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摘 要：飞机模拟机的动力核心是一套液压系统。通过液压系统的工况变化，实现模拟机的各个飞行动作。而液压系统面临的一个传统难题就是液压油的发热，模拟机液压系统对液压油温度的要求更加苛刻。不适当的油温势必会对系统性能及设备寿命造成巨大伤害，严重时甚至导致被迫停机。模拟机的运作是动态连续的，那么液压系统的做功也必然是动态连续变化的，因而导致液压油升温的热量也是动态变化的。我们所要解决的就是寻求一个动态冷量，使这个冷量和使液压油升温的热量达到一个动态平衡，将油温恒定在最佳工作温度。
关键词：液压油；油温；冷量；动态平衡
中图分类号：V216.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0228-01
1 模拟机液压系统概况
模拟机承载着某型机的全部飞行培训任务，每天连续工作20h，全年基本无休，工作负荷非常大，在这样的环境下，还要确保模拟机系统稳定、可靠运行，难度较大，而油温是保证这套系统稳定、可靠运行的关键。
需要改造一套冷却系统，保证液压油工作温度控制在35～45℃之间（最好是恒定在这之间的某个温度值，波动越小越好，越利于系统的稳定可靠运行），设置报警装置。全年24h连续工作，可利用率大于96%，设备运行噪音小于68dB。
该模拟机系统液压油流动情况如图1所示。
如图1所示，整个系统的动力源是两台55kW的液压泵（峰值是77kW）和一台11kW的小型循环泵。当模拟机开启后，两台液压泵启动，液压油开始在系统内循环，通过与管道及阀组摩擦产生大量热能，热能除一小部分散到空气中外，大部分被液压油吸收，油温开始逐渐提升，当油温升至30℃时，模拟机才可以进行飞行动作，这时一部分能量转化为模拟仓飞行动作的有用功，仍然有大部分能量通过摩擦传入液压油，在无冷却系统或冷却系统故障的情况下，油温继续升高，当升至55℃时，系统报警，升至58℃时，被迫停机。
2 水冷液压油冷却系统研究
水冷系统的终端是输出一个冷量[1]，这个冷量用于平衡液压油的富余热量。富余热量的大小、变化是我们最关心的参数。总能源基本恒定，两台液压泵输出110kW，很少一部分由电机发热散发到空气中，大部分转化为液压油动能，液压油推动液压缸对模拟仓做有用功，在流动过程中，不断与阀组、管壁摩擦，转化为热能，一部分散入空气，大部分热能导致液压油温度不断升高。
总能源=有用功+液压油恒温热量+富于热量+散失热量
总能源恒定，液压油恒定在38℃所需热能恒定，散失的能量很少（可认为基本恒定），有用功属于连续变化量，那么根据能量守恒定律，富于热量[3]也是连续变化的。从而需要一个连续变化的冷量与之匹配。
关键在于如何实现冷量的变化，并且恰好与富余热量匹配。选用比例式三通电动调节分流阀，将其温度传感器置于输油管路上，将油温的变化与阀门的开启度联系起来，即将油温的高低与水量的大小联系到一起，并且配备旁通，将多余水量回流，以避免憋压，保证水系统压力恒定。
温度传感器检测油温，反馈给控制器，控制器根据油温高低输出命令给执行器，调节阀门开启度，控制换热水量与回流水量的大小。
总进水量=换热水量+回流水量
油温设定值38℃，当检测油温高于38℃，阀门横向开启度增大，竖向开启度相应减少，换热水量增大，回流水量相应减少；当检测油温低于38℃，则反之。这样就将油温与换热水量关联起来，即实现了富余热量与冷量的匹配，富余热量（油温）变化，冷量（水量）随之变化，并保持动态平衡，保证油温恒定在38℃，波动仅±1℃。
模拟机启动后，液压系统开始循环，液压油开始升温，同时循环泵也开始工作，液压油进入换热器，水系统循环泵也随之启动，循环介质（水或防冻液）开始循环，但并未进入换热器，而是经三通阀回流。当油温升至30℃时，模拟仓开始模拟动作，油温继续升高，当油温升至38℃并有上升趨势时，比例阀开始动作，水进入换热器，油温上升速率下降，油温继续升高，水温升高，回水温度超过20℃时，冷水机组两个压缩机开始逐个启动，水温开始下降，油温下降，经过大约10min，油温恒定于38℃，进水温度和出水温度也恒定不变，只是阀门开启度在有用功大小变化时进行调整，由于阀门控制的滞后性，温度会有±1℃的波动，基本恒定于38℃。
3 总 结
这种液压油水冷冷却系统能够有效的将油温恒定在最佳工作油温，最大偏差仅±1℃，热交换效率高，可靠性高。冷冻水循环使用，节省资源，有效的屏蔽了外界环境温度对模拟机运行的影响，彻底的解决了风冷系统存在的噪音问题，利用电动调节阀控制水量来实现换热量的控制，可适应模拟机不同工况下换热量的波动，能够始终保持制冷量略大于或等于产热量，最大限度的节省能源。
参考文献
[1]李树林，南晓红，冀兆良.《制冷技术》.机械工业出版社.
[2]陶怡安，傅文德，等.《给水排水设计手册》.中国建筑工业出版社.
[3]陆耀庆，季 伟，等.《供热空调设计手册》.中国建筑工业出版社.
收稿日期：2018-11-3
作者简介：李 磊（1986-），男，陕西西安人，工程师，本科，主要从事飞机数字化装备设计与气动装备设计工作。
关键词：液压油；油温；冷量；动态平衡
中图分类号：V216.8 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0228-01
1 模拟机液压系统概况
模拟机承载着某型机的全部飞行培训任务，每天连续工作20h，全年基本无休，工作负荷非常大，在这样的环境下，还要确保模拟机系统稳定、可靠运行，难度较大，而油温是保证这套系统稳定、可靠运行的关键。
需要改造一套冷却系统，保证液压油工作温度控制在35～45℃之间（最好是恒定在这之间的某个温度值，波动越小越好，越利于系统的稳定可靠运行），设置报警装置。全年24h连续工作，可利用率大于96%，设备运行噪音小于68dB。
该模拟机系统液压油流动情况如图1所示。
如图1所示，整个系统的动力源是两台55kW的液压泵（峰值是77kW）和一台11kW的小型循环泵。当模拟机开启后，两台液压泵启动，液压油开始在系统内循环，通过与管道及阀组摩擦产生大量热能，热能除一小部分散到空气中外，大部分被液压油吸收，油温开始逐渐提升，当油温升至30℃时，模拟机才可以进行飞行动作，这时一部分能量转化为模拟仓飞行动作的有用功，仍然有大部分能量通过摩擦传入液压油，在无冷却系统或冷却系统故障的情况下，油温继续升高，当升至55℃时，系统报警，升至58℃时，被迫停机。
2 水冷液压油冷却系统研究
水冷系统的终端是输出一个冷量[1]，这个冷量用于平衡液压油的富余热量。富余热量的大小、变化是我们最关心的参数。总能源基本恒定，两台液压泵输出110kW，很少一部分由电机发热散发到空气中，大部分转化为液压油动能，液压油推动液压缸对模拟仓做有用功，在流动过程中，不断与阀组、管壁摩擦，转化为热能，一部分散入空气，大部分热能导致液压油温度不断升高。
总能源=有用功+液压油恒温热量+富于热量+散失热量
总能源恒定，液压油恒定在38℃所需热能恒定，散失的能量很少（可认为基本恒定），有用功属于连续变化量，那么根据能量守恒定律，富于热量[3]也是连续变化的。从而需要一个连续变化的冷量与之匹配。
关键在于如何实现冷量的变化，并且恰好与富余热量匹配。选用比例式三通电动调节分流阀，将其温度传感器置于输油管路上，将油温的变化与阀门的开启度联系起来，即将油温的高低与水量的大小联系到一起，并且配备旁通，将多余水量回流，以避免憋压，保证水系统压力恒定。
温度传感器检测油温，反馈给控制器，控制器根据油温高低输出命令给执行器，调节阀门开启度，控制换热水量与回流水量的大小。
总进水量=换热水量+回流水量
油温设定值38℃，当检测油温高于38℃，阀门横向开启度增大，竖向开启度相应减少，换热水量增大，回流水量相应减少；当检测油温低于38℃，则反之。这样就将油温与换热水量关联起来，即实现了富余热量与冷量的匹配，富余热量（油温）变化，冷量（水量）随之变化，并保持动态平衡，保证油温恒定在38℃，波动仅±1℃。
模拟机启动后，液压系统开始循环，液压油开始升温，同时循环泵也开始工作，液压油进入换热器，水系统循环泵也随之启动，循环介质（水或防冻液）开始循环，但并未进入换热器，而是经三通阀回流。当油温升至30℃时，模拟仓开始模拟动作，油温继续升高，当油温升至38℃并有上升趨势时，比例阀开始动作，水进入换热器，油温上升速率下降，油温继续升高，水温升高，回水温度超过20℃时，冷水机组两个压缩机开始逐个启动，水温开始下降，油温下降，经过大约10min，油温恒定于38℃，进水温度和出水温度也恒定不变，只是阀门开启度在有用功大小变化时进行调整，由于阀门控制的滞后性，温度会有±1℃的波动，基本恒定于38℃。
3 总 结
这种液压油水冷冷却系统能够有效的将油温恒定在最佳工作油温，最大偏差仅±1℃，热交换效率高，可靠性高。冷冻水循环使用，节省资源，有效的屏蔽了外界环境温度对模拟机运行的影响，彻底的解决了风冷系统存在的噪音问题，利用电动调节阀控制水量来实现换热量的控制，可适应模拟机不同工况下换热量的波动，能够始终保持制冷量略大于或等于产热量，最大限度的节省能源。
参考文献
[1]李树林，南晓红，冀兆良.《制冷技术》.机械工业出版社.
[2]陶怡安，傅文德，等.《给水排水设计手册》.中国建筑工业出版社.
[3]陆耀庆，季 伟，等.《供热空调设计手册》.中国建筑工业出版社.
收稿日期：2018-11-3
作者简介：李 磊（1986-），男，陕西西安人，工程师，本科，主要从事飞机数字化装备设计与气动装备设计工作。