BR102022006721A2

BR102022006721A2 - Sistema para controlar um componente hidráulico, e, método para operar um componente hidráulico

Info

Publication number: BR102022006721A2
Application number: BR102022006721-0A
Authority: BR
Inventors: Colin Roger Harrison
Original assignee: Goodrich Actuation Systems Limited
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2022-12-27
Also published as: EP4102083A1; US20220397134A1; CA3151886A1

Abstract

E fornecido um sistema (10) para controlar um componente hidráulico (50). O sistema compreende um componente hidráulico (50) compreendendo uma lateral de abastecimento hidráulico (50S) e uma lateral de retomo hidráulico (50R), em que o componente compreende adicionalmente um vazamento controlado entre a lateral de abastecimento hidráulico (50S) e a lateral de retomo hidráulico (50R). O sistema compreende adicionalmente uma pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30), cada um configurado para fornecer seletivamente fluido hidráulico pressurizado ao componente (50), bem como um dispositivo (40) configurado para monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R). O sistema compreende um sistema de controle configurado para realizar uma rotina de verificação de integridade em um ou mais dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30), sendo que a rotina compreende as etapas de (A) conectar fluidamente um dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) com o componente (50) até (i) uma pressão predeterminada ser alcançada na lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou na lateral de retorno hidráulico (50R) e/ou (ii) uma quantidade predeterminada de tempo tenha passado; então (B) isolar o fluido hidráulico pressurizado no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e a lateral de retomo hidráulico (50R), de modo que o fluido hidráulico vaze da lateral de suprimento hidráulico (50S) para a lateral de retorno hidráulico (50R) através do vazamento controlado; (C) monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou a lateral de retorno hidráulico (50R) ao longo do tempo; e então (D) determinar se a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou a lateral de retorno hidráulico (50R) segue um padrão predeterminado ou esperado.

Description

SISTEMA PARA CONTROLAR UM COMPONENTE HIDRÁULICO, E, MÉTODO PARA OPERAR UM COMPONENTE HIDRÁULICO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema para controlar um componente hidráulico, em que o sistema é configurado para conectar múltiplos sistemas de abastecimento hidráulico (isto é, de diferentes fontes de fluido hidráulico) ao componente. A presente invenção pode ser usada em qualquer aplicação adequada onde múltiplos sistemas de abastecimento hidráulico são usados e seria particularmente aplicável a aplicações onde são usados abastecimentos hidráulicos de reserva (por exemplo, aeronaves).

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Sistemas de abastecimento hidráulico podem ser usados para fornecer fluido hidráulico para controlar ou acionar um componente. No contexto de uma aeronave, as superfícies de controle de voo (por exemplo) podem ser controladas desta maneira. Em tais situações, pode ser desejável fornecer múltiplos sistemas de abastecimento hidráulico para o componente. Isso garante que haja um suprimento reserva se um primeiro suprimento hidráulico não estiver disponível, por exemplo, devido a vazamento ou falha no sistema de suprimento hidráulico. Idealmente, ambos os suprimentos hidráulicos devem permanecer amplamente independentes, de modo que uma falha do componente, por exemplo, um vazamento, não seja passada entre os suprimentos.

[003] É desejável fornecer um sistema e método melhorados para realizar uma verificação de integridade em um sistema que compreende um componente acionado hidraulicamente, que pode (por exemplo) mitigar riscos ao comutar um sistema de abastecimento hidráulico e/ou comutar de um sistema de abastecimento hidráulico para outro.

SUMÁRIO

[004] De acordo com um aspecto da presente invenção, existe um sistema para controlar um componente hidráulico. O sistema compreende um componente hidráulico, uma pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico, um dispositivo e um sistema de controle. O componente hidráulico compreende uma lateral de abastecimento hidráulico, uma lateral de retorno hidráulico e um vazamento controlado entre a lateral de abastecimento hidráulico e a lateral de retorno hidráulico. A pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico é, cada um, configurada para fornecer seletivamente fluido hidráulico pressurizado ao componente. O sistema de controle é configurado para realizar uma rotina de verificação de integridade em um ou mais dos sistemas de abastecimento hidráulico. A rotina de verificação de integridade compreende: (A) conectar fluidamente um dos sistemas de abastecimento hidráulico com o componente até (i) uma pressão predeterminada ser alcançada na lateral de abastecimento hidráulico e/ou (ii) uma quantidade predeterminada de tempo ter passado; então (B) isolar o fluido hidráulico pressurizado no interior da lateral de abastecimento hidráulico e da lateral de retorno hidráulico, de modo que o fluido hidráulico vaze da lateral de abastecimento hidráulico para a lateral de retorno hidráulico por meio do vazamento controlado; (C) monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico e/ou da lateral de retorno hidráulico ao longo do tempo; e então (D) determinar se a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico e/ou da lateral de retorno hidráulico segue um padrão predeterminado ou esperado.

[005] De acordo com outro aspecto da presente invenção, existe um método para operar um componente hidráulico, em que o componente hidráulico compreende uma lateral de abastecimento hidráulico e uma lateral de retorno hidráulico, e um vazamento controlado é fornecido entre a lateral de abastecimento hidráulico e a lateral de retomo hidráulico, sendo que o método compreende: fornecer uma pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico, cada um configurado para fornecer seletivamente fluido hidráulico pressurizado ao componente e as etapas de: (A) conectar fluidamente um dos sistemas de abastecimento hidráulico ao componente até (i) uma pressão predeterminada ser alcançada na lateral de abastecimento hidráulico e/ou (ii) uma quantidade predeterminada de tempo passe; então (B) isolar o fluido hidráulico pressurizado no interior da lateral de abastecimento hidráulico e da lateral de retorno hidráulico, de modo que o fluido hidráulico vaze da lateral de abastecimento hidráulico para a lateral de retomo hidráulico por meio do vazamento controlado; (C) monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico e/ou da lateral de retorno hidráulico ao longo do tempo; e então (D) determinar se a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico e/ou da lateral de retorno hidráulico siga um padrão predeterminado ou esperado.

[006] Os seguintes recursos opcionais podem ser aplicados em qualquer um dos aspectos acima, que se referem à presente invenção como um sistema e subsequentemente um método (em que o sistema e o método podem ser reivindicados independentemente um do outro).

[007] Vazamento controlado é um termo usado em relação aos componentes acionados hidraulicamente que o versado na técnica compreenderia. O vazamento controlado entre as laterais de abastecimento e retorno de um componente pode compreender vazamento natural (por exemplo, através de um motor) e/ou compreender um dispositivo (por exemplo, sangria ou restritor/constrição de fluxo) que pode ser incluído no componente. No entanto, é fornecido, que o isolamento referido acima pode compreender a formação de um sistema hidráulico fechado compreendendo a lateral de abastecimento hidráulico e a lateral de retorno hidráulico, de modo que a pressão do fluido hidráulico se equalize ao longo do tempo entre as laterais de abastecimento e retorno em virtude do vazamento controlado.

[008] O isolamento pode compreender desconectar fluidamente o sistema de abastecimento hidráulico referido na etapa (A) do componente.

[009] Cada um dos sistemas de abastecimento hidráulico pode ser configurado para conectar seletivamente de forma fluida uma linha de abastecimento hidráulico à lateral de abastecimento hidráulico, e uma linha de retorno hidráulico à lateral de retorno hidráulico.

[0010] O sistema de controle pode ser configurado para controlar quais dos sistemas de abastecimento hidráulico estão conectados de forma fluida ao componente, por exemplo, usando uma ou mais válvulas.

[0011] Os padrões predeterminados ou esperados podem corresponder a uma equalização de pressão predeterminada ou esperada entre as linhas de abastecimento e retorno, como seria medido monitorando a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico e/ou da lateral de retorno hidráulico.

[0012] O sistema de controle pode ser configurado para executar a rotina de verificação de integridade quando o sistema estiver em um estado ativo e um primeiro dos sistemas de abastecimento hidráulico estiver fornecendo fluido hidráulico ao componente, em que antes da etapa (A) uma falha hidráulica é detectada e o sistema de controle desconecta fluidamente o primeiro dentre os sistemas de abastecimento hidráulico do componente e o sistema de abastecimento hidráulico referido na etapa (A) é um segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva.

[0013] O sistema de controle pode ser configurado para executar a rotina de verificação de integridade quando o sistema estiver em um estado inativo e nenhum dos sistemas de abastecimento hidráulico estiver fornecendo fluido hidráulico ao componente.

[0014] A rotina de verificação de integridade pode ser realizada repetidamente ao longo do tempo (por exemplo, periodicamente).

[0015] A etapa (D) pode compreender comparar a pressão monitorada ao longo do tempo da etapa (C) com uma curva de pressão-tempo e um ou mais dentre: determinar se o gradiente da curva, uma linha de melhor ajuste ou uma assintota esteja dentro de uma faixa permitida; determinar se um valor de pressão excede ou se enquadra abaixo de um valor limite; e determinar se um valor de pressão se enquadra fora de uma faixa permitida.

[0016] O sistema pode ser um sistema de aeronave em que o componente aciona uma superfície de controle de voo da aeronave.

[0017] O método pode compreender adicionalmente: antes da etapa (A), detectar uma falha no fornecimento de fluido hidráulico ao componente durante a operação e desconectar de forma fluida um primeiro sistema de abastecimento hidráulico primário do componente; e identificar um segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva e executar as etapas (A) a (D), em que o sistema de abastecimento hidráulico referido na etapa (A) é o segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva.

[0018] O método pode adicionalmente compreender realizar repetidamente as etapas (A) a (D) durante um estado inativo quando imediatamente antes da etapa (A) nenhum dos sistemas de abastecimento hidráulico estiver fornecendo fluido hidráulico ao componente.

[0019] A etapa (D) do método pode compreender comparar a pressão monitorada ao longo do tempo a partir da etapa (C) com uma curva de pressão-tempo.

[0020] Os recursos dos sistemas, dispositivos e métodos descritos neste documento podem ser usadas em várias combinações, de acordo com as modalidades descritas neste documento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS EIGURAS

[0021] Diversas modalidades serão agora descritas apenas a título de exemplo e com referência às figuras anexas, em que:
A Figura 1 mostra um sistema exemplificativa, de acordo com uma modalidade desta divulgação; e
A Figura 2 mostra curvas de pressão exemplificativas que podem indicar a integridade do sistema.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] A presente invenção refere-se a um sistema compreendendo um componente hidraulicamente controlado (por exemplo, acionado), que é controlado usando fluido fornecido à pressão por múltiplos sistemas de abastecimento de fluido hidráulico. O sistema pode ser um sistema crítico de segurança e/ou pode ser aplicado a qualquer situação em que seja necessário mitigar contra uma falha hidráulica (por exemplo, vazamento).

[0023] Com referência à Figura 1, o sistema 10 compreende um componente hidraulicamente controlado 50, que nesta modalidade ilustrativa é uma unidade de acionamento de energia ("PDU") que usa o fluido hidráulico para acionar o componente 50. O componente usado na presente invenção pode ser qualquer componente que é controlado ou acionado usando fluido hidráulico e não está limitado à PDU ilustrada.

[0024] O componente hidraulicamente controlado 50 compreende uma lateral de abastecimento 50S, compreendendo uma ou mais passagens de fluido que recebem fluido hidráulico pressurizado de uma fonte deste (por exemplo, uma linha de abastecimento) e uma lateral de retorno 50R compreendendo uma ou mais passagens de fluido que passam este fluido de volta para a fonte (por exemplo, uma linha de retomo), uma vez que o fluido hidráulico é usado para controlar/acionar o componente 50.

[0025] O sistema 10 compreende adicionalmente múltiplos sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30 (ou subsistemas) que fornecem fluido hidráulico para a PDU 50. Dois são mostrados na modalidade ilustrada, mas qualquer número pode ser usado, desde que haja uma pluralidade. Estes sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30 são isolados hidraulicamente uns dos outros, na medida em que compreendem linhas de abastecimento e retomo separadas 20S, 20R, 30S, 30R e bombas, reguladores, reservatórios, etc. (não mostrados).

[0026] Cada sistema de abastecimento hidráulieo 20, 30 compreende uma válvula de controle 26, 36 configurada para conectar seletivamente (e fluidamente) as linhas de abastecimento e retorno 20S, 20R, 30S, 30R do respectivo sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 com as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R da PDU 50.

[0027] Na Figura 1, ambas as válvulas de controle 26, 36 estão em uma posição fechada, o que significa que o sistema a jusante das válvulas de controle 26, 36 (incluindo as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R da PDU 50) são isoladas de ambos os sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30.

[0028] Para permitir que o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20 forneça fluido hidráulico para a PDU 50, a primeira válvula de controle 26 pode se mover para uma posição aberta para conectar as linhas de abastecimento e retorno 20S, 20R do primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20 com as laterais de abastecimento e retomo 50S, 50R da PDU 50. A segunda válvula de controle 36 pode permanecer na posição fechada.

[0029] Se o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20 falhar, a primeira válvula 26 pode ser movida para a sua posição fechada e a segunda válvula 36 movida para uma posição aberta, o que desconectaria de forma fluida o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20 da PDU 50 e conectaria o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30 à PDU 50. Isso garante um fornecimento de fluido hidráulico para a PDU 50.

[0030] Cada sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 pode compreender uma válvula solenoide 22, 32 configurada para ativar a válvula de controle 26, 36 acionar como uma válvula inativa. Na modalidade ilustrada, a saída de cada válvula solenoide 22, 32 é conectada à respectiva linha de retorno 20R, 30R do sistema de abastecimento hidráulico 20, 30. A saída das válvulas solenoides 22, 32 está operativamente conectada a uma entrada de sinal da respectiva válvula de controle 26, 36 por via de um restritor de abastecimento 24, 34. Cada válvula de controle 26, 36 é configurada para se mover de uma posição fechada para uma posição aberta sujeita à pressão sendo fornecida à entrada de sinal. A linha de retorno 20R, 30R fornece pressão insuficiente para a entrada de sinal para a válvula de controle 26, 36 abrir. Mediante o recebimento de um sinal elétrico, a válvula solenoide 22, 32 comuta, de modo que sua saída seja conectada à respectiva linha de abastecimento 20S, 30S. A linha de abastecimento 20S, 30S fornece uma pressão mais alta para a entrada de sinal da respectiva válvula de controle 26, 36 que seja suficiente para a válvula de controle 26, 36 se mover para a posição aberta. Assim, as linhas de abastecimento e retorno 20S, 20R, 30S, 30R do respectivo sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 estão conectadas de forma fluida às laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R da PDU 50.

[0031] O sistema 10 compreende adicionalmente um dispositivo 40, que é configurado para monitorar a pressão na lateral de abastecimento 50S da PDU 50. O dispositivo 40 pode compreender um indicador de pressão 42 que pode ser operativamente conectado à lateral de abastecimento 50S. Embora a modalidade ilustrada do dispositivo 40 monitore a lateral de abastecimento 50S usando um indicador de pressão 42, será reconhecido que monitorar a lateral de retorno 50R usando um indicador de pressão ou medir a diferença entre as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R com um sensor diferencial usando análise semelhante também seria possível.

[0032] O componente acionado hidraulicamente exemplificativo (PDU) 50 compreende pistões de freio 52 e um motor hidráulico 60, e é para uso em uma aeronave. Os pistões 52 são aeionados usando fluido hidráulico fornecido sob pressão em diferentes câmaras por meio de um solenoide de freio 54. Na modalidade ilustrada, a saída do solenoide de freio 54 é conectada à lateral de retomo 50R que não fornece pressão suficiente para ativar os pistões de freio 52. Quando a ativação dos pistões de freio 52 for desejada, o solenoide de freio 54 é configurado para alternar e conectar sua saída à lateral de abastecimento 50S, que por sua vez fornece pressão aos pistões de freio 52.

[0033] Da mesma forma, o motor 60 é acionado usando fluido hidráulico fornecido sob pressão para girar o motor 60 em uma direção específica através de uma servoválvula 58. Na modalidade ilustrada, a servoválvula 58 é fechada, de modo que nenhum torque é fornecido ao motor 60. Quando a rotação do motor 60 for desejada, a servoválvula 58 é configurada para abrir e fornecer pressão ao motor 60, de modo que ele gire na direção desejada.

[0034] Embora o componente acionado hidraulicamente 50 tenha sido descrito como uma PDU 50, conforme observado acima, a presente invenção não está limitada a qualquer componente acionado hidraulicamente específico 50 e qualquer um poderia ser usado para se beneficiar das vantagens estabelecidas neste documento.

[0035] Componentes acionados hidraulicamente 50 tipicamente compreendem um vazamento controlado entre as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R. Isso pode se dar com o uso od vazamento natural através de um motor (por exemplo, através do motor 60 na Figura 1). Alternativamente, ou adicionalmente, um restritor de sangria 56 pode ser incluído no componente 50 para fornecer o vazamento controlado. O vazamento controlado (por exemplo, restritor 56) é configurado para equalizar lentamente a pressão entre as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R quando o componente 50 for isolado de ambos os sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30 (isto é, ambas as válvulas de controle 26, 36 estão fechadas).

[0036] O sistema 10 compreende um controlador (não mostrado) configurado para controlar as várias válvulas e componentes 50. O controlador pode ser conectado às válvulas solenoides 22, 32 e configurado para se comunicar com o dispositivo 40. O controlador realiza uma série de instruções e análises, descritas em maior detalhe abaixo, que podem fornecer informações para fins de prognóstico e gerenciamento de integridade ("PHM") e/ou para realizar verificações de integridade individuais em cada sistema de abastecimento hidráulico 20, 30.

[0037] Antes do uso, o sistema 10 pode ser configurado conforme mostrado na Figura 1, em que as válvulas de controle 26, 36 estão na posição fechada, de modo que o componente 50 seja isolado de forma fluida de ambos os sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30. Em situações em que o sistema 10 não precisa estar ativo durante a operação, o sistema 10 pode permanecer nesta configuração. Se for necessário que o sistema 10 esteja ativo, ele realiza um procedimento de inicialização da seguinte forma.

[0038] Quando o sistema 10 iniciar, a primeira válvula solenoide 22 recebe um sinal apropriado, que pode ser do controlador ou de outra fonte. Na modalidade ilustrada, isso faz com que a primeira válvula solenoide 22 mude, de modo que sua saída seja conectada à primeira linha de abastecimento 20S, o que, por sua vez, faz com que a primeira válvula 26 se mova para sua posição aberta (conforme observado acima, este arranjo específico não é essencial). Assim, as primeiras linhas de abastecimento e retomo 20S, 20R estão conectadas de forma fluida às laterais de abastecimento e retomo 50S, 50R do componente 50, elevando-os a uma pressão operacional.

[0039] A pressão operacional fornecida pela linha de abastecimento 20S (e linha de abastecimento 30S se o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30 estiver conectado) à lateral de abastecimento 50S pode ser uma pressão constante com um valor entre 2000 psi (13,8 MPa) e 5000 psi (34,5 MPa) ou 3000 psi (20,7 MPa). A pressão operacional das linhas de retorno 20R, 30R e da lateral de retorno 50R do componente pode ser uma pressão constante com um valor entre 50psi (0,34 MPa) e 200 psi (1,38 MPa) ou 100 psi (0,69MPa). O volume da lateral de abastecimento 50S e a lateral de retorno 50R podem ser aproximadamente iguais. Estes valores são exemplificativos e podem, naturalmente, variar dependendo da aplicação.

[0040] Antes do componente 50 ser usado (isto é, antes da operação), o controlador pode ser usado para determinar a integridade de um dos sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30 (ou ambos sequencialmente) e do componente 50. A primeira etapa desta verificação de integridade é que o controlador transmita um sinal para ativar o sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 sendo verificado. Na modalidade ilustrada, isso significa transmitir um sinal para comutar a válvula solenoide 22, 32. O sinal alterna o solenoide 22, 32, de modo que a respectiva válvula de controle 26, 36 se mova para uma posição aberta, conforme discutido anteriormente. Isto traz o sistema a jusante da válvula 26, 36 até uma pressão em funcionamento, incluindo a lateral de abastecimento 50S do componente 50. Este aumento até uma pressão em funcionamento pode ser detectado pelo dispositivo 40.

[0041] Uma vez que o dispositivo 40 detecta o aumento da pressão em funcionamento (que pode corresponder a uma pressão limite), ou uma quantidade predeterminada de tempo passa, o controlador transmite um sinal apropriado para fechar a respectiva válvula de controle 26, 36, que isola o sistema a jusante da válvula 26, 36 do fornecimento hidráulico 20S, 30S. Como esta seção a jusante está agora isolada, o vazamento controlado (por exemplo, fluxo através do restritor 56) fará lentamente com que a pressão se equalize entre as laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R do componente 50.

[0042] Supondo que não haja vazamentos no sistema a jusante, a pressão em ambas as laterais 50S, 50R, neste exemplo, atingirá o mesmo valor nominal, por exemplo, em torno de 1500 psi (10,3 MPa). Este valor nominal depende do volume relativo e das pressões das laterais de abastecimento e retorno 50S, 50R.

[0043] O controlador é configurado para monitorar a pressão. Se a pressão não seguir um padrão predeterminado ou esperado (por exemplo, curva e/ou permanecer dentro de uma tolerância), o sistema 10 falhará na verificação de integridade. Por exemplo, o controlador pode determinar se a pressão reduz e repousa no valor nominal (esperado). Se a pressão não, e (por exemplo) continuar a cair, isso pode indicar um problema com o componente 50. Pode haver, por exemplo, um vazamento nas laterais de abastecimento ou retorno 50S, 50R destes. O controlador pode indicar isso ao operador, que pode então decidir sobre o curso de ação mais apropriado. Conforme observado abaixo, a pressão pode indicar um problema com o sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 em oposição ao componente 50 (ou ambos).

[0044] Uma vez que a verificação de integridade foi concluída para um dos sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30, o processo pode então ser repetido para cada sistema de abastecimento hidráulico 20, 30 no sistema 10 da mesma maneira. Isso pode fornecer informações adicionais ao operador.

[0045] A Figura 2 mostra exemplos de curvas de pressão-tempo que podem resultar das leituras do dispositivo 40 durante uma verificação de integridade. Estes não são exaustivos e vários tipos de curva podem formar um padrão predeterminado ou esperado, dependendo do sistema em questão. A presente invenção não está limitada a detectar uma falha, por exemplo, e pode ser usada para detectar uma falha (ou um tipo de falha), confirmar um sistema íntegro ou coletar informações de diagnóstico. Assim, as curvas de pressão-tempo podem ser indicativas de qualquer informação de integridade e não estão limitadas aos exemplos ilustrados.

[0046] O traço 2 mostra uma curva de pressão que indicaria que todos os subsistemas hidráuhcos 20, 30, 40 e 50 estão funcionando conforme pretendido. Primeiro, a pressão aumenta rapidamente para a pressão em funcionamento de cerca de 3000 psi (20,7 MPa) após a abertura da válvula de controle 26, 36. Em seguida, uma vez que a váivula de controle 26, 36 é fechada, a pressão diminui exponencialmente para a pressão de equilíbrio teórico de cerca de 1500 psi (10,3 MPa). Embora a pressão possa continuar a cair ligeiramente, o controlador pode levar a vazamentos internos e pequenos problemas de vedação (ou não).

[0047] O traço 4 mostra uma curva de pressão que é indicativa de um vazamento inaceitável. Novamente, a pressão inicialmente aumenta rapidamente para a pressão em funcionamento de cerca de 3000 psi (20,7 MPa). Após 0 fechamento da válvula 26, 36, a pressão cai abaixo da pressão de equilíbrio teórico em um gradiente maior do que a faixa permitida, que corresponde ao fluido vazando do sistema 10 a uma taxa em que a operação normal do sistema hidráulico não seja mais possível. Ao determinar a faixa permitida do gradiente de pressão, a temperatura de operação pode ser levada em consideração, uma vez que a pressão pode ser reduzida como resultado de temperaturas frias. Obviamente, outros fatores podem ser carregados no controlador, dependendo da situação em questão.

[0048] Os traços 1 e 3 mostram curvas de pressão que são indicativas de um vazamento da válvula de controle 26, 36. No Traço 1, após a válvula de controle 26, 36 ter sido instmída para fechar, a pressão permanece em tomo de 3000 psi (20,7 MPa), o que indicaria que uma das válvulas de controle 26, 36 está vazando na lateral de abastecimento. No Traço 3, após a válvula de controle 26, 36 ter sido instmída a fechar, a pressão cai e estabiliza em tomo de 100 psi (0,69 MPa), o que indicaria que uma das válvulas de controle 26, 36 está vazando na lateral de retorno.

[0049] Em situações em que o sistema 10 não precisa estar ativo durante a operação, as válvulas de controle 26, 36 permanecerão fechadas após a verificação de integridade. A seção a jusante isolada ainda deve reter alguma pressão e, portanto, o controlador pode continuar a monitorar essa pressão para avaliar periodicamente se a seção a jusante isolada do sistema 10 é desprovida de vazamentos.

[0050] Quando o sistema estiver ativo, o controlador pode realizar uma verificação de integridade para garantir que um sistema de suprimento hidráulico de reserva não seja ativado indesejavelmente. Esta é uma aplicação particularmente útil da tecnologia descrita neste documento. Por exemplo, o controlador pode detectar uma falha do sistema hidráulico, mas isso pode ser causado por um vazamento no interior do componente 50 em vez de um problema com o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 30. Neste caso, comutar para um sistema de suprimento hidráulico de reserva não ajudará (e simplesmente drenará esse sistema de fluido hidráulico).

[0051] Aplicando este exemplo à modalidade ilustrada, se o sistema 10 estiver ativo, então a primeira válvula de controle 26 pode ser aberta, de modo que o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20 forneça fluido pressurizado para a lateral de abastecimento 50S do componente 50. O dispositivo 40 deve ler uma pressão substancialmente constante igual à pressão em funcionamento da primeira linha de suprimento 20S.

[0052] O controlador monitorará o dispositivo 40 e procurará uma queda de pressão substancial que possa indicar uma falha hidráulica. Adicional, ou altemativamente, uma falha pode ser indicada por outra fonte. Uma vez que o controlador está ciente de uma falha, ele transmite um sinal para a primeira válvula solenoide 22 para fazer com que isso comute, de modo que a primeira válvula de controle 26 se mova para a posição fechada.

[0053] Neste cenário de falha, o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30 destina-se a funcionar como um backup para o primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20. No entanto, embora o controlador tenha identificado uma falha hidráulica, a causa da falha pode ser desconhecida. Se houver um vazamento na seção do sistema 10 a jusante das válvulas de controle 26, 36, ou se uma das válvulas de controle 26, 36 estiver vazando, então a ativação do sistema de abastecimento hidráulico secundário 30 pode simplesmente resultar em ambos os sistemas de abastecimento hidráulico 20, 30 sendo drenados de fluido. Portanto, a presente invenção pode incorporar o uso da verificação de integridade acima mencionada para determinar se a causa da falha hidráulica também afetará o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30.

[0054] Como tal, após a falha do primeiro sistema de abastecimento hidráulico 20, o controlador pode ser configurado para transmitir um sinal para a segunda válvula solenoide 32, de modo que a segunda válvula de controle 36 seja movida para sua posição aberta. Uma vez que o dispositivo 40 determina que a pressão aumentou para a pressão em funcionamento, o controlador é configurado para transmitir um sinal para a segunda válvula solenoide 32, de modo que a segunda válvula de controle 36 seja movida de volta para sua posição fechada. Isto isola a seção do sistema 10 a jusante da segunda válvula de controle 36. O controlador é então configurado para monitorar a pressão registrada pelo dispositivo 40 para determinar se a curva de pressão é indicativa de uma falha a montante da primeira válvula 26 (por exemplo, Traço 2 da Figura 2), uma falha das válvulas 26, 36 (por exemplo, Traços 1 ou 3 da Figura 2) ou uma falha a jusante da primeira válvula 26 (por exemplo, Traço 4 da Figura 2).

[0055] O controlador pode ser configurado para determinar que a falha hidráulica foi devido a um problema a montante da primeira válvula 26 (isto é, uma falha que não afetará o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30), caso em que o controlador é configurado para transmitir um sinal apropriado para abrir a segunda válvula de controle 36. O sistema 10 é então pressurizado novamente usando a pressão do segundo abastecimento hidráulico 30S para continuar a operação. Se o controlador determinar que a causa da falha hidráulica foi a jusante da primeira válvula de controle 26, ou devido a uma falha das próprias válvulas de controle 26, 36, o controlador pode ser configurado para manter as válvulas de controle 26, 36 fechadas, de modo que o segundo sistema de abastecimento hidráulico 30 não seja ativado. Isso pode ocorrer até que a confirmação seja recebida de uma fonte externa de que o problema foi corrigido.

Claims

Sistema (10) para controlar um componente hidráulico (50), caracterizado pelo fato de que compreende:
um componente hidráulico (50) compreendendo uma lateral de abastecimento hidráulico (50S) e uma lateral de retorno hidráulico (50R) e compreendendo um vazamento controlado entre a lateral de abastecimento hidráulico (50S) e a lateral de retorno hidráulico (50R);
uma pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30), cada um configurado para fornecer seletivamente fluido hidráulico pressurizado ao componente (50);
um dispositivo (40) configurado para monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R); e
um sistema de controle configurado para realizar uma rotina de verificação de integridade em um ou mais dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30), a rotina compreendendo as etapas de:
(A) conectar de forma fluida um dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) com o componente (50) até (i) uma pressão predeterminada ser alcançada na lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou na lateral de retorno hidráulico (50R), e/ou (ii) uma quantidade predeterminada de tempo tenha passado; então
(B) isolar o fluido hidráulico pressurizado no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e da lateral de retorno hidráulico (50R), de modo que o fluido hidráulico vaze da lateral de abastecimento hidráulico (50S) para a lateral de retorno hidráulico (50R) por meio do vazamento controlado;
(C) monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R) ao longo do tempo; e então (D) determinar se a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R) segue um padrão predeterminado ou esperado.
Sistema hidráulico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o isolamento compreende formar um sistema hidráulico fechado compreendendo a lateral de abastecimento hidráulico (50S) e a lateral de retorno hidráulico (50R), de modo que a pressão do fluido hidráulico se iguale ao longo do tempo entre as laterais de abastecimento e retorno (50S, 50R) em virtude do vazamento controlado.
Sistema hidráulico de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o isolamento compreende desconectar fluidamente o sistema de abastecimento hidráulico (20, 30) referido na etapa (A) do componente (50)
Sistema hidráulico de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que cada um dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) é configurado para conectar seletivamente de forma fluida uma linha de abastecimento hidráulico (20S, 30S) à lateral de abastecimento hidráulico (50S) e uma linha de retorno hidráulico (20R, 30R) à lateral de retorno hidráulico (50R)
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle é configurado para controlar quais dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) estão conectados de forma fluida ao componente (50), por exemplo, usando uma ou mais válvulas.
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os padrões predeterminados ou esperados correspondem a uma equalização de pressão predeterminada ou esperada entre as linhas de abastecimento e retorno (50S, 50R), como seria medido monitorando a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R).
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle é configurado para executar a rotina de verificação de integridade quando o sistema (10) estiver em um estado ativo e um primeiro (20) dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) estiver fornecendo fluido hidráulico ao componente (50), em que antes da etapa (A) uma falha hidráulica é detectada e 0 sistema de controle desconecta fluidamente o primeiro (20) dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) do componente (50) e o sistema de abastecimento hidráulico referido na etapa (A) é um segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva (30).
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle é configurado para executar a rotina de verificação de integridade quando o sistema (10) estiver em um estado inativo e nenhum dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) estiver fornecendo fluido hidráulico para o componente.
Sistema hidráulico de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a rotina de verificação de integridade é realizada repetidamente ao longo do tempo (por exemplo, periodicamente).
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa (D) compreende comparar a pressão monitorada ao longo do tempo a partir da etapa (C) com uma curva de tempo de pressão e um ou mais dentre:
determinar se o gradiente da curva, uma linha de melhor ajuste ou uma assintota está dentro de uma faixa permitida;
determinar se um valor de pressão excede ou se enquadra abaixo de um valor limite; e
determinar se um valor de pressão se enquadra fora de uma faixa permitida.
Sistema hidráulico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema é um sistema de aeronave e o componente (50) aciona uma superfície de controle de voo da aeronave.
Método para operar um componente hidráulico (50), caracterizado pelo fato de que o componente hidráulico (50) compreende uma lateral de abastecimento hidráulico (50S) e uma lateral de retorno hidráulico (50R), e um vazamento controlado é fornecido entre a lateral de abastecimento hidráulico (50S) e a lateral de retorno hidráulico (50R), o método compreendendo:
fornecer uma pluralidade de sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30), cada um configurado para fornecer seletivamente fluido hidráulico pressurizado ao componente (50),
e as etapas de:
- (A) conectar de forma fluida um dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) com o componente (50) até (i) uma pressão predeterminada ser alcançada na lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou na lateral de retorno hidráulico (50R), e/ou (ii) uma quantidade predeterminada de tempo tenha passado; então
- (B) isolar o fluido hidráulico pressurizado no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e da lateral de retorno hidráulico (50R), de modo que o fluido hidráulico vaze da lateral de abastecimento hidráulico (50S) para a lateral de retorno hidráulico (50R) por meio do vazamento controlado;
- (C) monitorar a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R) ao longo do tempo; e então
- (D) determinar se a pressão do fluido hidráulico no interior da lateral de abastecimento hidráulico (50S) e/ou da lateral de retorno hidráulico (50R) segue um padrão predeterminado ou esperado.
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
antes da etapa (A), detectar uma falha no fornecimento de fluido hidráulico ao componente (50) durante a operação e desconectar fluidamente um primeiro sistema de abastecimento hidráulico primário (20) do componente (50);
identificar um segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva (30) e executar as etapas (A) a (D), em que o sistema de abastecimento hidráulico referido na etapa (A) seja o segundo sistema de abastecimento hidráulico de reserva (30).
Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
realizar repetidamente as etapas (A) a (D) durante um estado inativo quando imediatamente antes da etapa (A) nenhum dos sistemas de abastecimento hidráulico (20, 30) estiver fornecendo fluido hidráulico ao componente.
Método de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a etapa (D) compreende comparar a pressão monitorada ao longo do tempo a partir da etapa (C) com uma curva de pressão-tempo.