飞控系统机械备份作动器集成控制阀 微动开关改进设计

李 蔚 姚慧婧

（中航西安飞机工业集团股份有限公司，西安 710089）

1 原理概述

飞控系统机械备份作动器的状态指示由作动器集成控制阀组件上的微动开关提供，微动开关机构的作用是将作动器的工作模态（机械模态或电传模态）通过微动开关的电信号提供给飞控系统[1]。当微动开关未能正确指示作动器的工作模态，飞控系统将报机械离散故障。微动开关的驱动源是转换阀的阀芯，机械备份作动器通压不通电时，为机械模态，此时转换阀不动作，微动开关接通；机械备份作动器通电后，转换阀转换到电传工作位，微动开关断开为电传模态[2]。

2 存在问题

微动开关安装在飞控系统机械备份作动器上时，微动开关被弹簧片压紧在接通位置，如图1所示，此时弹簧片有一定的变形量，产生压紧力，测试微动开关触点距离弹簧片安装平面有0.5mm左右的高度。微动开关处于接通状态，指示作动器工作在机械模态。在作动器转换过程中，转换阀受到高压油作用，从机械状态转换到电传状态，转换过程中，转换阀阀芯运动顶起压在微动开关上的弹簧片，对应微动开关位置发生形变，是微动开关触点抬起并断开，指示电传模态。如果出现转换阀运动到位后，弹簧片抬起高度不够，微动开关触点未能完全抬起，微动开关处于接通与断开的中间位置，微动开关不能给出电传模态信号，此时飞控系统测试会报机械离散故障。

微动开关结构如图1所示，转换阀行程为4mm，B点为微动开关触点位置。不考虑微动开关触点造成的初始变形，转换阀的弹簧底座在机械模态时与弹簧片之间存在1mm间隙，转换阀完全转换完毕时，转换阀的弹簧底座可以使弹簧片A点位置抬升3mm。

图1 微动开关运动示意图

实际安装中，微动开关触点使弹簧片有初始变形量0.5mm，即对应微动开关处由于转换阀运动所带来的实际变形量为0.91mm-0.5mm=0.41mm。理论上，微动开关断开需要运动0.4mm，理论值为微动开关留有0.01mm的行程余量。微动开关的驱动行程余量不足，在工作过程中，弹簧片平面度受圆柱滑阀转动的影响，抬起高度发生变化，造成弹簧片存在某些特殊位置无法接通的可能。

3 改进方法

（1）增加转换阀转换行程。针对微动开关驱动行程不足的情况，增长转换阀弹簧支座的尺寸1mm，减小转换阀弹簧支座与弹簧片之间的间隙，增大弹簧片的变形量，见图2。

图2 转换阀弹簧支座优化方案

（2）更换工作行程为2.5mm的微动开关。

（3）微动开关采用单体替代原两组并联结构，避免单个开关故障造成误报故障。

（4）采用杠杆原理驱动微动开关，替代弹簧片工作模式，进一步加大驱动行程。

优化后的微动开关组件由微动开关座、弹簧、压板等零件组成，采用单体杠杆原理工作模式，如图3所示。

图3 新微动开关组件组成

4 验证分析

更换设计后进行仿真分析：当转换阀芯缩回时，弹簧相比其自由状态压缩1.6mm，微动开关触点距离压板约0.3mm；当转换阀芯伸出时，弹簧相比其自由状态压缩2.4mm，微动开关触点被压板压下1.75mm位移。更换后的微动开关全行程2.5mm，远远满足运动要求，能够正确指示作动器当前工作状态，避免出现弹簧片抬起高度不够微动开关触点未能完全抬起的故障，见图4。

图4 运动仿真分析