根據(jù)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口電磁閥的測試需求，設(shè)計(jì)了電磁閥的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)由液壓測控單元，電子測量單元，軟件控制單元組成。可以對(duì)噴口電磁閥密封性能、溢流性能、工作性能參數(shù)測量。試驗(yàn)結(jié)果表明：測試系統(tǒng)滿足航修廠對(duì)噴口電磁閥的測試需求，在應(yīng)用中取得良好效果。

　　0、引言

　　某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴口電磁閥是用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴口控制動(dòng)作筒的收放油路，操縱噴口動(dòng)作筒的工作以改變噴口的直徑。若噴口電磁閥出現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換故障，內(nèi)部滲漏等問題，噴口調(diào)整就不能正常工作，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，甚至造成空中停車，導(dǎo)致飛行事故。

　　目前，對(duì)噴口電磁閥性能的測試，多采用分模塊進(jìn)行測試，測試環(huán)節(jié)、參數(shù)多，測試效率低下。某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴口電磁閥測試系統(tǒng)就是根據(jù)噴口電磁閥的工作特點(diǎn)，按照《附件使用說明書》和《航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修標(biāo)準(zhǔn)》而設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)是采用機(jī)電控制技術(shù)，液壓閥實(shí)時(shí)工作參數(shù)監(jiān)控，集成液壓控制技術(shù)的組合測試系統(tǒng)。其功能是對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴口電磁閥進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，還可擴(kuò)展到不同型號(hào)噴口電磁閥的性能檢測。

1、噴口電磁閥工作原理與檢測內(nèi)容

　　1.1、工作原理

　　該型噴口電磁閥構(gòu)造如圖1所示。主要由殼體、電磁活門、雙面液壓鎖、膨脹活門等組成。殼體上有四個(gè)接頭：1號(hào)接頭通油泵、4號(hào)接頭通油箱、2號(hào)、3號(hào)接頭分別通噴口動(dòng)作筒的收上和放出腔。當(dāng)兩個(gè)電磁活門都斷電時(shí)，活門在彈簧力作用下，堵住來油路，雙面液壓鎖的兩個(gè)活門自動(dòng)關(guān)閉，把動(dòng)作筒的兩個(gè)工作腔封閉起來，活塞桿不能移動(dòng)，噴口直徑不變。當(dāng)收噴口電磁活門通電時(shí)，電磁活門左移，接通來油路，堵住回油路，來油頂開液壓鎖右面的活門，進(jìn)入動(dòng)作筒收上腔，動(dòng)作筒收回，噴口直徑變小。放噴口電磁活門通電時(shí)，工作情形與上相似，僅零件運(yùn)動(dòng)方向相反，噴口直徑放大。

圖1 噴口電磁閥構(gòu)造

　　1.2、檢測內(nèi)容

　　根據(jù)該型飛機(jī)噴口電磁閥的工作原理與使用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其主要測試內(nèi)容包括：

　　1)密封性試驗(yàn)

　　在電磁鐵斷開時(shí)，向接管嘴“2”和“3”分別加315kg/cm²的液壓，保持6min，外部檢查應(yīng)密封，接管嘴“4”不得漏油。堵住接管嘴“2”和“3”，將接管嘴“4”與回油路連接，向接管嘴“1”加315 kg/cm2的液壓，分別接通兩個(gè)電磁鐵，各保持6min，各結(jié)合處不得滲油。

　　2)膨脹活門的調(diào)整試驗(yàn)

　　向接管嘴“3”加壓，將膨脹活門的打開壓力調(diào)整到260±20kg/cm²。膨脹活門打開時(shí)，油液應(yīng)從接管嘴“4”成滴流出。重復(fù)試驗(yàn)3～5次，膨脹活門的打開壓力允許低于原來調(diào)定的壓力，但不得超過5kg/cm²，并保持在260±20kg/cm²的范圍內(nèi)。檢查膨脹活門的關(guān)閉壓力，應(yīng)不小于220kg/cm²。

　　3)工作性能試驗(yàn)

　　將接管嘴“2”和“3”與動(dòng)作筒連接，接管嘴“4”與回油路連接，在工作液溫度為20±10℃時(shí)，向接管嘴“1”加60kg/cm²的液壓，當(dāng)接通“放下”電磁鐵時(shí)，動(dòng)作筒的活塞桿應(yīng)伸出；在斷開電磁鐵時(shí)，活塞桿應(yīng)停止移動(dòng)。當(dāng)接通“收上”電磁鐵時(shí)，動(dòng)作筒的活塞桿應(yīng)收進(jìn)；在斷開電磁鐵時(shí)，活塞桿應(yīng)停止移動(dòng)。分別接通和斷開兩個(gè)電磁鐵3～5次，工作應(yīng)準(zhǔn)確。

　　將接管嘴“2”和“3”與動(dòng)作筒連接，接管嘴“4”與回油路連接，向接管嘴“1”加210kg/cm2的液壓，并且將回油壓力調(diào)整為20±3kg/cm²，接通和斷開電磁鐵試驗(yàn)3～5次，動(dòng)作筒的活塞桿運(yùn)動(dòng)應(yīng)準(zhǔn)確，無阻滯現(xiàn)象。將接管嘴“3”與密封容器連接，接管嘴“2”與手搖泵連接，向接管嘴“1”加210kg/cm²的液壓，當(dāng)接通“放下”電磁鐵時(shí)，密封容器內(nèi)的壓力為210kg/cm²；斷開電磁鐵后，密封容器內(nèi)的壓力不得低于190 kg/cm²，同時(shí)接管嘴“2”的活門應(yīng)關(guān)閉，接管嘴“4”的漏油量，3min不得超過10cm³。按照上述操作方法，檢查接管嘴“2”的工作情況應(yīng)符合要求。

2、測試系統(tǒng)的組成

　　本測試系統(tǒng)重構(gòu)被測電磁閥發(fā)動(dòng)機(jī)上的工作環(huán)境，并對(duì)電磁閥的壓力、流量、溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測控。測試系統(tǒng)主要由液壓測控單元，電子測量單元，軟件控制單元三部分組成。

　　1)液壓測控單元工作原理

　　液壓測控單元由兩個(gè)部分組成，如圖2、圖3所示，圖2用來進(jìn)行被測件的密封性測試，主要由油箱、液壓泵、油濾、蓄壓器、壓力調(diào)節(jié)閥、開關(guān)等組成。圖3主要用來進(jìn)行被測件的膨脹活門的調(diào)整試驗(yàn)和工作性能試驗(yàn)，由供壓部分、手搖泵、溢流閥、開關(guān)、被測件、液壓動(dòng)作筒等組成。液壓系統(tǒng)兩部分別設(shè)立在不同的測試臺(tái)體、功能是為被測件模擬發(fā)動(dòng)機(jī)上的真實(shí)工作環(huán)境，并在測試時(shí)，控制被測電磁閥a、b、c、d四個(gè)油口油路轉(zhuǎn)換。同時(shí)利用D/I、D/O板采集油濾工作狀態(tài)(報(bào)警)，溫度傳感器工作狀態(tài)(超溫)數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行控制。被測的噴口電磁閥所需壓力，流量由液壓系統(tǒng)中的溢流閥、以及壓力、流量傳感器通過工控機(jī)的D/O、D/A、A/D板進(jìn)行設(shè)定、調(diào)節(jié)以及測量記錄。

圖2 液壓系統(tǒng)1 原理

圖3 液壓系統(tǒng)2 原理

　　2)計(jì)算機(jī)控制原理(見圖4)

　　主要由數(shù)據(jù)采集輸入部分、工控機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出部分，相關(guān)電源設(shè)備等組成。數(shù)據(jù)采集輸入部分由壓力、流量傳感器、溫度傳感器、數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換板、開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換板、計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器、以及對(duì)應(yīng)的連接測試電路等組成。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出部分由多路DIDO板、數(shù)模轉(zhuǎn)化板、接線端板以及各類電磁閥、油泵電機(jī)、油溫調(diào)節(jié)等附件的電磁部分、以及連接轉(zhuǎn)換電路組成。工控機(jī)連接有鍵盤、鼠標(biāo)、打印設(shè)備、內(nèi)部裝設(shè)有測控軟件，可以激發(fā)數(shù)模轉(zhuǎn)換板進(jìn)行工作。工作時(shí)，測控軟件按照預(yù)定方案，完成噴口電磁閥各種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，完成電磁閥各種數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)、輸出。測試數(shù)據(jù)可以及時(shí)反應(yīng)在測試臺(tái)的顯示設(shè)備上，必要時(shí)可以打印分析。

圖4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理

　　3)測控軟件

　　測控軟件是在Windows7系統(tǒng)下運(yùn)行，運(yùn)用Visual⁃Studio 2013 軟件開發(fā)而成。軟件界面簡潔，便于操縱。噴口電磁閥各種狀態(tài)轉(zhuǎn)化通過表格菜單形式展現(xiàn)，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可完成切換，同時(shí)各種狀態(tài)測試結(jié)果通過表格形式展現(xiàn)在界面另一側(cè)，有打印按鈕可以打印測試結(jié)果，便于用戶分析保存。

3、采用的主要技術(shù)

　　1)液壓測試單元壓力、流量控制方法根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)各類電磁閥《技術(shù)說明書》和《電磁閥修理標(biāo)準(zhǔn)》及裝備性能測試要求：在標(biāo)定的壓力、流量范圍內(nèi)，對(duì)噴口電磁閥內(nèi)、外部密封、油路切換性能等參數(shù)進(jìn)行測試。通過工控機(jī)作為控制器，運(yùn)用測控軟件按照預(yù)定變化規(guī)律，控制壓力傳感器和壓力調(diào)節(jié)閥工作，實(shí)現(xiàn)噴口電磁閥的壓力參數(shù)PID控制；控制流量傳感器和溢流閥的工作，實(shí)現(xiàn)噴口電磁閥流量大小的PID控制。

　　2)液壓測試單元采用集成液壓控制技術(shù)。根據(jù)部隊(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴口電磁閥故障率高，測試頻繁的特點(diǎn)，要求噴口電磁閥的測試裝置便于攜帶、維修方便。該測試系統(tǒng)通過集成液壓控制技術(shù)將液壓元件安裝在油路功能單元的各個(gè)面上，液壓附件采用板式連接、插裝孔式安裝，如液壓油濾、單向活門、節(jié)流閥、壓力控制閥組成回油路液壓組合塊。通過這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了測試設(shè)備移動(dòng)方便，維護(hù)性好的要求。

4、結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)了某型飛機(jī)航空電磁閥的測試系統(tǒng)，利用工控機(jī)、D/I、D/O板、各型傳感器、壓力調(diào)節(jié)閥等配合工作，模擬被測件實(shí)際工作環(huán)境、并實(shí)時(shí)采集被測件工作狀態(tài)，壓力、溫度數(shù)據(jù)，并及時(shí)進(jìn)行控制，檢測被測電磁閥的工作性能。測試系統(tǒng)具有控制簡單、交互性好，測試結(jié)果精確、安全可靠等特點(diǎn)。該測試設(shè)備自2012年交付部隊(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)大修廠以來，已修復(fù)15批60余件(套)電磁閥，解決了工廠現(xiàn)有的測試裝置測試效率低，容易污染、損壞被測件等問題。