本發(fā)明涉及一種飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)，特別地，涉及一種飛機(jī)單輪雙剎車具有基于剎車速度選擇滑行剎車的剎車控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
飛機(jī)碳剎車由于剎車盤完全采用碳-碳復(fù)合摩擦材料制造，較鋼剎車來說，具有重量輕、耐磨損、比熱高、高溫不粘接等優(yōu)點(diǎn)，顯著提高了飛機(jī)使用技術(shù)性能以及可靠性安全性維修性經(jīng)濟(jì)性，因而在現(xiàn)代飛機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。碳剎車特別適合于高能量制動(dòng)情況，優(yōu)良的摩擦磨損特性，賦予碳剎車盤經(jīng)久耐用的品質(zhì)。然而，碳剎車投入外場運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，碳剎車盤使用壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)給定的壽命值，有的僅為設(shè)計(jì)壽命值的60％左右。造成碳盤使用壽命短的主要原因，目前分析認(rèn)為是碳-碳復(fù)合摩擦材料對滑行剎車適應(yīng)性差，飛機(jī)在地面滑行剎車狀態(tài)下磨損量大。如果將現(xiàn)有的剎車機(jī)輪的剎車裝置采用“一分為二”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即單輪配備一大一小的二個(gè)剎車裝置或雙剎車，小剎車單獨(dú)使用時(shí)用于飛機(jī)地面滑行剎車，提高滑行剎車時(shí)碳盤的能載水平，從而減小滑行剎車中碳盤磨損，改善提高碳盤的使用壽命，其他情況二個(gè)剎車或雙剎車作為一套裝置同時(shí)使用。
飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)用于飛機(jī)機(jī)輪的剎車控制和防滑控制，當(dāng)前飛機(jī)上廣泛應(yīng)用的是電子防滑剎車系統(tǒng)。飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)主要包括操縱附件、檢測附件和控制附件，對于常規(guī)的液壓剎車系統(tǒng)，主要包括液壓剎車閥、電液伺服閥、機(jī)輪速度傳感器、控制盒。就一個(gè)機(jī)輪來說，電子防滑剎車系統(tǒng)所控制的剎車機(jī)輪是一個(gè)機(jī)輪上帶有一個(gè)盤式剎車裝置的所謂單剎車機(jī)輪，即使一些老舊飛機(jī)為滿足剎車能力在一個(gè)機(jī)輪上裝配有兩個(gè)軟管式剎車裝置的所謂雙剎車機(jī)輪，該雙剎車機(jī)輪的兩個(gè)剎車也是由剎車系統(tǒng)同時(shí)控制運(yùn)行的。為解決碳盤的使用壽命問題，按照單輪雙剎車選擇使用剎車的要求，現(xiàn)有飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)不具有這種能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能選擇剎車方式的不足，本發(fā)明提出了一種用于飛機(jī)單輪剎車的雙剎車系統(tǒng)。
本發(fā)明包括液壓剎車閥、控制盒、電液伺服閥、電磁閥和機(jī)輪速度傳感器。其中的機(jī)輪速度傳感器、控制盒和電液伺服閥構(gòu)成剎車防滑控制部分；機(jī)輪速度傳感器、控制盒和電磁閥采用飛機(jī)剎車速度控制法實(shí)現(xiàn)剎車機(jī)輪的剎車選擇：單獨(dú)選擇小剎車裝置運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)輪的部分剎車；或者選擇小剎車裝置與大剎車裝置同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)輪的全部剎車。
所述飛機(jī)剎車速度控制法選擇地剎車用公式表達(dá)如下：
I(V)＝0,當(dāng)0﹤V﹤Vd
I(V)＝1,當(dāng)V≥Vd或V＝0
式中，I(V)—控制盒給電磁閥輸出控制電流，數(shù)字1代表有電流輸出，數(shù)字0代表無電流輸出。
V—飛機(jī)剎車速度；Vd—飛機(jī)剎車速度設(shè)定值，取值為40～65Km/h。所述液壓剎車閥安裝在駕駛艙底板下面，由駕駛員對其操縱，輸出所需的液壓剎車壓力。液壓剎車閥的三個(gè)液壓接口分別是液壓接口進(jìn)油口、液壓接口剎車口和液壓接口回油口。液壓接口進(jìn)油口與飛機(jī)剎車系統(tǒng)供壓源管路聯(lián)接，液壓接口剎車口與電液伺服閥進(jìn)油口管路聯(lián)接，液壓接口回油口與飛機(jī)回油管路聯(lián)接。
所述電液伺服閥的電氣插座通過電纜與控制盒實(shí)施電氣聯(lián)接，接收控制盒發(fā)來的剎車防滑控制電流信號。所述電液伺服閥的三個(gè)液壓接口分別是電液伺服閥進(jìn)油口、電液伺服閥剎車口和電液伺服閥回油口；其中：所述電液伺服閥進(jìn)油口與液壓剎車閥的剎車口管路聯(lián)接；電液伺服閥回油口與飛機(jī)回油管路聯(lián)接；電液伺服閥剎車口通過管路分別與機(jī)輪的大剎車裝置進(jìn)油接口和小剎車裝置進(jìn)油接口聯(lián)接，具體是將所述電液伺服閥剎車口的聯(lián)接管路分為小剎車裝置液壓管路和大剎車裝置液壓管路；其中的小剎車裝置液壓管路直接與機(jī)輪的小剎車裝置進(jìn)油接口聯(lián)接；其中的大剎車裝置液壓管路與機(jī)輪的大剎車裝置進(jìn)油接口聯(lián)接，并在所述大剎車裝置液壓管路串接有電磁閥；所述大剎車裝置液壓管路的出油口與大剎車裝置進(jìn)油接口連通。
所述電磁閥的電氣接口通過屏蔽絕緣導(dǎo)線與控制盒的電氣接口輸出端電氣聯(lián)接，具體是將電磁閥的電磁鐵線圈與控制盒的電氣接口輸出端電氣聯(lián)接，由控制盒控制供電或發(fā)出控制電流信號。該電磁閥的三個(gè)液壓接口分別為電磁閥進(jìn)油口、電磁閥出油口和電磁閥回油口。所述電磁閥進(jìn)油口通過管路與與電液伺服閥的剎車口聯(lián)接，電磁閥出油口通過大剎車裝置液壓管路與剎車機(jī)輪的大剎車裝置進(jìn)油接口聯(lián)接；回油口與飛機(jī)回油管路聯(lián)接。
機(jī)輪速度傳感器安裝在飛機(jī)輪軸上，或機(jī)輪剎車殼體上，通過機(jī)械傳動(dòng)的方式與機(jī)輪聯(lián)接，以感受機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度，將機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換為電信號輸出。所述機(jī)輪速度傳感器的電氣接口通過電纜與控制盒電氣聯(lián)接，將檢測到的機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度電壓信號提供給控制盒，監(jiān)測機(jī)輪的滑動(dòng)狀態(tài)。
所述控制盒的電氣接口的輸入端與速度傳感器通過電纜聯(lián)接，以接收速度傳感器提供的機(jī)輪速度信號；控制盒的電氣接口的輸出端與電液伺服閥通過電纜聯(lián)接，向電液伺服閥發(fā)出控制信號?？刂坪械碾姎饨涌诘妮敵龆诉€與電磁閥用電纜聯(lián)接，向電磁閥發(fā)出控制信號；由所述控制盒向電磁閥輸出控制電流的剎車速度設(shè)定值Vd為40～65Km/h。
本發(fā)明采用“一分為二”的做法，將剎車系統(tǒng)輸出給機(jī)輪剎車裝置的一條液壓管路分為小剎車裝置液壓管路和大剎車裝置液壓管路，并使該小剎車裝置液壓管路保持暢通，使該大剎車裝置液壓管路的通斷由控制裝置控制，而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)地面滑行僅小剎車裝置運(yùn)行，其他情況全部剎車裝置運(yùn)行的功能，以達(dá)到減小滑行剎車中碳盤磨損，改善提高碳盤使用壽命的目的。
本發(fā)明中，由機(jī)輪速度傳感器，控制盒和電液伺服閥構(gòu)成剎車防滑控制部分；機(jī)輪速度傳感器，控制盒和電磁閥用來實(shí)現(xiàn)剎車選擇。
剎車選擇通過電磁閥、控制盒和機(jī)輪速度傳感器組成控制裝置，采用飛機(jī)剎車時(shí)地面運(yùn)動(dòng)速度即剎車速度控制法進(jìn)行油路啟閉控制實(shí)現(xiàn)：當(dāng)剎車速度小于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)機(jī)輪速度傳感器采集的速度信號，控制盒不給電磁閥輸出控制電流，電磁閥沒有供電而處于截止或關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥沒有液壓力輸出；當(dāng)剎車速度大于等于設(shè)定值，或飛機(jī)停機(jī)即速度為零時(shí)，控制盒向電磁閥發(fā)出控制信號或提供電能，電磁閥得到供電啟動(dòng)而處于開啟狀態(tài)，電磁閥控制的液壓管路開通，電磁閥有液壓力輸出。
電磁閥安裝在電液伺服閥剎車口輸出的大剎車裝置液壓管路上，通過控制盒控制實(shí)現(xiàn)電磁閥進(jìn)油油路和出油油路的溝通和斷開，從而控制電磁閥所在液壓管路是否輸出和斷開剎車壓力。該電磁閥的電磁鐵線圈與控制盒的電氣接口輸出端電氣聯(lián)接，由控制盒控制供電或發(fā)出控制電流信號，電磁閥的開啟受控于控制盒，而控制盒又受控于機(jī)輪速度傳感器感受的飛機(jī)機(jī)輪剎車速度，當(dāng)剎車速度小于設(shè)定值時(shí)，控制盒不給電磁閥提供控制電流，電磁閥沒有通電而處于斷開狀態(tài)，電磁閥出油口沒有輸出，出油口和回油口溝通；當(dāng)剎車速度大于等于設(shè)定值時(shí)，或者剎車速度為零，控制盒給電磁閥提供控制電流，電磁閥通電開啟，電磁閥回油口關(guān)閉，進(jìn)油口和出油口溝通，電磁閥控制的液壓管路開通。
本發(fā)明適用于使用碳剎車的單輪雙剎車機(jī)輪，可滿足單輪雙剎車選擇使用剎車的要求。由于本系統(tǒng)具有選擇滑行剎車的能力，這樣，在飛機(jī)地面滑行剎車時(shí)，只用小剎車裝置或一個(gè)剎車裝置運(yùn)行，而不是所有剎車裝置同時(shí)都在運(yùn)行，提高了滑行剎車時(shí)碳盤的能載水平，從而避開了碳-碳復(fù)合摩擦材料剎車盤低速低能剎車磨損量過大的短板，使滑行剎車時(shí)的碳盤磨損量減小，達(dá)到改善或提高碳盤使用壽命的目的。通過這種機(jī)輪和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，調(diào)整了碳盤的使用狀態(tài)，使碳-碳復(fù)合摩擦材料耐磨損的優(yōu)良特性得以充分發(fā)揮出來，有效解決了現(xiàn)有單輪單剎車碳剎車盤磨損大、使用壽命短的難題，提高了碳盤的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：
1.液壓剎車閥；2.電液伺服閥；3.控制盒；4.機(jī)輪速度傳感器；5.剎車機(jī)輪；6.電磁閥；7.小剎車裝置液壓管路；8.大剎車裝置液壓管路；9.小剎車裝置進(jìn)油接口；10.大剎車裝置進(jìn)油接口。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例是一種用于飛機(jī)單輪剎車的雙剎車系統(tǒng)。
參見附圖1。所述剎車系統(tǒng)為常規(guī)液壓操縱。主起落架裝有一個(gè)剎車機(jī)輪，帶有兩個(gè)剎車裝置，稱為單輪雙剎車機(jī)輪。剎車裝置的剎車盤完全采用碳-碳復(fù)合摩擦材料制造。
所述兩個(gè)剎車裝置中的一個(gè)剎車裝置的剎車盤數(shù)較少，為單盤式或雙盤式剎車裝置，使熱庫軸向尺寸小，故稱為小剎車裝置；另一個(gè)剎車裝置剎車盤數(shù)較多，為多盤式剎車裝置，使熱庫軸向尺寸大，故稱為大剎車裝置。所述的小剎車裝置和大剎車裝置均被公開在申請?zhí)枮?01610281025.2的發(fā)明創(chuàng)造中：
所述小剎車裝置的熱庫由壓緊盤、承壓盤和動(dòng)盤組成，動(dòng)盤數(shù)量為1～2盤，為單盤式或雙盤式剎車；其中的壓緊盤與所述氣缸座相鄰，承壓盤的一個(gè)盤面與位于剎車殼體上的殼體承壓盤的一個(gè)端表面貼合，動(dòng)盤位于所述壓緊盤與承壓盤之間。所述小剎車單獨(dú)操縱時(shí)供地面滑行剎車使用。
所述大剎車裝置的熱庫由壓緊盤、承壓盤、多個(gè)動(dòng)盤和多個(gè)靜盤組成；所述動(dòng)盤的數(shù)量為3～5盤，為多盤式剎車裝置；所述壓緊盤與氣缸座相鄰，承壓盤的一個(gè)盤面與位于剎車殼體上的殼體承壓盤的一個(gè)端表面貼合；多個(gè)動(dòng)盤和多個(gè)靜盤以動(dòng)盤－靜盤－動(dòng)盤－靜盤的交叉方式排布在所述壓緊盤與承壓盤之間。
本實(shí)施例包括液壓剎車閥1、控制盒3、電液伺服閥2、電磁閥6和機(jī)輪速度傳感器4。其中的機(jī)輪速度傳感器4、控制盒2和電液伺服閥2構(gòu)成剎車防滑控制部分；機(jī)輪速度傳感器4、控制盒3和電磁閥6用于實(shí)現(xiàn)剎車機(jī)輪5的剎車選擇：單獨(dú)選擇小剎車裝置運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)部分剎車；或者選擇小剎車裝置與大剎車裝置同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全部剎車。
所述液壓剎車閥1安裝在駕駛艙底板下面，由駕駛員對其操縱，輸出所需的液壓剎車壓力。液壓剎車閥1有三個(gè)液壓接口，分別是液壓接口進(jìn)油口、液壓接口剎車口和液壓接口回油口。液壓接口進(jìn)油口與飛機(jī)剎車系統(tǒng)供壓源管路聯(lián)接，液壓接口剎車口與電液伺服閥2進(jìn)油口管路聯(lián)接，液壓接口回油口與飛機(jī)回油管路聯(lián)接。
電液伺服閥2有一個(gè)電氣插座和三個(gè)液壓接口。所述電氣插座通過帶插頭的電纜與控制盒3實(shí)施電氣聯(lián)接，接收控制盒3發(fā)來的剎車防滑控制電流信號。所述三個(gè)液壓接口分別是電液伺服閥進(jìn)油口、電液伺服閥剎車口和電液伺服閥回油口；其中：
所述電液伺服閥進(jìn)油口與液壓剎車閥1的剎車口管路聯(lián)接；電液伺服閥剎車口通過管路分別與機(jī)輪的大剎車裝置進(jìn)油接口和小剎車裝置進(jìn)油接口聯(lián)接，具體是將所述電液伺服閥剎車口的聯(lián)接管路經(jīng)三通接頭分為小剎車裝置液壓管路7和大剎車裝置液壓管路8；其中的小剎車裝置液壓管路7直接與機(jī)輪的小剎車裝置進(jìn)油接口9聯(lián)接；其中的大剎車裝置液壓管路8與機(jī)輪的大剎車裝置進(jìn)油接口10聯(lián)接，并在所述大剎車裝置液壓管路8串接有電磁閥6，即所述電磁閥6的進(jìn)油口通過管路與電液伺服閥2的剎車口連通，該電磁閥的出油口與大剎車裝置液壓管路8的進(jìn)油口連通；所述大剎車裝置液壓管路8的出油口與大剎車裝置進(jìn)油接口10連通。
電磁閥6安裝在電液伺服閥2剎車口輸出的另一條液壓管路8上，通過控制盒3控制實(shí)現(xiàn)電磁閥6進(jìn)油油路和出油油路的溝通和斷開，從而控制電磁閥6所在液壓管路8是否輸出和斷開剎車壓力。電磁閥6有一個(gè)電氣接口和三個(gè)液壓接口；所述的三個(gè)液壓接口分別為電磁閥進(jìn)油口、電磁閥出油口和電磁閥回油口。
所述電磁閥進(jìn)油口與電液伺服閥2的剎車口管路聯(lián)接，電磁閥出油口與剎車機(jī)輪5的大剎車裝置進(jìn)油接口10管路聯(lián)接，回油口與飛機(jī)回油管路聯(lián)接。
所述電氣接口通過屏蔽絕緣導(dǎo)線與控制盒3的電氣接口輸出端電氣聯(lián)接，具體是將電磁閥6的電磁鐵線圈與控制盒3的電氣接口輸出端電氣聯(lián)接，由控制盒3控制供電或發(fā)出控制電流信號。電磁閥6的開啟受控于控制盒3，而控制盒3又受控于機(jī)輪速度傳感器4感受的飛機(jī)機(jī)輪剎車速度，當(dāng)剎車速度小于設(shè)定值時(shí)，控制盒3不給電磁閥6提供控制電流，電磁閥6沒有通電而處于斷開狀態(tài)，電磁閥6出油口沒有輸出，出油口和回油口溝通；當(dāng)剎車速度大于等于設(shè)定值時(shí)，或者剎車速度為零，控制盒3給電磁閥6提供控制電流，電磁閥6通電開啟，電磁閥6回油口關(guān)閉，進(jìn)油口和出油口溝通，電磁閥6控制的液壓管路8開通。
剎車速度為零的剎車，是飛機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)下的一種剎車情況，如起飛線停機(jī)剎車，停機(jī)坪停機(jī)剎車，這時(shí)需要全部剎車裝置都要啟用。
機(jī)輪速度傳感器4安裝在飛機(jī)輪軸上，或機(jī)輪剎車殼體上，通過機(jī)械傳動(dòng)的方式與機(jī)輪聯(lián)接，以感受機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度，將機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)換為電信號輸出。本實(shí)施例中，機(jī)輪速度傳感器4安裝在飛機(jī)輪軸上，由剎車機(jī)輪5輪轂傳動(dòng)銷帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。所述機(jī)輪速度傳感器4有一個(gè)電氣接口，通過電纜與控制盒3電氣聯(lián)接，將檢測到的機(jī)輪旋轉(zhuǎn)速度電壓信號提供給控制盒3，監(jiān)測機(jī)輪的滑動(dòng)狀態(tài)。
控制盒3具有剎車防滑控制和故障檢測功能?？刂坪?的電氣接口的輸入端與速度傳感器4通過電纜聯(lián)接，以接收速度傳感器4提供的機(jī)輪速度信號；控制盒3的電氣接口的輸出端與電液伺服閥2通過電纜聯(lián)接，向電液伺服閥2發(fā)出控制信號?？刂坪?的電氣接口的輸出端還與電磁閥6用電纜聯(lián)接，向電磁閥6發(fā)出控制信號；控制盒3由飛機(jī)電源系統(tǒng)供電。
所述由控制盒3向電磁閥6輸出控制電流的剎車速度設(shè)定值Vd為40～65Km/h；本實(shí)施例為48Km/h；
本實(shí)施例中，第一條剎車通道即液壓管路7暢通無阻，保證隨時(shí)能夠用于剎車；第二條剎車通道即液壓管路8有條件的開通。這樣，所述剎車系統(tǒng)能夠保證飛機(jī)地面滑行剎車時(shí)只用小剎車裝置，其他情況下小剎車裝置與大剎車裝置同時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)的雙剎車。
在剎車過程中如果出現(xiàn)機(jī)輪打滑，由控制盒3，電液伺服閥2和機(jī)輪速度傳感器4構(gòu)成的剎車防滑控制部分實(shí)施控制。防滑控制按現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
選擇剎車由電磁閥6、控制盒3和機(jī)輪速度傳感器4三附件組成控制裝置，采用飛機(jī)剎車時(shí)地面運(yùn)動(dòng)速度即剎車速度控制法進(jìn)行油路啟閉控制實(shí)現(xiàn)；當(dāng)剎車速度小于設(shè)定值時(shí)，根據(jù)機(jī)輪速度傳感器4采集的速度信號，控制盒3不給電磁閥6輸出控制電流，電磁閥6沒有供電而處于截止或關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥6沒有液壓力輸出；當(dāng)剎車速度大于等于設(shè)定值，或飛機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)速度為零時(shí)，控制盒3向電磁閥6發(fā)出控制信號或提供電能，電磁閥6得到供電啟動(dòng)而處于開啟狀態(tài)，電磁閥6控制的液壓管路開通，電磁閥6有液壓力輸出。
采用飛機(jī)剎車速度控制法選擇地剎車用公式表達(dá)如下：
I(V)＝0,當(dāng)0﹤V﹤Vd
I(V)＝1,當(dāng)V≥Vd或V＝0
式中，I(V)—控制盒給電磁閥輸出控制電流，數(shù)字1代表有電流輸出，數(shù)字0代表無電流輸出。
V—飛機(jī)剎車速度；Vd—飛機(jī)剎車速度設(shè)定值，取值為40～65Km/h；
機(jī)輪速度檢測由機(jī)輪速度傳感器4附件完成，監(jiān)測機(jī)輪的滑動(dòng)狀態(tài)；防滑控制由控制盒3完成；電液伺服閥2響應(yīng)控制盒3的控制電流信號，輸出和調(diào)節(jié)輸往剎車機(jī)輪5的剎車壓力；選擇地剎車由電磁閥6、控制盒3和機(jī)輪速度傳感器4三附件組成控制裝置進(jìn)行。
機(jī)輪速度傳感器4檢測的速度信號，反映了飛機(jī)滑跑或地面滑行速度；如果機(jī)輪速度傳感器4失效，還有另一起落架機(jī)輪速度傳感器的速度信號可供使用，或者飛機(jī)地面滑行速度信號由飛參系統(tǒng)提供。