飛控系統機械備份作動器集成控制閥 微動開關改進設計

李 蔚 姚慧婧

（中航西安飛機工業集團股份有限公司，西安 710089）

1 原理概述

飛控系統機械備份作動器的狀態指示由作動器集成控制閥組件上的微動開關提供，微動開關機構的作用是將作動器的工作模態（機械模態或電傳模態）通過微動開關的電信號提供給飛控系統[1]。當微動開關未能正確指示作動器的工作模態，飛控系統將報機械離散故障。微動開關的驅動源是轉換閥的閥芯，機械備份作動器通壓不通電時，為機械模態，此時轉換閥不動作，微動開關接通；機械備份作動器通電后，轉換閥轉換到電傳工作位，微動開關斷開為電傳模態[2]。

2 存在問題

微動開關安裝在飛控系統機械備份作動器上時，微動開關被彈簧片壓緊在接通位置，如圖1所示，此時彈簧片有一定的變形量，產生壓緊力，測試微動開關觸點距離彈簧片安裝平面有0.5mm左右的高度。微動開關處于接通狀態，指示作動器工作在機械模態。在作動器轉換過程中，轉換閥受到高壓油作用，從機械狀態轉換到電傳狀態，轉換過程中，轉換閥閥芯運動頂起壓在微動開關上的彈簧片，對應微動開關位置發生形變，是微動開關觸點抬起并斷開，指示電傳模態。如果出現轉換閥運動到位后，彈簧片抬起高度不夠，微動開關觸點未能完全抬起，微動開關處于接通與斷開的中間位置，微動開關不能給出電傳模態信號，此時飛控系統測試會報機械離散故障。

微動開關結構如圖1所示，轉換閥行程為4mm，B點為微動開關觸點位置。不考慮微動開關觸點造成的初始變形，轉換閥的彈簧底座在機械模態時與彈簧片之間存在1mm間隙，轉換閥完全轉換完畢時，轉換閥的彈簧底座可以使彈簧片A點位置抬升3mm。

圖1 微動開關運動示意圖

實際安裝中，微動開關觸點使彈簧片有初始變形量0.5mm，即對應微動開關處由于轉換閥運動所帶來的實際變形量為0.91mm-0.5mm=0.41mm。理論上，微動開關斷開需要運動0.4mm，理論值為微動開關留有0.01mm的行程余量。微動開關的驅動行程余量不足，在工作過程中，彈簧片平面度受圓柱滑閥轉動的影響，抬起高度發生變化，造成彈簧片存在某些特殊位置無法接通的可能。

3 改進方法

（1）增加轉換閥轉換行程。針對微動開關驅動行程不足的情況，增長轉換閥彈簧支座的尺寸1mm，減小轉換閥彈簧支座與彈簧片之間的間隙，增大彈簧片的變形量，見圖2。

圖2 轉換閥彈簧支座優化方案

（2）更換工作行程為2.5mm的微動開關。

（3）微動開關采用單體替代原兩組并聯結構，避免單個開關故障造成誤報故障。

（4）采用杠桿原理驅動微動開關，替代彈簧片工作模式，進一步加大驅動行程。

優化后的微動開關組件由微動開關座、彈簧、壓板等零件組成，采用單體杠桿原理工作模式，如圖3所示。

圖3 新微動開關組件組成

4 驗證分析

更換設計后進行仿真分析：當轉換閥芯縮回時，彈簧相比其自由狀態壓縮1.6mm，微動開關觸點距離壓板約0.3mm；當轉換閥芯伸出時，彈簧相比其自由狀態壓縮2.4mm，微動開關觸點被壓板壓下1.75mm位移。更換后的微動開關全行程2.5mm，遠遠滿足運動要求，能夠正確指示作動器當前工作狀態，避免出現彈簧片抬起高度不夠微動開關觸點未能完全抬起的故障，見圖4。

圖4 運動仿真分析