飞机刹车系统的蓄压器以及飞机刹车系统的制作方法

1.本发明涉及一种飞机刹车系统的蓄压器以及包括该蓄压器的飞机刹车系统。


背景技术：

2.目前，在飞机液压刹车系统中，普遍使用刹车蓄压器来作为备份能源，当飞机液压系统失效时，刹车蓄压器向刹车系统提供压力来进行刹车。通常而言，飞机刹车系统的蓄压器为中空圆柱状的封闭结构，该蓄压器的内部通过可活动的隔板划分成成气压部和液压部，该液压部接入刹车系统的液压管路中。当飞机刹车系统的液压系统正常提供压力(例如3000psi)时，蓄压器的气压部中的气体受压而储存压力。当液压系统失效而处于无压力状态或压力不正常的状态时，蓄压器中受压的气体推动隔板而为飞机刹车系统提供所需的压力。


技术实现要素：

3.发明所要解决的技术问题
4.一般而言，当飞机在飞行过程中时，其巡航高度处的室外气温较低，通常为
‑
55摄氏度左右。飞机从温度为25摄氏度左右的地面爬升至巡航高度后，蓄压器内气体的体积受环境温度降低的影响而缩小，从而压力减小。由于液压系统始终维持正常工作压力(如3000psi)，因此，液压系统会给蓄压器补充压力，即将液体补充到蓄压器的液压部，使得蓄压器的气压部内的气体体积变小。另一方面，当飞机从高空降落，温度从高空低温升高到地面常温，蓄压器内的气体的体积随着环境温度的升高而膨胀，若要维持蓄压器整体压力不升高，则需要排出部分液体，因此，一般会在与蓄压器的液压部相连的液压管路中安装热释压阀，将多余压力排出，从而防止蓄压器的内部压力过高而对刹车系统产生不良影响。
5.但如此一来，飞机刹车系统将同时包括热释压阀和蓄压器，整个系统显得较为复杂，并且，当热释压阀发生故障时，维修人员不得不先将蓄压器拆除再更换新的热释压阀，整个维修更换过程较复杂，因而维护人员的工作负担也较大。
6.此外，现有的蓄压器的气压部一端安装有压力表，但该压力表通常是纯机械模式的，没有通信功能，需要维护人员靠近通过肉眼进行观察。其结果是，当飞机在飞行过程中时，维护人员无法实时地了解蓄压器当前的工作情况。另外，当维护人员需要对蓄压器的内压情况进行确认时，往往需要将设置于蓄压器外部的壳体等结构拆除，往往费时费力，且工作效率较低。
7.解决技术问题所采用的技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明提供一种飞机刹车系统的蓄压器以及包括该蓄压器的飞机刹车系统，无需在该刹车系统中安装热释压阀，也能够使蓄压器的内部压力保持设定的恒压，从而能够节省元件和简化系统。与此同时，能够将蓄压器内的工作压力等信息远距离地发送给底面维护人员，使得维护人员能够实时地了解该蓄压器的工作状况，从而能够减轻维护人员的工作负担。
9.本发明第一观点的飞机刹车系统的蓄压器经由液压管路与所述飞机刹车系统的液压系统连接，所述蓄压器包括：
10.沿轴线延伸的筒状的外壳；以及
11.蓄压密封隔板，所述蓄压密封隔板以能够沿轴向移动的方式设置在所述外壳内，将所述外壳的内部空间分隔成气体腔室以及与所述液压管路连通的液体腔室，其中，
12.所述蓄压器还包括：
13.气体释压装置，所述气体释压装置安装在所述外壳的外部，用于释放所述气体腔室内因温度升高而膨胀的气体的压力以使所述气体腔室保持设定的恒压；
14.发电装置，所述发电装置与所述气体释压装置连接，将释放的压力转换成电力进行供给；以及
15.无线传感器装置，所述无线传感器装置与所述发电装置电连接以接收来自所述发电装置的电力。
16.根据上述结构可知，当飞机从巡航高度降落至地面时，所述蓄压器的气体腔室内的气体因外部环境温度的升高而膨胀，所述蓄压器通过气压释压装置来释放因温度升高而膨胀的气体腔室内的气体的压力，从而将所述蓄压器内的压力保持为事先设定好的恒压，因此，不需要在与所述蓄压器相连的液压管路中额外地设置热释压阀，也能够使所述蓄压器的内部保持恒压。此外，本发明的蓄压器还包括无线传感器装置和发电装置，所述发电装置将所述气体所释放的压力转换成电力供给至所述无线传感器装置，由此，通过该无线传感器装置，能够将蓄压器的压力等物理参数的信息远距离地发送给地面的维护人员。另外，如上所述的那样，由于通过发电装置将气体所释放的压力转换成电力而向无线传感器装置进行供给，因此，不需要消耗额外的电力，节省了刹车系统的整体电力消耗。
17.在本发明第一观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第二观点的蓄压器中，优选，所述气体释压装置包括中空的壳体、释压密封隔板以及弹力供给机构，所述释压密封隔板以能够移动的方式设置在所述壳体内，将所述壳体的内部空间分隔成与所述气体腔室连通的气体收容腔室以及与外部大气连通的压力维持腔室，所述弹力供给机构设置在所述压力维持腔室内且与所述释压密封隔板提供弹力，以使所述气体腔室维持所述设定的恒压。
18.根据上述结构可知，当所述蓄压器的气体腔室内的气体的体积因外部环境温度的升高而膨胀时，所述释压密封隔板向压力维持腔室一侧移动，在弹力供给机构的作用下，该释压密封隔板在新的位置处重新保持平衡，从而使蓄压器的气体腔室的内部压力始终保持设定的恒压。
19.在本发明第一观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第三观点的蓄压器中，优选所述设定的恒压为正常的工作压力。
20.在本发明第二观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第四观点的蓄压器中，优选所述发电装置与所述释压密封隔板连接，所述发电装置基于所述释压密封隔板的移动产生电力。
21.在本发明第一观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第五观点的蓄压器中，优选所述发电装置是直线发电装置。
22.在本发明第五观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第六观点的蓄压器中，优选所述直线发电装置是齿轮齿条装置。
23.在本发明第一观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第七观点的蓄压器中，优选所述发电装置是包括压敏材料的压力发电装置。
24.在本发明第二观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第八观点的蓄压器中，优选所述弹力供给机构是弹簧阻尼机构。
25.在本发明第一观点所述的蓄压器的基础上，在本发明第九观点的蓄压器中，优选，所述无线传感器装置包括传感器模块和无线发射模块，所述传感器模块用于检测所述气体腔室内的气体的物理参数，所述无线发射模块对检测出的物理参数进行发送。
26.此外，本发明还提供一种包括第一观点至第九观点中任一观点所述的飞机刹车系统。
27.发明效果
28.根据本发明，通过在飞机刹车系统的蓄压器设置气体释压装置、发电装置以及无线传感器装置，从而无需在该刹车系统中安装热释压阀，也能够使蓄压器的内部压力保持设定的恒压，从而能够节省元件和简化系统。与此同时，能够将蓄压器的压力等信息远距离地发送给底面维护人员，使得维护人员能够实时地了解该蓄压器的工作状况，从而能够减轻维护人员的工作负担。另外，如上所述的那样，由于通过发电装置将气体所释放的压力转换成电力而向无线传感器装置进行供给，因此，不需要消耗额外的电力，节省了刹车系统的整体电力消耗。
附图说明
29.图1是本发明一实施方式的飞机刹车系统的蓄压器的示意图。
30.图2是本发明一实施方式的蓄压器的气体释压装置的放大示意图。
31.图3是本发明一实施方式的蓄压器在飞行过程中的工作状况示意图。
32.符号说明
33.1 蓄压器；
34.2 外壳；
35.3 蓄压密封隔板；
36.4 液体腔室；
37.5 气体腔室；
38.6 气体释压装置；
39.7 无线传感器装置；
40.8 发电装置；
41.61 壳体；
42.62 释压密封隔板；
43.63 气体收容腔室；
44.64 压力维持腔室；
45.65 弹簧阻尼机构。
具体实施方式
46.【蓄压器1的结构】
47.以下，将结合图1和图2对本发明一实施方式的蓄压器1的结构进行说明。
48.如图1所示，本发明的蓄压器1包括沿轴线延伸的圆筒状的外壳2以及蓄压密封隔板3，该蓄压密封隔板3安装在外壳2的内部，其外周表面与外壳2的内表面紧贴，从而将外壳2的内部分隔成位于左侧且与飞机刹车系统的液压管路(未图示)连通的液体腔室4以及位于右侧的气体腔室5。在所述液体腔室4内填充有与飞机刹车系统的液压管路中的液体相同的工作液体，在所述气体腔室5内填充有工作气体。在位于两侧的所述工作液体与所述工作气体的压力差的作用下，所述蓄压密封隔板3能够在外壳2的内部沿轴向移动到新的平衡位置，从而使该蓄压器1的外壳2内部的工作压力与飞机刹车液压系统的工作压力一致，即处于正常的工作压力(例如3000psi)状态。
49.此外，如图1所示，本发明的蓄压器1还包括气体释压装置6以及无线传感器装置7，其中，所述气体释压装置6安装在所述外壳2的右侧端部且位于该外壳2的外部，更具体而言，该气体释压装置6设置成与外壳2内的气体腔室5连通，所述无线传感器装置7设置在外壳2的右侧端部以检测所述气压腔室5内的工作气体的物理参数。
50.图2将本发明一实施方式的蓄压器1的气体释压装置6的结构放大地示出。如图2所示，所述气体释压装置6包括中空的壳体61，在该壳体61的内部设置有释压密封隔板62，该释压密封隔板62的外周表面与该壳体61的内周面紧贴，从而将该壳体61的内部分隔成位于左侧且与气体腔室5连通的气体收容腔室63以及位于右侧且与外部大气连通的压力维持腔室64。所述气体收容腔室63收容来自气体腔室5的工作气体，所述压力维持腔室64的内部具有与外部大气相同的气体压力。
51.从图2可知，在所述压力维持腔室64内设置有作为弹力供给机构的弹簧阻尼机构65和发电装置8。其中，弹簧阻尼机构65的一端与释压密封隔板62连接，另一端与壳体61的右侧端部连接，发电装置8的一端与释压密封隔板62连接，另一端与无线传感器装置7电连接。通过上述设置，所述弹簧阻尼机构65能够向释压密封隔板62提供弹性力。由此，在左右两侧的气体压力差以及弹簧阻尼机构65的弹性力的作用下，所述释压密封隔板62能够沿轴向移动到新的平衡位置。其结果是，能够使蓄压器1的内部维持正常的工作压力。另一方面，作为所述发电装置8，例如可以是将释压密封隔板62的直线移动转换成电力的齿轮齿条装置这样的直线发电装置，也可以是基于压力发电的包括压敏材料的压力发电装置。并且，通过将发电装置8的另一端与无线传感器装置7电连接，从而将发电装置8所产生的电力供给至无线传感器装置7以使其工作。
52.所述无线传感器装置7包括传感器模块和无线发射模块，所述传感器模块用于检测蓄压器1的气压腔室5内的工作气体的例如压力等物理参数，并且将检测出的工作气体的物理参数信息传递给无线发射模块，所述无线发射模块将接收到的物理参数信息发送给地面的维护人员以向维护人员提供蓄压器的压力信息等。
53.在上述结构的基础上，以下将结合图3对本发明的蓄压器1在飞机飞行过程中的工作状况进行说明。
54.图3的(a)示出了飞机位于地面附近时的蓄压器1的工作状态。此时，蓄压器1内部的压力处于正常的工作压力，也就是说，蓄压器1内部的压力与液压系统中的工作压力始终保持相同，蓄压密封隔板3位于第一蓄压平衡位置，并且释压密封隔板62处于第一释压平衡位置。
55.图3的(b)示出了飞机从地面爬升至巡航高度时的蓄压器1的工作状态。当飞机从地面附近逐渐爬升至巡航高度时，机外的温度从例如25摄氏度降低至例如
‑
55摄氏度，气体腔室5内的工作气体的体积由于外部环境温度的降低而缩小，因而该工作气体的压力也随之变小。此时，由于液压系统始终维持正常的工作压力(例如3000psi)，因此，蓄压密封隔板3朝向气体腔室5一侧移动，与此同时，液压系统通过与该蓄压器1的液体腔室4连通的液压管路想该液体腔室4供给额外的工作液体。由此，使得蓄压器1内部的工作压力维持在正常的工作压力。此时，蓄压密封隔壁3沿轴向移动至第二蓄压平衡位置并且在该第二蓄压平衡位置处保持平衡。
56.图3的(c)示出了飞机从巡航高度下降至地面附近时的蓄压器1的工作状态。当飞机从巡航高度下降至地面附近时，机外的温度从例如
‑
55摄氏度升高至例如25摄氏度，气体腔室5内的工作气体的体积由于外部环境温度的升高而膨胀，因而该工作气体的压力也随之变大。此时，工作气体的膨胀推动释压密封隔板62沿轴向朝压力维持腔室64一侧移动，与此同时，弹簧阻尼机构65被压缩而产生更大的弹性力。最终，释压密封隔板62沿轴向移动至第二释压平衡位置，使得气体腔室5内的工作气体的压力与液体腔室4内的工作液体的压力即正常的工作压力相等。此外，发电装置8基于释压密封隔板62的移动而产生相应的电力，并将所产生的电力传输至无线传感器装置7以传感器模块使对蓄压器1内的压力等物理参数进行检测，随后通过无线发射模块将检测到的压力等物理参数的信息发送给地面的维护人员。
57.最后，当飞机降落时，飞机刹车系统开始工作，蓄压器1恢复初始的工作状态，即蓄压密封隔板3返回至第一蓄压平衡位置并且释压密封隔板62返回至第一释压平衡位置。
58.【技术作用及其效果】
59.根据本发明上述实施方式的蓄压器1，当飞机从巡航高度降落至地面时，所述蓄压器1的气体腔室5内的气体因外部环境温度的升高而膨胀，所述蓄压器1通过气压释压装置6来释放因温度升高而膨胀的气体腔室内的气体的压力，从而将所述蓄压器1内的压力保持为事先设定好的恒压即正常的工作压力。因此，不需要在与所述蓄压器1相连的液压管路中额外地设置热释压阀，也能够使所述蓄压器1的内部保持恒压，也就是说，在飞机刹车系统中可不必额外设置热释压阀。此外，本发明的蓄压器1还包括无线传感器装置7和发电装置8，所述发电装置8将所述气体所释放的压力转换成电力供给至所述无线传感器装置7，由此，通过该无线传感器装置7，能够将蓄压器1的压力等物理参数的信息远距离地发送给地面的维护人员。另外，如上所述的那样，由于通过发电装置8将气体所释放的压力转换成电力而向无线传感器装置进行供给，因此，不需要消耗额外的电力，节省了刹车系统的整体电力消耗。
60.【其他实施方式】
61.在上述实施方式中，对本发明的蓄压器1的结构进行了详细说明。不过，本发明的蓄压器1的结构并不限定于此。例如，在上述实施方式中，以包括中空的壳体、释压密封隔板以及弹力供给机构的气体释压装置6为例进行了说明，但不限于此，也可以是其他类型的气体释放装置，只要能够释放因温度提高而膨胀的气体的压力而使蓄压器内部的压力保持设定的恒压即可。另外，关于弹力供给机构，在上述实施方式中以弹簧阻尼机构65为例进行了说明，单不限定于此，只要是能够向释压密封隔板提供足够的弹性力的弹力供给机构即可。
62.此外，蓄压器优选还包括电动充气装置(未图示)，该电动充气装置由控制器以及受此控制器控制的电动充气泵组成。电动充气泵与蓄压器气体端相连，可以给气体端充气。控制器可集成在刹车系统控制器当中，也可独立。通过设置电动充气装置，能够在气体腔室5内的气体泄漏至外部的情况下，在对蓄压器1进行检修时补充相应的气体，从而保证气体腔室5内的气体的量处于预先设定的量。
63.此外，本发明在其范围内，能将各实施方式自由组合，或是将各实施方式适当变形、省略。