航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，屬于航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域。包括分離軸承和液壓工作缸、高壓油管、液壓主缸、低壓油管、儲液罐、電動(dòng)推桿、電控單元；分離軸承和液壓工作缸組件空套于離合器從動(dòng)軸外，一端經(jīng)由分離軸承頂緊膜片彈簧的分離指，另一端通過液壓工作缸的安裝法蘭進(jìn)行定位和固定；液壓工作缸經(jīng)高壓油管與液壓主缸相通，液壓主缸經(jīng)低壓油管與儲液罐相通，液壓主缸的活塞與電動(dòng)推桿的絲杠相連。電動(dòng)推桿根據(jù)電控單元的控制信號，推動(dòng)液壓主缸的活塞完成指定動(dòng)作。本發(fā)明以液力方式進(jìn)行力的傳遞和放大，以電動(dòng)推桿作為動(dòng)力源，根據(jù)工況對膜片式離合器進(jìn)行閉環(huán)控制，有效克服膜片式離合器分離載荷的本質(zhì)非線性特性。
【專利說明】航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，具體地說，是航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)所裝配的膜片式離合器的一種電子控制的以液壓為執(zhí)行力的離合器操縱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在直升機(jī)、無人機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。以航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置的直升機(jī)、無人機(jī)等飛行器，一般均選用離心式離合器或離心式離合器與超越離合器串聯(lián)的動(dòng)力輸出方式，尚未見膜片式離合器在該領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0003]膜片式離合器軸向尺寸小、徑向尺寸大，有利于在提高離合器傳遞扭矩能力的前提下減小離合器軸向尺寸，相應(yīng)的有空間增加壓盤的厚度，提高離合器熱容量，且壓盤上容易布局散熱筋和通風(fēng)孔等離合器散熱設(shè)計(jì)；膜片彈簧壓力均勻，從動(dòng)盤受力和磨損均較均勻，使用壽命長；膜片彈簧的分離指兼具分離杠桿的作用，故膜片式離合器不需要專門的分離杠桿；與其它形式的摩擦離合器相比，膜片式離合器結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，非常適于在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0004]膜片式離合器根據(jù)分離時(shí)其分離指受力方向的不同，可以分為推式膜片彈簧離合器和拉式膜片彈簧離合器。膜片式離合器的操縱機(jī)構(gòu)目前主要有機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)和液壓式操縱機(jī)構(gòu)兩種形式。目前，膜片式離合器僅在地面車輛中得到了廣泛應(yīng)用。
[0005]德國專利DE102005039922A1和中國專利CN101248285B公開了一種借助于氣動(dòng)、液壓或電力的伺服驅(qū)動(dòng)裝置操縱車輛的膜片彈簧離合器的設(shè)備，該設(shè)備通過調(diào)節(jié)器對伺服驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明將膜片式離合器應(yīng)用于航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成中，提供了一種航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]該操作系統(tǒng)含有分離軸承和液壓工作缸、高壓油管、液壓主缸、低壓油管、儲液罐、電動(dòng)推桿以及電控單元，其中:
[0009]分離軸承和液壓工作缸組成一個(gè)組件，該組件套裝于離合器從動(dòng)軸外，一端由分離軸承頂緊膜片式分離器的膜片彈簧的分離指，另一端通過液壓工作缸的安裝法蘭進(jìn)行定位和固定，液壓工作缸經(jīng)由高壓油管與液壓主缸相通；
[0010]液壓主缸還經(jīng)由低壓油管與儲液罐相通，液壓主缸的活塞與電動(dòng)推桿的絲杠相連；
[0011]電動(dòng)推桿根據(jù)所述電控單元的控制信號，推動(dòng)電動(dòng)推桿的絲杠和與絲杠相連的液壓王缸的活塞完成指定動(dòng)作；
[0012]電控單元接收相關(guān)傳感器信號和控制指令，完成控制算法的計(jì)算，控制電動(dòng)推桿按照指定動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0013]所述電動(dòng)推桿為操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，所述液壓主缸和液壓工作缸部件是操縱系統(tǒng)的力傳遞部件和力放大部件。
[0014]所述電控單元實(shí)現(xiàn)膜片式離合器的分離和結(jié)合的全工況閉環(huán)控制。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以液力方式進(jìn)行力的傳遞和放大，以電動(dòng)推桿作為動(dòng)力源，方便布置，根據(jù)飛行器以及所裝配的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工況對膜片式離合器進(jìn)行閉環(huán)控制，有效克服膜片式離合器分離載荷的本質(zhì)非線性特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的整體連接關(guān)系示意圖；
[0018]圖2為航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的具體部件組成示意圖；
[0019]圖3為航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的控制系統(tǒng)基本架構(gòu)；
[0020]圖4為航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的三維數(shù)模；
[0021]圖5為航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)的爆炸圖；
[0022]圖6為膜片式離合器分離載荷特性曲線和壓盤升程特性曲線；
[0023]圖7為膜片彈簧載荷特性曲線。
[0024]圖中標(biāo)號:
[0025]1-飛輪；2_離合器壓盤；3_膜片彈簧；4_分離軸承；5_液壓工作缸；6_離合器從動(dòng)軸；7_儲液罐；8_電動(dòng)推桿；9_液壓主缸；10_低壓油管；11-高壓油管；12-從動(dòng)盤。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]如圖1?圖5所示，離合器壓盤2、膜片彈簧3和從動(dòng)盤12組成膜片式離合器，該膜片式離合器安裝于航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪I上。航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩經(jīng)由飛輪1、從動(dòng)盤12傳遞至離合器從動(dòng)軸6,即傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸。
[0028]分離軸承4和液壓工作缸5組成一個(gè)組件，空套于所述離合器從動(dòng)軸6外，該組件的一端經(jīng)由分離軸承4頂緊于膜片式離合器的膜片彈簧3的分離指，另一端通過液壓工作缸5的安裝法蘭進(jìn)行定位和固定，液壓工作缸5經(jīng)由所述高壓油管11與所述液壓主缸9相通。液壓主缸9還經(jīng)由低壓油管10與儲液罐7相通，且液壓主缸9的活塞與電動(dòng)推桿8的絲杠相連。電動(dòng)推桿8根據(jù)所述電控單元的控制信號，推動(dòng)電動(dòng)推桿8的絲杠和與絲杠相連的液壓主缸9的活塞完成指定動(dòng)作。如圖3所示，電控單元接收相關(guān)傳感器信號和控制指令，完成控制算法的計(jì)算，控制所述電動(dòng)推桿按照指定動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這些相關(guān)傳感器信號和控制指令包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號、離合器從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速信號、電動(dòng)推桿的絲杠位置信號以及其他的控制指令。
[0029]如圖6和圖7所示，膜片式離合器在從動(dòng)盤12正常使用的磨損量范圍內(nèi)，膜片彈簧3的壓緊力基本不會減小。但是，膜片式離合器的分離載荷特性具有很強(qiáng)的非線性，需要根據(jù)控制目標(biāo)對膜片式離合器的分離行程進(jìn)行閉環(huán)控制。電控單元實(shí)現(xiàn)所述膜片式離合器的分離和結(jié)合的全工況閉環(huán)控制，電動(dòng)推桿8是操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，液壓主缸9和液壓工作缸5等部件是操縱系統(tǒng)的力傳遞部件和力放大部件。
[0030]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方案對本發(fā)明所作的進(jìn)一步說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所述【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，其特征在于，該操作系統(tǒng)含有分離軸承(4)和液壓工作缸(5)、高壓油管(11)、液壓主缸(9)、低壓油管(10)、儲液罐(7)、電動(dòng)推桿(8)以及電控單元，其中: 分離軸承(4)和液壓工作缸(5)組成一個(gè)組件，該組件套裝于離合器從動(dòng)軸(6)外，一端由分離軸承(4)頂緊膜片式分離器的膜片彈簧(3)的分離指，另一端通過液壓工作缸(5)的安裝法蘭進(jìn)行定位和固定，液壓工作缸(5)經(jīng)由高壓油管(11)與液壓主缸(9)相通； 液壓主缸(9)還經(jīng)由低壓油管(8)與儲液罐(7)相通，液壓主缸(9)的活塞與電動(dòng)推桿(8)的絲杠相連； 電動(dòng)推桿(8)根據(jù)所述電控單元的控制信號，推動(dòng)電動(dòng)推桿(8)的絲杠和與絲杠相連的液壓主缸(9)的活塞完成指定動(dòng)作； 電控單元接收相關(guān)傳感器信號和控制指令，完成控制算法的計(jì)算，控制電動(dòng)推桿(8)按照指定動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)推桿(8)為操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，所述液壓主缸(9)和液壓工作缸(5)部件是操縱系統(tǒng)的力傳遞部件和力放大部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)膜片式離合器電控液力操縱系統(tǒng)，其特征在于，所述電控單元實(shí)現(xiàn)膜片式離合器的分離和結(jié)合的全工況閉環(huán)控制。
【文檔編號】F16D48/06GK103573864SQ201310488495
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】馮光爍, 周明 申請人:清華大學(xué)