Поршневой насос, является ключевым силовым компонентом гидравлической системы воздушных линий гражданской авиации, а наиболее распространенным насосом, используемым в авиационной отрасли, является тип регулируемого объема с компенсацией давления.
В статье представлены основные сведения о поршневых насосах гражданских самолетов, включая классификацию, структуру, принцип работы, конструктивные особенности и достижения некоторых исследовательских групп. Дальнейшие направления развития авиационного насоса представлены в различных ракурсах. Важнейшие технологии подробно анализируются и обобщаются по шести основным направлениям: пары трения, снижение шума, повышение давления на входе, регулирование температуры, диагностика неисправностей и охрана здоровья, механическое уплотнение. Подводя итог, рассматриваются проблемы и ограничения, связанные с исследованиями в области авиационных насосов, чтобы дать ценную информацию будущим ученым.
В гидравлической системе гражданской авиации поршневой насос является одним из наиболее важных силовых компонентов.
Насосы преобразуют механическую энергию в гидравлическую, подавая энергию на исполнительные механизмы для выполнения регулировки положения полета, а также возврата и расширения шасси и торможения. Благодаря своей компактной и простой конструкции, аксиально-поршневые насосы с наклонной плитой широко используются в авиационной отрасли, и они способны работать при очень высоких давлениях и скоростях, сохраняя при этом высокую общую эффективность.
Высокое давление, высокая мощность, интеграция и интеллектуальное управление - основные направления развития гидроэнергетических систем в современных гражданских самолетах.
Характеристики гражданских самолетов, такие как высокая надежность, безопасность и длительный срок службы, также предъявляют технические требования к насосу.
В отличие от промышленных, высокоскоростные авиационные поршневые насосы могут столкнуться со многими проблемами:
- образование кавитации из-за низкого входного давления,
- больших пульсаций и шума,
- опрокидывание вращающихся компонентов.
Эти нежелательные явления могут снизить объемный коэффициент полезного действия и усугубить усталостной износ, что в конечном итоге приведет к короткому сроку службы насоса. Вдобавок к этому, очень компактная конструкция гидравлической системы снижает рассеивание тепла, что может легко привести к очень быстрому повышению температуры и функциональному отказу. Хотя некоторые из этих проблем привлекли к себе значительное внимание, многие из них остаются нерешенными.
Принцип работы и особенности конструкции.
Насос самолета можно разделить на насосы с фиксированным и переменным рабочим объемом. Фиксированные поршневые насосы обеспечивают поток, прямо пропорциональный скорости вращения, при этом соотношение является рабочим объемом насоса и выражается в объеме за оборот. Переменные поршневые насосы могут варьироваться в зависимости от того или иного механизма управления.
Благодаря своей более компактной и простой конструкции насосы с фиксированным рабочим объемом все еще находят применение во многих областях, таких как электрогидростатический привод, системы поломки и рулевого управления. Регулируемые поршневые насосы обычно используются в центральных гидравлических системах, характеризующихся большим количеством потребителей, где мощность насоса регулируется не скоростью насоса, а другими способами.
В данный момент, наиболее часто используемый тип с компенсацией плоского запорного давления, используется для управления воздушными насосами с переменным рабочим объемом, который может обеспечить практически постоянное давление на выходе при всех потоках ниже максимальной производительности насоса.
Без излишних потерь мощности этот тип насоса может удовлетворить постоянную потребность в течении всего полета с частыми изменениями величины.
При вращении приводного вала поршни вращаются в обратном направлении внутри отверстий блока цилиндров. Башмаки поршня прижимаются к опорной поверхности с помощью силы сжатия во время хода нагнетания и прижимной пластины башмака и фиксатора во время хода впуска. Смещение насоса можно отрегулировать, изменив угол вилки через приводной поршень, который приводится в действие маслом под давлением, выходящим из клапана компенсатора. Предварительная нагрузка на пружину компенсатора давления определяет давление в системе, при котором насос начинает регулировать давление. Сжатие пружины (увеличение предварительного натяжения) приводит к регулировке насоса при более высоком давлении, и наоборот, ослабление пружины (уменьшение предварительного натяжения) обеспечивая регулирование при более низком давлении.