一种基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统的制作方法

本申请属于航空器液压系统，特别涉及一种基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统。

背景技术：

1、航空器液压系统由柱塞泵由发动机传动机匣或者电动机驱动，产生液压能源，为飞控系统、起落架收放控制、机轮刹车、前轮转弯等用户提供足够压力与流量的液压动力。柱塞泵通常为恒压变量泵，柱塞泵出口压力为恒压，其输出功率大小表现为输出流量的大小。

2、液压系统的输出流量不够容易导致液压用户无法工作或者性能降低，输出流量富裕会导致系统因过设计而带来多余的重量。在地面试验阶段，通常在铁鸟试验台上对柱塞泵在各种工况下的输出流量进行了充分的测试，但地面状态无法模拟到各用户真实飞行状态时载荷，因此在地面试验测得的柱塞泵输出流量与实际飞行状态下的输出流量存在较大差异。而航空器飞行状态测量柱塞泵输出流量难度较大，涡轮或者齿轮流量计尺寸大、重量重，并且本身会对管路流动特性产生一定影响，一旦卡滞会造成液压能源无法输出。超声波等间接测量的方式虽不破坏系统管路状态，但测量精度较差，容易受到航空器电磁环境等的影响。

3、因此，希望有一种技术方案测量出柱塞泵的输出流量，并有足够高的精度，且不破坏系统的工作状态。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，包括：

2、柱塞泵(1)，所述柱塞泵(1)通过传动轴(2)与发动机传动机匣或电动机连接，并从液压油箱(6)吸油以向液压用户(7)提供高压液压油；

3、传动轴转速传感器(3)，安装于所述传动轴(2)上，用于实时采集传动轴的转速信号；

4、斜盘角度传感器(4)，安装于所述柱塞泵(1)的斜盘上，用于实时采集斜盘的倾角信号；

5、壳体温度传感器(5)，安装于所述柱塞泵(1)的壳体上，用于实时采集泵壳体内油液的温度信号；

6、采集计算装置(8)，分别与所述传动轴转速传感器(3)、斜盘角度传感器(4)及壳体温度传感器(5)电性连接，用于接收所述转速信号、倾角信号及温度信号，并计算柱塞泵的输出流量；

7、信号接收装置(9)，与所述采集计算装置(8)通信连接，用于接收并显示或处理所述输出流量。

8、优选的是，所述采集计算装置(8)包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块及数据发送模块；

9、所述数据采集模块配置为对所述转速信号、倾角信号及温度信号进行模数转换；

10、所述数据处理模块配置为基于预设算法计算理论流量并叠加温度补偿量；

11、所述数据发送模块配置为通过机载总线将所述输出流量发送至信号接收装置(9)。

12、优选的是，所述数据处理模块计算理论流量q采用的公式为：

13、；

14、其中，d为柱塞直径，d为柱塞在缸体上的分度圆直径，n为主轴转速，z为柱塞数量，δ为斜盘倾角，η为柱塞泵容积效率。

15、优选的是，所述数据处理模块还配置为计算实际输出流量q，计算公式为：

16、；

17、其中，δq为基于所述壳体温度传感器(5)采集的温度值确定的温度补偿量。

18、优选的是，所述温度补偿量δq通过预先试验标定获得；所述数据处理模块内部预存有温度与补偿量的对应关系表，所述数据处理模块配置为根据所述壳体温度传感器(5)采集的当前温度，通过线性插值法查表获取对应的δq值。

19、优选的是，所述斜盘角度传感器(4)为非接触式位移传感器或角位移传感器，其探头正对所述斜盘的表面或斜盘驱动机构的铰接点设置，以精确测量斜盘相对于零位的偏转角度δ。

20、优选的是，所述传动轴转速传感器(3)为磁电式转速传感器或霍尔效应转速传感器，其感应端靠近所述传动轴(2)上的齿圈或键槽设置。

21、优选的是，所述信号接收装置(9)包括以下至少一种：飞管计算机、数据管理系统、座舱显示装置；所述采集计算装置(8)通过总线与所述信号接收装置(9)连接。

22、优选的是，所述采集计算装置(8)集成于航空电子设备的现有处理单元中，或作为独立的可更换模块安装于航空电子设备舱内。

23、优选的是，所述液压用户(7)包括飞控舵面作动器、起落架收放作动器、机轮刹车系统及前轮转弯系统中的至少一个；所述柱塞泵(1)为恒压变量柱塞泵。

24、优选的是，所述柱塞泵容积效率η存储于所述数据处理模块的存储器中，所述容积效率η为随转速n和温度变化的二维映射表数据，数据处理模块在计算q时根据当前转速和温度实时调用对应的η值。

25、优选的是，所述壳体温度传感器(5)的探测端浸入所述柱塞泵(1)壳体的回油腔或壳体泄油口处的油液中，以确保测量的温度为直接影响油液粘度的实际油温。

26、本发明能够以较高精度实时在线计算航空柱塞泵输出流量，不会因加装流量传感器等操作破坏系统的固有特性。

1.一种基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述采集计算装置(8)包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块及数据发送模块；

3.根据权利要求2所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述数据处理模块计算理论流量q采用的公式为：

4.根据权利要求3所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述数据处理模块还配置为计算实际输出流量q，计算公式为：

5.根据权利要求4所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述温度补偿量δq通过预先试验标定获得；所述数据处理模块内部预存有温度与补偿量的对应关系表，所述数据处理模块配置为根据所述壳体温度传感器(5)采集的当前温度，通过线性插值法查表获取对应的δq值。

6.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述斜盘角度传感器(4)为非接触式位移传感器或角位移传感器，其探头正对所述斜盘的表面或斜盘驱动机构的铰接点设置，以精确测量斜盘相对于零位的偏转角度δ。

7.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述传动轴转速传感器(3)为磁电式转速传感器或霍尔效应转速传感器，其感应端靠近所述传动轴(2)上的齿圈或键槽设置。

8.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述信号接收装置(9)包括以下至少一种：飞管计算机、数据管理系统、座舱显示装置；所述采集计算装置(8)通过总线与所述信号接收装置(9)连接。

9.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述采集计算装置(8)集成于航空电子设备的现有处理单元中，或作为独立的可更换模块安装于航空电子设备舱内。

10.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述液压用户(7)包括飞控舵面作动器、起落架收放作动器、机轮刹车系统及前轮转弯系统中的至少一个；所述柱塞泵(1)为恒压变量柱塞泵。

11.根据权利要求3所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述柱塞泵容积效率η存储于所述数据处理模块的存储器中，所述容积效率η为随转速n和温度变化的二维映射表数据，数据处理模块在计算q时根据当前转速和温度实时调用对应的η值。

12.根据权利要求1所述的基于转速与斜盘倾角的航空柱塞泵输出流量计算系统，其特征在于，所述壳体温度传感器(5)的探测端浸入所述柱塞泵(1)壳体的回油腔或壳体泄油口处的油液中，以确保测量的温度为直接影响油液粘度的实际油温。