CN107762997B - 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法 - Google Patents

一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107762997B
CN107762997B CN201711154747.2A CN201711154747A CN107762997B CN 107762997 B CN107762997 B CN 107762997B CN 201711154747 A CN201711154747 A CN 201711154747A CN 107762997 B CN107762997 B CN 107762997B
Authority
CN
China
Prior art keywords
spool
brake valve
unit
brake
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201711154747.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107762997A (zh
Inventor
张谦
张颖姝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Original Assignee
Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aviation Brake Technology Co Ltd filed Critical Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Priority to CN201711154747.2A priority Critical patent/CN107762997B/zh
Publication of CN107762997A publication Critical patent/CN107762997A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107762997B publication Critical patent/CN107762997B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/021—Valves for interconnecting the fluid chambers of an actuator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法，根据飞行员给飞机液压刹车阀所施加的工作行程，针对刹车压力的逐步建立、保压和释放过程中刹车操纵力的动态变化规律，提出具体可行的操纵力确定方法，以此来研究掌握所需的动态操纵力的变化情况，可用于对刹车操纵过程进行详细的动态分析，全面掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况。在阀芯工作行程由零到最大并保持一段时间，再回复至零的过程中，操纵力与阀芯工作行程、刹车压力以及负载流量的变化情况。在本发明的基础上进行刹车系统操控特性的设计，能够优化和改善飞行员刹车时的操控感受，提高飞机刹车系统的操纵品质。

Description

一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法
技术领域
本发明涉及机轮刹车系统控制领域，具体是一种控制液压刹车阀操纵力的确定方法，用于对刹车系统的动态操纵力特性进行评价。
背景技术
液压刹车阀作为飞机刹车系统的附件产品，在飞机起飞及着陆滑行过程中，飞行员要通过操纵它来调节作用在机轮上的刹车压力，如果刹车系统还有防滑控制功能，液压刹车阀还可以起到限制作用在机轮上的最大刹车压力的功能。
典型的液压刹车阀结构如图1所示，主要由套筒组件1、调整垫片2、减压弹簧组件3、阀芯4、导套5、复位弹簧6、壳体7、阀套8、密封圈9、挡圈10、开口销11、锁紧螺母12等零组件组成，壳体7上有回油嘴13、刹车嘴14和进油嘴15共三个管嘴。
根据阀芯在衬套中所处的位置，刹车阀在使用中有升压、保压和松刹三种状态，如图2的液压刹车阀工作状态原理图所示。在初始状态下，受复位弹簧的作用力，提拉阀芯并推动套筒组件向上移动到极限位置，使刹车阀处于松刹车状态，液压刹车阀内部如图2中的c状态所示；当驾驶员通过套筒组件1施加操纵力使套筒组件1下移产生工作行程时，在初始阶段阀芯4受减压弹簧组件3的作用向下移动，将刹车嘴14与进油嘴15接通，刹车压力上升，刹车阀处于升压状态，液压刹车阀内部如图2中的a状态所示；保持操纵力不变，刹车嘴输出的刹车压力通过节流孔16与感压腔17相连通，因此，随着刹车压力的上升，感压腔的压力也上升，作用在阀芯的另一个端面上的反作用力不断增大，使阀芯回动，有使刹车嘴14与进油嘴15关闭，进一步使刹车嘴14与回油嘴13接通，让刹车压力下降的趋势，当作用在阀芯两端的作用力达到稳定的力平衡时，刹车、进油和回油三个管嘴各不接通，刹车阀处于保压状态，液压刹车阀内部如图2中的b状态所示，如此刹车压力受操纵力控制，呈正增益的关系；撤消操纵力，阀芯完全回复到初始位置，刹车嘴与回油嘴接通，刹车阀处于松刹状态，此时的刹车压力等于回油压力。图2中的节流孔16主要起到连通感压腔，并对感压腔的液压压力有一定的稳定作用。
由图2所述工作原理分析可知，如果操控液压刹车阀，以工作行程为输入量，所需的操纵力其实是液压刹车阀在输入压力的建立和动态调节过程中，液压刹车阀施加在套筒组件上的反作用力。
液压刹车阀安装在座舱内，一般由飞行员脚踩刹车踏板进行直接控制，即使柔和脚踩刹车，在刹车压力的建立和动态调节过程中，飞行员也会感受到操纵力的波动，因此操纵力的变化会让飞行员对刹车系统的操控性有直接影响，特别是当刹车压力出现较大抖动时，飞行员会有明显的不适感，因此需要对操纵刹车阀时，飞行员所感受到的操纵力动态特性进行研究，掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况，尽可能地改善飞行员刹车时的操控感受。
通过检索国内外对液压刹车阀的相关文献，并对现有技术进行分析，也可以得到不少关于刹车操纵力的计算方法，但都仅限于稳态刹车操纵力的计算，因此现有技术无助于对液压刹车阀的操纵力特性进行动态研究，不能全面掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况，无从用来改善飞行员刹车时的操控感受。而要掌握这些技术，必须对刹车操纵过程进行详细的动态分析，从刹车压力的逐步建立、保压和释放过程中刹车操纵力的动态变化情况提出具体可行的确定方法，这些要求都是现有技术所不具备的。本发明通过对液压刹车阀阀芯的详细受力分析，提出了一种动态的的飞机刹车阀所需操纵力的确定方法。
发明内容
为克服现有技术中存在的根据飞行员实际操纵飞机刹车阀产生的工作行程，不能进行飞机刹车阀动态操纵力计算，从而无法开展对液压刹车阀的操纵力特性进行动态研究，无从优化和改善飞行员刹车时的操控感受等问题，本发明提出了一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法。
本发明的具体过程是：
步骤1，确定阀芯行程x：
对液压刹车阀的阀芯在刹车操纵过程中动态下的受力分析通过公式1建立以下力学方程：
其中：Ft0为减压弹簧组件的预紧力，单位为N；
Kt为减压弹簧组件的刚度，单位为N/m；
X为刹车阀的工作行程，单位为m。
x为阀芯行程，单位为m；
Pg为感压腔的压力，单位为MPa；
A为感压腔作用在阀芯上的有效面积，单位为m2；
Fr0为复位弹簧的预紧力，单位为N；
Kr为复位弹簧的刚度，单位为N/m；
μ液压刹车阀所用油液的动力粘度，单位为Ns/m2；
S为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的接触面积，单位为m2；
δ为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的半径间隙，单位为m；
为阀芯移动的速度，单位为m/s；
Ff为作用在阀芯上的摩擦力，单位为N；
m为阀芯及与其一起移动的零组件的总质量，单位为Kg；
为阀芯移动的加速度，单位为m/s2。
所述的刹车阀的工作行程X为操纵刹车阀工作的输入变量；将式(1)中各参数作为液压刹车阀的结构和设计输入参数。
求解式(1)即确定阀芯行程x。
所述液压刹车阀的阀芯在刹车操纵过程中动态下的受力包括弹簧组件的预紧力Ft0、减压弹簧组件受压缩后增加的弹力、液压刹车阀感压腔的反作用力、复位弹簧的弹力、阀芯所受到的粘性阻力，以及阀芯上的摩擦力Ff；上述各力构成的合力等于阀芯的惯性力。
步骤2，确定液压刹车阀的操纵力。
以液压刹车阀的工作行程作为输入变量X，随着感压腔压力Pg和阀芯行程x的变化，所需的操纵力F通过公式(2)确定：
F＝Ft0+Kt(X-x) (2)
至此，得到液压刹车阀的操纵力F。
利用本发明所述方法，可以能够对刹车操纵过程进行详细的动态分析，从刹车压力的逐步建立、保压和释放过程中刹车操纵力的动态变化规律，提出具体可行的操纵力确定方法，全面掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况，在此基础上进行刹车系统的操纵特性设计，优化飞行员刹车时的操控感受，提高飞机刹车系统的操纵品质。
以图1所示的典型液压刹车阀为例，利用本发明根据飞行员给飞机液压刹车阀所施加的工作行程，针对刹车压力的逐步建立、保压和释放过程中刹车操纵力的动态变化规律，提出具体可行的操纵力确定方法，以此来研究掌握所需的动态操纵力的变化情况，可用于对刹车操纵过程进行详细的动态分析，全面掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况。由图3可看出，在阀芯工作行程由零到最大并保持一段时间，再回复至零的过程中，操纵力与阀芯工作行程、刹车压力以及负载流量的变化情况。
在本发明的基础上进行刹车系统操控特性的设计，能够优化和改善飞行员刹车时的操控感受，提高飞机刹车系统的操纵品质。
附图说明
图1是典型液压刹车阀结构图；
图2是液压刹车阀工作状态原理图，其中2a是施加操纵力，2b是保持操纵力，2c是撤销操纵力；
图3是本发明的流程图；
图4是操纵力与阀芯工作行程、刹车压力以及负载流量的关系曲线图。图中：
1.套筒组件；2.调整垫片；3.减压弹簧组件；4.阀芯；5.导套；6.复位弹簧；7.壳体；8.阀套；9.密封圈；10.挡圈；11.开口销；12.锁紧螺母；13.回油嘴；14.刹车嘴；15.进油嘴；16.节流孔；17.感压腔；18.刹车压力的变化曲线；19.阀芯工作行程的曲线；20.操纵力的变化曲线；21.负载流量的变化曲线。
具体实施方式
本实施例是根据飞行员实际操纵飞机刹车阀产生的工作行程，确定所需操纵力的一种计算方法，具体过程是：
步骤1，确定阀芯行程x：
对液压刹车阀的阀芯在刹车操纵过程中动态下的受力分析。所述的受力包括弹簧组件的预紧力Ft0、减压弹簧组件受压缩后增加的弹力、液压刹车阀感压腔的反作用力、复位弹簧的弹力、阀芯所受到的粘性阻力，以及阀芯上的摩擦力Ff；上述各力构成的合力等于阀芯的惯性力。根据牛顿第二定律，通过公式1建立以下力学方程：
其中：Ft0为减压弹簧组件的预紧力，单位为N；
Kt为减压弹簧组件的刚度，单位为N/m；
X为刹车阀的工作行程，单位为m。
x为阀芯行程，单位为m；
Pg为感压腔的压力，单位为MPa；
A为感压腔作用在阀芯上的有效面积，单位为m2；
Fr0为复位弹簧的预紧力，单位为N；
Kr为复位弹簧的刚度，单位为N/m；
μ液压刹车阀所用油液的动力粘度，单位为Ns/m2；
S为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的接触面积，单位为m2；
δ为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的半径间隙，单位为m；
为阀芯移动的速度，单位为m/s；
Ff为作用在阀芯上的摩擦力，单位为N；
m为阀芯及与其一起移动的零组件的总质量，单位为Kg；
为阀芯移动的加速度，单位为m/s2。
式(1)中，刹车阀的工作行程X为操纵刹车阀工作的输入变量；感压腔的压力Pg是一个动态变量，通过现有通用的压力传感器检测得到。作用在阀芯上的摩擦力Ff是指阀芯和阀套之间固有的摩擦力，通过常规手段对液压刹车阀的阀芯和阀套在非工作状态下实测得到。式(1)中的其它参数均按常规方法通过计算得到，作为液压刹车阀的结构和设计输入参数。
液压刹车阀所用油液的动力粘度μ，通过查阅手册得到。
求解式(1)即确定阀芯行程x。
步骤2，确定液压刹车阀的操纵力。
以液压刹车阀的工作行程作为输入变量X，随着感压腔压力Pg和阀芯行程x的变化，所需的操纵力F通过公式(2)确定：
F＝Ft0+Kt(X-x) (2)
通过本实施例，能够根据飞行员给飞机液压刹车阀所施加的工作行程，针对刹车压力的逐步建立、保压和释放过程中刹车操纵力的动态变化规律，提出具体可行的操纵力确定方法，以此来研究掌握所需的动态操纵力的变化情况，可用于对刹车操纵过程进行详细的动态分析，全面掌握液压刹车阀的操纵特性，以及操纵力的变化情况，在本实施例的基础上进行刹车系统操控特性的设计，能够用于优化和改善飞行员刹车时的操控感受，提高飞机刹车系统的操纵品质。

Claims (2)

1.一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法，其特征在于，具体过程是：
步骤1，确定阀芯行程x：
对液压刹车阀的阀芯在刹车操纵过程中动态下的受力分析通过公式(1)建立以下力学方程：
其中：Ft0为减压弹簧组件的预紧力，单位为N；
Kt为减压弹簧组件的刚度，单位为N/m；
X为刹车阀的工作行程，单位为m；
x为阀芯行程，单位为m；
Pg为感压腔的压力，单位为MPa；
A为感压腔作用在阀芯上的有效面积，单位为m2；
Fr0为复位弹簧的预紧力，单位为N；
Kr为复位弹簧的刚度，单位为N/m；
μ液压刹车阀所用油液的动力粘度，单位为Ns/m2；
S为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的接触面积，单位为m2；
δ为阀芯与阀套研磨配套密封磨合面的半径间隙，单位为m；
为阀芯移动的速度，单位为m/s；
Ff为作用在阀芯上的摩擦力，单位为N；
m为阀芯及与其一起移动的零组件的总质量，单位为Kg；
为阀芯移动的加速度，单位为m/s2；
所述的刹车阀的工作行程X为操纵刹车阀工作的输入变量；将式(1)中各参数作为液压刹车阀的结构和设计输入参数；
求解式(1)即确定阀芯行程x；
步骤2，确定液压刹车阀的操纵力；
以液压刹车阀的工作行程作为输入变量X，随着感压腔压力Pg和阀芯行程x的变化，所需的操纵力F通过公式(2)确定：
F＝Ft0+Kt(X-x) (2)
至此，得到液压刹车阀的操纵力F。
2.如权利要求1所述飞机液压刹车阀操纵力的确定方法，其特征在于，所述液压刹车阀的阀芯在刹车操纵过程中动态下的受力包括弹簧组件的预紧力Ft0、减压弹簧组件受压缩后增加的弹力、液压刹车阀感压腔的反作用力、复位弹簧的弹力、阀芯所受到的粘性阻力，以及阀芯上的摩擦力Ff；上述各力构成的合力等于阀芯的惯性力。
CN201711154747.2A 2017-11-20 2017-11-20 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法 Expired - Fee Related CN107762997B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711154747.2A CN107762997B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711154747.2A CN107762997B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107762997A CN107762997A (zh) 2018-03-06
CN107762997B true CN107762997B (zh) 2019-07-16

Family

ID=61279796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711154747.2A Expired - Fee Related CN107762997B (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107762997B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4515259A (en) * 1982-07-07 1985-05-07 Kia Industrial Co., Inc. Clutch-operated hill holder brake system
CN201010043Y (zh) * 2007-03-20 2008-01-23 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 机轮空中自动刹车机构
US9656647B2 (en) * 2012-07-06 2017-05-23 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Pneumatic booster and brake system
CN103158868B (zh) * 2013-03-06 2015-05-13 西安航空制动科技有限公司 一种混合式飞机刹车系统及其控制方法
CN104925045B (zh) * 2015-06-03 2017-11-03 西安航空制动科技有限公司 一种能够满足飞机起飞线刹车需求的刹车阀

Also Published As

Publication number Publication date
CN107762997A (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5262811B2 (ja) 車両のバネ上制振制御装置
KR102367578B1 (ko) 압축 여과 기능을 가진 유압 충격 흡수기
CN106170420B (zh) 制动装置
CN108412922B (zh) 一种飞机液压刹车系统压力调节器
US3476443A (en) Inertia sensing proportioner
CN107762997B (zh) 一种飞机液压刹车阀操纵力的确定方法
CN107031825B (zh) 包括耦联至气缸的踏板的控制器装置及包括其的飞机
CN107740791B (zh) 一种飞机液压刹车阀动态输出压力的确定方法
US2799140A (en) Power boost master cylinder
CN208615936U (zh) 一种飞机液压刹车系统压力调节器
CN101968095A (zh) 阻尼器
WO2017071484A1 (zh) 一种车用前、后制动器制动力非线性分配感载阀
CN107740792B (zh) 一种确定飞机液压刹车阀感压腔压力的方法
GB2032550A (en) Inertia sensing brake proportioning valve for a vehicle
US3153560A (en) Load-responsive hydraulic braking system
US2616641A (en) Aircraft equalizing brake control valve
US20220244754A1 (en) Force compensation method and device
JPS5848214Y2 (ja) ブレ−キ液圧制御弁
US20150130265A1 (en) Solenoid Valve Having Hydraulic Damping Mechanism
US3304129A (en) Load adjusted brake control means for vehicles
JP6635261B2 (ja) リリーフ弁
US2209594A (en) Clutch control mechanism
JP2003506247A (ja) ブレーキシステムの制御装置
US4305568A (en) Vibration damping mechanism for hydraulic booster
ITTO20131050A1 (it) Dispositivo attuatore per freni a controllo automatico

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190716

Termination date: 20191120

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee