CN104454723A - 一种起落架撑杆作动筒功能控制阀 - Google Patents

Abstract

一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，集液压锁和油液补偿功能于一体。当起落架放下时，在液压油作用下，功能控制阀可自动将撑杆作动筒油路转换为差动连接油路，从而实现起落架的快速放下；当起落架放下到位后，功能控制阀可将撑杆作动筒的回油路自动锁闭，从而使撑杆作动筒能够承受作用在起落架上的载荷；当起落架收起时，通过液控活塞打开液压锁使撑杆作动筒的回油路畅通，从而实现起落架的正常收起。本发明通过对液压锁和油液补偿装置进行功能性协调集成设计，在阀体内分别形成了相应的液压驱动功能腔，可实现对起落架撑杆作动筒功能状态的控制，简化了液压系统的结构，节约了空间，减轻了系统重量。

Description

一种起落架撑杆作动筒功能控制阀

技术领域

本发明涉及起落架撑杆作动筒，特别是一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，其可应用于空间布置及重量控制要求严格、带有液压锁功能和油液补偿功能的液压系统，如飞机起落架、传动装置等的液压系统。

背景技术

起落架撑杆作动筒的功用为：1、在起落架放下位置状态，通过作动筒的内置锁机构将起落架锁定，使起落架承受地面载荷；2、在液压作用下驱动起落架的收放。随着现代飞机起落架可靠性要求的不断提高，一般在撑杆作动筒内设置机械锁外，还需设置液压锁，这样机械锁和液压锁同时作用，可提高起落架锁定的可靠性。另外，撑杆作动筒一般为单杆双作用的结构形式，在相同流量液压油作用下，作动筒伸出比收回的速度要慢，这样就会影响起落架的收或放的速度。由此一般需在起落架收放系统中设置专用的液压阀，补偿进入到撑杆作动筒无杆腔的流量，提高起落架收或放的速度。

目前所见起落架撑杆作动筒，在实现液压锁功能和无杆腔油液补偿功能时，一般是通过两个独立的液压控制元件完成，这样会增加液压系统设计结构的复杂性，带来结构布局困难、重量增加、可靠性降低等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种集液压锁功能和油液补偿功能于一体的起落架撑杆作动筒功能控制阀。通过对液压锁和油液补偿装置进行功能协调集成设计，实现撑杆作动筒对起落架的快速放下功能和起落架放下后的支撑功能，简化液压系统设计结构，减轻系统重量，节约空间，提高系统可靠性及安全性。

为达上述目的，本发明提供的起落架撑杆作动筒功能控制阀包括中空的阀体，该阀体的一端由端盖封设，另一端设有与撑杆作动筒无杆腔连通的第一管嘴，该阀体的中部设有与液压系统连通的第二、三管嘴，该第二管嘴与端盖之间的阀体上设有与撑杆作动筒有杆腔连通的第四管嘴；

该端盖与该第二管嘴之间的阀体内腔内依次设有第一衬套、第一衬筒及第二衬套，该第一衬筒内设有梭形活门，该梭形活门与第一衬套之间设置第一弹簧，该第二管嘴与第二衬套外侧的阀体内腔直接连通，该第四管嘴与该第一衬筒内腔连通，且该梭形活门能在液压油和第一弹簧的共同作用下打开或封设第四管嘴，使系统液压油路经第二管嘴、第二衬套、第一衬筒、第四管嘴与撑杆作动筒有杆腔连通，或撑杆作动筒有杆腔经第一衬筒、第一衬套及设置于阀体上的液压油补偿孔与撑杆作动筒无杆腔连通形成一补偿油路； 

该第二管嘴与第一管嘴之间的阀体内腔内依次设液控活塞、第二衬筒，该第二衬筒内设有热膨胀活门，该热膨胀活门与第一管嘴之间设置第二弹簧，该热膨胀活门与液控活塞之间设置第三弹簧，该第二管嘴与液控活塞外侧的阀体内腔直接连通，该第三管嘴与该液控活塞内腔连通，且该液控活塞以在液压油和第三弹簧的共同作用下使热膨胀活门与第二衬筒之间打开或封设一间隙，使撑杆作动筒无杆腔经第一管嘴、第二衬筒、液控活塞内腔，第三管嘴与系统回油路连通或断开。

上述方案的进一步改进为，该热膨胀活门包括中空的活门外体，该活门外体的中部设有与第二衬套配合的密封面，该活门外体的内腔中设有与活门外体固定连接的弹簧座，该弹簧座后依次设有第四弹簧、钢球座、钢球、活门座及压套，且该钢球座的外径小于活门外体内腔，该弹簧座、第四弹簧、活门座及压套的中部中空，该钢球设于钢球座与活门座之间，当撑杆作动筒无杆腔油压超出第四弹簧的弹力时，钢球压缩第四弹簧，使撑杆作动筒无杆腔经第一管嘴、压套、活门座、弹簧座、液控活塞内腔、第三管嘴连通系统油路而形成一保护油路。

上述方案的进一步改进为，该梭形活门的两端分别形成第一、二密封锥面，该第一衬套与该梭形活门的接触端形成第一密封尖边，该第二衬套与该梭形活门的接触端形成第二密封尖边，该梭形活门分别通过第一、二密封锥面与第一、二密封尖边接触而形成密封状态。

上述方案的进一步改进为，该第二衬筒与该热膨胀活门的接触端形成第三密封尖边，该活门外体中部的密封面为第三密封锥面，该第第三密封尖边与第三密封锥面接触而形成密封状态。

上述方案的进一步改进为，该第一管嘴为直通管接头，该第二、三、四管嘴为弯管嘴。

本发明将具有油液补偿功能的梭形活门和带热膨胀活门的液压锁集成在同一构件内，在液压油作用下，液压锁的开闭和油液补偿功能的转换可自动协调动作，实现起落架撑杆作动筒的支撑功能和快速放下功能。

当起落架放下时，在液压油作用下，本发明功能控制阀可自动将撑杆作动筒油路转换为差动连接油路，从而实现起落架的快速放下；当起落架放下到位后，功能控制阀可将撑杆作动筒的回油路自动锁闭，从而使撑杆作动筒能够承受作用在起落架上的载荷；当起落架收起时，通过液控活塞打开液压锁使撑杆作动筒回油路畅通，从而实现起落架的正常收起；在起落架放下状态，由于撑杆作动筒内的液压油被封闭，此时若油温升高膨胀，撑杆作动筒的液压超出热膨胀活门设定的开启压力时，热膨胀活门会打开泄压，以防止撑杆作动筒内的压力过高而发生危险。

本发明工作原理为：如图1所示，第二、三管嘴6、18连接液压系统，第四管嘴5与供起落架收上的撑杆作动筒36的有杆腔Ⅰ连接，第一管嘴15与供起落架放下的撑杆作动筒36的无杆腔Ⅱ连接。

参见图3。当起落架需要收上时，系统供液压油从第二管嘴6进入阀内，推动梭形活门4克服第一弹簧3的力，使梭形活门4的第二密封锥面E离开第二衬套21的第二密封尖边D，在液压油的作用下，梭形活门4继续克服第一弹簧3的力移动至梭形活门4的第一密封锥面A与第一衬套2的第一密封尖边G接触并处于密封状态，此时，液压油便经阀体1的液压腔从第四管嘴5进入撑杆作动筒36的有杆腔Ⅰ；同时进入阀内的液压油推动液控活塞8克服第三弹簧9的力，推动活门外体28克服第二弹簧12的力使活门外体28的第三密封锥面C与第二衬筒10的第三密封尖边B之间分离形成供液压油流通的间隙，使撑杆作动筒36的无杆腔Ⅱ与系统回油路连通，即无杆腔Ⅱ的液压油从第一管嘴15经第三管嘴18回系统，撑杆作动筒36的活塞杆缩短进而带动起落架收起。当起落架收起到位供油系统泄压后，在第一弹簧3的作用下，使梭形活门4复位，梭形活门4的第二密封锥面E与第二衬套21的第二密封尖边D接触并处于密封状态，在第三弹簧9的作用下，液控活塞8复位；在第二弹簧12的作用下，热膨胀活门11复位，活门外体28的第三密封锥面C与第二衬筒10的第三密封尖边B接触并处于密封状态，即将撑杆作动筒36的油路自动锁闭。

参见图4，当起落架需要放下、撑杆作动筒36的活塞杆伸长时，系统供液压油从第三管嘴18进入阀内的液压腔，此时第二管嘴6内的液压油不参与工作，在液压油作用下，活门外体28克服第二弹簧12的力使活门外体28的第三密封锥面Ａ与第二衬筒10的第三密封尖边B之间分离形成供液压油流通的间隙，使撑杆作动筒36的无杆腔Ⅱ与系统供油路连通，同时，阀体自动将撑杆作动筒36的油路转换为差动连接油路，使撑杆作动筒36有杆腔Ⅰ的回油经第四管嘴5、第一衬筒22内的液压腔、阀体1上的油液补偿孔Ｆ，形成油液补偿回路，流入无杆腔Ⅱ的供油路，从而实现起落架的快速放下；当起落架放下到位供油系统泄压后，在第二弹簧12的作用下，活门外体28的第三密封锥面Ａ与第二衬筒10的第三密封尖边B接触并处于密封状态，即将撑杆作动筒36的油路自动锁闭，从而使撑杆作动筒36能够承受作用在起落架上的载荷。

当起落架处于放下位置时，由于阀中的液压锁锁闭使撑杆作动筒36无杆腔Ⅱ油路（在第二弹簧12的作用下，活门外体28的第三密封锥面Ａ与第二衬筒10的第三密封尖边B接触并处于密封状态），在无液压油进入阀的第四管嘴5时，撑杆作动筒36在外力的作用下不会缩短，即可与撑杆作动筒36的机械下位锁一起将起落架锁定在放下位置承载。

参见图5，当由于温度升高，撑杆作动筒36的无杆腔Ⅱ的压力超出热膨胀活门11中的钢球设定的开启压力时，在液压油的作用下，钢球32克服第四弹簧30的力与活门座33的第四密封尖边Ｈ脱离产生供液压油流通的间隙，即热膨胀活门11打开泄压，以防止撑杆作动筒36内的压力过高而发生危险。

与现有技术相比，本发明所具有的效果为：

本发明解决了起落架放下时对流量增大的需求，提高了起落架放下位置锁定承载的可靠性，以及消除了因液压油温度升高而导致压力增大造成的安全性危害，避免了独立结构件占用空间增大、重量增加、连接部位增多等不足，为飞机起落架撑杆作动筒的结构设计节省了空间，控制了重量。该型式的功能控制阀可应用于对空间布置及重量控制要求严格、并带有热膨胀活门液压锁功能和油液补偿功能的液压系统，如飞机起落架、传动装置等的液压系统。

该功能控制阀已应用于某飞机起落架撑杆作动筒的设计中。

附图说明

图1是本发明一种起落架撑杆作动筒功能控制阀（液压锁锁闭状态）结构及原理示意图。

图2是本发明一种起落架撑杆作动筒功能控制阀中的热膨胀活门结构示意图。

图3是本发明一种起落架撑杆作动筒功能控制阀供起落架收上时的工作原理示意图。

图4为本发明一种起落架撑杆作动筒功能控制阀供起落架放下油液补偿时的工作原理示意图。

图5为本发明一种起落架撑杆作动筒功能控制阀热膨胀活门打开时的工作原理示意图。

图中：1-阀体，2-第一衬套，3-第一弹簧，4-梭形活门，5-第四管嘴，6-第二管嘴，7、14、16、17、19、20、23、24、25、35-密封圈，8-液控活塞，9-第三弹簧，10-第二衬筒，11-热膨胀活门，12-第二弹簧，13-管接嘴，15-第一管嘴，18-第三管嘴，21-第二衬套，22-第一衬筒，26-堵塞，27-端盖，28-活门外体，29-弹簧座，30-第四弹簧，31-钢球座，32-钢球，33-活门座，34-压套，36-撑杆作动筒；Ⅰ-有杆腔，Ⅱ-无杆腔；A-第一密封锥面，B-第三密封尖边，C-第三密封锥面，D-第二密封尖边，E-第二密封锥面，F-油液补偿孔，G-第一密封尖边，H-第四密封尖边。

具体实施方式

如图1所示，本发明为将构成油液补偿功能的结构件与包括热膨胀活门11的液压锁结构件安装在同一阀体1内的功能控制阀，阀体1的底部设计有四个耳片孔，用于将功能控制阀固定在撑杆作动筒36的外筒上，阀体1径向圆柱孔中安装有第四管嘴5、第二管嘴6、第三管嘴18、第一管嘴15及密封圈7，该第四管嘴5、第二管嘴6、第三管嘴18为弯管嘴，该第一管嘴15为直通管嘴。阀体1轴向相通的圆柱孔一侧依次安装有端盖27、第一衬套2、第一衬筒22、第二衬套21，该第一衬筒22内设有梭形活门4，该梭形活门4与第一衬套2之间设置第一弹簧3，该第二管嘴6与第二衬套21外侧的阀体内腔直接连通，该第四管嘴5与该第一衬筒22内腔连通。梭形活门4设有用于密封配合的第一、二密封锥面A、E，第一、二衬套2、21分别设有用于密封配合的第一、二密封尖边G、D，用于开启和关闭油路。端盖27的外圆端面上设有与内盲孔相通的油槽，阀体1与端盖27的油槽配合部位设有径向及轴向与无杆腔Ⅱ的系统供油路相通的油液补偿孔F，形成了油液补偿装置；阀体1轴向圆柱孔的另一侧安装有液控活塞8、第三弹簧9、第二弹簧12、第二衬筒10、热膨胀活门11、管接嘴13、密封圈14、16、17、19，形成了带热膨胀活门11的液压锁，活门外体28与第二衬筒10分别设有用于密封配合的第三密封锥面C及第三密封尖边B，用于开启和关闭油路，热膨胀活门11内设有钢球锁，用于控制由于温度过高引起的压力过高开启而泄压。 

Claims (5)

1.一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，包括中空的阀体（1），其特征在于：

该阀体的一端由端盖（27）封设，另一端设有与撑杆作动筒（36）的无杆腔（Ⅱ）连通的第一管嘴（15），该阀体的中部设有与液压系统连通的第二、三管嘴（6、18），该第二管嘴与端盖之间的阀体上设有与撑杆作动筒有杆腔（Ⅰ）连通的第四管嘴（5）；

该端盖与该第二管嘴之间的阀体内腔内依次设有第一衬套（2）、第一衬筒（22）及第二衬套（21），该第一衬筒内设有梭形活门（4），该梭形活门与第一衬套之间设置第一弹簧（3），该第二管嘴与第二衬套外侧的阀体内腔直接连通，该第四管嘴与该第一衬筒内腔连通，且该梭形活门能在液压油和第一弹簧的共同作用下打开或封设第四管嘴，使系统液压油路经第二管嘴、第二衬套、第一衬筒、第四管嘴与撑杆作动筒有杆腔连通，或撑杆作动筒有杆腔经第一衬筒、第一衬套及设置于阀体和端盖上的液压油补偿孔（F）与撑杆作动筒无杆腔连通形成一补偿油路；

该第二管嘴与第一管嘴之间的阀体内腔内依次设液控活塞（8）、第二衬筒（10），该第二衬筒内设有热膨胀活门（11），该热膨胀活门与第一管嘴之间设置第二弹簧（12），该热膨胀活门与液控活塞之间设置第三弹簧（9），该第二管嘴与液控活塞外侧的阀体内腔直接连通，该第三管嘴与该液控活塞内腔连通，且该液控活塞以在液压油和第三弹簧的共同作用下使热膨胀活门与第二衬筒之间打开或封设一间隙，使撑杆作动筒无杆腔经第一管嘴、第二衬筒、液控活塞内腔，第三管嘴与系统回油路连通或断开。

2.根据权利要求1所述的一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，其特征在于，该热膨胀活门包括中空的活门外体（28），该活门外体的中部设有与第二衬套配合的密封面，该活门外体的内腔中设有与活门外体固定连接的弹簧座（29），该弹簧座后依次设有第四弹簧（30）、钢球座（31）、钢球（32）、活门座（33）及压套（34），且该钢球座的外径小于活门外体内腔，该弹簧座、第四弹簧、活门座及压套的中部中空，该钢球设于钢球座与活门座之间，当撑杆作动筒无杆腔油压超出第四弹簧的弹力时，钢球压缩第四弹簧，使撑杆作动筒无杆腔经第一管嘴、压套、活门座、弹簧座、液控活塞内腔、第三管嘴连通系统油路而形成一保护油路。

3.根据权利要求1所述的一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，其特征在于，该梭形活门的两端分别形成第一、二密封锥面（A、E），该第一衬套与该梭形活门的接触端形成第一密封尖边（G），该第二衬套与该梭形活门的接触端形成第二密封尖边（D），该梭形活门分别通过第一、二密封锥面与第一、二密封尖边接触而形成密封状态。

4.根据权利要求2所述的一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，其特征在于，该第二衬筒与该热膨胀活门的接触端形成第三密封尖边（B），该活门外体中部的密封面为第三密封锥面（C），该第三密封尖边与第三密封锥面接触而形成密封状态。

5.根据权利要求1所述的一种起落架撑杆作动筒功能控制阀，其特征在于，该第一管嘴为直通管接头，该第二、三、四管嘴为弯管嘴。