旋翼航空器主减速器的电液控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种电液控制系统，特别涉及一种旋翼航空器主减速器的电液控制系统。


背景技术：

2.旋翼航空器包括直升机和自转旋翼机两种。而减速器作为旋翼航空器上的必不可少的部件，其具有与发动机传动相连的功率输入端以及与旋翼、尾桨附件传动轴相联的功率输出端，是直升机上主要传动部件之一，也是传动装置中最复杂、最大、最重要的一个部件。
3.电液控制系统是指在液压传动与控制中，能够接受模拟式或数字式信号，使输出的流量或压力边续成比例地受到控制的一种控制方法，其以操作方便、自动化程度高、工作平稳等优点，而被广泛应用到各类减速器润滑冷却以及实现档位变换的控制系统中。
4.而现有的旋翼航空器主减速器的电液控制系统的功能以润滑冷却为主，并不具备控制离合器的能力，故而不能实现对减速器档位的控制。此外，现有的旋翼航空减速器的电液控制系统多使用机械泵单独供油，而机械油泵排量大，且持续运转，会造成减速器扭矩损失，降低减速器工作效率。
5.此外，现有旋翼航空器主减速器的电液控制系统的多级冗余多依靠使用多个机械泵实现，如此设置在使得传动系统系统更为复杂的同时，也增加了传动系统的重量。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种旋翼航空主减速器的电液控制系统，以能够对主减速器进行冷却润滑的同时，也能够实现对离合器的控制。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种旋翼航空器主减速器的电液控制系统，包括至少对主减速器中的轴齿以及离合器进行润滑的润滑单元，以及至少用于驱使所述离合器动作的执行单元；
9.所述润滑单元包括进口与油底壳相连的润滑泵，连接在所述润滑泵出口的润滑油路，以及并联在所述润滑油路上的与轴齿润滑喷油管相连的轴齿润滑支路，和与离合器相连的离合器润滑支路，且在所述轴齿润滑支路和所述离合器润滑支路之间的所述润滑油路上设有比例压力电磁阀；
10.所述执行单元包括进口与所述油底壳相连的执行泵，以及连接在所述执行泵出口的执行油路，所述执行油路与所述离合器相连。
11.进一步的，所述润滑泵和/或所述执行泵的进口通过吸滤器与所述油底壳相连，所述吸滤器中设有金属碎屑探测器。
12.进一步的，所述润滑油路上并联有润滑泵限压阀，和/或，所述执行油路上并联有节流器，所述润滑泵限压阀和所述节流器的出口均与所述油底壳相连。
13.进一步的，所述润滑油路上设有依次布置的油冷却器和压滤器。
14.进一步的，所述油冷却器的两端并联有旁通油路，所述旁通油路上设有旁通电磁阀。
15.进一步的，所述离合器润滑支路上设有润滑压力传感器，所述润滑油路上设有位于所述油冷却器上游的开关电磁阀，所述开关电磁阀上连接有第一冗余油路；
16.所述第一冗余油路并联于所述轴齿润滑支路和所述离合器润滑支路之间的所述润滑油路上，且所述开关电磁阀动作，能够将所述润滑泵切换至与第一冗余油路连通。
17.进一步的，所述润滑油路上设有相邻于所述压滤器布置的第一单向阀，所述第一单向阀位于所述压滤器的下游。
18.进一步的，所述电液控制系统还包括进口与所述油底壳相连的冗余泵，所述冗余泵的出口连接有第二冗余油路，所述第二冗余油路并联于所述轴齿润滑支路和所述离合器润滑支路之间的所述润滑油路上，并在所述第二冗余油路上设有第二单向阀。
19.进一步的，所述执行油路上设有执行压力传感器，所述冗余泵的出口并联有第三冗余油路，所述第三冗余油路并联于所述执行油路上；所述第三冗余油路上设有第三单向阀，所述执行油路上设有位于所述第三冗余油路并联连接点上游的第四单向阀。
20.进一步的，所述润滑泵采用机械泵，所述执行泵和所述冗余泵采用电子泵，且所述冗余泵采用双级电子泵。
21.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
22.本发明所述的旋翼航空器主减速器的电液控制系统，通过设置有对主减速器中的轴齿以及离合器进行润滑的润滑单元，能够对主减速器中的轴齿以及离合器进行冷却及润滑，并且，通过设置用于驱使离合器动作的执行单元，也能够用于驱使离合器动作，实现对主减速器档位的调节，而可提升电液控制系统的实用性。
附图说明
23.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统的示意图；
25.图2为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统通过润滑油路对主减速器进行润滑时的油液流向示意图；
26.图3为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统通过第一冗余油路对主减速器进行润滑时的油液流向示意图；
27.图4为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统通过第二冗余油路对主减速器进行润滑时的油液流向示意图；
28.图5为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统通过执行油路对离合器进行控制时的油液流向示意图；
29.图6为本发明实施例所述的旋翼航空减速器的电液控制系统通过第三冗余油路对离合器进行控制时的油液流向示意图。
30.附图标记说明：
31.1、润滑泵；2、润滑油路；201、轴齿润滑支路；202、离合器润滑支路；3、油底壳；4、轴齿润滑喷油管；5、离合器润滑喷油管；
32.6、比例压力电磁阀；7、执行泵；8、执行油路；9、离合器；10、吸滤器；11、润滑泵限压阀；12、节流器；13、油冷却器；14、压滤器；
33.15、旁通油路；16、旁通电磁阀；17、润滑压力传感器；18、开关电磁阀；19、第一冗余油路；20、第一单向阀；21、第二单向阀；
34.22、第三单向阀；23、第四单向阀；24、冗余泵；25、第二冗余油路；26、油滤器；27、执行压力传感器；28、第三冗余油路；29、油位窗口；30、温度传感器。
具体实施方式
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
39.本发明涉及一种旋翼航空器主减速器的电液控制系统，包括至少对主减速器中的轴齿以及离合器9进行润滑的润滑单元，以及至少用于驱使离合器9动作的执行单元。
40.其中，润滑单元包括进口与油底壳3相连的润滑泵1，连接在润滑泵1出口的润滑油路2，以及并联在润滑油路2上的与轴齿润滑喷油管4相连的轴齿润滑支路201，和与离合器9相连的离合器润滑支路202，且在轴齿润滑支路201和离合器润滑支路202之间的润滑油路2上设有比例压力电磁阀6。执行单元包括进口与油底壳3相连的执行泵7，以及连接在执行泵7出口的执行油路8，执行油路8与离合器9相连。
41.基于上述的整体介绍，需要说明的是，本实施例中的电液控制系统中的润滑单元除能够对主减速器中的轴、齿轮以及离合器9进行润滑外，也能够对主减速器中其他需要润滑的元件进行润滑，如轴承等，只需在润滑油路2上设置有相应的润滑支路并于轴承等元件处设置有润滑用的喷油管即可。
42.当然，除了起到润滑的作用，本实施中的润滑单元还能够对主减速器中的轴、齿轮以及离合器9等元件进行冷却。此外，本实施例中执行单元除可驱使离合器9动作之外，也可控制其他元件进行动作，只需在执行泵7出口与需要动作的元件之间设置另外的执行油路8即可。
43.设置在轴齿润滑支路201和离合器润滑支路202之间的润滑油路2上的比例压力电磁阀6能够对轴齿润滑支路201与离合器润滑支路202的油液流量进行调节，控制轴齿润滑支路201和离合器润滑支路202上油液流量的分配。如图1中所示，本实施例中的比例压力电
磁阀6选用两位两通的比例压力电磁阀6，其具有使离合器润滑支路202处于连通或断开的两个工作位。当然，如有需要也可选用其他类型的比例压力电磁阀6。
44.在本实施例中，润滑泵1和执行泵7的进口均通过吸滤器10与油底壳3相连，且于吸滤器10中设有金属碎屑探测器。通过设置有细滤器能够对变速箱内的油液进行过滤，有助于提升油路内油液的清洁度。此外，本实施例中的金属碎屑探测器采用现有发动机或变速器润滑系统中常用的金属碎屑探测部件便可
45.在润滑油路2上并联有润滑泵限压阀11，且于执行油路8上并联有节流器12，润滑泵限压阀11和节流器12的出口均与油底壳3相连。如图1所示，润滑泵限压阀11靠近润滑泵1的出口处设置，通过于润滑油路2上设置有润滑泵限压阀11，能够对润滑泵1出油口出的压力进行限定，当润滑泵1出游口处润滑油路2中的油液压力过高时，润滑油路2内的部分油液则能够通过润滑泵限压阀11流回油底壳3内，进而减小润滑油路2内的压力，有利于提升润滑单元工作时的可靠性。
46.此外，通过于执行油路8上并联有节流器12，则能够对执行油路8内油液的压力进行调节，当执行油路8内油液压力过高时，执行油路8内的部分油液则能够通过节流器12流回至油底壳3内，进而降低执行油路8内油液的压力，有利于提升执行单元工作的可靠性。需要说明的是，本实施例中的润滑泵限压阀11可采用现有的液压系统中常用到单向阀，而本实施例中的节流器12则可选用现有技术中常用到的节流阀。
47.如图1所示，在润滑油路2上设有依次布置的油冷却器13和压滤器14。通过设置油冷却器13能够冷却润滑油路2中的油液，从而使油液维持在合适的工作温度。通过设置压滤器14则能够对润滑油路2内的油液进行精细过滤，从而进一步提升润滑油路2内油液的清洁度。作为优选的，在本实施例中，油冷却器13可选用风冷油冷却器13，此外，本实施例中的油冷却器13也可选用水冷式油冷却器13。
48.另外，在油冷却器13的两端并联有旁通油路15，且于旁通油路15上设有旁通电磁阀16。润滑油路2内的部分油液经旁通油路15后与经油冷却器13冷却后的油液汇合，通过设置旁通油路15，并与旁通油路15上设置有旁通电磁阀16，进而能够通过控制旁通油路15的通断，以便于对进入油冷却器13的油液流量进行控制，从而辅助油冷却器13进行工作，使润滑油路2内的油液处于合适的工作温度。此外，本实施例中的旁通电磁阀16选用两位两通电磁阀即可，其具有使旁通油路15连通和断开的两个工作位。
49.仍如图1所示，在离合器润滑支路202上设有润滑压力传感器17，且于润滑油路2上设有位于油冷却器13上游的开关电磁阀18，开关电磁阀18上连接有第一冗余油路19。第一冗余油路19并联于轴齿润滑支路201和离合器润滑支路202之间的润滑油路2上，且开关电磁阀18动作，能够将润滑泵1切换至与第一冗余油路19连通。
50.通过设置有润滑压力传感器17能够实时监测润滑油路2内油液的压力，从而判断该电液控制系统的工作是否出现异常。当润滑压力传感器17报警时，承接于外部控制单元的控制，开关电磁阀18的工作位能够转换，而使润滑泵1切换至与第一冗余油路19连通。且如图1中所示，本实施例中的开关电磁阀18选用两位三通开关电磁阀18即可，其具有使润滑泵1出口与油冷却器13连通的第一工作位，以及使润滑泵1出口与第一冗余油路19连通的第二工作位。
51.在本实施例中，在润滑油路2上设有相邻于压滤器14布置的第一单向阀20，且第一
单向阀20位于压滤器14的下游。通过设置有第一单向阀20，以防止在通过第一冗余油路19以及下述的第二冗余油路25向轴齿润滑支路201供油的过程中油液回流而影响该电液控制系统的工作效率。并且当切换至第一冗余油路19对轴齿及离合器9进行润滑亦或是采用下述的第二冗余油路25对离合器9及轴齿进行润滑时，能够防止轴齿润滑支路201及离合器润滑支路202内的油液流入润滑油路2中，而对离合器9及轴齿的冷却效果造成影响。
52.电液控制系统还包括进口与油底壳3相连的冗余泵24，冗余泵24的出口连接有第二冗余油路25，第二冗余油路25并联于轴齿润滑支路201和离合器润滑支路202之间的润滑油路2上，并在第二冗余油路25上设有第二单向阀21。通过第二单向阀21的设置，能够防止通过离合器润滑支路202及第一冗余油路19内的油液经第二冗余油路25回流至油底壳3内，而降低该电液控制系统的工作效率。
53.通过设置有第二冗余油路25，则当润滑压力传感器17报警，且第一冗余油路19无法使用时，则能够开启冗余泵24，冗余泵24的进口通过油滤器26和油底壳3内连通，通过第二冗余油路25对轴齿润滑支路201以及离合器润滑支路202输送油液，从而实现对轴齿及离合器9的润滑及冷却。
54.执行油路8上设有执行压力传感器27，冗余泵24的出口并联有第三冗余油路28，第三冗余油路28并联于执行油路8上。第三冗余油路28上设有第三单向阀22，执行油路8上设有位于第三冗余油路28并联连接点上游的第四单向阀23。
55.其中，执行压力传感器27能够实时监测执行油路8内的油液压力，判断该电液控制系统的工作是否出现异常，当执行压力传感器27报警时，则在外部控制单元的控制下，执行泵7则停止工作，而冗余泵24则开启工作，并向第三冗余油路28内输送油液，以控制离合器9的动作。
56.第三单向阀22的设置能够防止在通过第三冗余油路28向离合器9供油的过程中，油液通过执行油路8回流，而对离合器9的动作以及该电液控制系统的工作效率造成影响。而第四单向阀23的设置则能够防止在通过执行油路8向离合器9供油的过程中，油液通过第三冗余油路28回流，而对离合器9的动作以及该电液控制系统的工作效率造成影响。
57.此外，需要说明的是，本实施例中的润滑泵1采用机械泵，执行泵7和冗余泵24采用电子泵，且冗余泵24采用双级电子泵。如润滑泵1可为外啮合齿轮泵，执行泵7可为转子泵。通过采用机械泵和电子泵配合工作的供油方式，能够有效降低主减速器的复杂程度和扭矩损失，并提升主减速器的工作效率。此外，本实施例中的双级电子泵，为两级泵体共同组成的电子泵，可提供更大的流量及压力。
58.如图1中所示，本实施例中还设置有油位窗口29，油位窗口29设置在从油底壳3底部伸出的油液监测管路上，能够通过油位窗口29对油底壳3中油液余量进行观察，以便于及时对油底壳3内的油液进行补充。此外，在本实施例中还设置有温度传感器30，且温度传感器30的感应端与油底壳3的有液接触，而对油底壳3内的油液的温度进行测定。
59.该电液控制系统的润滑单元工作时，如图2所示，位于油底壳3内的油液经吸滤器10过滤后被润滑泵1泵送至润滑油路2内，此时开关电磁阀18处于第一工作位，位于润滑油路2内油液经开关电磁阀18后而被输送至油冷却器13内。
60.经油冷却器13冷却后的油液经压滤器14进行精细过滤并经过第一单向阀20后进入轴齿润滑支路201及离合器润滑支路202中，轴齿润滑支路201内的油液经轴齿润滑喷油
管4喷出而对主减速器内的轴齿进行润滑及冷却，离合器润滑支路202内的油液经位于离合器9位置的离合器润滑喷油管5对离合器9进行润滑及冷却。
61.当润滑单元中的元件出现故障致使润滑压力传感器17报警时，在外部控制单元的控制下，能够使开关电磁阀18动作切换至第二工作位，而使润滑泵1切换至与第一冗余油路19连通。
62.进而能够使润滑泵1泵取的油液经开关电磁阀18而进入第一冗余油路19内，如图3所示，进入第一冗余油路19内油液一部分经离合器润滑支路202并有离合器9喷油管喷出，而对离合器9进行润滑，另一部分经过比例压力电磁阀6而进入轴齿润滑支路201内，并经轴齿润滑喷油管4喷出而对主减速器内的轴、齿轮及轴承等元件起到润滑的作用。
63.此外，若润滑压力传感器17报警，且无法通过第一冗余油路19对主减速器的轴齿及离合器9进行润滑时，则可以通过第二冗余油路25对主减速器内的轴、齿轮以及离合器9等元件进行润滑。
64.如图4所示，此时润滑泵1则停止工作，并通过冗余泵24向第二冗余油路25内输送油液，位于第二冗余油路25内的部分油液经离合器润滑支路202，并从离合器9喷油管喷出而对离合器9进行润滑，位于第二冗余油路25内的其余油液则通过比例压力电磁阀6后进行轴齿润滑支路201，并通过轴齿润滑喷油管4喷出而对主减速器内的轴、齿轮等进行润滑。
65.该电液控制系统的执行单元工作时，如图5所示，位于油底壳3内的油液经吸滤器10过滤后而被执行泵7泵送至执行油路8内，执行油路8内的油液经第四单向阀23后进入离合器9而控制离合器9的动作。
66.当执行压力传感器27报警时，则能够通过第三冗余油路28向离合器9内供油，如图6所示，此时执行泵7则停止工作，油底壳3内的油液通过冗余泵24泵送至第三冗余油路28内，位于第三冗余油路28内的油液经第三单向阀22后进行离合器9而控制离合器9的动作。
67.需要说明的是，在通过第二冗余油路对主减速器进行润滑时，一般油底壳中的油位较低，因此对于离合器的换挡控制来说，此时其也是通过第三冗余油路对离合器进行控制的，也就是说，在此时刻，冗余泵24同时给轴齿润滑喷油管4、离合器润滑喷油管5以及离合器的换挡控制油路供油，以保证电液控制系统的正常工作。
68.此外，本实施例中的油液可选用现有技术中常用到的润滑油。而本实施例中的外部控制单元则可选用现有技术中常用到的tcu自动控制单元也即自动变速箱控制单元。
69.本实施例的旋翼航空器主减速器的电液控制系统，通过设置有对主减速器中的轴齿以及离合器9进行润滑的润滑单元，能够对主减速器中的轴齿以及离合器9进行冷却及润滑。此外，通过设置有用于驱使离合器9动作的执行单元，也能够通过驱使离合器9动作，实现对主减速器档位的调节，而可提升系统的实用性。
70.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。