶接取油液約 150 mL 送油液檢測部門，采集油樣經(jīng)測試合格后，按下自循環(huán)按鈕，停止自循環(huán)工作; 將加油嘴與循環(huán)接頭斷開。

    “自循環(huán)”模式下流量計顯示的瞬時流量。

    2． 2 向飛機液壓系統(tǒng)加油
    在油液經(jīng)采樣測試合格后才能給飛機加油。取出與飛機連接的軟管，將加油嘴與飛機液壓油箱地面加油接頭連接，操作模式調(diào)至“飛機加油”，關(guān)閉取樣閥，打開吸油閥; 在流量設(shè)置界面，設(shè)置飛機所需加油油量，按下“飛機加油”按鈕，啟動泵組件給飛機液壓系統(tǒng)加油，油液經(jīng)吸油閥、泵組件、油濾、流量計、調(diào)壓組件和加油嘴后供給飛機，達到飛機加油量要求，按下飛機“加油”按鈕，停止給飛機液壓系統(tǒng)加油; 將加油嘴與飛機液壓管嘴可靠斷開。在加油過程中如果系統(tǒng)超壓、油濾堵塞，通過控制系統(tǒng)使電機停止運行。 “飛機加油”模式下流量計監(jiān)視瞬時流量和總累計
流量。
 
    3 使用驗證
    該型磁翻板液位計在某型號飛機上已經(jīng)使用，能夠在較短的時間內(nèi)循環(huán)油液，使供給飛機油液污染度滿足飛機液壓系統(tǒng)要求，選擇的各組件性能匹配，滿足環(huán)境要求，得到了用戶好評。

    4 結(jié)束語
    根據(jù)某型飛機液壓系統(tǒng)液壓油加油要求，設(shè)計了一種磁翻板液位計。該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)油液自循環(huán)和定量給飛機加油的功能，有效地解決了由于所加液壓油污染度低對飛機液壓系統(tǒng)造成污染的問題。通過設(shè)定加油量，避免了由于靠目視加油可能造成的飛機油箱溢油，對飛機及機場造成污染。設(shè)有超壓報警停機、油濾堵塞報警等裝置，很好地保證了系統(tǒng)的安全性和飛機油液的污染度。該設(shè)備采用液壓部件模塊化設(shè)計，有效減少各部件之間的連接軟管和接頭，降低了漏油風險，提高了設(shè)備的可靠性和維修性。該設(shè)備選用變壓力流量泵，提高了設(shè)備的通用性。該設(shè)備的設(shè)計經(jīng)驗，可以通過更換相應(yīng)介質(zhì)的組件，推廣應(yīng)用到其他類似添加液體類設(shè)備。