基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及液壓系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)液壓系統(tǒng)是飛機(jī)主要的機(jī)載系統(tǒng)之一?，F(xiàn)代飛機(jī)的主操縱系統(tǒng)和輔助操縱系統(tǒng)的控制與執(zhí)行機(jī)構(gòu)都以液壓作為能源，以液壓作動(dòng)器或液壓馬達(dá)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。飛機(jī)液壓系統(tǒng)是指飛機(jī)上以油液為工作介質(zhì)，靠油壓驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成特定操縱動(dòng)作的整套裝置。為保證液壓系統(tǒng)工作可靠，特別是提高飛行操縱系統(tǒng)的液壓動(dòng)力源的可靠性，現(xiàn)代飛機(jī)上大多裝有兩套(或多套)相互獨(dú)立的液壓系統(tǒng)。它們分別稱為公用液壓系統(tǒng)和助力(操縱)液壓系統(tǒng)。如波音777飛機(jī)的液壓系統(tǒng)由三個(gè)獨(dú)立的工作壓力為20.6MPa的系統(tǒng)構(gòu)成，作為飛行控制、增升裝置、推力反向器和起飛著陸操縱系統(tǒng)的能源。為進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)中還并聯(lián)有應(yīng)急電動(dòng)油栗和風(fēng)動(dòng)栗，當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障使液壓系統(tǒng)失去能源時(shí)，可由應(yīng)急電動(dòng)油栗或伸出應(yīng)急風(fēng)動(dòng)栗使液壓系統(tǒng)繼續(xù)工作。
[0003]飛機(jī)液壓系統(tǒng)通常由以下部分組成:
[0004]供壓部分:包括主油栗、應(yīng)急油栗和蓄能器。主油栗裝在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)匣上，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。蓄能器用于保持整個(gè)系統(tǒng)工作平穩(wěn)。
[0005]執(zhí)行部分:包括作動(dòng)筒、液壓馬達(dá)和助力器。通過它們將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械會(huì)K。
[000?]控制部分:用于控制系統(tǒng)中的油液流量、壓力和執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，包括壓力閥、流量閥、方向閥和伺服閥等。
[0007]輔助部分:保證系統(tǒng)正常工作的環(huán)境條件，指示工作狀態(tài)所需的元件，包括油箱、導(dǎo)管、油濾、壓力表和散熱器等。
[0008]液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):單位功率重量小、系統(tǒng)傳輸效率高、安裝簡(jiǎn)便靈活、慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制速度范圍寬、油液本身有潤(rùn)滑作用、運(yùn)動(dòng)機(jī)件不易磨損。
[0009]液壓系統(tǒng)作為現(xiàn)代飛機(jī)主要傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于保證飛機(jī)安全飛行起著重要的作用，液壓系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性、可靠性直接影響飛機(jī)的操縱性和安全性。近年來，隨著軍用和民用飛機(jī)性能的不斷提高，飛機(jī)液壓系統(tǒng)在構(gòu)型和布局方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，飛機(jī)總體對(duì)液壓系統(tǒng)重量和體積提出了更苛刻的要求，這迫使飛機(jī)液壓系統(tǒng)向高壓化方向發(fā)展。提高液壓系統(tǒng)壓力能有效地降低系統(tǒng)重量，減小飛機(jī)體積，提高系統(tǒng)響應(yīng)。
[0010]飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力級(jí)別是飛機(jī)液壓系統(tǒng)最基本的參數(shù)之一。目前飛機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力級(jí)別有21MPa，28MPa，35MPa。當(dāng)前，飛機(jī)液壓系統(tǒng)壓力等級(jí)的提高都是通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)栗(EDP)輸出高壓力液壓油實(shí)現(xiàn)，這種方法存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):
[0011]需要研制高壓力等級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)栗(EDP)，對(duì)EDP的要求更加苛刻。
[0012]從EDP到舵機(jī)的液壓管路均為高壓力等級(jí)管路，對(duì)管路的要求更加苛刻。
[0013]EDP和管路需要耐高壓，導(dǎo)致零件更加厚重，從而增加飛機(jī)重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]在下文中給出關(guān)于本申請(qǐng)的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本申請(qǐng)的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本申請(qǐng)的窮舉性概述。它并不是意圖確定本申請(qǐng)的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本申請(qǐng)的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0015]本申請(qǐng)的一個(gè)主要目的在于提供一種基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局，其可減小飛機(jī)裝機(jī)功率。
[0016]根據(jù)本申請(qǐng)的一方面，一種基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局，包括:
[0017]擾流板副翼儲(chǔ)能器，用于驅(qū)動(dòng)擾流板舵機(jī)和副翼舵機(jī)；
[0018]艙門儲(chǔ)能器，用于驅(qū)動(dòng)艙門作動(dòng)器；
[0019]尾翼儲(chǔ)能器，用于分別驅(qū)動(dòng)方向舵舵機(jī)和升降舵舵機(jī)；
[0020]其中，所述擾流板副翼儲(chǔ)能器、艙門儲(chǔ)能器和所述尾翼儲(chǔ)能器均與飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)連接，用于基于所述電傳操縱系統(tǒng)的輸出指令進(jìn)行儲(chǔ)能或作動(dòng)。
[0021]采用本申請(qǐng)的基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局，通過功率電傳升壓儲(chǔ)能裝置提高液壓系統(tǒng)壓力等級(jí)，使飛機(jī)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高壓化，實(shí)現(xiàn)高壓化的方法并不是通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)栗(EDP)輸出高壓力液壓油實(shí)現(xiàn)，而是在靠近閥控舵機(jī)端通過功率電傳升壓儲(chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)。并且，通過功率電傳升壓儲(chǔ)能裝置利用小連續(xù)功率輸入實(shí)現(xiàn)大瞬態(tài)功率作動(dòng)，減小飛機(jī)裝機(jī)功率。
【附圖說明】
[0022]參照下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的說明，會(huì)更加容易地理解本申請(qǐng)的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本申請(qǐng)的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。
[0023]圖1為本申請(qǐng)的基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局的一種實(shí)施方式的示意圖；
[0024]圖2為圖1中的各儲(chǔ)能模塊的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面參照附圖來說明本申請(qǐng)的實(shí)施例。在本申請(qǐng)的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本申請(qǐng)無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0026]參見圖1所示，為本申請(qǐng)的基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖100。
[0027]在本實(shí)施方式中，基于功率電傳儲(chǔ)能裝置的飛機(jī)液壓系統(tǒng)布局包括擾流板副翼儲(chǔ)能器110，用于驅(qū)動(dòng)擾流板舵機(jī)和副翼舵機(jī)；
[0028]艙門儲(chǔ)能器120，用于驅(qū)動(dòng)艙門作動(dòng)器；
[0029]尾翼儲(chǔ)能器130，用于分別驅(qū)動(dòng)方向舵舵機(jī)和升降舵舵機(jī)；
[0030]其中，擾流板副翼儲(chǔ)能器110、艙門儲(chǔ)能器120和尾翼儲(chǔ)能器130均與飛機(jī)的電傳操縱系統(tǒng)連接，用于基于電傳操縱系統(tǒng)的輸出指令進(jìn)行儲(chǔ)能或作動(dòng)。
[0031]在一種實(shí)施方式中，擾流板副翼儲(chǔ)能器110可以包括用于驅(qū)動(dòng)左擾流板和左副翼的左擾流板副翼儲(chǔ)能模塊和用于驅(qū)動(dòng)右擾流板和右副翼的右擾流板副翼儲(chǔ)能模塊。
[0032]艙門儲(chǔ)能器120可以包括用于驅(qū)動(dòng)左艙門作動(dòng)器的左艙門儲(chǔ)能模塊和用于驅(qū)動(dòng)右艙門作動(dòng)器的右艙門儲(chǔ)能模塊。
[0033]尾翼儲(chǔ)能器130可以包括用于驅(qū)動(dòng)方向舵舵機(jī)的方向舵儲(chǔ)能模塊和用于驅(qū)動(dòng)升降舵舵機(jī)的升降舵儲(chǔ)能模塊。
[0034]在一種實(shí)施方式中，如圖2所示，每個(gè)儲(chǔ)能模塊(即左擾流板副翼儲(chǔ)能模塊、右擾流板副翼儲(chǔ)能模塊、左艙門儲(chǔ)能模塊、右艙門儲(chǔ)能模塊、方向舵儲(chǔ)能模塊和升降舵儲(chǔ)能模塊)均包括電動(dòng)機(jī)1、液壓栗3、蓄能器7和伺服閥8。
[0035]其中，電動(dòng)機(jī)I與電傳操縱系統(tǒng)的輸出端連接，用于基于其輸出的指令信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速。液壓栗3連接至電動(dòng)機(jī)I的輸出軸，用于在電動(dòng)機(jī)I帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。
[0036]伺服閥8包括控制端、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端。伺服閥8用于基于輸入到控制端的外部控制信號(hào)同時(shí)控制第一輸入端和第一輸出端的接通/截止和第二輸入端和第二輸出端的接通/截止。例如，外部控制信號(hào)指令伺服閥8接通時(shí)，第一輸入端與第一輸出端連通，第二輸入端與第二輸出端連通。
[0037]液壓栗3包括出油口和進(jìn)油口，出油口與伺服閥8的第一輸入端連接，進(jìn)油口與伺服閥8的第二輸入端連接。液壓栗3的出油口和進(jìn)油口均連接至機(jī)載油箱。
[0038]蓄能器連接至出油口和第一輸入端之間的油路上。
[0039]作為一種優(yōu)選方案，每個(gè)儲(chǔ)能模塊還可以包括連接在出油口與電傳操縱系統(tǒng)的輸出端之間的反饋裝置5。
[0040]反饋裝置用于基于出油口的流量調(diào)節(jié)電傳操縱系統(tǒng)的輸出端輸出的指令信號(hào)，從而控制電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速。
[0041 ]在一種實(shí)施方式中，反饋裝置5例如可以為壓力傳感器。
[0042]優(yōu)選地，本申請(qǐng)的每個(gè)儲(chǔ)能模塊還可以包括連接在蓄能器7與液壓栗3的出油口之間的單向閥6。單向閥6可防止蓄能器7中的油液進(jìn)入液壓栗3中。
[0043]優(yōu)選地，本申請(qǐng)的每個(gè)儲(chǔ)能模塊還可以包括連接在液壓栗3的進(jìn)油口與出油口之間的安全閥4。
[0044]當(dāng)進(jìn)油口與出油口的壓差大于一預(yù)定值時(shí)，安全閥4開啟，以避免整個(gè)每個(gè)儲(chǔ)能模塊的壓力過尚。
[0045]本實(shí)施方式的每個(gè)儲(chǔ)能模塊還包括連接在伺服閥8的第一輸出端和第二輸出端之間的艙門液壓馬達(dá)9。液壓馬達(dá)9用于基于伺服閥8的第一輸出端和第二輸出端輸出的液壓分別對(duì)左擾流板副翼、右擾流板副翼、左艙門、右艙門、方向舵和升降舵執(zhí)行動(dòng)作。
[0046]此外，在一種實(shí)施方式中，每個(gè)儲(chǔ)能模塊還可以包括傳動(dòng)裝置2，液壓栗3經(jīng)傳動(dòng)裝置3連接至電動(dòng)機(jī)I的輸出軸，從而將電動(dòng)機(jī)I的輸出動(dòng)能傳遞至液壓栗3。
[0047]在本申請(qǐng)的每個(gè)儲(chǔ)能模塊工作時(shí)，電傳操縱系統(tǒng)的輸出端輸出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令信號(hào)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令的大小，電動(dòng)機(jī)I旋轉(zhuǎn)工作，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)液壓栗4旋轉(zhuǎn)，輸出高壓油，高壓油液經(jīng)單向閥6流向蓄能器7和伺服閥8。壓力傳感器5采集單向閥6前的壓力反饋到電傳操縱系統(tǒng)的輸出端中，形成閉環(huán)，電傳操縱系統(tǒng)的輸出端根據(jù)采集到的壓力傳感器信號(hào)的大小，實(shí)時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)指令信號(hào)的大小，從而實(shí)時(shí)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0048]最終，將機(jī)載油箱提供的液壓油液，通過液壓栗充壓到高壓狀態(tài)，存儲(chǔ)到蓄能器中，當(dāng)艙門作動(dòng)時(shí)，蓄能器提供瞬態(tài)大流量。其中，向蓄能器充壓過程是小的連續(xù)功率，而作動(dòng)過程則是大的瞬態(tài)功率。
[0049]具體而言，在增壓儲(chǔ)能過程中，伺服閥8關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)I接收電傳操縱系統(tǒng)的輸出端轉(zhuǎn)速指令信號(hào)，開始工作，帶動(dòng)液壓栗3旋轉(zhuǎn)，液壓栗3將機(jī)載油箱提供的液壓油液轉(zhuǎn)換成高壓油，經(jīng)過單向閥6，存儲(chǔ)到蓄能器7中。在壓力傳感器5檢測(cè)到高壓狀態(tài)之前，電動(dòng)機(jī)I保持在小連續(xù)功率狀態(tài)下工作，當(dāng)壓力傳感器5檢測(cè)到高壓狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)I降低轉(zhuǎn)速，保持極