CN109733595A - 一种可机械操纵的电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

一种可机械操纵的电液伺服阀，力矩马达被安装在壳体上，前置级与滑阀级之间通过液压连接。滑阀阀芯两端分别与刹车口和回油口的连通。推杆操纵装置固定在推杆一侧的壳体外表面，或固定在飞机的架板上。操纵腔与壳体内的滑阀阀芯腔贯通，并使操纵腔的中心线与该壳体内的滑阀阀芯腔的中心线同轴。该操纵腔内开有与回油口连通的油路。初始位置时推杆的内端面与滑阀阀芯端面之间有1.5～3.5mm的间隙。本发明在电液伺服阀滑阀级滑阀的一端设置操纵装置，作为外部可操纵的手段，需要时以操纵滑阀级的滑阀输出所需的刹车压力，对飞机电传刹车电液伺服阀的使用、飞机电传刹车系统推广应用和飞机电传刹车系统可靠安全运行具有重要的现实意义。

Description

一种可机械操纵的电液伺服阀

技术领域

本发明涉及飞机电液伺服控制技术，具体是一种用于飞机电传刹车系统的可机械操纵刹车的电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀是飞机电传刹车系统主要附件，承担液压刹车阀和防滑控制阀的双重职能。这种电液伺服阀通常是二级压力正增益型，其构造包括力矩马达，前置级，滑阀级。前置级常用喷挡阀，也有用射流管阀。正增益型电液伺服阀的压力输出特性即刹车压力与控制电流成线性正比关系。通过控制输入给电液伺服阀力矩马达线圈的电流大小，就可控制电液伺服阀滑阀级输出需要的液压压力通往刹车机轮进行刹车。从组成和原理可知，电液伺服阀的输出完全由电气信号(电流)控制操纵。在没有电信号操纵的情况下电液伺服阀是根本不能启动和运行的。在液压方面，如果前置级故障，如喷挡阀或射流管阀故障，将导致滑阀级不能正常运行，电液伺服阀照样不能正常使用。因此，现有飞机电传刹车用的电液伺服阀存在的不足是离开电气控制或电液控制失效情况下再没有其他外部可操纵的手段。这对飞机电传刹车应用带来负面影响。实际中，刹车指令传感器故障，或防滑刹车控制盒故障无输出，都会导致驾驶员刹车时由于没有控制电流信号电液伺服阀不能及时输出刹车压力进行机轮刹车的事件发生。液压前置级故障也时有发生，造成电液伺服阀故障引发飞机起飞着陆滑跑刹车事故征候。因此，需要一种除电气控制外的可操纵的手段，在电液控制失效情况下可操纵电液伺服阀刹车。此外，在起飞线刹车方面，现有电液伺服阀可靠性适用性差，偶发刹车压力达不到最大值，或出现瞬时掉压现象，也没有可选择的非电控的其他可操纵的手段，以确保电液伺服阀恒稳输出所需的刹车压力。总之，现有飞机电传刹车用的电液伺服阀存在不足是在电液控制失效，或在输出刹车压力不能满足使用而需要人工干预时，缺乏非电控的其他可操纵的手段，用以操纵其滑阀级正常可靠地输出所需的刹车压力，这个固有不足对飞机电传刹车系统应用和飞机电传刹车系统可靠安全运行有不可忽视的影响，因此需要改进，提供一种除电气控制外的可操纵的手段。

在申请号为201310075475.2的发明创造中提出了一种飞机刹车控制阀，涉及一种改进的用于飞机电传刹车系统的电液压力伺服控制阀，按模块化设计制造，能提供进口压力和出口压力信号，具有较好的工作稳定性和可靠性等特点。该申请也存在除电气控制外，没有外部可操纵的手段的不足。

发明内容

为克服现有技术中存在的没有其他外部可操纵手段的不足，本发明提供一种可机械操纵的电液伺服阀。

本发明包括：壳体、力矩马达、前置级和滑阀级。所述力矩马达被安装在壳体上。前置级和滑阀级均装配在壳体内，并使所述前置级与滑阀级之间通过液压连接。所述滑阀级包括滑阀阀芯和滑阀阀套；所述滑阀阀芯两端分别与刹车口和回油口的连通。其特征在于，还包括推杆操纵装置，并且该推杆操纵装置固定在该壳体的外侧表面，并与所述推杆位于同一侧；或者将该推杆操纵装置固定在飞机的架板上。

在所述壳体一侧外表面上开有操纵腔；该操纵腔与壳体内的滑阀阀芯腔贯通，并使该操纵腔的中心线与该壳体内的滑阀阀芯腔的中心线同轴；所述操纵腔位于滑阀阀芯腔的回油口一侧的壳体壁上。所述操纵腔内端的孔径与所述滑阀阀芯一端的外径相同，并使二者之间间隙配合。该操纵腔外端的孔径略大于回位弹簧的外径，用于安放该弹簧。在所述操纵腔内开有与回油口连通的油路。在所述与回油口连通的油路与所述弹簧之间的孔壁上有密封圈。推杆的一端安放在该操纵腔内，并使二者之间滑动配合；所述推杆的内端面与该滑阀阀芯的端面接触。在初始位置，推杆的内端面与所述滑阀阀芯端面之间保持1.5～3.5mm的间隙。

所述滑阀阀芯的外圆周表面有两处径向凸出的凸肩，分别是第一凸肩和第二凸肩。所述第一凸肩用于控制回油口；该第一凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第一控制大端面，来自前置级的一个控制压力作用在该第一控制大端面上；所述第一凸肩一端的滑阀阀芯端面为滑阀阀芯小端面；来自回油口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上。所述第二凸肩用于控制供压口；第二凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第二控制大端面，来自前置级的另一个控制压力作用在该第二控制大端面上。所述第二凸肩一端的滑阀阀芯端面亦为滑阀阀芯小端面；来自刹车口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上。

所述操纵装置包括摇臂和支座，并使该摇臂的中部与所述推杆铰接，摇臂的一端与所述支座铰接。摇臂的另一端与连接钢索的拉杆连接，由钢索连接到飞机座舱的操纵手柄。

所述壳体上有供压口、刹车口和回油口。其中的供压口与飞机刹车系统供压源管路联接，刹车口与飞机刹车机轮刹车装置管路联接，回油口与飞机回油管路联接。

力矩马达与前置级之间机械连接，前置级和滑阀级之间液压连接。前置级与供压口通过壳体中的油路连通，并在通往前置级的油路上设置有液压油滤和固定节流孔。滑阀级中滑阀阀芯的两个大端面通过壳体中的油路与前置级连通；滑阀阀芯的一端与刹车口连通，并在该端大端面或小端面设有弹簧，滑阀阀芯另一端与回油口连通。

电液控制的电液伺服阀在未通电时，供压口关闭，回油口开启，刹车口与回油口连通，滑阀级没有液压输出；通电后，力矩马达操纵前置级产生压力变化，滑阀阀芯在前置级压力差作用下产生位移，首先使滑阀级滑阀阀芯的第一凸肩关闭回油口，进一步的位移使滑阀级滑阀阀芯的第二凸肩打开供压口进油，使供压口与刹车口连通，输出与控制电流成比例的液压压力。

所述推杆操纵装置的摇臂推动推杆向该壳体内移动，从而推动滑阀级的滑阀阀芯移动打开供压口，所述滑阀阀芯回油口处第一凸肩关闭回油口。当推杆推动滑阀阀芯进一步移动，所述滑阀阀芯供压口处的第二凸肩打开供压口，使供压口与刹车口连通，由刹车口输出所需的液压压力进行刹车，供压口开启度越大，输出的刹车压力越大。

所述推杆操纵装置的摇臂不推动推杆时，解除了推杆上的推力，在回位弹簧作用下，推杆回到初始位置，滑阀级滑阀阀芯这端即第一凸肩阀杆端部上轴向推力解除，滑阀级滑阀阀芯那端即第二凸肩阀杆端部上有反馈的刹车压力液压和被压缩的弹簧作用力，在该液压和弹簧作用下随之回到初始位置，使供压口关闭，回油口开启，刹车口又和回油口保持连通。

本发明可通过外部机械传动操纵输出所需的液压刹车压力。

本发明在电液伺服阀滑阀级滑阀的一端设置操纵装置，作为外部可操纵的手段，需要时以操纵滑阀级的滑阀输出所需的刹车压力。

本发明在电液伺服阀滑阀级设置操纵装置，通过机械操纵的推杆作为外部可操纵的手段，需要时以操纵滑阀级输出所需的刹车压力。在正常情况下，电液伺服阀的液压压力输出由电气信号控制，即由输入力矩马达线圈的控制电流操纵前置级，再由前置级控制滑阀级输出与控制电流大小成正比的液压刹车压力。在电气信号控制丧失，或前置级故障导致无法操纵滑阀级输出液压压力，或电液控制操纵滑阀级的输出不能满足稳定输出所需的最大刹车压力要求时，例如起飞线刹车飞机滑动，最大刹车压力不够，只要驾驶员拉出刹车手柄，经机械传动带动推杆操纵滑阀级来输出所需的刹车压力。这种相对于飞机电传刹车电液伺服阀仅由控制盒内部电气操控的外部可操纵的手段，独立于电气信号控制，扩充了飞机电传刹车电液伺服阀的操纵方式，根据需要可人工操纵滑阀级输出，具有失效安全功能，改善了电液伺服阀的使用性能，增强了飞机电传刹车系统的生存力，确保了飞机电传刹车系统可靠安全运行。

本发明结构合理，简单实用，较好解决了现有技术电液伺服阀存在离开电气控制再没有其他外部可操纵的手段的不足，对飞机电传刹车电液伺服阀的使用，飞机电传刹车系统推广应用和飞机电传刹车系统可靠安全运行具有重要的现实意义。

附图说明

图1是本发明的一种可机械操纵的电液伺服阀结构原理图；

图2是本发明支座和摇臂与飞机固定配合的结构示意图。

图中：

1.壳体；2.力矩马达；3.前置级；4.滑阀级；5.供压口；6.刹车口；7.回油口；8.油滤；9.固定节流孔；10.操纵腔；11.推杆；12.密封圈；13.回位弹簧；14.摇臂；15.支座。

具体实施方式

本实施例是一种可机械操纵的电液伺服阀，包括：壳体1、力矩马达2、前置级3和滑阀级4。所述力矩马达2采用现有技术，被安装在壳体1上。前置级3和滑阀级4均装配在壳体1内，并使所述前置级3与滑阀级之间通过液压连接。所述的前置级3与滑阀级4均为现有技术。

所述壳体1上有三个液压接口，分别是供压口5、刹车口6和回油口7。所述三个液压接口分别与相关飞机刹车系统液压管路相联。具体是，所述供压口与飞机刹车系统供压源管路联接，刹车口与飞机刹车机轮刹车装置管路联接，回油口与飞机回油管路联接。

力矩马达2与前置级3之间机械连接，前置级3和滑阀级4之间液压连接。前置级3与供压口5通过壳体1中的油路连通，并在通往前置级3的油路上设置有液压油滤8和固定节流孔9。滑阀级4中滑阀阀芯的两个大端面通过壳体1中的油路与前置级3连通；滑阀阀芯的一端与刹车口连通，并在该端大端面或小端面设有弹簧，滑阀阀芯另一端与回油口连通。

在所述壳体一侧外表面上开有操纵腔10；该操纵腔与壳体内的滑阀阀芯腔贯通，并使该操纵腔的中心线与该壳体内的滑阀阀芯腔的中心线同轴；所述操纵腔10位于滑阀阀芯腔的回油口7一侧的壳体壁上。

所述操纵腔内端的孔径与所述滑阀阀芯一端的外径相同，并使二者之间间隙配合。该操纵腔外端的孔径略大于回位弹簧13的外径，用于安放该弹簧13。在所述操纵腔内开有与回油口7连通的油路。在所述与回油口连通的油路与所述弹簧之间的孔壁上有密封圈12。

推杆11的一端安放在该操纵腔内，并使二者之间滑动配合。该推杆与操纵腔之间的密封性由设置在所述壳体孔壁上密封圈12提供。该推杆11通过推杆操纵装置推动滑阀级4阀芯位移，操纵滑阀级4输出液压压力。所述推杆操纵装置包括摇臂14和支座15，该支座15固定在该壳体的外侧表面，并与所述推杆位于同一侧。摇臂14铰支在支座15上，摇臂14的一端销轴铰接在该推杆的另一端。摇臂14另一端与连接钢索的拉杆连接，由钢索连接到飞机座舱的操纵手柄。或者将所述推杆操纵装置固定在飞机的架板上，摇臂14铰支在支座15上，摇臂14的一端与推杆连接，带动推杆11移动；或者该摇臂的一端直接推压推杆11移动，实现外部机械操纵目的，如图2所示。

所述滑阀级采用现有技术，包括滑阀阀芯和滑阀阀套。所述滑阀阀芯两端分别与刹车口和回油口的连通。为实现该滑阀阀芯两端分别与刹车口和回油口的连通，在该滑阀阀芯的外圆周表面有两处径向凸出的凸肩，分别是第一凸肩和第二凸肩。所述第一凸肩用于控制回油口；该第一凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第一控制大端面，来自前置级来的一个控制压力作用在该第一控制大端面上；所述第一凸肩一端的滑阀阀芯端面为滑阀阀芯小端面；来自回油口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上。所述第二凸肩用于控制供压口；第二凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第二控制大端面，来自前置级的另一个控制压力作用在该第二控制大端面上。所述第二凸肩一端的滑阀阀芯端面亦为滑阀阀芯小端面；来自刹车口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上。

所述力矩马达2、前置级3和滑阀级4，以及油滤8和固定节流孔9均采用现有技术。在阀芯一端安装有回位弹簧13。

本实施例中，前置级3为双喷嘴挡板阀；力矩马达2与双喷嘴挡板阀的挡板可控地机械连接；供压口压力油经油滤8和固定节流孔9分为两路，一路进入喷嘴，另一路进入滑阀级4滑阀阀芯两个大端面所在腔室；喷嘴挡板阀喷嘴腔压力与滑阀级4滑阀阀芯大端面所在腔室连通；在与刹车口连通的阀芯一端小端面设有弹簧；阀芯一端通过阀芯中的油路与刹车口连通；阀芯另一端通过壳体中油路与回油口连通。

工作时，电液控制的电液伺服阀在未通电时，供压口关闭，回油口开启，刹车口与回油口连通，滑阀级4没有液压输出；通电后，力矩马达2操纵前置级3产生压力变化，滑阀阀芯在前置级压力差作用下产生位移，首先使滑阀级滑阀阀芯的第一凸肩关闭回油口，进一步的位移使滑阀级滑阀阀芯的第二凸肩打开供压口进油，使供压口与刹车口连通，输出与控制电流成比例的液压压力

带圆柱头的推杆11安装在操纵腔10内并伸入所述滑阀阀芯腔内，并使该推杆的内端面与该滑阀阀芯的端面接触。在初始位置，推杆的内端面与所述滑阀阀芯端面之间保持1.5～3.5mm的间隙。通过摇臂14操纵推杆11使得滑阀级4滑阀阀芯位移，操纵滑阀级4输出液压压力。

需要操纵时，驾驶员通过座舱内的刹车手柄，经一系列机械传动，摇臂14推动推杆11向该壳体内移动，从而推动滑阀级4的滑阀阀芯移动打开供压口，所述滑阀阀芯回油口处第一凸肩关闭回油口。当推杆11推动滑阀阀芯进一步移动，所述滑阀阀芯供压口处的第二凸肩打开供压口，使供压口与刹车口连通，由刹车口输出所需的液压压力进行刹车，供压口开启度越大，输出的刹车压力越大。

驾驶员松开刹车手柄，解除推杆11上的推力，在回位弹簧13作用下，推杆11回到初始位置，滑阀级4滑阀阀芯这端即第一凸肩阀杆端部上轴向推力解除，滑阀级4滑阀阀芯那端即第二凸肩阀杆端部上有反馈的刹车压力液压和被压缩的弹簧作用力，在该液压和弹簧作用下随之回到初始位置，使供压口关闭，回油口开启，刹车口又和回油口保持连通。

Claims (7)

1.一种可机械操纵的电液伺服阀，包括：壳体、力矩马达、前置级和滑阀级；所述力矩马达被安装在壳体上；前置级和滑阀级均装配在壳体内，并使所述前置级与滑阀级之间通过液压连接；所述滑阀级包括滑阀阀芯和滑阀阀套；所述滑阀阀芯两端分别与刹车口和回油口的连通；其特征在于，还包括推杆操纵装置，并且该推杆操纵装置固定在该壳体的外侧表面，并与所述推杆位于同一侧；或者将该推杆操纵装置固定在飞机的架板上；

在所述壳体一侧外表面上开有操纵腔；该操纵腔与壳体内的滑阀阀芯腔贯通，并使该操纵腔的中心线与该壳体内的滑阀阀芯腔的中心线同轴；所述操纵腔位于滑阀阀芯腔的回油口一侧的壳体壁上；所述操纵腔内端的孔径与所述滑阀阀芯一端的外径相同，并使二者之间间隙配合；该操纵腔外端的孔径略大于回位弹簧的外径，用于安放该弹簧；在所述操纵腔内开有与回油口连通的油路；在所述与回油口连通的油路与所述弹簧之间的孔壁上有密封圈；推杆的一端安放在该操纵腔内，并使二者之间滑动配合；所述推杆的内端面与该滑阀阀芯的端面接触；在初始位置，推杆的内端面与所述滑阀阀芯端面之间保持1.5～3.5mm的间隙。

2.如权利要求1所述可机械操纵的电液伺服阀，其特征在于，所述滑阀阀芯的外圆周表面有两处径向凸出的凸肩，分别是第一凸肩和第二凸肩；所述第一凸肩用于控制回油口；该第一凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第一控制大端面，来自前置级的一个控制压力作用在该第一控制大端面上；所述第一凸肩一端的滑阀阀芯端面为滑阀阀芯小端面；来自回油口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上；所述第二凸肩用于控制供压口；第二凸肩的外端端面，即凸肩外径与阀杆外径限定的环形带为第二控制大端面，来自前置级的另一个控制压力作用在该第二控制大端面上；所述第二凸肩一端的滑阀阀芯端面亦为滑阀阀芯小端面；来自刹车口的压力作用在该滑阀阀芯小端面上。

3.如权利要求1所述可机械操纵的电液伺服阀，其特征在于，所述操纵装置包括摇臂和支座，并使该摇臂的中部与所述推杆铰接，摇臂的一端与所述支座铰接；摇臂的另一端与连接钢索的拉杆连接，由钢索连接到飞机座舱的操纵手柄。

4.如权利要求1所述可机械操纵的电液伺服阀，其特征在于，所述壳体上有供压口、刹车口和回油口；其中的供压口与飞机刹车系统供压源管路联接，刹车口与飞机刹车机轮刹车装置管路联接，回油口与飞机回油管路联接。

5.如权利要求1所述可机械操纵的电液伺服阀，其特征在于，力矩马达与前置级之间机械连接，前置级和滑阀级之间液压连接；前置级与供压口通过壳体中的油路连通，并在通往前置级的油路上设置有液压油滤和固定节流孔；滑阀级中滑阀阀芯的两个大端面通过壳体中的油路与前置级连通；滑阀阀芯的一端与刹车口连通，并在该端大端面或小端面设有弹簧，滑阀阀芯另一端与回油口连通。

6.如权利要求1所述可机械操纵的电液伺服阀，其特征在于，电液控制的电液伺服阀在未通电时，供压口关闭，回油口开启，刹车口与回油口连通，滑阀级没有液压输出；通电后，力矩马达操纵前置级产生压力变化，滑阀阀芯在前置级压力差作用下产生位移，首先使滑阀级滑阀阀芯的第一凸肩关闭回油口，进一步的位移使滑阀级滑阀阀芯的第二凸肩打开供压口进油，使供压口与刹车口连通，输出与控制电流成比例的液压压力。

7.如权利要求1所述一种可操纵的电液伺服阀，其特征在于：所述推杆操纵装置的摇臂推动推杆向该壳体内移动，从而推动滑阀级的滑阀阀芯移动打开供压口，所述滑阀阀芯回油口处第一凸肩关闭回油口；当推杆推动滑阀阀芯进一步移动，所述滑阀阀芯供压口处的第二凸肩打开供压口，使供压口与刹车口连通，由刹车口输出所需的液压压力进行刹车，供压口开启度越大，输出的刹车压力越大；

所述推杆操纵装置的摇臂不推动推杆时，解除了推杆上的推力，在回位弹簧作用下，推杆回到初始位置，滑阀级滑阀阀芯这端即第一凸肩阀杆端部上轴向推力解除，滑阀级滑阀阀芯那端即第二凸肩阀杆端部上有反馈的刹车压力液压和被压缩的弹簧作用力，在该液压和弹簧作用下随之回到初始位置，使供压口关闭，回油口开启，刹车口又和回油口保持连通。