CN104470333B - 一种兼容型飞机液冷设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种兼容型飞机液冷设备,适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷,主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成。控制器单元用于控制流量、压力、温度等,使其产生所需的流量、压力;液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路共用一个集中油箱和一套制冷单元而成;各组液压回路之间具有冗余设置;制冷单元为集中油箱进行旁路冷却,主要由热交换器、制冷压缩机、蒸发器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成。相比于现有技术,本发明能够通过在一个集中大油箱内设置多组并列的液压制冷回路,实现对多种机型飞机的适应性供油制冷。

Description

_种兼容型飞机液冷设备
技术领域
[0001 ]本发明属于航空保障设备,具体而言涉及一种兼容型液冷设备,设备包含机械、液压、电气三方面技术领域内容,涉及变流量控制、旁路冷却、压缩机制冷、大负载控制策略、 冗余设计等。背景技术
[0002] 随着我国航空和国防事业发展,飞机所含功能及性能都有不同程度的提高,其内部电子设备发热逐渐增加。设备自身散热不能满足设备的使用环境需求,因此需要冷却设备对飞机的内部电子设备进行冷却。飞机在飞行时由外部空气场和飞机内部的冷却设备共同进行冷却,但飞机着陆后的检查、检修、调试等情况时,需要外接冷却设备对其内部电子设备进行冷却。外接冷却设备通常以低温冷却液的形式进行热量交换和循环,因此业内称为液冷设备。
[0003] 液冷设备作为航空保障设备,通常伴随飞机的型号研制(通常不同型号飞机内部电子设备发热量是不同的),即一种型号飞机对应一种液冷设备。这种设计背景下,多种型号飞机对应了多种型号的液冷设备。随着我国飞机型号的增多,地面需要保障的液冷设备的型号也会不断增加,需要地面配套的保障设备的存放空间就将逐渐庞大,备件数量随设备数量的增加逐步增加,设备的维修维护成本也不断增大。这些情况都制约了飞机液冷设备的集约化发展。
[0004] 根据多种型号飞机需要配置多种型号冷却设备这样的问题,现需设计多种型号飞机兼容型液冷设备,即通过一台液冷设备即可保障多种型号飞机的液冷保障需求。兼容型液冷设备与以前的多型号液冷设备相比解决占用大量存放空间问题,减少了备件数量,降低了设备的维修维护成本。
[0005] 兼容型液冷设备虽有诸多好处,但在实际设计过程中需要解决如下问题:
[0006] 第一,传统针对单一型号飞机的液冷设备随飞机型号的定型,其所需冷却设备的流量、压力等参数也被确定下来,即传统液冷设备是定流量、压力的冷却设备,而兼容型液冷设备需满足多种型号飞机的使用需求,即满足多种流量、压力参数的使用需求。
[0007] 第二,在满足多种流量和压力参数的使用需求时应选择变流量控制,现有技术的液压变量控制一般采用比例阀控或比例栗控两种,但此两种方法均对油液清洁度有较高的要求,而飞机内对冷却介质的清洁度要求并不高,属于常规阀件的清洁度要求,采用比例阀或比例栗将人为提高冷却介质的清洁度使用要求,增加了设备的故障风险,因此需要低成本,同时又能实现变流量控制的措施。
[0008] 第三,由于传统液冷设备对应机型的单一性,其管路需求简单往往只有出液和回液一组管路,冷却组件布置于液冷设备的出液口附近对管路进行制冷;而兼容型液冷设备存在多种机型对应的多组管路,若延用此方法每组输出管路配置相应功率的冷却组件虽然可实现基本功能,但会带来设备体积庞大、设备成本高、效率底等问题,因此需要集中制冷措施。
[0009] 第四,在考虑改变制冷组件位置和方法,希望使用一组制冷组件满足多路管路输出的时候,会衍生对这组制冷组件的控制稳定性和温度控制精度的问题。
[0010] 第五,一台兼容型液冷设备代替多台传统液冷设备,对此兼容型液冷设备的可靠性必然提出更高的要求,需要考虑冗余设计保证设备长时间正常使用。发明内容
[0011] 本发明集中考虑上述诸多问题,提供一种兼容型飞机液冷设备。该设备通过改变制冷结构满足了多管路输出的需求;同时,该设备配置多功能型控制系统,通过改变流量控制策略实现了对多配套机型的个性化冷却流量控制,实现了兼容型液冷设备的多方面控制。
[0012] 本发明采取的技术方案是:
[0013] —种兼容型液冷设备,适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷,其特征在于:主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成;其中,
[0014] 所述控制器单元用于接收操作面板信号,采集管路流量、压力、温度等各种传感信号,对液压单元和制冷单元进行模拟量和数字量信号输入,经过逻辑运算后控制液压单元的电机转速和电控阀件,使其产生所需的流量、压力;根据管路温度,控制压缩机的制冷量, 使其满足管路油液出口温度的要求;
[0015] 所述液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路,共用一个集中油箱和一套制冷单元而成;各组液压回路之间具有冗余设置;每一组液压回路包括电机、液压栗、控制阀组及管路,所述控制器单元根据采集的流量、温度和压力控制电机的转速;
[0016] 所述制冷单元为所述集中油箱进行旁路冷却,主要由热交换器、制冷压缩机、冷凝器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成,所述控制器单元根据采集的温度控制制冷压缩机的制冷量。
[0017] 进一步讲,所述液压单元中的单组液压回路的结构是,包括一电机,所述电机驱动连接液压栗,液压栗的出口连接到去油管路,输出一定压力的制冷液,所述去油管路上顺序设置有过滤器、单向阀和换向阀,去油管路通过换向阀去油通路连接到飞机的进油口;飞机的出油口连接回油管路,回油管路通过换向阀的回油通路回到油箱;在去油管路上还设置有溢流阀;在去油管路接近飞机进油口处设置有流量计、温度传感器、压力传感器,在回油管路接近飞机出油口处设置有温度传感器,所述控制器单元连接流量计、温度传感器、压力传感器,采集流量、压力和温度信号,同时所述控制器单元根据设定的流量值目标值经过程序计算,得出电机的输出转速,通过驱动电源控制电机的转速,以此调整回路流量。
[0018] 进一步讲,所述控制器单元计算调整液压回路流量的方法是,通过操作面板选择飞机型号对应的输出流量目标值,或手动输入“输出流量”的目标值,输出流量目标值实时输入控制器单元,控制器单元通过进油口流量计实时采集当前流量,然后与目标流量进行比对,形成控制电机转速的电控信号;电机转速电控信号输入到驱动电源,驱动电源改变电机驱动参数,驱动电机改变其转速,电机通过联轴器带动栗改变转速,从而改变栗的输出流量;输出流量通过换向阀到达流量计,流量计再把流量信息改变为电信号反馈给控制器;控制器根据新的流量值再与目标值比较计算生成新的电机转速控制信号,周而复始,进行流量调整,直至当前流量值与目标流量值相同为止。
[0019] 进一步讲,所述控制器单元还根据飞机出油口温度调整输出流量。
[0020] 进一步讲,当所述控制器单元检测到去油管路温度和回油管路温度差值大于预设值时,或当回油管路温度高于回油管路温度目标值时,通过驱动电源改变电机转速,调整输出流量。
[0021] 进一步讲,各组液压回路之间通过带有截止阀的管路相互连接,实现冗余。
[0022] 进一步讲,所述制冷单元包括一电机栗组,栗组的进液端接进所述集中油箱,所述电机栗组的输出端与过滤器相连,过滤器输出端与热交换器外循环进口相连,所述热交换器外循环出口接进所述集中油箱;所述热交换器的冷却模块的输出端连接到气液分离器, 气液分离器连接到制冷压缩机进口端,所述制冷压缩机出口端连接到冷凝器,冷凝器的出口端连接到贮液器,贮液器的出口连接到气液转换器,气液转换器再接到热交换器的冷却模块的输入端。
[0023] 进一步讲,所述制冷单元的温度控制方法是:控制器内设定确定机型的回油管路温度目标值,通过出口温度传感器检测当前回油管路温度,通过进、出口温度传感器计算去、回油管路温差,然后控制器根据回油管路目标温度与实际回油管路温度的差值,以及去、回油管路温度差值,模拟一系列制冷量控制规律曲线,控制器根据回油管路目标温度与实际回油管路温度的差值,以及去、回口管路温度差值选取适用的控制曲线,控制制冷量。
[0024] 进一步讲,所述配电单元主要由整流模块、配电模块和开关器件组成,配电单元将外部电源接入,通过整流模块和配电模块,将外部电源的三相380V/50HZ电能转化为设备各部分需要的电;控制器单元接收操作面板的控制指令,通过控制开关器件的分合实现对各部分的供电;所述配电模块向液压单元的电机调速器及液压栗供电,配电模块还向制冷单元的压缩机供电;整流模块向控制器、操作面板等提供直流电源。[〇〇25]进一步讲,所述操作面板主要为人机交互界面,主要由按钮、旋钮、操作键盘、指示灯、液晶屏、控制板、外部框架组成。
[0026] 相比于现有飞机电子设备冷却技术,本发明的主要有益效果是:
[0027] 1、本发明能够通过在一个集中大油箱内设置多组并列的液压制冷回路,实现对多种机型飞机的适应性供油制冷。
[0028] 2、在每一组液压制冷回路上都设置流量计温度计等,通过控制器的信号采集和运算,可以对各组回路分别实现变流量控制,解决了传统液冷设备不能配套多型飞机的问。
[0029] 3、在单组液压制冷回路的流量控制措施上,采用改变电机转速的方式控制流量输出值,相比于现有技术采用的比例栗或比例阀调整流量的方式,无需对电机、栗、阀等作出特殊要求,降低了工作等级,使设备的成本降低,工作环境的适应性增强。
[0030] 4、本发明只需要在集中油箱内设置一套制冷系统即可只需要对油箱油液制冷,gp 可实现对所有机型的制冷,而现有技术是在各个单机组管路上设置制冷元件,相比于现有技术,本发明更具有节能和通用的优点。附图说明
[0031] 图1是本发明液冷设备的系统框图;[〇〇32]图2是液压单元的控制原理图;
[0033]图3是液压单元中关于流量控制的原理图;
[0034]图4是制冷单元的控制原理图;[〇〇35]图5是制冷单元中关于温度控制的原理图;
[0036]图6是控制器单元根据管路进出口温度及预设的出口温度,模拟出的控制规律曲线图;[〇〇37]图7是整套设备的配电原理图。具体实施方式[〇〇38]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
[0039] 本发明的兼容型液冷设备的系统框图见图1所示,主要由:配电单元1、控制器单元 2、操作面板3、液压单元4、制冷单元5及配备一些必要的油、气、电管路组成。
[0040] 配电单元1的作用是将外部电源进行变压、整流,并分配给控制器单元、液压单元、 制冷单元和装载车,以驱动各部分运行。其主要由整流模块、交流接触器、断路器、继电器、 驱动器等电气元件组成。
[0041] 控制器单元2用于接收操作面板信号、采集管路流量、压力、温度等各种传感信号, 对液压单元和制冷单元进行模拟量和数字量信号输入,经过逻辑运算后控制液压单元的电机转速和电控阀件,使其产生所需的流量、压力和温度;根据管路温度,控制压缩机的制冷量,使其满足管路油液出口温度的要求;控制电机启动时的缓冲启动;控制操作面板的状态显示。其主要由各PLC模块组成。[〇〇42]操作面板3主要为人机交互界面。其主要由按钮、旋钮、操作键盘、指示灯、液晶屏、 控制板、外部框架等组成。
[0043] 液压单元4贮存有制冷液并可向飞机提供规定流量和压力的制冷液。其主要由电机栗组、控制阀组、油箱及其附件组成。
[0044] 制冷单元5可根据控制器单元提供的制冷量信号值进行制冷液制冷。其主要由制冷压缩机、冷凝器、贮存器、膨胀阀、气液分离器、热交换器等组成。
[0045] 胶管卷盘组可容纳多组液压软管,软管在人工辅助下可自动收回,软管也可停留在被拉出的任意位置。其主要由卷盘架、卷簧、旋转接头、管路等组成。
[0046] 装载车可提供车辆行走和驻留时的各种接口,在被牵引时可实现车辆行走。其主要由车架安装底座、万向节、车轮、牵引环、系留环等组成。
[0047] 下面着重对本发明的主体液压单元4和制冷单元5进行详细介绍。
[0048] 液压单元4
[0049] 图2给出的液压系统结构图中,只展现了其中的两组液压回路,实际中可能会有多组,供应更多型号的机组。液压单元主要通过各组液压回路实现对多个机组的冷却液供给。
[0050] 以左侧单路液压回路为例进行液压原理简述。电机2-1驱动液压栗1-1工作,液压栗1-1将集中油箱17内的制冷液加压到一定压力并输出到过滤器3-1。溢流阀4-1可调节系统压力,若外部负载过大,系统压力升高到指定压力后压力不再上升,多于的流量将通过溢流阀4-1返回油箱。高压制冷液经过过滤器3-1过滤后到换向阀5-1。换向阀5-1可改变制冷液的流动方向,当不需要向飞机供液时制冷液可通过换向阀5-1返回油箱,当需要向飞机供液时换向阀5-1电磁铁得电可将制冷液通过流量计6-1、温度传感器7-1、压力传感器8-1、软管卷盘9-1至飞机,飞机冷却箱的入、出口上分别设置有快速接头10-1、10-2。从飞机返回的制冷液通过温度传感器7-2、换向阀5-1返回油箱。这仅仅是一条单路液压回路。
[0051]右侧为另一单路液压回路,结构原理与左侧的一样,这一路可为其它机型飞机供液。然而这两路液压回路甚至更多条回路也可以协同工作,实现两路或多路液压回路的相互冗余,为更大需求量的飞机机型同步提供供给,或当其中某一路液压回路出现故障时,由另一支回路顶替其工作,这种措施可通过在各单路液压回路的供油主干道之间连接带有截止阀16的管路实现,当需要补给时打开截止阀16,否则关闭。[〇〇52]由此可见,这些单路回路可以共用一个油箱,而各组回路可以只独立为自己的机型供液,也可在这共同的环境下协调作战,这种结构模式可以大大简化系统的构成,为设备节约空间,同时也减少成本,提高了设备的通用性。[〇〇53]图中最右侧的回路是为冷却循环所用,电机12带动液压栗13工作,液压栗13将油箱内的已经温升的制冷液加压到一定压力并通过过滤器14到制冷单元。制冷液经制冷单元制冷(降温)后返回油箱。溢流阀15可控制制冷循环压力。为避免油箱在特殊环境下的极度冷却,优选的,还在油箱中设置了补充加热装置。
[0054]在本发明所提供的液压单元中,因为要控制不同飞机机型的供给量,所以在一个集中的大油箱下,分别独立的控制各个单路回路的流量将成为关键。[〇〇55] 流量控制技术
[0056]传统型液冷设备针对特定型号飞机设计,流量控制常使用的比例栗或比例阀必须为清洁度要求高的产品,这无疑为设备增加了成本。如果元件选择为通用电机配置定量栗和常规液压阀件组合,虽然定量栗和常规液压阀件对制冷液污染物等级要求较低,符合飞机对制冷液污染物等级低的要求,但定量栗按飞机最大发热量进行设计并始终对飞机以恒定流量输出制冷液,飞机内部管路和换热器受冲击较大,影响其使用寿命;同时定量栗仅能实现定量供给,输出的压力和流量为定值,也不符合便流量供应的需求。[〇〇57]本发明兼容型液冷设备需满足多型号飞机使用需求,因此需考虑变流量输出,同时在变流量输出时还不能对飞机管路和换热器产生冲击,还必须在变流量输出时不增加对制冷液污染物等级的要求。
[0058] 鉴于上述设计要求,本发明提供独特的液压流量控制方法,见图3所示。电机和液压栗、控制阀组都可以使用常规的产品,对液压栗、控制阀组无特殊要求。
[0059] 仍以左侧一路液压回路为例介绍,流量控制分两个主要环节:
[0060] (1)第一个环节为改变当前输出流量至目标流量值[0061 ]通过操作面板选择飞机型号即对应输出流量值目标值,或手动输入“输出流量”的目标值;输出流量目标值实时输入控制器单元2,同时控制器实时采集流量计6-1的输出流量信号;控制器内对目标值和当前流量值进行比较计算,并形成控制电机2-1转速的电控信号;电机转速电控信号输入驱动电源18,驱动电源改变电机驱动参数(频率或电压),驱动电机2-1改变其转速;电机2-1通过联轴器带动栗1-1改变转速,从而改变栗的输出流量,即改变液压系统流量。系统流量通过换向阀5-1到达流量计6-1,流量计6-1把流量信息改变为电信号再反馈给控制器;控制器根据新的流量值再与目标值比较计算生成新的电机转速控制信号;以上为一个循环,周而复始,进行流量调整,直至当前流量值与目标流量值相同为止。 [〇〇62] (2)第二个环节为根据制冷需求增加输出流量
[0063]因为是提供制冷液,所以仅仅控制流量达到目标值还不够,在制冷过程中,制冷液会随飞机发热量增加而增加,控制器初期根据所选择飞机型号控制液冷装置以某恒定流量输出,然而当额定流量不足以满足制冷需求时,必须加大制冷量,加大制冷流量是措施之一。当控制器实时检测到去路和回路的温度传感器7-1、7-2的温差超过预定值时,控制器将增加输出流量目标值,使液冷设备输出流量增加以平衡飞机产生的发热量直至温度传感器 7-U7-2的温差恢复到预定值。根据温度调整的流量值依然采用控制电机转速的方式实现, 只有当流量满足目标值且也满足温度预设值的情况下,才算是完成了流量的最佳控制。为了以防流量过大而使飞机冷却箱容量不够,将流量的初始目标值设定为低于冷却箱容量值。
[0064] 当然,现有流量控制常使用的比例栗或比例阀控制方法也能实现流量控制,但是成本较高。
[0065] 另外,上面提到加大制冷液流量是加速制冷的措施之一;而降低制冷液温度,也是加大制冷的措施之一,此时可以不用改变制冷流量,而仅改变制冷液温度,这在后面的温度控制技术可以看到介绍。
[0066] 制冷单元5
[0067] 制冷技术是指为集中油箱17的油液提供的旁路冷却。由于传统液冷设备针对特定型号飞机设计,因此一般只有一组管路输出即出油和进油。根据此特点传统液冷设备将制冷单元布置于液压管路循环的输出管路处,它将管路内的制冷液进行制冷,再与飞机内部热交换器进行热交换。此方法适用于单机组管路输出,若兼容型液冷设备(多组管路输出) 采用此方法,在每组输出管路配置相应功率的冷却组件虽然可实现基本功能但会带来设备体积庞大、设备成本高、效率底等问题。因此在使用多管路输出的兼容型液冷设备上,应考虑采用共用的一组制冷单元对制冷液进行制冷且满足多管路输出需求。
[0068] 图4所示是本发明提供的旁路冷却制冷单元5原理图。左侧为制冷液管路与飞机的液压回路,不详述;右侧回路为旁路冷却回路,其目的是降低油箱内制冷液的温度。电机栗组19抽动油箱内的制冷液至过滤器20,经过滤器过滤的制冷液经过热交换器21回到油箱; 溢流阀22设定管路内制冷液的最高压力,当压力超过时溢流回油箱。以上为制冷的最基本单元,然而热交换器21作为制冷源则成为制冷技术的关键。热交换器21自身的冷却模块连接到一压缩机制冷装置,该装置包括制冷压缩机23、冷凝器24、贮液器25、气液转换器26、气液分离器27。制冷压缩机23将气态制冷剂压缩成液态制冷剂,气液转换器使液体温度上升, 经冷凝器24带走液态制冷剂的热量,相对冷的制冷剂经过贮液器25至气液转换器26,在制冷剂从液态转换成气态过程中,气态制冷剂温度大幅降低,进入热交换器21与油箱内的油液进行热交换以降低油箱油液的温度,然后气态制冷剂经气液分离器27回到制冷压缩机完成一个制冷循环。
[0069] 旁路冷却的方法为:按图4所示,控制器内设定回油管路温度的目标值;通过温度传感器检测当前环境温度值、计算去、回油管路温差;通过目标温度与回油管路温度的差值,以及参考当前环境温度值和去、回油管路温差进行控制器算法编译形成特定制冷控制信号。制冷控制信号控制压缩机执行功率,即控制制冷量;若环境温度高、去、回油管路温差大则制冷量增大;若环境温度底、去、回油管路温差小则制冷量减小。制冷压缩机形成的制冷介质通过热交换器与油箱内制冷液进行热交换,即对油箱内的飞机制冷液进行冷却;循环检测温度信号和调整制冷量,至目标温度值与回油管路温度值温差小于规定范围。
[0070] 温度控制技术
[0071] 与冷却相关联的技术指标当然是温度,制冷技术的关建是温度的稳定和精确。在应对多管路输入输出时,本发明兼容型液冷设备采用的是冷却油箱内的制冷液,来代替传统冷却管路中的制冷液的方式。虽然对油箱内制冷液冷却可以解决体积庞大、设备成本高、 效率底等问题,但此方法相当于大负载对象的温控系统,与原控制系统相比新控制系统降低了控制稳定性和温度控制精度,因此需要提出新的控制策略提高控制系统的控制稳定性和温度控制精度。
[0072] (1)兼容型液冷设备的冷却液温度控制原理
[0073] 使用飞机制冷管路入口及出口温度传感器7-1、7_2,控制器将传感器测量信号与回油管路预设温度相比对,同时计算去、回油管路温度差,根据控制逻辑给出控制信号,控制原理见图5。[〇〇74] (2)控制算法[〇〇75]控制器反馈控制算法的输入包括:a)制冷管路去、回油管路温差、b)制冷管路回油管路温度当前值与目标值的偏差。
[0076] 控制器根据采集的回油管路温度与预设温度值的差值AT,以及制冷管路出去、回油管路温差决定控制律,此时的控制规律曲线见图6,此曲线为一个曲线族。控制器根据输入的两个温度差决定选取适用的控制曲线。
[0077] 从图中可以看出,决定制冷量的因素有两个值,即输入的回油管路温度与预设温度值的差值AT和去、回油管路温差。回油管路温度与预设温度值的差值AT表达了实际输出值与目标值的差距,数值越大制冷量也应当越大。去、回油管路温差表达了飞机内部电子器件的发热量,数值越大制冷量也应当越大。[〇〇78]整套设备的配电原理见图7所示。配电单元1将外部电源(舰电)接入,通过整流模块和配电模块,将外部电源的三相380V/50HZ电能转化为液冷装置各部分需要的多种规格交直流电。控制器接收操作面板的控制指令,控制器通过控制配电部分开关器件的分合实现对各部分的供电。配电部分配电模块向液压单元的调速器及液压栗供电,同时控制器输出模拟量信号对调速器进行控制,调节液压栗的转速,根据不同机型提供规定流量和压力的冷却液;配电部分配电模块还向制冷单元的压缩机供电,同时控制器输出模拟量信号对压缩机运行工况进行调节,控制压缩机制冷量,实现输出制冷液的温度控制;整流模块向控制器、操作面板等提供直流电源。[〇〇79]本领域技术人员应该理解,以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内, 可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种兼容型飞机液冷设备,适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷,其特征在于: 主要由配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成;其中,所述控制器单元用于接收操作面板信号,采集去油管路接近飞机进油口处的流量、压 力、温度传感信号和回油管路接近飞机出油口处的温度传感信号,对液压单元和制冷单元 进行模拟量和数字量信号输入,经过逻辑运算后控制液压单元的电机转速和电控阀件,使 其产生所需的流量、压力;根据管路温度,控制压缩机的制冷量,使其满足管路油液出口温 度的要求;所述液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路,共用一个集中油箱和一 套制冷单元而成;各组液压回路之间具有冗余设置,具体实现方式为:两路液压回路甚至更 多条回路也可以协同工作,实现两路或多路液压回路的相互冗余,为更大需求量的飞机机 型同步提供供给,或当其中某一路液压回路出现故障时,由另一支回路顶替其工作,这种措 施可通过在各单路液压回路的供油主干道之间连接带有截止阀的管路实现,当需要补给时 打开截止阀,否则关闭;每一组液压回路包括电机、液压栗、控制阀组及管路,所述控制器单 元根据采集的流量、温度和压力控制电机的转速;所述制冷单元为所述集中油箱进行旁路冷却,主要由热交换器、制冷压缩机、冷凝器、 贮液器、气液转换器、气液分离器组成,所述控制器单元根据采集的温度控制制冷压缩机的 制冷量;所述制冷单元的温度控制方法是:控制器内设定确定机型的回油管路温度目标值,通 过出口温度传感器检测当前回油管路温度,通过进、出口温度传感器计算去、回油管路的温 差,然后控制器根据回油管路目标温度与实际回油管路温度的差值,以及去、回油管路的温 度差值,模拟一系列制冷量控制规律曲线,控制器根据回油管路目标温度与实际回油管路 温度的差值,以及去、回油管路温度差值选取适用的控制曲线,控制制冷量。
2.根据权利要求1所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述液压单元中的单组液 压回路的结构是,包括一电机,所述电机驱动连接液压栗,液压栗的出口连接到去油管路, 输出一定压力的制冷液,所述去油管路上顺序设置有过滤器、单向阀和换向阀,去油管路通 过换向阀去油通路连接到飞机的进油口;飞机的出油口连接回油管路,回油管路通过换向 阀的回油通路回到油箱;在去油管路上还设置有溢流阀;在去油管路接近飞机进油口处设置有流量计、温度传 感器、压力传感器,在回油管路接近飞机出油口处设置有温度传感器,所述控制器单元连接 流量计、温度传感器、压力传感器,采集流量、压力和温度信号,同时所述控制器单元根据设 定的流量值目标值经过程序计算,得出电机的输出转速,通过驱动电源控制电机的转速,以 此调整回路流量。
3.根据权利要求2所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述控制器单元计算调整 液压回路流量的方法是,通过操作面板选择飞机型号对应的输出流量目标值,或手动输入 “输出流量”的目标值,输出流量目标值实时输入控制器单元,控制器单元通过进油口流量 计实时采集当前流量,然后与目标流量进行比对,形成控制电机转速的电控信号;电机转速 电控信号输入到驱动电源,驱动电源改变电机驱动参数,驱动电机改变其转速,电机通过联 轴器带动栗改变转速,从而改变栗的输出流量;输出流量通过换向阀到达流量计,流量计再 把流量信息改变为电信号反馈给控制器;控制器根据新的流量值再与目标值比较计算生成新的电机转速控制信号,周而复始,进行流量调整,直至当前流量值与目标流量值相同为 止。
4.根据权利要求2或3所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述控制器单元还根 据回油管路温度调整输出流量。
5.根据权利要求4所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:当所述控制器单元检测到 去油管路温度和回油管路温度差值大于预设值时,或当回油管路温度高于回油管路温度目 标值时,通过驱动电源改变电机转速,调整输出流量。
6.根据权利要求2所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:各组液压回路之间通过带 有截止阀的管路相互连接,实现冗余。
7.根据权利要求1所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述制冷单元包括一电机 栗组,栗组的进液端接进所述集中油箱,所述电机栗组的输出端与过滤器相连,过滤器输出 端与热交换器外循环进口相连,所述热交换器外循环出口接进所述集中油箱;所述热交换器的冷却模块的输出端连接到气液分离器,气液分离器连接到制冷压缩机 进口端,所述制冷压缩机出口端连接到冷凝器,冷凝器的出口端连接到贮液器,贮液器的出 口连接到气液转换器,气液转换器再接到热交换器的冷却模块的输入端。
8.根据权利要求1所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述配电单元主要由整流 模块、配电模块和开关器件组成,配电单元将外部电源接入,通过整流模块和配电模块,将 外部电源的三相380V/50HZ电能转化为设备各部分需要的电;控制器单元接收操作面板的 控制指令,通过控制开关器件的分合实现对各部分的供电;所述配电模块向液压单元的电机调速器及液压栗供电,配电模块还向制冷单元的压缩 机供电;整流模块向控制器、操作面板等提供直流电源。
9.根据权利要求1所述的兼容型飞机液冷设备,其特征在于:所述操作面板主要为人机 交互界面,主要由按钮、旋钮、操作键盘、指示灯、液晶屏、控制板、外部框架组成。
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