[发明专利]排除脉冲试验作动筒及其管路气体的液压系统

说明书

本发明公开的一种排除脉冲试验作动筒及其管路气体的液压系统，旨在提供一种稳定、可靠地、有效地排除被试作动筒和液压管路中的气体以及对试验过程中油液的温度进行有效控制的排除脉冲试验作动筒及其管路气体的液压系统，本发明通过下述技术方案实现：二位三通电磁阀连通二位三通电磁阀，与被试作动筒无杆腔构成并联回路；二位三通电磁阀通过内置单向阀分别连通并接一起的压力传感器P2、温度传感器T和回油管路上串联的冷却器，并通过下部并联液压管路连通三位四通电磁换向阀，与三位四通电磁换向阀上部顺次串联的液控单向阀、增压缸，构成连通增压缸的并联回路，从而实现被试作动筒的两腔油液循环排除被试作动筒的两腔及其液压管路中气体的功能。

技术领域

本发明是关于排除脉冲试验作动筒及其管路气体的液压系统。

背景技术

液压系统是航空航天产品上的重要系统。飞机上的液压系统主要应用于飞机起落架、减速板的收放；襟翼、副翼、平尾、方向舵的操纵、进气锥、辅助进气门的调节等方面。由于液压系统存在压力高、附件加工精密、油液容易泄漏等因素，所以故障比较多，大部分故障与液压系统的压力脉冲有关。液压系统工作时，因流量或流向等发生突变，压力波的传递使得液压管路的压力波动峰值远大于额定值，出现强烈的压力撞击，会对产品的正常工作造成危害，这一现象称之为压力脉冲。有关调查表明，液压系统故障约占全机故障总数的40％，在等级严重的事故中，约有15％～20％是液压系统造成的。液压系统故障很大一部分是由于液压元件工作期间产生的脉冲压力导致的，所以液压系统的管路和附件必须进行压力脉冲试验。脉冲试验设备用于被试作动筒或其它液压附件的压力脉冲试验，主要是模拟被试产品的实际装机工况，考核产品在其总寿命周期范围内是否具有足够的能力承受脉冲压力。此设备每次试验脉冲次数一般为几万次，最多可达到一百万次，系统结构比较复杂。

作动筒脉冲试验设备是一个复杂的非线性系统，其控制方法与传统的线性系统有很大不同,难点主要集中在整个系统的物理实现以及复杂的管路系统，由于试验台液压系统试验压力较高，实现压力脉冲需要的瞬时流量也很大，不仅需要考虑整个系统的物理实现，以及复杂管路系统，还需要考虑系统排气问题、油液的温度控制等等问题。作动筒压力脉冲试验台主要分为液压源系统，脉冲发生装置、补油液压系统、安装台架及控制系统等五大部分。其工作原理是利用在液压传递过程中的压力波的冲击原理对产品造成瞬时压力超过一定倍数系统的额定工作压力，然后又迅速衰减的类似欠阻尼系统的二阶振荡曲线(俗称水锤波曲线)，其中，脉冲发生装置的动力源来自液压油源，补油液压系统，顾名思义，是给增压缸的小腔(高压腔)及其后端试验管路补充试验所需要的油液，控制系统的功能是监测脉冲设备的状态，并调节脉冲设备及其波形的参数，使得被试产品处的脉冲波形满足规范要求。试验过程中，由于油液的可压缩性以及试件的弹性变形，需要有足够的油液补入才能产生需要的压力上升斜率以及峰值且压力变化速率大，达到每秒1400MPa，需要的瞬时补油流量也大。为了增强液压脉冲发生装置工作过程的可靠性和安全性，同时也为了使脉冲试验系统的使用寿命更长，在液压脉冲发生装置中采用了蓄能器和增压器。这样只要较小的油源压力就能够获得较大的脉冲试验压力。液压源系统中的蓄能器用于补充脉冲时所需要的瞬时大流量，在脉冲曲线的工作压力稳定段和反压段，油源将液压能储入蓄能器；在上升段，蓄能器则释放储存的液压能，以产生所需要的上升斜率和峰值。由于水锤波的控制受多方面因素影响，水锤波上升斜率较大，在上升阶段的瞬时流量大，靠动态性能很好的伺服阀来实现水锤波波形的点点跟踪控制也不太可能，只能利用水锤现象来产生水锤波。在确定了系统的机械结构后，需要先计算一个水锤波的峰值、斜率、额定压力等特征参数，判断波形是否在规范规定的阴影区域范围内，再调节比例节流阀开口、主油源压力以及比例换向阀动态特性等，来保证波形满足规范要求。

对作动筒压力在不同工况下动态性能参数的脉冲试验指标主要包括：脉冲试验峰值压力按产品额定工作压力的150％，循环频率为每分钟60次～90次，压力升率为每秒1400MPa到2100MPa，试验次数为20000次。在活塞杆伸出和收回(活塞杆均应到底)两个位置各进行压力脉冲循环。