本發(fā)明涉及飛機(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及用于單個(gè)飛機(jī)機(jī)輪的電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置。

背景技術(shù)：

飛機(jī)機(jī)輪是飛機(jī)的重要機(jī)載設(shè)備，對(duì)于飛機(jī)正常起飛和降落有著至關(guān)重要的作用。對(duì)于飛機(jī)機(jī)輪而言，較為主要的兩個(gè)問題是飛機(jī)剎車以及飛機(jī)地面拖動(dòng)，兩者都涉及飛機(jī)的能量管理。

飛機(jī)自身能量有限，十分寶貴，飛機(jī)著陸過程中會(huì)耗散大量動(dòng)能，這部分能量通常通過飛機(jī)剎車裝置以發(fā)熱的形式耗散掉。

此外，飛機(jī)在地面行駛時(shí)大多采用地面飛機(jī)牽引車拖動(dòng)，或者靠飛機(jī)自身發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)前進(jìn)或后退，一方面會(huì)浪費(fèi)飛機(jī)燃料，污染環(huán)境；另一方面，機(jī)場(chǎng)地面車輛繁多也造成機(jī)場(chǎng)地面秩序混亂，不便于管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本發(fā)明提供了一種單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置，其基于“多電飛機(jī)”的新概念提出，利用飛機(jī)電力系統(tǒng)作為能源，替代原有復(fù)雜繁重的液壓系統(tǒng)；并且回收部分飛機(jī)動(dòng)能用于為飛機(jī)剎車作動(dòng)器供能，改進(jìn)剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和可靠性，從而將飛機(jī)剎車以及飛機(jī)地面行駛推動(dòng)結(jié)合，能夠極大完善飛機(jī)起落架功能，提升飛機(jī)性能。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置，安裝在單個(gè)飛機(jī)機(jī)輪上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)輪或使機(jī)輪制動(dòng)，所述單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置包括：

電液推動(dòng)子系統(tǒng)，包括電機(jī)-泵能源包和機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊，用于飛機(jī)在飛行員的操作下在地面上以正常速度滑行到指定地點(diǎn)時(shí)，所述電機(jī)-泵能源包將飛機(jī)電力系統(tǒng)提供的電能轉(zhuǎn)化為液壓能，以提供給所述機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊，用以驅(qū)動(dòng)所述機(jī)輪；以及

自饋能剎車子系統(tǒng)，用于在飛機(jī)降落著陸后，將高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能，以使所述機(jī)輪制動(dòng)。

根據(jù)實(shí)施例，所述電機(jī)-泵能源包包括：

可變速電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)液壓泵；

液壓泵，與所述可變速電機(jī)連接，用于輸出高壓油；以及

電磁換向閥，經(jīng)由單向閥與所述液壓泵連接，用于將所述高壓油接入所述機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊。

根據(jù)實(shí)施例，所述機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊包括：

蓄能器，與所述電磁換向閥并聯(lián)，用于存儲(chǔ)所述高壓油的液壓能；

液壓馬達(dá)，經(jīng)由減速器和離合器與所述機(jī)輪連接，用于將所述高壓油的壓力能輸出為扭矩，以驅(qū)動(dòng)所述機(jī)輪。

根據(jù)實(shí)施例，所述電機(jī)-泵能源包包括經(jīng)由所述單向閥與所述液壓泵并聯(lián)的第一安全閥，用于穩(wěn)定所述液壓泵的出口壓力并防止油液倒流；并且所述機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊包括與所述液壓馬達(dá)并聯(lián)的第二安全閥，用于保持所述液壓馬達(dá)和所述蓄能器的出口壓力，當(dāng)壓力過高時(shí)導(dǎo)通進(jìn)油口和回油口，釋放多余壓力。

根據(jù)實(shí)施例，所述可變速電機(jī)和所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過機(jī)載控制器控制，并且所述電磁換向閥的端口位置通過機(jī)載控制器控制，以改變所述液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)向，從而正向或反向驅(qū)動(dòng)所述機(jī)輪。

根據(jù)實(shí)施例，所述自饋能剎車子系統(tǒng)包括：

液壓馬達(dá)，經(jīng)由減速器和離合器與所述機(jī)輪連接，用于將高速旋轉(zhuǎn)的所述機(jī)輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能，以輸出高壓油；以及

開關(guān)閥，連接在所述液壓馬達(dá)與剎車作動(dòng)器之間，用于飛機(jī)在飛行員的操作下在地面滑行時(shí)斷開所述液壓馬達(dá)與所述剎車作動(dòng)器之間的連接，以及在飛機(jī)降落著陸后，接通所述液壓馬達(dá)與所述剎車作動(dòng)器之間的連接，以使所述機(jī)輪制動(dòng)。

根據(jù)實(shí)施例，所述自饋能剎車子系統(tǒng)還包括：

蓄能器，用于利用所存儲(chǔ)的液壓能輔助所述機(jī)輪制動(dòng)；以及

安全閥，與所述液壓馬達(dá)并聯(lián)，用于保持所述液壓馬達(dá)的進(jìn)出油口壓力差。

根據(jù)實(shí)施例，所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過機(jī)載控制器控制，并且所述開關(guān)閥的端口位置通過機(jī)載控制器控制，以接通或斷開所述液壓馬達(dá)與所述剎車作動(dòng)器之間的連接。

根據(jù)實(shí)施例，所述減速器用于增加所述液壓馬達(dá)的輸出扭矩；并且所述離合器用于控制所述電液推動(dòng)子系統(tǒng)或所述自饋能剎車子系統(tǒng)與所述機(jī)輪的作用時(shí)間段，使得在所述機(jī)輪的速度超過系統(tǒng)耐受程度時(shí)，所述離合器脫開以保護(hù)系統(tǒng)零部件，并且在所述機(jī)輪的速度下降到允許范圍時(shí)，所述離合器閉合以使系統(tǒng)與所述機(jī)輪形成一體，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)功能。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的電液推動(dòng)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的電液推動(dòng)子系統(tǒng)的作用下機(jī)輪正向轉(zhuǎn)動(dòng)的油液流向圖。

圖4為在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的電液推動(dòng)子系統(tǒng)的作用下機(jī)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)的油液流向圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統(tǒng)的作用下的機(jī)輪油液流向圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置安裝在單個(gè)飛機(jī)機(jī)輪上，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)輪或使機(jī)輪制動(dòng)。在結(jié)構(gòu)上，單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置包括可變速電機(jī)1、液壓泵2、單向閥3、電磁換向閥4、蓄能器5、液壓馬達(dá)6、開關(guān)閥7、安全閥9、10，液壓馬達(dá)6通過減速器、離合器等元件與機(jī)輪8連接，通過機(jī)載電源供電，并由機(jī)載控制器控制可變速電機(jī)1、電磁換向閥4、液壓馬達(dá)6和開關(guān)閥7，用以驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)機(jī)輪8。

在功能上，單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置包括電液推動(dòng)子系統(tǒng)和自饋能剎車子系統(tǒng)，其中電液推動(dòng)子系統(tǒng)包括電機(jī)-泵能源包1、2、4、10以及機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊5、6、9，用于飛機(jī)在飛行員的操作下在地面上以正常速度滑行到指定地點(diǎn)時(shí)，電機(jī)-泵能源包將例如機(jī)載電源的飛機(jī)電力系統(tǒng)提供的電能轉(zhuǎn)化為液壓能，以提供給機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊，用以驅(qū)動(dòng)機(jī)輪8。自饋能剎車子系統(tǒng)5、6、7、9用于在飛機(jī)降落著陸后，將高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)輪8的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能，以使機(jī)輪8制動(dòng)。

以下參照?qǐng)D2詳細(xì)說明電液推動(dòng)子系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，本實(shí)施例的電液推動(dòng)子系統(tǒng)包括電機(jī)-泵能源包1、2、4、10以及機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊5、6、9，其中，電機(jī)-泵能源包包括可變速電機(jī)1、液壓泵2、電磁換向閥4以及安全閥10，其中可變速電機(jī)1，用于驅(qū)動(dòng)液壓泵2；液壓泵2與可變速電機(jī)1連接，用于輸出高壓油；安全閥10經(jīng)由單向閥3與液壓泵2并聯(lián)，用于穩(wěn)定液壓泵2的出口壓力并防止油液倒流；并且電磁換向閥4經(jīng)由單向閥3與液壓泵2連接，用于將高壓油接入機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊。

如圖2所示的，機(jī)輪驅(qū)動(dòng)模塊包括蓄能器5、液壓馬達(dá)6和安全閥9，其中蓄能器5與電磁換向閥4并聯(lián)，用于存儲(chǔ)高壓油的液壓能；安全閥9與液壓馬達(dá)6并聯(lián)，用于保持液壓馬達(dá)6和蓄能器5的出口壓力，當(dāng)壓力過高時(shí)導(dǎo)通進(jìn)油口和回油口，釋放多余壓力；并且液壓馬達(dá)6經(jīng)由減速器和離合器與機(jī)輪8連接，用于將高壓油的壓力能輸出為扭矩，以驅(qū)動(dòng)機(jī)輪8正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

以下參照?qǐng)D3和4說明在電液推動(dòng)子系統(tǒng)的作用下機(jī)輪正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)的油液流向圖。

圖3示出了在電液推動(dòng)子系統(tǒng)的作用下機(jī)輪正向轉(zhuǎn)動(dòng)的油液流向圖。圖4示出了在電液推動(dòng)子系統(tǒng)的作用下機(jī)輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)的油液流向圖。如圖3和4所示，當(dāng)飛機(jī)在飛行員的操作下，在地面上以正常速度滑行到指定地點(diǎn)時(shí)，安裝在各個(gè)機(jī)輪8上的電液推動(dòng)子系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，而開關(guān)閥7由機(jī)載控制器控制，斷開電液推動(dòng)子系統(tǒng)與剎車作動(dòng)器的連接，使剎車作動(dòng)器不工作。

可變速電機(jī)1驅(qū)動(dòng)液壓泵2輸出高壓油，經(jīng)過電磁換向閥4接入并聯(lián)的蓄能器5以及液壓馬達(dá)6；高壓油為蓄能器5沖壓儲(chǔ)能，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)6旋轉(zhuǎn)輸出扭矩，再經(jīng)過減速器和離合器連接到機(jī)輪8本身，驅(qū)動(dòng)機(jī)輪運(yùn)動(dòng)。機(jī)載控制器控制可變速電機(jī)1和液壓馬達(dá)6的轉(zhuǎn)速；并且控制電磁換向閥4端口位置，以改變液壓馬達(dá)6轉(zhuǎn)向，從而使機(jī)輪8正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

其中，減速器用于增加液壓馬達(dá)6的輸出扭矩，降低系統(tǒng)能耗；離合器用于控制整個(gè)系統(tǒng)與機(jī)輪8的作用時(shí)間段，當(dāng)飛機(jī)機(jī)輪8速度超過系統(tǒng)耐受程度時(shí)，離合器脫開以保護(hù)系統(tǒng)部件，當(dāng)機(jī)輪8速度下降到允許范圍時(shí)，離合器閉合從而使系統(tǒng)與機(jī)輪8形成一體，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)功能。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。自饋能剎車子系統(tǒng)是利用機(jī)輪自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，收集機(jī)輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為液壓能驅(qū)動(dòng)剎車作動(dòng)器，反過來對(duì)機(jī)輪進(jìn)行剎車。由于機(jī)輪自身能量被收集反過來作用于機(jī)輪剎車，所以稱為自饋能剎車。

如圖5所示，在本實(shí)施例中，自饋能剎車子系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)6和開關(guān)閥7。

其中，液壓馬達(dá)6經(jīng)由減速器和離合器與機(jī)輪8連接，用于將高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)輪8的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能，以輸出高壓油；開關(guān)閥7連接在液壓馬達(dá)6與剎車作動(dòng)器之間，在飛機(jī)降落著陸后，通過機(jī)載控制器控制開關(guān)閥7的端口位置，以接通液壓馬達(dá)6與剎車作動(dòng)器之間的連接，從而使機(jī)輪8制動(dòng)。

如圖5所示，自饋能剎車子系統(tǒng)還包括蓄能器5和安全閥9，其中蓄能器5用于利用所存儲(chǔ)的液壓能輔助機(jī)輪制動(dòng)；以及安全閥9與液壓馬達(dá)6并聯(lián)，用于保持液壓馬達(dá)的進(jìn)出油口壓力差。

并且，液壓馬達(dá)6的轉(zhuǎn)速通過機(jī)載控制器控制，并且如上所述的，減速器用于增加液壓馬達(dá)6的輸出扭矩；并且離合器用于控制自饋能剎車子系統(tǒng)與機(jī)輪8的作用時(shí)間段，使得在機(jī)輪8的速度超過系統(tǒng)耐受程度時(shí)，離合器脫開以保護(hù)系統(tǒng)部件，并且在機(jī)輪8的速度下降到允許范圍時(shí)，離合器閉合以使系統(tǒng)與機(jī)輪8形成一體，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)功能。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單輪電液推動(dòng)與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統(tǒng)的作用下的機(jī)輪油液流向圖。

如圖6所示，當(dāng)飛機(jī)在降落著陸后，飛機(jī)速度非常快，機(jī)輪8處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，電液推動(dòng)子系統(tǒng)的電磁換向閥4在機(jī)載控制器的控制下處于斷開狀態(tài)，切斷與電機(jī)-泵能源包的連接，因此僅自饋能剎車子系統(tǒng)工作。高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)輪8反過來帶動(dòng)液壓馬達(dá)6，以輸出高壓油并且開關(guān)閥7的端口位置在機(jī)載控制器的控制下接通液壓馬達(dá)6與剎車作動(dòng)器之間的連接，使剎車作動(dòng)器上執(zhí)行剎車功能。同時(shí)存儲(chǔ)在蓄能器5中的能量也用于補(bǔ)充剎車。

如上所述，本發(fā)明提供了一種電液推動(dòng)子系統(tǒng)和自饋能剎車子系統(tǒng)分時(shí)復(fù)用的組合裝置，即，當(dāng)電液推動(dòng)子系統(tǒng)工作時(shí)，自饋能剎車子系統(tǒng)處于閑置，反之亦然；從而減少了飛機(jī)液壓系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，節(jié)約飛機(jī)液壓系統(tǒng)能量，提高飛機(jī)能量利用率，同時(shí)極大增強(qiáng)飛機(jī)自主運(yùn)動(dòng)能力并且一體化程度高。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。