YBC-2型飞机地面油泵车液压系统设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Design of Hydraulic System for YBC-2 Aircraft Ground Hydraulic Oil Pump VehicleWEl Xiaobin.ZHU Yi.ZHANG Junkai(Department of Four-station Management，Xuzhou Air Force Colege，Xuzhou Jiangsu 221000，China)Abstract：Based on analyzing the design demands of YBC-2 aircraft ground hydraulic oil pump vehicle and basic loops，applyinguniversal multi-route valve，professional control valve and simple electric control system.the hydraulic system was designed. It ofersreference for future development of hydraulic system of aircraft ground hydraulic oil pump vehicle。

Keywords：Aircraft ground hydraulic oil pump vehicle；Hydraulic system；Universal multi-route valve1 设计依据飞机地面油泵车是飞机保障的重要装备，不论在战争年代还是在和平时期的抗震救灾、抗洪抢险以及民用飞机客流量显著增大的情况下 ，如果油泵车设计不合理 ，效率低下 ，将会直接影响飞机性能，延误战机起飞或者延缓救援时机。而 目前现有的YBC-1型飞机地面油泵车结构复杂 、冗余，综合化水平较低 ，机动性、通用性差，如何改进这些弊端，提升维修保障效率和空运效率，将是此次飞机地面油泵车液压系统的设计重点。

1.1 YBC-2型飞机地面油泵车液压系统基本设计要 占、(1)具有多执行部件。至少包括泵源、高压输出回路 、卸荷循环散热回路、回油及油箱回路、加油回路、油液固体污染度检测设备；(2)动力特性要求高。要求大功率输出、大输出力 (矩)、高速、高变速指标；(3)负载变化大。外负载变化大、多冲击、频率启制动和换向功率需求变化剧烈；(4)执行部件可独立动作。各部件动作顺序没有预定的规律；(5)操纵特性 良好。包括调速特性、独立操纵特性等；(6)特殊功能要求。包括锁定、制动、同步等。

主液压系统基本结构如图 1所示 (其中没有考虑液压附件及先导控制部分)。

图 1 主系统基本结构1.2 YBC.2型飞机地面油泵车液压 系统设计要求根据飞机地面油泵车的工作特点，其液压系统设计需要满足以下要求：1.2.1 动力性要求动力性要求是指在保证动力设备不过载的前提下，尽量充分利用动力设备的功率，提高飞机地面油泵车的运行效率。尤其是当负载变化时，要求液压系统与动力设备匹配良好 ，尽量提高输出功率。例如，当外负载较小时，希望增大油泵的输出流量，提高执行元件的运行速度。双泵液压系统中就常常采用合流的方式来提高功率利用率。

1.2.2 操纵性要求当多执行元件共同动作时，要求能够合理分配液压系统中各个执行元件的流量，要求其相互间不干涉，实现理想的复合动作。如果飞机地面油泵车在运行过程中由于液压油泵的油分流供应，导致-侧速度降低，形成设备偏向振动，容易引发事故。另外 ，当自循环过程中多执行元件同时动作时，各个操纵阀都在大开度下工作，往往会出现系统总流量需求超过油泵的最大供油流量，这样高压执行元件就会因压力油收稿 日期 ：2012-03-08作者简介：魏晓斌 (1965-)，男，硕士研究生，副教授，主要从事飞行地面保障装备的教学与科研工作。E-mail：wxbl181### 126.corn。

· 1OO· 机床与液压 第41卷优先供给低压执行元件而出现压力降低的现象。

1.2.3 节能性要求飞机地面油泵车通 常工作时 间长，能量消耗大，要求液压系统的效率高，就要降低各个执行元件和管路的能耗 ，因此在油泵车液压系统 中要充分考虑各种节能措施。当对各个元件进行调控时，系统所需流量大于油泵的输出流量，此时必然会导致- 部分流量损失掉，要求此部分的能量损失尽量小；当油泵车处于空载不工作的状态下 ，如何降低泵的输出流量，降低空载回油的压力，也是降低能耗的关键。

1.2.4 安全性要求飞机地面油泵车工作条件复杂多变，负载变化和冲击振动大 ，对于其液压系统要求有良好的过载保护措施 ，防止油泵过载和因外负载冲击对各个液压元件的损伤。

2 液压系统设计2.1 液压系统性能参数设计在油泵车的性能参数中，压力、流量和污染度等级是最主要的3个参数。其中液压油污染度的分级标准是根据 GJB 420A-95《飞机液压系统用油液固体污染度分级》的A级指标而制定的。

2.1.1 液压系统压力的设计依据上述飞机液压系统输出压力等级，可确定液压系统高压工作压力P为0～28 MPa，液压系统高压元件及附件压力等级选型应不小于 31.5 MPa。YK2和波音747液压系统回油压力为 0.6 blPa，SF3液压系统回油压力为0.35 blPa，因此可确定液压系统低压元件及附件压力等级选型应不小于1.6 MPa。

2.1.2 液压系统流量的设计液压系统应能保证两路同时输出飞机实际所需的最大工作流量 ，按照波音 747每路输出 70 L/min计算，液压系统输出流量最大应达 140 L/min，所以液压元件及附件流量选型指标应不小于140 L/min。

2.2 液压 系统回路的设计2.2.1 泵源该设备设 置主泵 和辅泵 ，泵源压力 P0-28MPa，流量 Q0～140 L/min。

2.2.2 I、Ⅱ路高压输出回路I路高压输出回路流量 q，和Ⅱ路高压输出回路Q 在泵源系统流量 Q(0～140 L/min)的范围负载反馈分配，QQ Q ，由蓄能器以及 I路高压输出回路中的单向阀共同调节。

2.2.3 卸荷循环散热回路插装单向阀用于防止 I路、Ⅱ路高压输出回路压力P与P 之间出现干涉。插装电磁卸荷 阀用于泵源系统、I路高压输出回路和Ⅱ路高压输出回路卸荷，观察液压系统各回路工作流量状况。

2.2.4 回油及油箱回路油箱容量 140 L，设计有加油空气滤清器、油标、加/放油快插接头和液位报警开关等元件。当油箱液位过低时，液位报警开关报警，液压系统停止工作。

2.2.5 加油回路设计加油时，电磁换向阀处于关闭状态，油液从油箱出发，通过辅泵加压，将油液注入飞机。

2.2.6 油液固体污染度检测设备设计油液固体污染度检测设备可在线实时监测液压系统油液固体污染度，由固体污染度在线检测仪和管路组成。

图 2 液压系统流程图出1-恒功率电液比例柱塞泵2-单向阀3-过滤器(5 m)4-流量计s-插装卸荷阀6-过滤器(1 )7-插装单向阀8、l6-压力表9-高压输出软管10-高压对接接头l1-取样对接接头12-高低压对接循环接头l低压对接接头l4-低压输出软管ls-插装比例减压阀17-散热器l8加油泵总成19-温度传感器21--带液位开关液位计2l-油箱22-加油空气滤清器2 固体污染度在线监浏仪24-电磁换向阀25-辅泵第 1O期 魏晓斌 等：YBC-2型飞机地面油泵车液压系统设计 ·101·2.3 结构设计2.3.1 总体结构组成与布局该设备总体结构由牵引底盘、牵引杆、框架和环控设备组成，外形尺寸约 1 600 mm×1 050 mm×1 000 mm (L×W X H)，整装质量约 1 050 kg，结构如图 3、4所示。

图3 总体外形图2.3.2 总体结构主要设备选型(1)恒功率电液比例柱塞泵柱塞泵额定工作压力为 0～28 MPa，最高工作压力可达35 MPa，压力电液比例可调，带数字信号放大器。安全压力设定为 31.5 MPa，可在 0～35 MPa内调节。

按照实际情况和恒功率控制思路进行柱塞泵功率计算：① SF3：两路 20 MPa压力，每路输出流量可达50 L/min，W1pQ/6020×100/6033.3 kW。

② YK2：两路22 MPa压力，每路输出流量可达70 L/min， pQ/6O22×140/6051.3 kW。

③ 某型飞机3：两路25 MPa压力，每路输出流量 60 L/min， pQ/6O25×120/6050 kW。

根据①、②和③的分析计算，恒功率可设定在2 000 r/min时 51.3/0.93 55 kW。

其他参数包括：额定转速可达2 200 r/min；最大输出流量为 70 mL/r×2 200 r/min154 L/min；泄油口压力可达 2 MPa。

(2)电动机电动机采用 YYB250型三相异步 4极 55 kW 内轴式静音变频电动机 (油泵专用电机)，由变频器变频控制输出转速。其工作电压为三相380 V AC，工作转速范围为 0～2 400 r/min，工作频率范围为 0～80Hzo(3)轮胎轮胎采用 254×152×158.8和 267×152×127两种规格的实心轮胎，速度为25 km/h时分别可承载1 414×9.8 N和 1 564×9.8 N；适应低速、高负载苛图4 内部结构图刻条件下使用，有很高的耐刺穿性。

(4)暖风机采用 HG4型电暖风机 ，由电加热翅片管和低噪声轴流风机及温控系统组成，具有自然风、全功率加热、半功率加热3挡设置，并具有超温断电安全保护功能。

(5)气囊式蓄能器在YBC-2型飞机地面油泵车液压系统中，采用了气囊式蓄能器。此蓄能器的特点是形状虽小但容积较大 ；皮囊的质量轻、惯性小，反应灵敏；漏气途径只有-个充气阀口，因此气囊的密封性好，-次充气后能长时间地保存 ；充气方便 ，适用于贮存能量和吸收冲击。

(6)散热器散热器为铝制板翅式组合结构，下部加装了风机 ，从而提升散热器的散热能力。主要技术参数如下 ：换热量为24 kW；工作压力为 3.0 MPa；试验压力为 4.5 MPa；风机为 220 V AC/750 W。

(7)固体污染度在线检测仪固体污染度在线检测仪选用 Parker IPD型在线式颗粒计数器，内置 GJB420A、ISO4406等油液标准，可相应给 出所测样 品的污染度等级；仪器可按ISO4402或 ISO11171校准，实时检测数据，实时掌握分析液压系统的磨损趋势，具有0.1ISO等级的精度和0.5ISO等级的准确度。

3 数据比较设计完成后，YBC-2型飞机地 面油泵车与现有YBC-1型油泵车的参数对比见表 1。

(下转第 104页)· 1O4· 机床与液压 第 41卷的容 积 (am。)； 为 工 作 液 体 的 动 力 黏 度(N·s/m )；d 为阻尼孔直径 (am)；Z 为阻尼孔长度(cm)。从而得睾：1T2 8/a△xo V×10～～△ 。o.3rad，△ 0.22 rad代入上式，得相对于 △ 。的阻尼孔尺寸 d 0.25 em，2 1.2 am，相对于 △ 的阻尼孔尺寸 dk0.26 am，Zk1.2 cm。

1.5 压盘尺寸的确定压盘结构见图6。由受力分析可知，滑靴中心在斜盘上的运行轨迹是-椭圆，其长轴为 R/cos0，短轴为 R，所 以压盘上滑靴芭孔 中心 的半径(即 压 盘 滑 靴 孔 的 分 布 半 径 ) 为 R ( ) (t ) 28 滑靴的包球外径 d，已知，盘孔与 d：的最袖隙为 △ ，则盘孔直径 d。为 (d 2zi )，再加上两倍的因偏心而向外(或向内)移动量(- --RCOS0 )，即 、 ，图6 压盘结构图dp d，2△tR- R )162×0.52(27- - 28)18 mm式中：△ 为最袖隙，取值 0.5 mm。

压盘最大外径 2R 2zi COS- COs cl 1o282×186.176 90 mm式中：△ 为接触余量，取值△ 1 mm。

1.6 斜盘尺寸的确定斜盘的最大外径，应能保证滑靴底面全部落在其上 D 2R 282 x 288.17 mm，圆整为 D90 mm。

2 结束语对直轴式轴向柱塞泵的作用和结构进行了简要介绍，根据柱塞泵 工作 要求和特点 ，对其 主要零件(如缸体、柱塞、滑靴、配油盘、压盘、斜盘)的主要尺寸进行了设计计算。实验证明：该柱塞泵设计科学合理，能够满足实际生产需要。