CN108146419B - 一种变增益气压刹车阀 - Google Patents

Abstract

一种变增益气压刹车阀，增加了操纵力变增益的结构，在中间刹车压力之前操纵力主要克服减压弹簧力，操纵力较小，中间刹车压力之后操纵力主要克服减压弹簧力加变增益弹簧力，操纵力阶跃增加L，使飞行员有明显力感。在应急刹车时，飞行员感受到操纵力变化，不会立刻刹到底。另外中间刹车压力之前操纵力与刹车压力增益大，中间刹车压力之后，操纵力与刹车压力增益小，也能够可减缓刹车机轮力矩剧增而造成的爆胎问题。验证试验中，模拟正常刹车故障，通过操纵变增益气压刹车阀将飞机安全刹停，验证结果证明本发明的操纵力变增益具有很好的效果，克服了现有技术存在的不易控制刹车压力的缺陷。

Description

一种变增益气压刹车阀

技术领域

本发明涉及飞机应急刹车领域，具体是一种变增益气压刹车阀。

背景技术

随着飞机机轮刹车系统功能组成的日趋完善，目前大多数飞机在正常刹车系统之外还设置有应急刹车系统，用以提高机轮刹车系统的安全性与可靠性。应急刹车系统从工作介质可分为液压与气压两种类型，气压刹车阀作为气压应急刹车系统的一个重要部件，为机轮刹车装置提供可控的刹车压力，用于应急状态下控制飞机刹车，但不具备防滑保护功能，对飞行员的操纵要求较高。由此可见，气压刹车阀的功能结构能否进一步完善，对气压应急刹车系统工作的安全性与可靠性有着重要影响。

普通气压应急刹车系统的气压刹车阀一般由飞行员凭经验控制刹车压力，该刹车阀由压杆、弹簧、排气活门组件、顶杆、进气活门组件、壳体等组成，具备应急刹车时控制刹车压力的功能，但在驾驶舱空间有限、操作行程较小的情况下，仍会出现直接输出最大刹车压力导致爆胎，影响气压应急刹车系统的安全性与可靠性。在公开号为CN105216776A的发明创造中公开了一种21MPa的气压刹车阀，在发明中仅使用了简单的操纵结构，无控制中间刹车压力的结构，在实际使用中不易控制刹车压力。

发明内容

为克服现有技术中存在的操作行程较小的情况下，因结构缺陷导致气压刹车阀不易控制应急刹车压力的不足，本发明提出了一种变增益气压刹车阀。

本发明包括套筒、衬筒、减压弹簧、导套、挡圈、变增益弹簧、螺套、止动螺母、顶杆、固定座、卡块、垫圈、衬套、压接件、排气活门、壳体和活塞。其中：

导套的一端装入壳体内，并与衬套的端面贴合；顶杆的两端分别通过卡块和衬筒安装在导套内，并使该顶杆的内端装入位于该导套内端端面外的压接件内；减压弹簧位于导套内；套筒的一端套装在所述导套一端的外圆周表面上；止动螺母套装在所述导套的外圆周表面，并与所述壳体的端面贴合；螺套的一端套装在该止动螺母的外圆周表面，另一端的内孔套装在套筒的外圆周表面；变增益弹簧位于导套外表面与螺套内表面之间。

活塞通过弹簧压在壳体进气端的内台阶上，进气活门座安装在壳体进气腔一端的外台阶上。进气活门组件通过弹簧压在进气活门座上。排气端的排气腔中装有弹簧，并使该弹簧的端面与排气活门外缘的端面贴合。衬套位于壳体排气端内，并使该衬套的内端面与所述排气活门的外端面和壳体内表面凸台的端面接触；衬套的外端面与导套的内端面接触。所述衬套与壳体内表面凸台的端面之间有垫圈，通过该垫圈保证排气活门与活塞之间的间隙。所述导套装入壳体内。所述排气活门与活塞对应的端面中心硫化有橡胶密封面，当刹车时，该排气活门组件向下移动，该橡胶密封面与活塞端面的凸台接触后起到隔绝刹车腔与排气腔的目的。排气活门凹槽装有压接件，并且两者之间为过盈配合。

顶杆装入所述壳体的排气端内，并使该顶杆的球面端嵌入压接件中心的球形孔内。固定座套装在靠近该顶杆球面端的卡块上。衬筒套装在顶杆操纵端的外圆周表面。减压弹簧的一端套装在所述固定座的外圆周表面，另一端套装在所述衬筒的外圆周表面。所述卡块和衬筒均与所述顶杆间隙配合；固定座与卡块之间间隙配合。套筒的一端套装在所述导套的外圆周表面，并使二者之间间隙配合。

止动螺母通过螺纹套装在所述导套一端的外圆周表面。螺套的一端通过螺纹套装在所述止动螺母上。挡圈套装在所述套筒组件的外圆周表面上。变增益弹簧套装在上述套筒组件的外圆周表面，并位于所述螺套内，使该变增益弹簧的两端分别与挡圈的内端面和止动螺母的外端面相抵。

所述套筒外圆周表面有径向凸出的定位台阶，用于确定套筒的轴向行程；该定位台阶内端面与挡圈外端面之间的距离为操纵力阶跃前的刹车行程并据此确定该定位台阶在所述套筒上的位置。

所述的螺套的一端为敞口端，另一端的端面有端板，在所述端板的中心有用于穿过套筒的通孔。所述螺套的内表面为三级阶梯面，其中：该螺套敞口端的内表面与所述的止动螺母的外表面配合；该螺套有通孔一端的孔径略大于所述套筒外圆周上的定位台阶的外径；该螺套中部的孔径略大于所述变增益弹簧的外径。

所述的壳体有两个安装孔一端的壳体截断，并将截断处的壳体内表面加工成为与导套配合的螺纹面；以导套替代原有壳体截断部分的功能。

所述止动螺母外圆周表面的一端有与螺套大内径表面配合的螺纹。在该止动螺母另一端的外圆周表面加工有保险丝孔，并使该保险丝孔的中心线空间垂直于所述止动螺母的中心线。

采用本发明的技术方案，当飞机着陆刹车时，驾驶员通过飞机上的操纵杆压下套筒，并带动衬筒、减压弹簧，将顶杆压在排气活门组件上，使减压腔与排气腔隔开。当继续按下套筒时，活塞通过进气活门组件上的小顶杆顶开进气活门组件，气源气体由进气腔进入减压腔，气体经减压后进入刹车装置而刹车。当套筒外径上的凸台刚好靠上挡圈时，在此之前操纵力线性上升，继续按压套筒时，压缩变增益弹簧，此时驾驶员感觉到明显的操纵力变化，即阶跃操纵力。继续按压套筒到最大行程时，气压刹车阀输出最大刹车压力。

本发明中的排气活门组件与壳体、活塞与进气活门座、进气活门组件与螺塞之间装有弹簧，使得进气活门组件、活塞与排气活门组件在无操纵力作用时恢复初始位置。

与普通的气压刹车阀相比，本发明具有以下特点：设计了操纵力变增益的结构，即设置中间刹车压力P，在中间刹车压力之前操纵力主要克服减压弹簧力，此时操纵力较小，中间刹车压力之后操纵力主要克服减压弹簧力加变增益弹簧力，此时操纵力阶跃增加L，使飞行员有明显力感，在应急刹车时，飞行员感受到操纵力变化，不会立刻刹到底。另外中间刹车压力之前操纵力与刹车压力增益大，中间刹车压力之后，操纵力与刹车压力增益小，也可减缓刹车机轮力矩剧增而造成的爆胎问题。

验证试验中，模拟正常刹车故障，通过操纵变增益气压刹车阀将飞机安全刹停，验证结果证明本发明的操纵力变增益具有很好的效果，克服了现有技术存在的不易控制刹车压力的缺陷。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明操纵部分的结构示意图。

附图3是现有技术的刹车阀操纵部分的结构示意图。

附图4是操纵力和刹车压力对应曲线示意图，其中4a是普通气压刹车阀的操纵力和刹车压力对应曲线，4b是变增益气压刹车阀的操纵力和刹车压力对应曲线。

附图5是套筒的结构示意图。

附图6是导套的结构示意图。

附图7是螺套的结构示意图。

附图8是止动螺母的结构示意图。

附图9是壳体的结构示意图，其中9a是主视图，9b是9a的俯视图。

图中：

1.套筒；2.衬筒；3.减压弹簧；4.导套；5.挡圈；6.变增益弹簧；7.螺套；8.止动螺母；9.顶杆；10.固定座；11.卡块；12.垫圈；13.衬套；14.压接件；15.排气活门组件；16.壳体；17.弹簧；18.活塞；19.小顶杆；20.进气活门座；21.弹簧；22.进气活门组件；23.弹簧；24.螺塞；25.进气腔；26.减压腔；27.排气腔。

具体实施方式

本实施例是一种用于应急刹车系统的变增益气压刹车阀，是在现有技术的基础上增加变增益操纵结构得到的。

本实施例包括套筒1、衬筒2、减压弹簧3、导套4、挡圈5、变增益弹簧6、螺套7、止动螺母8、顶杆9、固定座10、卡块11、垫圈12、衬套13、压接件14、排气活门15、壳体16、弹簧17、活塞18、小顶杆19、进气活门座20、弹簧21、进气活门组件22、弹簧23、螺塞24。

壳体16是本实施例的载体，壳体16进气端与现有技术一致。本发明主要为壳体16排气端结构。由于产品实现功能是相互关联，因而只对壳体进气端进行简单陈述，重点描述壳体16排气端。

进气端活塞18通过弹簧21压在壳体16的内台阶上，进气活门座20通过拧入壳体内的螺塞24压在壳体16进气腔一端的外台阶上。进气活门组件22通过弹簧23压在进气活门座20上，利用进气活门组件22上的密封胶面与进气活门座20上的凸台接触密封，壳体16与进气活门座20之间安装有O型密封圈，O型密封圈和进气活门组件上的密封胶面起到隔离进气腔与刹车腔的气体。壳体16与活塞18之间安装有O型密封圈，起到隔离刹车腔与排气腔的作用。

壳体16排气端的排气腔中装有弹簧17，并使该弹簧17的端面与排气活门15外缘的端面贴合，以该支撑排气活门15。衬套13位于壳体排气端内，并使该衬套的内端面与所述排气活门的外端面和壳体内表面凸台的端面接触；衬套13的外端面与导套4的内端面接触。所述衬套13与壳体内表面凸台的端面之间有垫圈12，通过该垫圈保证排气活门15与活塞18之间的间隙；所述间隙根据产品排气时间确定。所述导套4通过螺纹装入所述壳体16内。

所述排气活门15与活塞18对应的端面的中心硫化有橡胶密封面，当刹车时，该排气活门组件向下移动，该橡胶密封面与活塞端面的凸台接触后起到隔绝刹车腔与排气腔的目的。排气活门15凹槽装压接件14，两者之间为过盈配合。

顶杆9装入所述壳体的排气端内，并使该顶杆的球面端嵌入压接件14中心的球形孔内。在靠近该顶杆球面端的外圆周表面套装有卡块11；固定座10套装在上述卡块的外圆周表面。在所述顶杆操纵端的外圆周表面套装有衬筒2。减压弹簧3的一端套装在所述固定座10的外圆周表面，另一端套装在所述衬筒的外圆周表面。所述卡块和衬筒均与所述顶杆间隙配合；固定座与卡块之间间隙配合。套筒1的一端套装在所述导套4的外圆周表面，并使二者之间间隙配合。

止动螺母8通过螺纹套装在所述导套一端的外圆周表面。螺套7的一端通过螺纹套装在所述止动螺母上。挡圈5套装在所述套筒组件的外圆周表面上。变增益弹簧6套装在上述套筒组件的外圆周表面，并位于所述螺套内，使该变增益弹簧的两端分别与挡圈的内端面和止动螺母的外端面相抵。

所述套筒1的结构采用现有技术，不同之处在该套筒外圆周表面有径向凸出的定位台阶，用于确定套筒的轴向行程；该定位台阶内端面与挡圈5外端面之间的距离为操纵力阶跃前的刹车行程并据此确定该定位台阶在所述套筒上的位置。

所述导套4的内径略大于所述减压弹簧3的外径。该导套一端的外圆周表面与所述壳体的内表面螺纹配合。另一端的外圆周表面与所述套筒敞口端的内表面间隙配合。在该导套中部的圆周上均布有四个排气孔。

所述的螺套7为中空回转体。该螺套的一端为敞口端，另一端的端面有端板，在所述端板的中心有用于穿过套筒1的通孔。所述螺套的内表面为三级阶梯面，其中：该螺套敞口端的内表面与所述的止动螺母8的外表面通过螺纹配合；该螺套有通孔一端的孔径略大于所述套筒1外圆周上的定位台阶的外径；该螺套中部的孔径略大于所述变增益弹簧6的外径。所述螺套敞口端端口处的外圆周表面为六方，以便于该螺套的安装。

所述的壳体16是对现有技术改进后得到的。将原有壳体两个安装孔一端的壳体截断，并将截断处的壳体内表面加工成为与导套4配合的螺纹面；以导套替代原有壳体截断部分的功能。

变增益气压刹车阀工作过程为，压下套筒1，并带动衬筒2、减压弹簧3、固定座10及顶杆9，将力传递给排气活门组件15，隔离减压腔与排气腔。当继续按压套筒1时，活塞18通过小顶杆19顶开进气活门组件22，气源气体由进气腔进入刹车腔，气体经减压后进入刹车装置而刹车。当再继续按压套筒1时，套筒1上的凸台压在挡圈5上，此时可感觉到明显的操纵力变化，即阶跃操纵力，继续按压套筒到止动位置，产品可达最大减压压力。

Claims (5)

1.一种变增益气压刹车阀，其特征在于，包括套筒、衬筒、减压弹簧、导套、挡圈、变增益弹簧、螺套、止动螺母、顶杆、固定座、卡块、垫圈、衬套、压接件、排气活门、壳体和活塞；其中：

导套的一端装入壳体内，并与衬套的端面贴合；顶杆的两端分别通过卡块和衬筒安装在导套内，并使该顶杆的内端装入位于该导套内端端面外的压接件内；减压弹簧位于导套内；套筒的一端套装在所述导套一端的外圆周表面上；止动螺母套装在所述导套的外圆周表面，并与所述壳体的端面贴合；螺套的一端套装在该止动螺母的外圆周表面，另一端的内孔套装在套筒的外圆周表面；变增益弹簧位于导套外表面与螺套内表面之间；

活塞通过弹簧压在壳体进气端的内台阶上，进气活门座安装在壳体进气腔一端的外台阶上；进气活门组件通过弹簧压在进气活门座上；排气端的排气腔中装有弹簧，并使该弹簧的端面与排气活门外缘的端面贴合；衬套位于壳体排气端内，并使该衬套的内端面与所述排气活门的外端面和壳体内表面凸台的端面接触；衬套的外端面与导套的内端面接触；所述衬套与壳体内表面凸台的端面之间有垫圈，通过该垫圈保证排气活门与活塞之间的间隙；所述导套装入壳体内；所述排气活门与活塞对应的端面中心硫化有橡胶密封面，当刹车时，该排气活门组件向下移动，该橡胶密封面与活塞端面的凸台接触后起到隔绝刹车腔与排气腔的目的；排气活门凹槽装有压接件，并且两者之间为过盈配合；

其中壳体与活塞之间安装有O型密封圈；

所述套筒外圆周表面有径向凸出的定位台阶，用于确定套筒的轴向行程；该定位台阶内端面与挡圈外端面之间的距离为操纵力阶跃前的刹车行程并据此确定该定位台阶在所述套筒上的位置；

所述的壳体有两个安装孔一端的壳体截断，并将截断处的壳体内表面加工成为与导套配合的螺纹面；以导套替代原有壳体截断部分的功能。

2.如权利要求1所述变增益气压刹车阀，其特征在于，顶杆装入所述壳体的排气端内，并使该顶杆的球面端嵌入压接件中心的球形孔内；固定座套装在靠近该顶杆球面端的卡块上；衬筒套装在顶杆操纵端的外圆周表面；减压弹簧的一端套装在所述固定座的外圆周表面，另一端套装在所述衬筒的外圆周表面；所述卡块和衬筒均与所述顶杆间隙配合；固定座与卡块之间间隙配合；套筒的一端套装在所述导套的外圆周表面，并使二者之间间隙配合。

3.如权利要求1所述变增益气压刹车阀，其特征在于，止动螺母通过螺纹套装在所述导套一端的外圆周表面；螺套的一端通过螺纹套装在所述止动螺母上；挡圈套装在套筒组件的外圆周表面上；变增益弹簧套装在套筒组件的外圆周表面，并位于所述螺套内，使该变增益弹簧的两端分别与挡圈的内端面和止动螺母的外端面相抵。

4.如权利要求1所述变增益气压刹车阀，其特征在于，所述的螺套的一端为敞口端，另一端的端面有端板，在所述端板的中心有用于穿过套筒的通孔；所述螺套的内表面为三级阶梯面，其中：该螺套敞口端的内表面与所述的止动螺母的外表面配合；该螺套有通孔一端的孔径略大于所述套筒外圆周上的定位台阶的外径；该螺套中部的孔径略大于所述变增益弹簧的外径。

5.如权利要求1所述变增益气压刹车阀，其特征在于，所述止动螺母外圆周表面的一端有与螺套大内径表面配合的螺纹；在该止动螺母另一端的外圆周表面加工有保险丝孔，并使该保险丝孔的中心线空间垂直于所述止动螺母的中心线。