起落架任意位置液压收放系统的制作方法

1.本实用新型属于飞机液压系统技术领域，是关于一种主要应用于控制航空器起落架任意位置收放的液压系统。


背景技术：

2.在飞机上的大部分动力收放系统几乎都是通过液压传动系统液压驱动的。液压技术之所以在航空领域得到如此广泛的应用，主要原因是液压驱动功率密度大、快速性好。起落架是飞机安全起飞、着陆以及地面机动的重要部件。其主要用于支撑机体、传递地面载荷；吸收着陆能量，并控制着陆过载；实现飞机停机、滑行、滑跑、转弯、刹车等地面机动；防止飞机地面共振和滑行、滑跑摆振；并在飞机非正常着陆情况下，保护尾梁不触地。飞机起落架液压系统是飞机的一个至关重要的组成部分，在飞机着陆及地面滑跑过程中起着举足轻重的作用。起飞收不上与接地收起等重要事件可能导致事故征候或事故。目前，国内、外飞机起落架的收放操纵都是通过液压系统来实现的。液压系统的液压油是在受调节、控制的状态下进行工作的，因此液压传动与传动控制联系得很紧密。液压系统工作时，液压泵把电机传来的回转式机械能转变成压力能，液压油被传输到执行机构，把液压油的压力能转变成为机械能输出。液压收放系统主要由收放作动筒、锁定装置和相应的控制阀组成。传统的起落架液压收放系统工作回路是由一些基本顺序回路和安全回路或者顺序阀和安全阀组成的。起落架正常收放时操纵机械手柄通过扇形轮及钢索打开液压选择阀油路控制起落架的收放手柄有“收上”、“放下”和“断开”3个位置正常收放由液压系统a供压收起落架时，如液压系统a有故障系统自动转换到液压系统b供压应急放下系统采用机械手柄带动钢索打开起落架上位锁依靠重力和气动力放下起落架前起落架和左、右主起落架分别对应2个应急放机械手柄，系统中设置有接近传感器控制盒处理起落架相关位置信息。末端阻尼模块在起落架收放过程中除了满足基本的收放功能外，为防止由于起落架上锁速度过快产生冲击，收放作动筒末端具有产生阻尼的功能。起落架的阻尼模块设计在液压作动筒内部，该模块主要由出油孔与阻尼孔组成。起落架正常收起时液压油通过阻尼孔与出油孔同时流出。当活塞运动至末端时，活塞盖住出油口，液压油只能通过阻尼孔流出。根据小孔节流原理通过设定阻尼孔的大小调整产生的阻尼的大小，从而控制起落架收上时的速度。节流模块起落架收放系统对作动部件的行程。作动筒阻尼孔和加速度范围都有一定的要求，因此在收放作动筒两端油路中均设置了节流孔与单向阀，分别用于调节起落架收起与放下过程的时间。在起落架收放过程中，高压油通过进油管路中的单向阀流入作动筒，而低压油则经过节流孔流回油箱，通过调整回油管路中的节流孔的大小调整起落架收起与放下的速度。压力维持模块飞机起落架收放系统属于间歇性工作系统，因此起落架大部分情况都是保持在某一种状态，通过压力维持模块可以使作动筒内部压力维持在设定大小，内部液压油可以吸收部分冲击力，以及在地面实验时起安全保护作用，该模块主要由单向阀、溢流阀与二位三通阀组成。当起落架处于待机状态时，二位三通阀将进出油管路均连通溢流阀，当作动筒内部压力小于溢流阀开启压力时，作动筒内部形成封闭系统，使作动筒处于保压状态。安
全模块在起落架液压泵与回油管路中设置了安全模块，用于保证起落架液压系统处于安全压力下工作，该模块由一个二位三通阀与一个溢流阀组成，通过二位三通阀可以控制起落架液压收放系统开关情况。当起落架液压系统工作时，溢流阀处于工作回路当中。当系统压力大于起落架液压系统的安全压力时溢流阀则被打开进行泄压，从而保证整个起落架液压系统在安全压力下工作。由于在起落架放下时，在液压力、重力和气动力的共同作用下，使其放下速度较快，作动筒活塞运动到终点时容易与外筒发生碰撞。起落架液压能源系统包括液压系统a、液压系统b及备用液压系统，液压系统额定工作压力为21mpa(主起落架)。起落架正常收放时操纵机械手柄通过扇形轮及钢索打开液压选择阀油路。控制起落架的收放手柄有“收上”、“放下”和“断开”3个位置，正常收放由液压系统a供压收起落架时，如液压系统a有故障，系统自动转换到液压系统b供压应急放下，系统采用机械手柄带动钢索打开起落架上位锁，依靠重力和气动力放下起落架前起落架和左、右主起落架分别对应应急放机械手柄，系统中设置有接近传感器控制盒处理起落架相关位置信息。齿板起落架收放控制手柄操纵钢索，手柄锁操控手柄。起落架位置信号主要有电气信号、机械指示信号和音响警告信号。电气信号是利用指示灯来指示起落架的位置的。不同的飞机其电气信号也有所不同。但一般的情况是:绿灯亮时表示起落架放下锁好，红灯亮表示起落架收放控制手柄的位置和起落架的位置不一致。音响警告信号为了提醒飞行员在着陆前放下起落架。飞机上一般都有着陆放起落架的警告设备。由于着陆前要放襟翼、收油门，所以警告信号往往与襟翼放出角度或油门杆角度相互关联。飞机在放下襟翼到一定角度后，若飞行员还没有放下起落架，仪表板上就有一个红色警告灯亮。当油门杆收到一定位置时，若起落架尚未放下，即自动接通警告喇叭。机械指示信号通常由指示杆、钢索和弹簧组成。指示杆由起落架通过钢索带动。起落架收起指示杆缩进机翼或机身内，起落架放下指示杆伸出。有些飞机用带刻度的机械指示器代替指示杆。指示器装在座舱内起落架收放时，它随之指示出起落架所处的位置。机械指示信号大多仅用于小型及老式飞机。
3.目前起落架收放回路基本上采用两种类型:一种用行程开关和电磁阀的顺序回路;另一种用顺序液压缸和触动式顺序阀的顺序回路。即用顺序液压缸和触动式顺序阀的回路,供压部分来的高压油通到电磁阀。当驾驶员将舱内起落架开关置于放下位置时,电磁阀切换至右位,高压油管先进入开锁液压缸(顺序液压缸)的无杆腔内推动活塞向外运动,打开上位锁,同时也打开了中间油路。从中间油路流出的高压油分成两路:一路经应急活门进入机轮护板液压缸的左腔,推动活塞向右运动,打开机轮护板;另一路经液压锁进入主起架液压缸左腔,推(右腔)出口处安装有一单向节流阀,起落架放下过程中单向阀处在关闭位置,回油只能经过节流阀流出。液压系统工作时，在有效承载面积一定的前提下，外界负载越大，所需的液压油压力越大，反之亦然。因此，系统的压力大小取决于外界负载，负载大，需要系统压力大；负载小，需要系统压力小。执行机构的运动速度取决于单位时间进入其容腔的液压油体积即流量。流量大，执行机构速度快，流量为零，执行机构不运动。液压系统的压力和外界负载，执行机构的速度和流量的关系是液压传动非常重要的工作特性。在能量转换和传递的过程中，由于存在机械摩擦、压力损失、泄漏损失，因而易使液压油发热和总效率降低；液压传动装置对工作介质的污染特别敏感，容易出现系统内漏和外漏，要求有良好的密封和过滤设施。根据系统的结构特点以及日常维护的统计发现，易发生内漏的部位是自由放下活门内部密封胶圈、作动筒活塞胶圈和液压泵内的高压单向活门。而易发
生外漏的部位是作动筒密封胶圈和液压软管折断或损伤。系统发生内漏或者外漏的典型故障有起落架收上到位后，泵电机不停止工作或断续工作；收上或放下时间过长超过规定的5～los等。这是由于系统内漏或外漏造成管路内的压力不能保持，当压力电门感受到压力下降后，不断接通液压泵电机电路，使得电机频繁工作，长时间这样工作还会造成电机损坏。故障统计发现，系统内漏和外漏故障占系统故障的55.5％，管路气塞次之，活门和压力电门失效最少，而系统内漏又在所有故障原因中比例最高。这反映了液压系统由于管路长、接头多、工作负荷大、工作频繁高，管路及附件极易发生泄漏。当活门不能正常打开时，作动筒两端的液压压力不平衡，使得起落架不能自由落下。该故障主要是由于活门使用疲劳造成，解决方法是更换该活门。压力电门安装在与液压泵安装支架组件相连的十字型接头上，通过检测收上管路压力来控制泵电机通断。其故障分为两种情况。一是作动压力变大，当收上管路压力达到1800psi,压力电门还没有切断电机电路，管路压力需要继续增加才能使电门关闭电机停止工作，故障表现为起落架收到位后电机不停止工作。另一情况是作动压力变小，当收上压力还未达到1800psi时，压力电门就切断了电机电路，故障表现为起落架在收上过程时间过长，甚至不能收到位。例如，在地面收放实验中，在收上起落架过程中发生泵电机断续工作情况，即经过多次接通、断开过程后起落架才能收上。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有起落架液压收放系统的不足之处，旨在提供一种运动和控制精度可靠，能够实现任意位置收放，并在需要位置可靠锁定的任意位置起落架液压收放系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种起落架任意位置液压收放系统，包括：通过油滤1连通两路组合阀2和分别与所述两路组合阀2连通的内外收放作动筒8、起落架上下收放缓冲作动筒11和位移传感器，其特征在于：两路组合阀2镜像对称，两路组合阀2通过油滤1相并联的液用电磁换向阀ⅰ和液用电磁换向阀ⅱ组成起落架任意位置收放液压控制回路；液用电磁换向阀ⅰ和液用电磁换向阀ⅱ将来自油滤1的液压油分为两路，一路通过液用电磁换向阀ⅰ连通内外收放作动筒8无杆腔，高压油通过进油管路中的单向阀流入内外收放作动筒8，驱动内外收放作动筒8活塞杆伸出，起落架向外放下，活塞杆缩回起落架向内收起；当起落架内外筒处于放下或收起位置时，液用电磁换向阀ⅰ通过活塞旁路上的位移传感器10给出到位信号，在需要位置控制内外收放作动筒8内置自带液压锁进行任意位置锁定或解锁；同理，另一路通过液用电磁阀ⅱ控制起落架上下收放缓冲作动筒11，实现起落架上下方向任意位置的缓冲收放。同时起落架上下收放带缓冲作动筒的有杆腔里的工作油液经过单向调速阀或电磁阀回到油箱。
6.本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：
7.本实用新型采用两路组合阀2镜像对称，两路组合阀2通过油滤1相并联的液用电磁换向阀ⅰ和液用电磁换向阀ⅱ，将来自油滤1的液压油分为两路，利用两路组合阀2内集成的液用电磁换向阀ⅰ、液用电磁换向阀ⅱ，分别单独控制起落架的内外收放和上下收放过程，实现对飞机起落架任意位置收放，并在关闭位置可靠锁定，单向节流阀使油液流出作动筒时有较大的液阻从而减少起落架放下速度和撞击。由于起落架收放开关置于收起位置电磁阀左端电磁铁通电，高压油进入起落架收放作动筒的无杆腔推动活塞，使起落架收起作
动筒有杆腔回油依次经过液压锁(此时高压油把液压锁打开)、单向阀、电磁阀回到油箱。试验结果表明，利用可以单独控制收放过程的两路组合阀协调工作，液压系统基本可靠性，工作部分满足各动作部件功能、可靠性能满足与工作部分协调一致。有效地提高了液压系统的响应特性、运动和控制精度以及其工作的可靠性。
附图说明
8.图1是本实用新型起落架液压收放系统的油路控制原理图。
9.图中：1油滤，2组合阀，3第一液控单向阀组，4第一液控单向阀，5第一单向调速阀，6第二单向调速阀，7内外收压力传感器，8内外收放作动筒，9内外收安全阀，10内外收位移检测传感器，11上下收放缓冲作动筒，12上下收放位移检测传感器,13上下收放压力传感器，14上下收放安全阀,15第三单向调速阀，16第四单向调速阀，17第二液控单向阀组，18第二液控单向阀。
10.下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本实用新型的保护范围。
具体实施方式
11.参阅图1在以下描述的优选实施例中，一种起落架任意位置液压收放系统，包括：通过油滤1连通两路组合阀2和分别与所述两路组合阀2连通的内外收放作动筒8、起落架上下收放缓冲作动筒11和位移传感器。两路组合阀2镜像对称，两路组合阀2通过油滤1相并联的液用电磁换向阀ⅰ和液用电磁换向阀ⅱ组成起落架任意位置收放液压控制回路；液用电磁换向阀ⅰ和液用电磁换向阀ⅱ将来自油滤1的液压油分为两路，一路通过液用电磁换向阀ⅰ连通内外收放作动筒8无杆腔，高压油通过进油管路中的单向阀流入内外收放作动筒8，驱动内外收放作动筒8活塞杆伸出，起落架向外放下，活塞杆缩回起落架向内收起；当起落架内外筒处于放下或收起位置时，液用电磁换向阀ⅰ通过活塞旁路上的位移传感器给出到位信号，在需要位置控制内外收放作动筒8内置自带液压锁进行任意位置锁定或解锁；同理，另一路通过液用电磁阀ⅱ控制起落架上下收放作动筒，实现起落架上下方向任意位置的缓冲收放，同时起落架作动筒的有杆腔里的工作油液经过单向调速阀或电磁阀回到油箱。
12.两路组合阀包括：控制起落架内外收放过程的液用电磁换向阀ⅰ和控制起落架上下收放过程的液用电磁换向阀ⅱ，其中，液用电磁换向阀ⅰ通过双向管路连通的第一液控单向阀组3和第一液控单向阀4，第一液控单向阀组3能够串联的单向阀连通第一单向调速阀5，第一单向调速阀5连通第一液控单向阀组3，通过油路旁通内外收压力传感器7连通内外收放作动筒无杆腔，第一液控单向阀4通过第二单向调速阀6通过油路旁通的内外收安全阀9连通内外收放作动筒8有杆腔；在起落架上下收放过程中，液用电磁阀ⅱ与液用电磁换向阀ⅰ一样，同样通过双向管路连通第二液控单向阀组17和第二液控单向阀18，第二液控单向阀组17通过串联的单向阀连通第四单向调速阀16，第四单向调速阀16连通第二液控单向阀18，通过第二油路旁通上下收放压力传感器连通上下收放缓冲作动筒11无杆腔，第二液控单向阀18通过第三单向调速阀15通过油路旁通上下收放安全阀连通上下收放缓冲作动筒11有杆腔。
13.起落架内外收放液压锁控制回路包括：同向布局的第一单向液控顺序单向阀组（3）第一液控单向阀4和第一单向调速阀5，其中第一单向液控顺序单向阀组（3）通过两个接通的叠加串并联的单向顺序弹簧阀a输入端并联另一支路上的第一液控单向阀4的a口，以及单向顺序弹簧阀a两个串通b口并联第一液控单向阀4对应b口，顺次串联第二单向调速阀可调节流阀，通过油路旁通内外收安全阀9连通内外收放作动筒8单活塞杆缸的有杆腔组成作动筒液压锁控制回路。其中第一液控单向阀组3串联两个液控单向阀，其中第一液控单向阀组3中两个液控单向阀串联接通，在液用电磁换向阀ⅰ接通内外收放作动筒8的两条液压管路中，液用电磁换向阀ⅰ分别通过第一液控单向阀组3a口和第一液控单向阀4a口连通，第一控单向阀组3的a口同时旁通至第一液控单向阀4的b口、第一液控单向阀4的a口同时旁通至第一液控单向阀组3的两个b口。所述液控单向阀包括阀体、压缩弹簧和控制活塞。回油由a口至b口始终可以流动。反方向上则被压缩弹簧和系统压力保持在阀座上。压力油控制活塞被推向y泄油口控制活塞的环形面积与a口隔离。该叠加式串联液控单向阀可用于关闭一个或两个工作油口，无泄漏持续时间长，稳定性好，油液从a到或b自由流通，反向则被截止，如果压力油作用在阀芯上，阀芯则向运动并推动钢球离开阀座，单向阀被控制油打开时，油可从a到b流通，压力在b腔卸荷，单向阀全部开启，为保证两个主单向阀在换向阀中位时能可靠的关闭，阀的a、b口与回油路连接。第一液控单向阀组3的两个b口和第一液控单向阀4的b口为控制油口，当控制油口供高压油时，液控单向阀内的控制活塞顶杆在压力下移动，顶开单向阀，使进出油路接通。当起落架内外收放至需要位置时，系统断压力油，液控单向阀关闭，内外收放作动筒内的液压油不能流动，使起落架停留在此位置，起动可靠液压锁定的功能。
14.同理，起落架上下收放液压锁控制回路包括：同向布局的第二液控单向阀组17和第二液控单向阀18，其中第一液控单向阀组（3）通过两个接通的叠加串并联的单向顺序弹簧阀a输入端并联另一支路上的第二液控单向阀18的a口，以及单向顺序弹簧阀a两个串通b口并联第二液控单向阀组17对应b口，顺次串联第二单向调速阀可调节流阀，通过油路旁通上下收放安全阀14连通上下收放缓冲作动筒11双活塞杆缸的有杆腔。其中第二液控单向阀组17中串联了两个接通的液控单向阀，在液用电磁换向阀ⅱ接通上下收放缓冲作动筒11的两条液压管路中，液用电磁换向阀ⅱ分别与第二液控单向阀组17的a口和第二液控单向阀18的a口连通，第二液控单向阀组17的a口的同时旁通至第二液控单向阀18的b口，第二液控单向阀18的a口同时旁通至第二液控单向阀组17两个b口。第二液控单向阀组17两个b口和第二液控单向阀18的b口为控制油口，当控制油口供高压油时，液控单向阀内的控制活塞顶杆在压力下移动，顶开单向阀，使进出油路接通。当起落架上下收放至需要位置时，系统断压力油，液控单向阀关闭，上下收放带缓冲作动筒内的液压油不能流动，使起落架停留在此位置，起动可靠液压锁定的功能。
15.第一单向调速阀5、第二单向调速阀6、第三单向调速阀15和第四单向调速阀16是在节流阀节流原理的基础上，在可调节流阀阀门内部结构上增设了一套压力补偿装置，以压力正比于流量导数的积分量，通过控制液流面积的大小来控制流量，改善的节流后压力损失，实现平衡调速功能。
16.内外收安全阀9、上下收放安全阀14是用液压单向节流阀和换向阀组成的平衡回路，w为液压缸的外负载，回油路上的单向节流阀在第二单向调速阀控制下处于切换调速状
态，液压源的压力油进人液压缸上腔，并导通液控单向阀，液压缸下腔的油液经节流阀、液控单向阀和换向阀排回油箱，活塞向下运动，当电磁铁1ya和2ya均断电使换向阀1处于中位时，液控单向阀迅速关闭，活塞立即停止运动；当电磁铁2ya通电使换向阀切换至右位时，压力油经单向阀进入液压缸下腔，使活塞向上运动。适当调节阀的开度，就可防止超速下降，换向阀处于中位时，液压缸进出口被封死，活塞可停住。这种平衡回路的锁定性好，工作可靠，节流阀可以防止因液压缸活塞下降中超速或出现液控单向阀时开时关带来的振动。
17.当给出起落架放下指令时，液用电磁换向阀ⅰ左位通电处于左位，压力油进入内外收放作动筒8无杆腔，同时进入第一液控单向阀4的b口打开液压锁，内外收放作动筒8有杆腔油液通过第二单向调速阀6的调速作用回油箱；当第三位移传感器10给出到位信号时，液用电磁换向阀ⅰ断电处于中位，液压锁关闭，油液封闭在管路中，内外收放作动筒8保持在某一位置；当给出起落架收起指令时，液用电磁换向阀ⅰ右位通电处于右位，压力油进入内外收放作动筒8有杆腔，同时进入第一液控单向阀组3的b口打开液压锁，内外收放作动筒8无杆腔油液通过第一单向调速阀5的调速作用回油箱，实现起落架内外收放过程。
18.当给出起落架放下指令时，液用电磁换向阀ⅱ左位通电处于左位，压力油进入上下收放缓冲作动筒11无杆腔，同时进入第二液控单向阀18的b口打开液压锁，上下收放缓冲作动筒11有杆腔油液通过第三单向调速阀15的调速作用回油箱；当第四位移传感器12给出到位信号时，液用电磁换向阀ⅱ断电处于中位，液压锁关闭，油液封闭在管路中，上下收放缓冲作动筒11保持在某一位置，若随着温度升高封闭的油压升高至设定值时，打开上下收放安全阀14泄压保护系统；当给出起落架收起指令时，液用电磁换向阀ⅱ右位通电处于右位，压力油进入上下收放缓冲作动筒11有杆腔，同时进入第二液控单向阀组17的b口打开液压锁，上下收放缓冲作动筒11无杆腔油液通过第四单向调速阀16的调速作用回油箱，实现起落架上下收放过程。
19.液用电磁换向阀ⅰ断电处于中位，液压锁关闭，油液封闭在管路中，若随着温度升高封闭的油压升高至设定值时，打开与内外收放作动筒8有杆腔并联的内外收安全阀9，泄压保护系统。
20.液用电磁换向阀ⅱ断电处于中位，液压锁关闭，油液封闭在管路中，若随着温度升高封闭的油压升高至设定值时，打开与上下收放缓冲作动筒11有杆腔并联的上下收放安全阀14，泄压保护系统。
21.以上所述为本实用新型较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明，然而本实用新型并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。