小型油气增压设备增压方案

小型油气增压设备增压方案
洪都航空工业集团起落架厂宋培德饶勇沈鹏
洪都建筑装饰装潢公司宋剑清
概述通过对需要产生少量而高压气体的增压设备原理结构进行分析，了解增压结构的形式，分析各种增压形式的优劣，以利于设计者对油气增压方案选择。

关键词：油气增压设备
引言
我厂是航空起落架的专业生产厂，在起落架制造行业中，经常遇到需要量少而高压的气体，用于对起落架进行气体充填，由于市场上用于产生高压气源的小型设备很少，高压气体最多也只能将气压升高至15Mpa左右；而且存在重量重、体积大、造价高、不能移动能量消耗大等缺点。

如果需要更高一些压力气体的气源，则需要更为庞大的增压设备的支持，这样的情况不能满足大范围机动的飞机维护修理工作。

若要对起落架充填的气压高出15Mpa时，则需要将起落架拆下送至就近的维护点进行气体充填，既费时消耗也太大，一定程度上制约了飞机的维护保养工作；为此，制造出能轻便移动，产生量少而高压气体的设备，有着重大的意义。

1油气增压原理
油气增压不仅在航空行业中运用，在工业生产的测试、维护、保养现场均可大量的使用。

油气增压原理与液压增压原理相近；它是依据液压增力、液压增压演变而来。

1.1 液压增力
在液压增力机构中，利用在密闭容器中液体压力向四周传递，
物体所受压力面积与所受压力成正比
的原理，实现液压增力。

其典型结构
如图A，为一液压千斤顶增力原理模
型。

假设：小活塞面积S1大活塞面积
S2，如果在小活塞上施加一个较小的力
F1，则可在大活塞上得到一个较大的力F2，其相应关系为F2= F1* S2/ S1即力增加的大小等于大小活塞之比。

1.2 液压增压
如果要实现对少量液体增压，可以设计如图B的原理图；利用液压增压原理，将大小活塞组合；则可在较小的S2腔得到少量增压
的液体，S2腔的增压量的大小为活
塞面积比。

少量增压的液体从P4
流出，低压液从P1口进入较大活塞
面积的S1腔内，推动活塞向右运
动，P2为回油出口。

由于活塞的运
动，将小活塞S2处腔内的液体增压后经P4输出，P3作为补油口，对S2小腔进行补油。

1.3油气增压
如果需要对少量气体增压，需对气缸小腔S2结构作相应变化，则可在图B的小腔P3处改为补充气体，经过小腔增压活塞运动后，
压缩气体由P4输出，得到少量高压气体，从而实现了油气增压。

2设计方案
增压方案有各种各样的形式，由于气体较液体密度小，压缩比大，易泄漏，特别是在高压时容易引发安全事故，故对于高压增压设备而言，以气体为源动力增压气体的方案是不可取的。

要达到安全、可靠、工作状态稳定的要求，可供选择的方案不多；在此，我们以液压为动力对气体进行增压（油气增压）的三种方案进行比较。

2.1单气缸压力控制，油气增压方案如图C
当阀门3在右位，油泵
的低压油经换向阀流向增
压缸4，此时大活塞受到液
压作用而向右移动，推动小
活塞对腔内气体增压，工作
缸6得到高压气体。

增压的
倍数等于增压缸4的大小活
塞面积比，当阀门在左位
时，增压缸4受液压推动而向左移动，活塞全部回位。

单向阀门5为补气装置，补充高压气路由于工作而造成的气量损失。

该设计方案结构简单、紧凑，性能稳定；但气量偏小，工作效率低；应用范围不大，只在需要超高压（20Mpa以上）时可考虑此方案。

2.2 双汽缸联动，行程控制油气增压方式，如图D
当阀门3在右位
时，油泵低压油经阀
流向油缸4推动油缸
活塞向右运动，使工
作泵6获得高压、排
出高压气体，推动工
作汽缸8进行工作。

当阀门3在左位时，
油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向左运动，使工作泵5获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。

该设计方案性能稳定，结构简单，工作效率高；但体积、重量偏大，结构较松散，且活塞杆所受弯曲力随着所需气体压力增加而增大，系统的刚度在一定程度上受到影响。

因此，在选用此方案时应对设备的刚性作充分的论证，以避免重量过重。

输出气体压力在10-20Mpa时可考虑此方案。

2.3 双汽缸联动，压力控制，油气增压方式，如图E
当阀门3在右位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向右运动，使工作泵6获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。

当阀门3在左位时，油泵低压油经阀流向油缸4推动油缸活塞向左运动，使工作泵5获得高压、排出高压气体，推动工作汽缸8进行工作。

该设计方案紧凑，工作效率高，性能稳定；排除了方案二弯曲力的影响，活塞杆工作时只受轴向力的作用；因此，
产生的气压范围较大，可
较容易地达到轻便小巧的
目的；但结构复杂，技术
要求高，维护相对困难；
适用于需要气体为
10-25Mpa时的增压。

结论：
在需要少量而压力在8Mpa以上的气体时，宜使用油气增压设备。

第一种方案结构简单、紧凑，性能稳定；但气量偏小，工作效率低；应用范围不大，只在需要超高压（20Mpa以上）时可考虑此方案；第二种方案性能稳定，结构简单，工作效率高；但体积、重量偏大，结构较松散，且活塞杆所受弯曲力随着所需气体压力增加而增大，系统的刚度在一定程度上受到影响。

输出气体压力在8-20Mpa时可考虑此方案；第三种方案结合了上述两种方案的优点，产生的气压范围较大，结构紧凑，工作效率高，性能稳定；但结构复杂，技术要求高，维护相对困难；适用于需要气体为8-25Mpa时的增压。

参考书目
徐灏机械设计手册机械工业出板社第五卷。