CN103573864A

CN103573864A - 航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统

Info

Publication number: CN103573864A
Application number: CN201310488495.2A
Authority: CN
Inventors: 冯光烁; 周明
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-02-12

Abstract

航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，属于航空活塞发动机传动系统领域。包括分离轴承和液压工作缸、高压油管、液压主缸、低压油管、储液罐、电动推杆、电控单元；分离轴承和液压工作缸组件空套于离合器从动轴外，一端经由分离轴承顶紧膜片弹簧的分离指，另一端通过液压工作缸的安装法兰进行定位和固定；液压工作缸经高压油管与液压主缸相通，液压主缸经低压油管与储液罐相通，液压主缸的活塞与电动推杆的丝杠相连。电动推杆根据电控单元的控制信号，推动液压主缸的活塞完成指定动作。本发明以液力方式进行力的传递和放大，以电动推杆作为动力源，根据工况对膜片式离合器进行闭环控制，有效克服膜片式离合器分离载荷的本质非线性特性。

Description

航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统

技术领域

本发明属于航空活塞发动机传动系统领域，特别涉及一种航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，具体地说，是航空活塞发动机所装配的膜片式离合器的一种电子控制的以液压为执行力的离合器操纵系统。

背景技术

航空活塞发动机在直升机、无人机等领域应用广泛。以航空活塞发动机为动力装置的直升机、无人机等飞行器，一般均选用离心式离合器或离心式离合器与超越离合器串联的动力输出方式，尚未见膜片式离合器在该领域的应用。

膜片式离合器轴向尺寸小、径向尺寸大，有利于在提高离合器传递扭矩能力的前提下减小离合器轴向尺寸，相应的有空间增加压盘的厚度，提高离合器热容量，且压盘上容易布局散热筋和通风孔等离合器散热设计；膜片弹簧压力均匀，从动盘受力和磨损均较均匀，使用寿命长；膜片弹簧的分离指兼具分离杠杆的作用，故膜片式离合器不需要专门的分离杠杆；与其它形式的摩擦离合器相比，膜片式离合器结构简单、重量轻，非常适于在航空领域的应用。

膜片式离合器根据分离时其分离指受力方向的不同，可以分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器。膜片式离合器的操纵机构目前主要有机械式操纵机构和液压式操纵机构两种形式。目前，膜片式离合器仅在地面车辆中得到了广泛应用。

德国专利DE102005039922A1和中国专利CN101248285B公开了一种借助于气动、液压或电力的伺服驱动装置操纵车辆的膜片弹簧离合器的设备，该设备通过调节器对伺服驱动装置进行控制。

发明内容

本发明将膜片式离合器应用于航空活塞发动机动力总成中，提供了一种航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统。

本发明采用的技术方案为：

该操作系统含有分离轴承和液压工作缸、高压油管、液压主缸、低压油管、储液罐、电动推杆以及电控单元，其中：

分离轴承和液压工作缸组成一个组件，该组件套装于离合器从动轴外，一端由分离轴承顶紧膜片式分离器的膜片弹簧的分离指，另一端通过液压工作缸的安装法兰进行定位和固定，液压工作缸经由高压油管与液压主缸相通；

液压主缸还经由低压油管与储液罐相通，液压主缸的活塞与电动推杆的丝杠相连；

电动推杆根据所述电控单元的控制信号，推动电动推杆的丝杠和与丝杠相连的液压主缸的活塞完成指定动作；

电控单元接收相关传感器信号和控制指令，完成控制算法的计算，控制电动推杆按照指定动作进行运动。

所述电动推杆为操纵系统的动力源，所述液压主缸和液压工作缸部件是操纵系统的力传递部件和力放大部件。

所述电控单元实现膜片式离合器的分离和结合的全工况闭环控制。

本发明的有益效果为：

与现有技术相比，本发明以液力方式进行力的传递和放大，以电动推杆作为动力源，方便布置，根据飞行器以及所装配的航空活塞发动机的工况对膜片式离合器进行闭环控制，有效克服膜片式离合器分离载荷的本质非线性特性。

附图说明

图1为航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统的整体连接关系示意图；

图2为航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统的具体部件组成示意图；

图3为航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统的控制系统基本架构；

图4为航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统的三维数模；

图5为航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统的爆炸图；

图6为膜片式离合器分离载荷特性曲线和压盘升程特性曲线；

图7为膜片弹簧载荷特性曲线。

图中标号：

1-飞轮；2-离合器压盘；3-膜片弹簧；4-分离轴承；5-液压工作缸；6-离合器从动轴；7-储液罐；8-电动推杆；9-液压主缸；10-低压油管；11-高压油管；12-从动盘。

具体实施方式

本发明提供了一种航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。

如图1～图5所示，离合器压盘2、膜片弹簧3和从动盘12组成膜片式离合器，该膜片式离合器安装于航空活塞发动机的飞轮1上。航空活塞发动机的输出扭矩经由飞轮1、从动盘12传递至离合器从动轴6，即传动系统的输入轴。

分离轴承4和液压工作缸5组成一个组件，空套于所述离合器从动轴6外，该组件的一端经由分离轴承4顶紧于膜片式离合器的膜片弹簧3的分离指，另一端通过液压工作缸5的安装法兰进行定位和固定，液压工作缸5经由所述高压油管11与所述液压主缸9相通。液压主缸9还经由低压油管10与储液罐7相通，且液压主缸9的活塞与电动推杆8的丝杠相连。电动推杆8根据所述电控单元的控制信号，推动电动推杆8的丝杠和与丝杠相连的液压主缸9的活塞完成指定动作。如图3所示，电控单元接收相关传感器信号和控制指令，完成控制算法的计算，控制所述电动推杆按照指定动作进行运动，这些相关传感器信号和控制指令包括航空发动机的转速信号、离合器从动轴的转速信号、电动推杆的丝杠位置信号以及其他的控制指令。

如图6和图7所示，膜片式离合器在从动盘12正常使用的磨损量范围内，膜片弹簧3的压紧力基本不会减小。但是，膜片式离合器的分离载荷特性具有很强的非线性，需要根据控制目标对膜片式离合器的分离行程进行闭环控制。电控单元实现所述膜片式离合器的分离和结合的全工况闭环控制，电动推杆8是操纵系统的动力源，液压主缸9和液压工作缸5等部件是操纵系统的力传递部件和力放大部件。

以上内容是结合具体的优选实施方案对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，其特征在于，该操作系统含有分离轴承（4）和液压工作缸（5）、高压油管（11）、液压主缸（9）、低压油管（10）、储液罐（7）、电动推杆（8）以及电控单元，其中：

分离轴承（4）和液压工作缸（5）组成一个组件，该组件套装于离合器从动轴（6）外，一端由分离轴承（4）顶紧膜片式分离器的膜片弹簧（3）的分离指，另一端通过液压工作缸（5）的安装法兰进行定位和固定，液压工作缸（5）经由高压油管（11）与液压主缸（9）相通；

液压主缸（9）还经由低压油管（8）与储液罐（7）相通，液压主缸（9）的活塞与电动推杆（8）的丝杠相连；

电动推杆（8）根据所述电控单元的控制信号，推动电动推杆（8）的丝杠和与丝杠相连的液压主缸（9）的活塞完成指定动作；

电控单元接收相关传感器信号和控制指令，完成控制算法的计算，控制电动推杆（8）按照指定动作进行运动。

2.根据权利要求1所述的航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，其特征在于，所述电动推杆（8）为操纵系统的动力源，所述液压主缸（9）和液压工作缸（5）部件是操纵系统的力传递部件和力放大部件。

3.根据权利要求1所述的航空活塞发动机膜片式离合器电控液力操纵系统，其特征在于，所述电控单元实现膜片式离合器的分离和结合的全工况闭环控制。