CN111207175B - 一种起落架用油气减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及航空航天技术领域,且公开了一种起落架用油气减震器,包括外筒,所述外筒的底部活动连接有贯穿底部的活塞杆,所述活塞杆的顶端固定连接有活塞,所述外筒内壁与活塞下表面之间固定安装有密封结构,所述外筒内壁的中部固定安装有隔板,该起落架用油气减震器,通过将气体仓改造为由上往下等间距分布有两侧截面形状为锥形的贯穿气体仓仓壁固定安装的环形锥盘,这样不仅增加了气体仓内部的仓内体积,增加了气体的储存量,使得减震器在吸收撞击动能时有更多的空间进行缓冲,气体能够吸收更多的撞击动能,使得在撞击的过程中减震器能够更加趋于缓和增加乘客的舒适度,并且由于减震周期的减少使得减震装置的使用寿命增加。

Description

一种起落架用油气减震器
技术领域
本发明涉及航空航天技术领域,具体为一种起落架用油气减震器。
背景技术
起落架作为航天飞机重要部件,其主要作用是用来支持飞机的起飞和降落过程中的滑行,特别是在降落滑行的过程中,起落架的减震效果的好坏将直接影响到乘客的舒适度以及飞机起落架的使用寿命,该减震装置有分为气体减震器、液体减震器以及气液混合减震器,其中气液混合在现在飞机上应用最多,气液混合减震器又叫油气减震器,其主要原理是通过压缩减震器内气体来进行储存能量,利用液体在设有小孔的隔板内高速流动产生的热量来将飞机降落时的能量转换为热能散出,但是现有的油气减震器在使用过程中始终存在以下问题:
1.现有的油气减震器由中间的隔板将整个外筒内部分为上下两个部分,上半部分为气体仓,下半部分为储油仓,工作时将一部分撞击动能转换为压缩气体的内能储存,另一部分撞击动能通过高速的油液与小孔的摩擦转换为热能由外筒散发出去,但是现有的外筒由于其是简单的圆柱形筒状结构,一方面其气体仓内部所能储存的气体量较小,这样就导致一旦飞机在降落时冲击力过大,较小的气体仓所能缓冲的程度有限,所以减震器就会出现较硬的感觉,减震效果差,另一方面外部的散热面积也较小,这样导致其内部高速产生的热量无法快速的散出,导致减震器温度越来越高,从而影响其减震效果和使用寿命。
2.油气减震器在吸收了最大程度的撞击动能后会由于其内部气体储存的内能使得气体压力急剧增加,这样气体就会成为一个膨胀体推动活塞反向移动,这样就会使得减震器伸张,而伸张的过程由于液体回流过快可能会导致飞机发生反跳现象,这样就严重影响飞机降落的平稳性,而现有的油气减震器通过堵住一部分小孔的单向节流活门来减小飞机减震器的伸张速度来消除反跳现象,但是这样就直接导致了在减震器伸张过程中油液的流通量减小,这样不仅降低了油液高速流过小孔产生的热能,降低了减震器的能量转换,而且直接通过堵住节流活门还会降低油液的回流量,这样在飞机在第二个减震周期开始时会由于减震器中的油液量不足以及气体内部仍然储存着上个减震周期剩余的内能而无法更好的吸收第二个周期的能量,使得飞机在后续的减震效果变差,降低了飞机连续减震的效果,大大降低飞机降落的平稳性和乘客的舒适度。
发明内容
本发明提供了一种起落架用油气减震器,具备减震效果好、散热更快、乘客舒适度更高的优点,解决了上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供如下技术方案:一种起落架用油气减震器,包括外筒,所述外筒的底部活动连接有贯穿底部的活塞杆,所述活塞杆的顶端固定连接有活塞,所述外筒内壁与活塞下表面之间固定安装有密封结构,所述外筒内壁的中部固定安装有隔板,所述隔板的下表面与活塞的上表面之间设置为油液仓,所述隔板的上表面与外筒内壁顶端之间设置为气体仓,所述油液仓内部以及气体仓内部底端部分充有油液,所述气体仓的剩余部分充有气体,所述隔板内部贯穿其上下表面开设有小孔,所述小孔内部固定设置有阻力块,所述隔板的上表面位于每个小孔的顶端固定安装有外环柱,所述外环柱的顶端固定安装有转轴,所述转轴的上部固定安装有限位块,所述转轴上活动连接有顶部封盖,所述外筒位于气体仓所在外壁上贯穿外筒筒壁固定且与外筒之间密封安装有环形锥盘,所述外环柱内部通过连接板固定连接有与外环柱同圆心的内环柱,所述内环柱内部设置有内螺纹,所述内环柱底端的两侧通过轴活动安装有磁性导流板,所述隔板的上表面固定安装有位于每个外环柱内部的挡块。
优选的,所述环形锥盘内部为空心的且截面形状的两侧均为锥形且锥形的尖端为纵切后的直边状。
优选的,所述阻力块在小孔内部环形等间距分布,所述阻力块向气体仓一侧偏斜,所述阻力块的一端开设有齿纹。
优选的,所述顶部封盖的数量为四个且每个张开的弧度为九十度,四个所述顶部封盖组成一个完整的环形盖,所述顶部封盖位于圆心方向的一侧设置有重心偏置块。
优选的,所述内环柱底端的开口形状是侧面斜边具有五十度倾斜角的尖端向下的开口,所述磁性导流板的数量为两个且两者的极性相反,所述挡块的位置是和磁性导流板垂直向下时两侧的两边相贴合。
本发明具备以下有益效果:
1、该起落架用油气减震器,通过将气体仓改造为由上往下等间距分布有两侧截面形状为锥形的贯穿气体仓仓壁固定安装的环形锥盘,这样不仅增加了气体仓内部的仓内体积,增加了气体的储存量,使得减震器在吸收撞击动能时有更多的空间进行缓冲,气体能够吸收更多的撞击动能,使得在撞击的过程中减震器能够更加趋于缓和,另一方面可以增加气体仓外壁与空气的接触面积,从而能更好的将减震器中产生的热量利用更大面积的环形锥盘来进行散耗,提高单次减震周期所能散耗的撞击动能,从而能够减少减震周期,增加乘客的舒适度,并且由于减震周期的减少使得减震装置的使用寿命增加。
2、该起落架用油气减震器,通过在小孔内部设置有倾斜向上的阻力块,这样可以使得油液在回流的过程中受到阻力块的阻力降低其回流速度,这样不仅不减少油液的回流量,保证减震器连续减震效果,并且由于阻力块的阻力增加了油液与其摩擦产生的热量,增加撞击动能的散耗,提高减震效果,并且结合外环柱和内环柱组成的双向分流通道的结构,使得回流的油液通过内环柱内部设置的内螺纹,回流中的与内螺纹接触的部分油液阻力增大,从而在一定程度上增大了回流油液的阻力,并且能产生更大的摩擦热能,进而提高回流过程中热量散耗,而其余部分则可以正常回流,这样不仅不会降低回流的量,也可以控制回流的速度,更好的避免飞机发生反跳,提高乘客的舒适度。
附图说明
图1为本发明结构剖视示意图;
图2为本发明结构图1中A处放大示意图;
图3为本发明结构减震压缩过程中双向分流通道工作剖面示意图;
图4为本发明结构减震伸张过程中双向分流通道工作剖面示意图。
图中:1、外筒;2、活塞杆;3、活塞;4、密封结构;5、隔板;6、油液仓;7、气体仓;8、小孔;9、阻力块;10、外环柱;11、转轴;12、限位块;13、顶部封盖;14、环形锥盘;15、内环柱;16、内螺纹;17、磁性导流板;18、挡块;19、齿纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,一种起落架用油气减震器,包括外筒1,外筒1的底部活动连接有贯穿底部的活塞杆2,活塞杆2的顶端固定连接有活塞3,外筒1内壁与活塞3下表面之间固定安装有密封结构4,外筒1内壁的中部固定安装有隔板5,隔板5的下表面与活塞3的上表面之间设置为油液仓6,隔板5的上表面与外筒1内壁顶端之间设置为气体仓7,油液仓6内部以及气体仓7内部底端部分充有油液,气体仓7的剩余部分充有气体,隔板5内部贯穿其上下表面开设有小孔8,小孔8内部固定设置有阻力块9,隔板5的上表面位于每个小孔8的顶端固定安装有外环柱10,外环柱10的顶端固定安装有转轴11,转轴11的上部固定安装有限位块12,转轴11上活动连接有顶部封盖13,外筒1位于气体仓7所在外壁上贯穿外筒1筒壁固定且与外筒1之间密封安装有环形锥盘14,外环柱10内部通过连接板固定连接有与外环柱10同圆心的内环柱15,内环柱15内部设置有内螺纹16,内环柱15底端的两侧通过轴活动安装有磁性导流板17,隔板5的上表面固定安装有位于每个外环柱10内部的挡块18。
其中,环形锥盘14内部为空心的且截面形状的两侧均为锥形且锥形的尖端为纵切后的直边状,利用这样尖端的形状不仅增加了内部油液耗散热量所需要传导接触的面积,同时还增加了传导面与外部的接触面积,并且高速流动的液体在接触到环形锥盘14内壁时会由层流状态变为紊流状态,使得内部产生的热量能够更快速的且更多的与外界进行热量交换,达到高效的热量耗散效果,从而提高提高单次减震过程的能量传导,进而降低减震过程的次数,提高减震器的使用寿命。
其中,阻力块9在小孔8内部环形等间距分布,阻力块9向气体仓7一侧偏斜,阻力块9的一端开设有齿纹19,通过阻力块9不仅可以增加流通小孔8内部油液的层流状态,使其变为紊流,增加紊流态的油液的换热效率,同时利用阻力块9以及齿纹19还能够增加小孔8内壁的不平整度,从而提高油液与其的摩擦程度,提高摩擦生热的热量,从而提高单次减震过程的能量散耗,由于压缩过程需要更快的反应而伸张过程则需要降低油液流速,所以向气体仓7倾斜的设计可以在压缩过程中保证油液的顺畅流通而伸张过程中则可以通过阻力块9来提升油液回流的阻力,从而达到降低油液回流速度的效果,最大程度上降低飞机发生反跳现象的概率,提升乘客的舒适度。
其中,顶部封盖13的数量为四个且每个张开的弧度为九十度,四个顶部封盖13组成一个完整的环形盖,顶部封盖13位于圆心方向的一侧设置有重心偏置块,四个顶部封盖13可以在油液上升的过程中随着油液顶起,不影响减震过程中的压缩,而在减震过程中的伸张过程中会借助重心偏置块的重力结合高速向下流动的油液迅速的将四个顶部封盖13关闭,从而关闭外环柱10的内壁和内环柱15外壁之间组成的空腔,使得油液只能够从内环柱15的内壁流动,再借助内环柱15内壁的螺纹增加油液流动的阻力,且增加摩擦产生的热量,从而提高能量消耗,并且降低油液的回流速度,最大进一步降低飞机发生反跳的概率。
其中,内环柱15底端的开口形状是侧面斜边具有五十度倾斜角的尖端向下的开口,磁性导流板17的数量为两个且两者的极性相反,挡块18的位置是和磁性导流板17垂直向下时两侧的两边相贴合,磁性导流板17相反的极性可以使得该减震器在不工作时能够自行的相互吸合,以保证在减震器需要工作时压缩的过程中能够将油液仓6中的油液导流到外环柱10的内壁和内环柱15的外壁之间的空腔内进行流动,而在伸张的过程中则能够利用流动的油液冲击开两个磁性导流板17,并且两个磁性导流板17位于两侧后能够完全封堵住上述的空腔,保证油液从内环柱15的内壁流过,从而实现对油液不同流向的不同流道的分配,最大化实现了单次减震过程中的能量消耗,提高减震效果。
工作原理,在飞机起落架接触地面时产生撞击动能,此时活塞杆2推动活塞3向上移动,活塞3推动着油液仓6内部的油液向上流动,油液高速流通经过小孔8,并与其内部阻力块9以及阻力块9上设置的齿纹19发生摩擦产生热量,流过小孔8的油液会进入到外环柱10内壁与内环柱15外壁之间的空腔,此时内环柱15底部两端安装的磁性导流板17磁吸在一起,油液就顺着空腔向上流动,然后进入上部的气体仓7,由于油液的进入使得气体仓7内部的气体产生压缩,油液与气体仓7以及环形锥盘14内壁接触,使得油液中的热量传导到两者外壁从而耗散掉,在气体仓7中气体压缩到最大量时气体会发生膨胀反弹,此时会挤压其中的液体向下流动,向下流动的液体会迫使顶部封盖13关闭外环柱10内壁与内环柱15外壁之间的空腔顶部的进口,这样油液就只能通过内环柱15内部进行流动,在其中会与内螺纹16发生摩擦,进一步利用摩擦产热进行耗能,并且起到了增加油液的紊流态,提高油液的流动阻力并增加热能的传导耗散,流过内环柱15内部的油液会再次进入到小孔8中和流向与油液相反设计的阻力块9以及齿纹19再次产生摩擦,再进一步提高油液的流动阻力并增加热能的传导耗散,从而提高单次减震过程能量的散耗,降低减震过程的反复次数,提高减震效果的同时增加了减震装置的使用寿命。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种起落架用油气减震器,包括外筒(1),所述外筒(1)的底部活动连接有贯穿底部的活塞杆(2),所述活塞杆(2)的顶端固定连接有活塞(3),所述外筒(1)内壁与活塞(3)下表面之间固定安装有密封结构(4),所述外筒(1)内壁的中部固定安装有隔板(5),所述隔板(5)的下表面与活塞(3)的上表面之间设置为油液仓(6),所述隔板(5)的上表面与外筒(1)内壁顶端之间设置为气体仓(7),所述油液仓(6)内部以及气体仓(7)内部底端部分充有油液,所述气体仓(7)的剩余部分充有气体,所述隔板(5)内部贯穿其上下表面开设有小孔(8),其特征在于:所述小孔(8)内部固定设置有阻力块(9),所述隔板(5)的上表面位于每个小孔(8)的顶端固定安装有外环柱(10),所述外环柱(10)的顶端固定安装有转轴(11),所述转轴(11)的上部固定安装有限位块(12),所述转轴(11)上活动连接有顶部封盖(13),所述外筒(1)位于气体仓(7)所在外壁上贯穿外筒(1)筒壁固定且与外筒(1)之间密封安装有环形锥盘(14),所述外环柱(10)内部通过连接板固定连接有与外环柱(10)同圆心的内环柱(15),所述内环柱(15)内部设置有内螺纹(16),所述内环柱(15)底端的两侧通过轴活动安装有磁性导流板(17),所述隔板(5)的上表面固定安装有位于每个外环柱(10)内部的挡块(18)。
2.根据权利要求1所述的一种起落架用油气减震器,其特征在于:所述环形锥盘(14)内部为空心的且截面形状的两侧均为锥形且锥形的尖端为纵切后的直边状。
3.根据权利要求1所述的一种起落架用油气减震器,其特征在于:所述阻力块(9)在小孔(8)内部环形等间距分布,所述阻力块(9)向气体仓(7)一侧偏斜,所述阻力块(9)的一端开设有齿纹(19)。
4.根据权利要求1所述的一种起落架用油气减震器,其特征在于:所述顶部封盖(13)的数量为四个且每个张开的弧度为九十度,四个所述顶部封盖(13)组成一个完整的环形盖,所述顶部封盖(13)位于圆心方向的一侧设置有重心偏置块。
5.根据权利要求1所述的一种起落架用油气减震器,其特征在于:所述内环柱(15)底端的开口形状是侧面斜边具有五十度倾斜角的尖端向下的开口,所述磁性导流板(17)的数量为两个且两者的极性相反,所述挡块(18)的位置是和磁性导流板(17)垂直向下时两侧的两边相贴合。
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