吴月芸

（航空工业洪都集团，江西 南昌 330001）

某液压加油车主要用于对飞机油液的净化过滤、除水和对飞机油箱加注液压油。结合设备构成，对其液压系统原理进行分析，从油液过滤精度、油液除水功能、设备使用安全等方面考虑，可以满足设计指标要求。

1 系统原理

1.1 油液颗粒过滤

采用过滤器拦阻颗粒的方式来实现。滤芯采用金属编制网和超细玻璃纤维过滤纸做过滤材料，具有过滤精度高、纳污容量大、滤芯寿命长的特点。

1.2 油液除水原理

不同的液体有着不同的饱和蒸汽压。在70℃的温度下，水大约在30000Pa 压力下开始沸腾，而油则在5Pa 的低压下才能沸腾。在相同的温度下，油的饱和蒸气比水要低很多。因此，通过抽真空将油液液面的压力降低到水的饱和蒸气压以下时，则油液中的水将发生剧烈的汽化，并以蒸汽的形式从油中溢出。通过真空吸力，油液从顶部进入真空罐内并通过喷嘴喷淋而下，油液中的水分在真空室内汽化并被真空泵抽出，除水后的油液从底部排出。真空除水的效果主要与工作真空度和油液温度相关。真空度越低，温度越高，除水效果越好。油温一般为60℃左右，温度过高，将加速油液的氧化。对于液压油，真空度一般在-0.07 ～-0.09MPa，可使油中的含水量降至100ppm 以下。真空脱水能够有效去除油液中各种状态的水，并能去除油液中的空气和各种挥发性物质。

2 设备组成

某液压油箱加油车外形尺寸mm：1620×950×1290 (长×宽×高)，主要由液压系统、电气控制系统和车体三部分组成，其中，液压系统主要由动力单元、真空单元、净化单元等组成，控制系统主要由油液检测组件、电气控制柜、操作面板组成；车体主要由底座、壳体、接油盘、移动车轮组成，如图1 所示。

图1 某液压加油车结构组成

2.1 液压系统

液压系统主要由动力单元、真空单元、净化单元等组成。各部分介绍如下：

（1）动力单元。动力单元由3kW 变频电机和32ml/r 排量的内啮合的齿轮泵组成，内啮合泵自吸能力强，工作噪音低，该泵与电机采用插入式安装，为方便维护，在泵吸油口增加一截止阀。

（2）真空单元。真空单元主要由真空泵、真空油箱、加热器、冷凝器组成。

①真空泵。由0.75kW 电机与旋片式真空泵直联组成，真空泵抽气速率为21m3/h，极限压力0.5mbar。特点是可保持7×24h 连续运行，内置排气滤芯，保证排气洁净。

②真空油箱。真空油箱是设备对油液除水的关键部件，也是存储油液的油箱，采用δ=5mm 厚的304 不锈钢焊接加工，存储油液容积：150L，真空油箱设有取样阀和液位显示，在真空泵的作用下，真空油箱内的真空度始终保持在-0.07 ～-0.09MPa 范围内， 加热器对真空油箱内油液加热，真空泵把油液中沸腾的水蒸汽通过冷凝器后抽出排放到大气中，真空油箱上面安装有液位控制开关、温度传感器、负压传感器、水分传感器等，油箱内液位通过液位控制开关和物位计进行控制，温度传感器用于检测油液加热的温度，负压传感器用于检测真空油箱内的真空度，水分传感器用于检测油液的含水量，油液温度、含水量及真空度通过控制面板上的触摸屏进行实时显示。

油液通过进油口后以喷淋的方式进入真空油箱，喷淋过程中，沸腾的水蒸汽通过上方吸气口被真空泵排出，油液进入真空油箱内。为保证真空罐内的真空度稳定，在真空罐上安装有除湿空气滤与大气保持畅通，常压空气进入真空罐内，气体膨胀后变成干燥的空气，然后，通过与油液中水蒸气的交换后被真空泵排出，提高了设备除水效率。油箱内安装有2 组共6kW 加热器，表面热负荷小于1.0W/cm2，不会过热引起油液变质。油温可在0 ～70℃任意调节，自动控制，并设有保护装置，当油量过少时，自动停止工作，避免干烧引起加热器损坏。

③净化单元。净化单元主要构成为精密油滤，滤芯采用进口玻纤滤层，过滤精度β3＞1000，耐压2.8MPa，报警压差2.3±0.3bar。锻造的铝制T 型手柄使1 个人在不用工具的条件下，可快速更换滤芯。

2.2 车体

车体主要有底座和外壳组成（参见图1），材质均为碳钢，其中，底盘设有整体接油盘、放油球阀、电缆收纳箱，外壳具有方便维护、检查口盖的作用，在保证安全的前提下除控制面板外能整体开启。车体设有万向弹性橡胶移动轮，轮径≥250mm，具有安全锁定功能，且车体具有吊挂装置。

2.3 电气控制系统

某液压加油车电气控制系统由操作面板和配电箱构成，为设备提供安全、可靠的动力源，其中，操作面板由操作按钮、指示灯、蜂鸣器和触摸屏组成； 配电箱有继电器、断路器、变频器、相序保护器、PLC 等附件组成。

PLC 是电气控制的核心，PLC 根据对各个执行元件、反馈元件等IO 点的在线监测情况，以及对模拟量采集的判断情况，对设备故障自动检测并报警，能够精确定位故障并在触摸屏上显示。电气系统控制框图如图2 所示。

3 系统安全保护

每台设备的安全可靠是至关重要的，任何安全方面的不足都可能造成重大的损失，因此，在系统设计时，采取了多种的安全防护措施。

（1）超压保护。对飞机供油压力最高安全设置为0.7MPa，系统压力超出设定的压力值后自动溢流，避免误操作对飞机系统元器件造成损坏。

图2 电气系统控制框图

（2）真空油箱液位控制。真空油箱液位采用了液位开关、物位计双重防护，为避免真空油箱内的加热器干烧，最低液位设置在加热器的上方，低于最低液位时，排油泵停止工作；液位开关的第二个触点控制自动排气开关通断；液位开关的第三个触点或者物位计触点控制的是液位或泡沫的最高点，当油液液位或泡沫达到设置的最高位置时，真空泵停止工作，避免液位过高被抽出而造成环境污染。

（3）电气保护。电路系统设置漏电保护器，在出现意外事故时，自动切断电路。

（4）保护措施。设备具备过电压、过电流保护措施及声光报警装置，有系统安全保护程序且设自动切断功能，设备具有接地功能。

（5）防差错。试验台的电气部分插头、接头应有防差错及明显标识。

4 结语

本文介绍了某液压加油车的液压控制系统原理、电气控制系统原理，重点对设备过滤及真空除水功能进行了原理分析。该设备系统液位、温度、真空度等采用了自动控制。油液含水量通过触摸屏可实时进行检测，也可按预先输入程序的油液含水量进行自动控制，具有自动化程度高、操作简单、外形美观的特点，同时，对其他液压系统过滤除水性能设计也提供了借鉴和参考。