管大勝

（上海承飛航空特種設備有限公司，上海 201613）

目前中國民航機場處于快速發(fā)展階段，降落各大機場機型種類越來越多，日加油量逐步提高，在干線機場，管線加油車成為飛機加油的主力軍，在某些繁忙的機場，加油員日均加油航班量達到15個左右，目前機場主要產(chǎn)品是我公司生產(chǎn)的低高度管線車，由于其整車高度不超過2m的特點，可以在波音737機型下實現(xiàn)翼下加油，方便快捷，減輕加油員的工作量，管線加油車的平臺加油管有兩根膠管，但是在某些機型的機翼下進行燃油加注時，僅需要使用一根膠管進行加油，而另一個管道只能懸在半空中，使用起來非常不便利，也存在一定的安全隱患。本文正是對管線加油車平臺加油管進行結構以及控制系統(tǒng)設計，保證加油平臺管既能滿足雙管加油需要，也能滿足單管加油需要，同時在使用單管加油作業(yè)時，降低了安全風險，同時提高生產(chǎn)效率。

1 平臺加油管道結構組成

圖1 平臺加油雙管結構圖

圖2 懸臂升起狀態(tài)圖

平臺加油管主要是由底座、支撐油缸、拉桿、直管道、旋轉頭、懸臂等組成，如圖1所示，懸臂和直管道通過旋轉頭連接，這樣懸臂可以相對直管道做180度旋轉，支撐油缸的鋼筒底部通過銷軸與底座連接，活塞桿頂端與直管道也是通過銷軸連接，拉桿一端與底座連接，另一端與懸臂管道上的法蘭連接，當支撐油缸活塞桿向外撐起時，會帶動直管道抬升，直管道抬升的同時會帶動拉桿繞著銷軸轉動抬升，最終帶動懸臂的升起，如圖2所述，懸臂升起狀態(tài)圖，懸臂上設置的兩個管道是連接加油膠管，最終加油膠管與飛機油箱連接實現(xiàn)燃油輸送，在加油作業(yè)過程中，首先將平臺與加油管同時升起，到達飛機油箱位置，再將加油管道上的加油接頭與飛機對接，對接完成后需要將平臺降落下來，而平臺加油管則必須支撐在空中，針對不同的機型會選擇單管加油和雙管加油，當需要同時使用兩個膠管加油，則將兩根膠管同時對接到飛機上，若是僅需要一個膠管加油，另一個膠管則懸在空中。

2 平臺加油管道劈叉管道結構組成

圖3 懸臂劈叉狀態(tài)圖

圖4 控制系統(tǒng)原理圖

由于使用單管加油時，一根管道必須懸在空中，這樣給加油作業(yè)增加工作量，同時也給生產(chǎn)帶來一定的安全風險，因此針對平臺加油管存在的缺陷進行結構設計優(yōu)化，初步方案將懸臂上的雙管獨立開，實現(xiàn)A管和B管獨立運動，具體結構如圖3所示，A管的側邊管道上設置三通管道，三通管道與旋轉頭連接，旋轉頭和B管連接，這樣B管相對A管可以做180度全方位旋轉，同時在A管和B管上設置了同步裝置，同步裝置主要由氣缸、頂頭、固定氣缸的底座以及限位座組成，氣缸底座固定設置在A管上，限位座固定設置在B管上，氣缸固定設置在氣缸底座內(nèi)，當接收到用雙管加油的信號時，氣缸活塞帶動頂頭出來，這樣頂頭會進到限位座內(nèi)，此時就會將A管和B管鎖住，實現(xiàn)同步運動，當接受到使用單管加油信號，氣缸活塞桿收回頂頭，將A管和B管獨立開，當使用A管為飛機提供燃油加注，B管會隨平臺一起降落，避免出現(xiàn)懸在空中的現(xiàn)象。

3 平臺加油管道劈叉管道控制系統(tǒng)

改進后的平臺劈叉管道既可以獨立運動也可以同步運動，在正常的作業(yè)中，加油員并不能準確地將這兩種工作狀態(tài)控制好，因此就需要對結構部分進行自動化控制系統(tǒng)設計，首先需要了解其加油作業(yè)時的兩種工作狀態(tài)，第一種工作狀態(tài)是雙管加油，進行雙管加油時，需要將加油管道上的兩個加油接頭同時從安放筒內(nèi)取出，與飛機油箱連接，此時氣缸需要頂出，第二種工作狀態(tài)是單管加油，氣缸需要收回，將A管和B管獨立運動，控制系統(tǒng)如圖4所示?？刂葡到y(tǒng)主要由電氣和氣動控制系統(tǒng)組成，包括設置在加油接頭B上的傳感器1、繼電器2、兩位三通電磁換向閥3以及氣缸4；在加油作業(yè)前，加油接頭B處于復位狀態(tài)，傳感器1處于斷路狀態(tài)，同時電磁換向閥與電磁線圈未通電，進氣口和出氣口斷開，氣缸活塞桿處于復位狀態(tài)，這樣A和B獨立，當采集到加油接頭B被拔出來的時候，傳感器1采集到加油接頭B離位信號，此時電路導通，繼電器3工作，將兩位三通電磁換向閥線圈導通從而驅動換向閥換位，這樣氣缸在壓縮空氣作用下就會頂出來，從而實現(xiàn)A管和B管同步升降。若是B管上的加油接頭未離位，則默認車輛在使用單管加油，A和B管則獨立運動，使用A管進行加油作業(yè)，B管則隨平臺上下運動。

4 基于平臺加油管道劈叉管道控制設計升級

在樣車進行測試過程中，操作人員發(fā)現(xiàn)由于平臺最大升起高度較高，當達到一定高度后，接上飛機加油接頭后，單獨使用A管進行加油，而B管隨平臺一起往下落，則會出現(xiàn)B管懸臂與平臺圍欄碰擦現(xiàn)象，通過反復測量，當平臺升起高度達到3.6m后，則會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，這樣就給安全生產(chǎn)帶來隱患，因此需要對平臺劈叉管道控制系統(tǒng)進行升級改造。通過反復計算分析，主要是因為使用單管加油時，B管需要隨平臺上下移動，其是以旋轉頭為圓心，以B管臂長為半徑做圓周運動，當懸臂升起的高度越高時，旋轉頭與平臺圍欄的垂直距離越短，最終出現(xiàn)平臺升起高度達到3.6m之后，B管的懸臂與平臺圍欄碰擦現(xiàn)象。針對樣車管道存在碰擦圍欄現(xiàn)象，制訂了多種方案，最終方案是在在平臺門架上增設了傳感器2，當平臺升起高度到達3.6m時，傳感器2發(fā)出動作信號，驅動氣缸活塞桿頂出，同時在懸臂復位支架上設置了傳感器3，當懸臂復位后，傳感器3發(fā)出動作信號，驅動氣缸活塞桿收回，改進后的控制原理圖如圖5所示。

改進后的控制原理在氣缸的進氣口管路上并聯(lián)了一個雙穩(wěn)態(tài)兩位三通電磁換向閥5，通過梭閥實現(xiàn)兩組控制氣路來驅動氣缸活塞桿頂出，一組是利用高度傳感器控制氣缸頂出，另外一組是利用雙管加油信號控制氣缸頂出，增加的雙穩(wěn)態(tài)兩位三通換向閥具有記憶功能，其受到兩組傳感器信號控制，當升降平臺升起高度達到3.6m時候，傳感器1A導通，此時驅動繼電器2A開關換位，雙穩(wěn)態(tài)兩位三通電磁換向閥5線圈5A通電，將換向閥5的閥桿換位，這樣換向閥5的進氣口和出氣口導通，壓縮空氣就可以進入氣缸內(nèi)，驅動活塞桿頂出，此時A管和B管即可同步，不會出現(xiàn)A管膠管擠壓平臺圍欄的現(xiàn)象，同時必須要求加油員使用雙管進行加油，這樣也避免了一根膠管懸空的現(xiàn)象。完成平臺加油作業(yè)后，加油員將懸臂降落到支架上，此時接受傳感器1B導通，驅動繼電器2B開關換位，雙穩(wěn)態(tài)兩位三通電磁換向閥5線圈5B通電，將換向閥5的閥桿換位，進氣口和出氣口斷開，此時，氣缸在彈簧的作用力下復位，將A管和B管獨立開，為下一次作業(yè)做好準備。

圖5 升級的控制系統(tǒng)原理圖

5 結語

平臺加油管道通過對其結構的劈叉設計，控制系統(tǒng)升級等技術手段，解決了低高度管線加油車在使用過程中出現(xiàn)的不便以及安全隱患，尤其適合在低高度管線加油車上的推廣，其結構簡單、智能化程度高，一定可以取得廣大客戶的認可，不僅提高了燃油加注的生產(chǎn)效率，而且也降低了勞動強度。