军用飞机液压泵(ZB-34)计算机辅助测试系统

1　引言
　　军用某型飞机液压泵(ZB-34)是一种斜轴式自动变量泵， 其性能的优劣直接决定着飞机 飞行的安全性和可靠性。对液压泵(ZB-34)的各种性能进行调整和全面测试是该产品地面修 理、装配和出厂检验的重要环节，而先进、可靠的地面检测设备是航空产品修理过程中质量 控制的有效手段之一。
　　液压泵(ZB-34) 计算机辅助测试系统是根据液压泵专用《技术条件》和《试验大纲》而 设计的以数字计算机为核心的液压系统状态控制监测、数据采集、数据处理专用系统。其主 要功能是利用计算机对液压泵测试系统进行实时控制、工况转换，完成液压泵各种性能参数 的实时采集处理，并以图表和曲线形式显示、记录、打印输出。

2　系统组成
　　整个系统包括液压控制回路、硬件系统、软件系统。在测控软件的支持下硬件系统控制 液压回路实现试验工况的建立和切换。
2.1　液压控制回路
　　ZB-34液压泵主要检测项目有：磨合运转、转速、最大输出压力，最小输出压力、 最大 转速(4000 r/min)下的最大供油量，最小转速(500r/min)下的最大供油量，输出压力特性、 内漏 特性等。

　　不同试验项目下实验工况各不相同。图1为该系统的液压控制回路， 可满足液压泵(ZB-34) 不同测试项目的需要。

1、18精密油滤　2、截止阀　3、被测泵　4、变频调速电机　5、12、13、20、 压力表　6、7、11、19、压力传感器　8、冷气减压阀　9、气源　10、缓冲器
14、高压切 断器　15、23、安全阀　16、22、比例溢流阀　17、差压传感器　21、温度传感器　24、27 、30、电磁换向阀　25、污染度传感器　26、冷却器
28、31、椭圆齿轮流量传感器　32、 加热器
图1　液压控制回路

　　该回路的特点是利用变频调速电机、电液比例溢流阀、液压电磁开关等元件，接收微机 系统指令，实现微机对被测对象转速、压力、油液温度等参数闭环控制和状态切换。数据采 集系统通过各种传感器实时巡回检测液压泵及其液压系统的各种性能参数。
2.2　硬件系统
　　由于测试系统要实现工况自动建立、转换和参数检测，因此，硬件系统主要由微机系统 ，带变送器的相应各类传感器，通用型多功能A/D、D/A接口板、继电器端子板、带数字信号 输出端口的液压油污染分析仪、变频调速器等，其组成如图2所示。

图2　硬件系统原理结构图

　　计算机采用P586/166工控机，并配以HP-DJ200型喷墨打印机及绘图仪。
　　所选通用型多功能A/D、D/A、I/O接口卡型号为HY-8021，其模/数、数/模转换精度为12 位，具有16路模拟量输入、2路模拟量输出、开关量输入输出各八路；继电器端子板型号为H Y-830，所配固态继电器为JGX-16FA及JGX-16F型，工作电压及电流分别为交直流220V，4A。
　　温度、压力、差压、转速、流量及电流传感器均带变送器，可输出0－10V标准信号， 可直接与I/O接口卡模拟量输入通道相连，通过多路模拟开关，巡回进行数据采集； 液压油 污染分析仪可通过其数据输出端口经接口板与微机相连。
　　变频调速器（三菱FREQROL-A024）的工作频率和比例压力阀的设定压力可由微机送出控 制信号，经D/A转换，I/O卡的两个模拟量输出通道实现参数控制。
　　油泵电机的启、停，电磁阀的工作状态切换则经I/O 卡的开关量输出通道通过继电器来 实现。
2.3　软件
2.3.1　基本功能
　　a.对液压系统参量（压力、流量、温度）实行闭环控制；
　　b.测试项目、内容、试验方法和试验结果满足空军飞机大修厂《液压泵试验大纲》、《 液压泵技术条件》要求；
　　c.可进行特性参数计算、特性曲线拟合、试验结果建模、误差分析；
　　d.可对传感器进行联机标定和非线性校正；
　　e.具有屏幕显示、打印、绘图、数据文件管理多种输出方式。

2.3.2　结构
　　整个测控软件低层用汇编语言，上层用Borland C＋＋语言编写。可在Wi ndows操作平台下运行，具有友好的人机界面。软件采用模块式结构（如图3所示）。

图3　测控程序模块结构

　　测控程序在WINDOWS环境下运行时，相应地生成由系统维护、项目选择与测试、结果处 理、操作指南和退出系统五个标题组成的主菜单。
　　a.系统维护项
　　系统维护主标题包括自检和硬件设置与控制两个子菜单项。自检是在接好接口箱、装好“自检泵”由用户确认后自动进 行；硬件设置与控制允许用鼠标点按选取具体的开关进行工作状态观察。
　　b.项目选择与测试项
　　测试模块是测控程序的核心模块。它调用测试的有关信息和显示打印综合信息文件，由 获得的各种检测数据信息操纵系统相关元件进行状态建立与转换、数据采集，最终经过数据 处理算法获得各个测试点的检测结果。
　　c.结果处理和操作指南项
　　结果处理项将负责各具体对象的规范化结果报表文件的生成、绘图、显示、打印及存储工作 。
　　操作指南项为用户提供联机帮助，指导用户正确操作。

3　结论
　　该系统将计算机控制、检测技术与液压控制系统有效地结合起来，可对液压系统各参量 进行实时控制，对液压泵各种性能参数进行巡回跟踪检测。经使用证明该系统具有检测精度 高、运行稳定可靠、操作方便、对使用人员要求不高等特点；使飞机修理厂液压泵产品检验 进入了自动化、智能化阶段。同时为飞机液压泵计算机辅助故障诊断与在线检测提供了必要 的技术储备。
　　从该系统的研制过程中，我们受到了很大的启发，就是在强电、弱电共存的系统中，控 制信号极易受到大功率元件（如电机）启闭时所产生电磁干扰的影响，突出表现为在使用触 点式继电器时，引起继电器误动，使液压系统控制紊乱。使各种信号线、动力线单独可靠接 地，有效屏蔽，用固态继电器代替触点式继电器可有效地解决这一问题。■

作者简介：程明学(1964-)，男，河南南阳人，讲师，硕士，主要研 究机械电子工程。
作者单位：程明学(空军第一航空学院飞机修理教研室，河南 信阳　464000)(空军第一航空学院飞机修理教研室，河南 信阳　464000)