飞机液压油在线净化装置

飞机液压油在线净化装置

孙军舰 ，陈艳品，于文

（南京航空四站装备修理厂 210042）

摘要：  飞机的正常飞行，需要有液压系统提供动力给各个操作系统。系统失效后不能正常工作而导致操纵控制机构失灵是非常危险的，会造成严重的飞行事故。液压系统故障中约70%以上的是由于液压系统油液污染造成的。因此，在地面保障装备中，能够对飞机液压系统油液综合净化处理，为飞机提供低含水量、高清洁度液压油，具有重大的实际意义。

关键词：飞机；液压油；在线净化；装置

1功能用途

1.1功能

飞机液压油在线净化装置主要功能如下：

（1）做为地面保障装备，能够对飞机液压系统油液综合净化处理，为飞机提供低含水量、高清洁度液压油；

（2）可以根据需要为飞机定量补充加注液压油。

1.2适用范围

本装置适用飞机液压系统的液压油液净化，同时也适用于仓库存储油液的净化。

2 装置组成

液压油在线净化装置主要包括车厢总成、真空除水除气系统、油液净化循环系统、对机加油系统和电气控制系统构成。

车厢总成用于承载真空除水除气系统、油液净化循环系统、对接加油系统、电气控制系统，并可进行牵引移动。

2.1真空除水除气系统

真空除水除气系统主要包含真空泵电机组、冷凝罐、冷却器、真空管路以及真空罐组成。用于在液压油温度达到特定值后通过对真空罐抽真空的方式，除去油液中水分和气体。

2.2油液净化循环系统

油液净化循环系统主要实现在油液循环中对飞机油液的净化。主要包括液压油箱、加热器、电磁开关阀、真空罐、齿轮泵、精密过滤器以及含水量传感器、温度传感器、流量计等。

2.3对机加油系统

对机加油系统主要包括加油卷盘、对机加油接头、加油球阀、加油软管等。将加油软管与油箱上加油管循环接头对接，启动加油模式，对加油管路中液压油进行净化处理，油液品质合格。将对机加油接头与飞机加油口连接，对飞机液压系统加油，流量可以无级调节。

2.4电气控制系统

电气系统主要由供电单元、PLC控制系统、触摸屏、操作面板、变频器等组成，以PLC+触摸屏为核心的软硬件自动控制系统，是飞机液压油在线净化装置的核心部分，具有人机交互友好、自动化高和智能化的优点。

电气系统主要功能如下：

（1）通过保护电路实现装置电源相序、缺相保护、短路、过载保护、接地保护和防静电等功能。

（2）通过压力、温度、液位、污染度传感器监测装置运行参数，触摸屏实时显示，便于观测。若发生异常则系统自动报警提示。

（3）通过预置软件、触摸屏控制，实现一键操作“油液净化”与“对机加油”功能，控制电磁阀、加热器、出油泵等执行元器件的开启顺序，简化操作。

（4）通过变频器控制三相异步电动机转速调节，从而实现加油流量调节。

3 工作原理

3.1系统油液循环原理

液压油在线净化装置通过真空泵抽取真空罐内空气，使真空罐内达到一定真空度，液压油箱出油球阀保持打开状态，油箱出油路电磁开关阀开启，在真空负压作用下，液压油箱中的待处理液压油经过出油球阀、加热器、电磁开关阀进入真空罐。真空罐内液压油达到一定液位时，通过浮球液位计，控制齿轮泵将真空罐内的液压油吸入并输出，经过精密过滤器、电磁开关阀回至液压油箱，实现系统油液循环。

3.2油液除水除气原理

系统液压油循环过程中通过加热器对液压油加热，使进入真空罐内的液压油达到一定温度，在真空罐内通过扩散装置将油液散布成雾状形式，利用水与油沸点差距大，水在高真空状态下沸点下降的特点，使油液中水分转化为水蒸气逸出，逸出的水蒸气被真空泵吸走，经冷却器冷却液化后进入冷凝罐中暂存，从而实现对油液的除水除气。

3.3油液循环净化原理

系统液压油循环过程中，齿轮泵输出的液压油通过精密过滤器中精密滤芯，过滤系统油液中的固体颗粒污染物，实现对液压油的净化清洁，使油液清洁度优于GJB420B-3级。在精密过滤器上安装压差发讯器，报警提示更换滤芯。

3.4对机加油原理

液压油在线净化装置在对液压油进行除水除气、循环净化之后，油液品质合格后，断开对机加油接头与加油管循环接头的连接，将加油软管拉出，与飞机加油口接头对接，实现对飞机液压系统加油，通过调节变频器控制电机转速，从而控制齿轮泵输出流量，实现加油流量1～15L/min连续可调。加油过程中，通过显示屏显示加油压力和加油流量等参数。加油压力超过报警设定值（一般设0.5MPa），自动提示系统超压报警。

4 安全设计

安全性设计采取的主要措施：

（1）具有超压报警、污染度超标、油滤更换等报警提示功能，实现系统正常运行状态的监控，系统自我保护，避免危险事件的发生。当压力超过设定最高压力时报警提示；污染度超标时报警，需要停止加油，继续进行净化循环；油滤压差报警器进出压差超过设定值时，通过报警提示，更换油滤滤芯。

（2）通过设计消除粗糙的棱边、镜角、尖端和出现缺口破裂表面的可能性，以防止割破、擦伤或刺伤。

（3）装置移动脚轮带有刹车装置，设备可稳定停靠，防止失控自行移动对人员或设备造成伤害

（4）外壳有接地线，可以连接接地器消除设备静电；

（5）防差错设计，在需要操作出标有部件标识和操作指示。

5 技术难点

5.1油液净化和监控技术

液压油在线净化装置主要用于飞机的液压油净化，使飞机液压油的固体颗粒污染度、含水量、气泡等指标满足飞机液压系统的使用需求。净化后的油液固体颗粒污染度、含水量、气泡等需要具有有效的监控手段，满足飞机液压系统的使用需求。因此，在液压油在线净化装置的设计过程中，主要采取以下措施实现油液净化。

液压油中的污染物主要是固体颗粒、水、空气等，除去液压油中固体颗粒污染物相对容易，技术相对成熟，采用机械过滤、离心分离等均可将液压油中固体颗粒污染度控制在技术指标范围内，但是液压油中水、空气去除比较困难，目前，比较成熟有效的液压油除水除气技术主要是真空除水除气技术，其不仅可以有效去除液压油中的溶解水，而且可以去除液压油中的空气和挥发性有害物质。

液压油在线净化装置在油液净化循环系统中设置过滤精度为3μm和1μm的采用复合玻璃纤维材料的航空滤芯，通过循环过滤去除液压油中固体颗粒；根据所需净化油液的量，设计专门的真空除水除气系统，通过加热器对液压油加热，使进入真空罐内的液压油达到一定温度，在真空罐内通过扩散装置将油液散布成雾状形式，利用水与油沸点差距大，水在高真空状态下沸点下降的特点，使油液中水分转化为水蒸气逸出被真空泵吸走，经冷却器冷却液化后进入冷凝罐中暂存，从而实现对油液的除水除气。

6 设计总结

本项目贯彻国产自主可控要求，电机、齿轮泵、电磁阀等系统零部件均选用国产，油箱、真空罐等部件均为自行设计制造完成，自主可控。选用国产芯片，在PLC、软件编写等环节中做到自主设计。在做到自主可控的同时，保证产品质量和性能。

装置设计时也借鉴了其他类似产品的设计经验，贯彻通用化、系列化、组合化的设计思想。系统选用了大量的通用件及标准件，提高了通用化和标准化；采用的温度传感器、压力表、组合油滤、旋钮等零部件尽量相同，满足了装置通用化，降低了维修要求。

控制系统采用了PLC控制技术，并具超标报警功能，同时油液体达到使用要求后自动停机，及时准确，处理信息也及时整理和分析，并进行储存，实现了信息智能化。对各个处理对象使用情况可以跟踪，提高了设备使用安全性。

参考文献：

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[3]赵卫东 PLC在温度控制系统中的应用 仪器仪表学报2001(ZL)

[4]王静 液压油抽真空除气装置的设计及实验研究. 液压与气动,2008,(2):88-9

[5] 何锦航 支路型真空雾化液压油连续除气装置设计与实验研究

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