[发明专利]一种飞机电静液刹车作动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机刹车作动器。

背景技术

早期的飞机刹车系统直接借鉴了汽车的制动技术。20世纪20年代飞机上采用机械连杆式刹车系统，是一种以人力作为动力源的控制形式，和当时的汽车制动器如出一辙。到了30年代采用了气囊式制动系统，系统增加了直接作用的附件，在提高了刹车力的同时减轻了飞行员的操作负担，但控制形式还是手动操作为主。不久液压式刹车装置正式登上历史舞台，其控制方法和系统结构和以前相比有了很大的进步，主要体现在增加了冷气备份的双余度系统，控制系统由人脑控制变成了惯性传感器(开/关)控制形式。其缺点是飞机刹车系统油源管路长、对飞机结构约束较大、体积重量大、燃油总效率低下等。

近年来随着液压自身技术、计算机控制技术、电机技术和电力电子技术的发展出现了一种新型的电静液作动系统EHA(Electro Hydrostatic Actuator)。将电动机、液压泵、油箱、液压阀组、作动器、检测元件和控制器集成化、小型化，使得该新型集成一体化作动系统体积小并质轻高效，克服了传统液压系统固有的一些缺点，具有重大的理论意义和实用价值。电静液作动器具有较好的灵活性和适应能力，可充分发挥电子与液压两方面的优点，具有高精度和快速响应能力，但是目前的研究主要集中在飞机舵面电静液作动器的研究，对飞机刹车系统电静液作动器的研究极少。

发表于《计算机测量与控制》的文章《基于DSP的电动静液刹车控制系统研究》和发表于《测控技术》的文章《一种新型电静液作动飞机刹车系统》，均提出一种电静液刹车作动器结构，由控制器、直流电机(无刷直流电机)、定排量单向柱塞泵、增压油箱、安全阀、节流阀、2位3通换向阀、汽缸座活塞、单向阀、油滤和信号测量装置等组成。其缺点是系统效率很低(低于50％)，频响不高，不能长期实现起飞线刹车压力保持，体积重量大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种飞机电静液刹车作动器结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括压力指令接口、控制器、无刷直流电机、定排量双向柱塞泵、油滤、增压油箱、电磁阀控制单元、压力测量单元、安全阀、2位2通电磁阀、液压缸和刹车盘。

所述的无刷直流电机输出轴与定排量双向柱塞泵同轴相连并驱动定排量双向柱塞泵运转，增压油箱向定排量双向柱塞泵的入口提供初始压力，定排量双向柱塞泵的一个出口通过油滤和2位2通电磁阀连通液压缸，另一个出口通过油滤和安全阀连通2位2通电磁阀，2位2通电磁阀的吸合状态由电磁阀控制单元控制，实现刹车压力跟踪与起飞线刹车压力保压功能之间的切换，压力测量单元测量液压缸内部压力，并将压力信息传送给控制器进行压力闭环控制，控制器通过压力指令接口接收刹车压力指令，进而控制电磁阀控制单元和无刷直流电机，液压缸驱动刹车盘。

所述的增压油箱通过单向阀向定排量双向柱塞泵的入口提供初始压力。

所述的2位2通电磁阀在需要实现刹车压力跟踪功能时位于导通状态，液压缸内部的压力与定排量双向柱塞泵出口压力相同；当需要实现起飞线刹车压力保压功能时，2位2通电磁阀位于截止状态，液压缸内部的压力实现保持。

本发明的有益效果是：

1)将电机伺服技术和液压作动技术相结合，成功实现了功率电传；

2)系统结构简单，可以直接沿用传统液压传动系统中液压缸、活塞等部件，能够最大程度的维持原系统的设计和布局，易于与传统液压刹车机轮集成，有优良好的技术继承性；

3)效率高，频响高，可长期实现起飞线刹车压力保持，体积重量小；

4)液压油仅在作动系统内做局部内循环，漏油和油污等问题要远小于传统的集中式液压系统，减少飞机地勤维护工作量；

5)没有外部液压源，自带电机和油泵及液压部件，所有的液压装置被集成封装在一体。克服了传统的飞机刹车系统油源管路长、对飞机结构约束较大、体积重量大、燃油总效率低下等缺点。

附图说明

图1为电静液刹车系统原理框图。

图中，1—刹车指令，2—刹车控制器，3—电静液刹车作动器，4—刹车装置(刹车盘)，5—机轮，6—速度传感器。

图2为电静液刹车作动器结构图。

图中，7—压力指令接口，8—控制器，9—无刷直流电机，10—定排量双向柱塞泵，11—单向阀，12—油滤，13—增压油箱，14—电磁阀控制单元，15—压力测量单元，16—安全阀，17—2位2通电磁阀，18—液压缸。

图3为电静液刹车作动器控制结构框图。