CN112208745A - 液压致动系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于飞机的液压致动系统(10)，所述液压致动系统(10)包括：致动器(A)；主致动布置(100)，所述主致动布置用于提供液压流体以控制所述致动器(A)，其中所述液压致动系统(10)被配置为检测所述致动器(A)中的故障。所述液压致动系统(10)还包括辅致动布置(200)以用于响应于对所述致动器(A)中的故障的检测而提供液压流体以控制所述致动器(A)。

Description

液压致动系统
技术领域
本公开涉及液压致动系统。特别地，本公开涉及用于螺旋桨的液压系统，诸如桨距改变致动器。
背景技术
使用液压动力来促进机械运动(例如，线性、旋转或振荡运动)的液压致动系统在许多技术中有许多用途。液压致动系统典型地包括液压动力源、由控制器控制的计量阀(例如，电动液压伺服阀)和由来自计量阀的液压流驱动的致动器。例如，典型的线性液压致动器包括可以在管内滑动并可以是单作用或双作用的活塞。在双作用致动器中，从在活塞的每一侧的室施加液压流体压力，并且在这两个室之间的压差使活塞单向或另一方向移动。
螺旋桨桨距控制系统通常地使用液压致动系统来控制螺旋桨叶片的桨距，该液压致动系统被称为桨距改变致动器。可变桨距螺旋桨用在许多不同类型的载具(诸如飞机)上。典型地，螺旋桨叶片安装到旋转轮毂，以可围绕其纵向轴线进行枢转移动来准许桨距调整。桨距调整由液压桨距改变致动器控制。
在现有桨距改变致动系统中，伺服控制器、液压动力源和计量阀(例如，电动液压伺服阀)位于机舱的静态部分中，例如，驱动螺旋桨的发动机的静态部分。在现有系统中，当在桨距改变致动系统中存在故障(例如，压力损失)时，可以使用两种方法中的一种来避免失去对螺旋桨叶片的桨距的控制的灾难性后果。一种方法和系统是在螺旋桨叶片上提供桨距锁以确保叶片桨距锁定在略小于螺旋桨在油压损失时的桨距的设定值。在出现故障时使用的系统和方法的另一个示例是配重。配重抵消试图将叶片向低桨距角移动的空气动力学力。这两个示例需要在机舱的旋转部分上的笨重而沉重的材料。
发明内容
提供了一种用于飞机的液压致动系统，所述液压致动系统包括：致动器；主致动布置，所述主致动布置用于提供液压流体以控制所述致动器，其中所述液压致动系统被配置为检测所述致动器中的故障。所述液压致动系统还包括辅致动布置以用于响应于对所述致动器中的故障的检测而提供液压流体以控制所述致动器。
所述致动器还可以包括第一室和第二室。所述主致动布置可以控制所述第一室和所述第二室中的所述液压流体。所述致动器另外还可以包括第三室。所述辅致动布置可以控制提供在所述第三室中的所述液压流体。
所述第一室可以被配置为减小所述飞机的螺旋桨叶片的桨距。所述第二室可以被配置为增大所述飞机的所述螺旋桨叶片的桨距。所述第三室可以被配置为增大所述飞机的所述螺旋桨叶片的桨距。
所述主致动布置可以包括至少一个压力传感器以用于检测所述致动器中的故障。所述主致动布置还可以包括电动泵、主泵、旁通阀和主电动液压伺服阀以用于控制所述致动器。
所述辅致动布置可以包括信号模块以用于向所述辅电动液压伺服阀提供信号来控制所述致动器。
所述致动器还可以包括至少一个密封件。
所述主致动布置可以设在机舱的静态部分上，并且所述辅致动布置可以设在机舱的旋转部分上。
还提供了一种方法，所述方法包括：提供致动器；用主致动布置来提供液压流体以控制所述致动器；通过液压致动系统来检测所述致动器中的故障；以及响应于所述致动器中的所述检测到的故障而用辅致动布置来将液压流体提供到所述致动器。
还提供了一种用于飞机的机舱，所述机舱包括旋转部分、静态部分和如上所述的液压致动系统。所述主致动布置设在所述静态部分中或所述静态部分上，并且所述辅致动布置设在所述旋转部分中或所述旋转部分上。
附图说明
图1示出了液压致动系统。
图2示出了图1的液压致动系统的致动器。
具体实施方式
图1示出了例如与桨距改变致动器A一起使用的液压致动系统10。当然，本文描述的液压致动系统10可以与其他类型的致动器一起使用，并且不限于与桨距改变致动器一起使用。
图1的液压致动系统10可以包括主液压致动布置100(即，主液压致动系统)。主致动布置100可以包括维护泵101(例如，电动泵)、主泵102(例如，机械泵)、旁通阀103和电动液压伺服阀104。主致动布置100的维护泵101、主泵102、旁通阀103和主电动液压伺服阀104可以设在机舱(未示出)的静态部分(在图1中被称为“静态部分”)上，以控制设在旋转部分(在图1中被称为“旋转部分”)上的致动器A。主致动布置100还可以在机舱的旋转部分中包括压力传感器105和106。旁通阀103可以通过传递轴承103a来连接到压力传感器105。压力传感器105可以通过液压管线103b来连接到致动器A。主电动液压伺服阀104可以通过液压管线104a来连接到压力传感器106。压力传感器106可以通过液压管线104b来连接到致动器A。
主致动布置100用于向致动器A提供正常操作以例如提供对螺旋桨的桨距改变。即，由旁通阀103和主电动液压伺服阀104提供的压差一起起作用来响应于飞行员命令或飞机的控制器而变更螺旋桨叶片的桨距。压力传感器105和106监测在致动器A中提供的压力并提供关于需要变更哪条液压管线来维持或改变螺旋桨叶片的桨距的输入。压力传感器105和106可以向飞机上的飞行员或控制器提供数据。压力传感器105和106能够通过控制器或飞行员来检测关于液压系统的默认值。
图1还示出了辅致动布置200(即，辅液压致动系统)。辅致动布置200可以包括信号模块201，其向辅电动液压伺服阀205提供信号201a。辅致动布置200还可以包括电力模块202以用于向电动马达203提供电力，该电动马达又可以连接到液压泵204，该液压泵向辅电动液压伺服阀205提供液压流体。辅电动液压伺服阀205可以通过液压管线205a来连接到致动器A。在图1中所示的示例中，电动马达203、液压泵204和辅电动液压伺服阀205可以位于机舱的旋转部分中。
主致动布置100向致动器A提供正常操作。然而，当在致动器A中发生泄漏、或在致动器A中存在压力损失时，压力传感器105和106就检测到主致动布置100中的故障。当在主致动布置100中检测到故障(例如，压力损失)时，液压致动系统1将操作切换到可以位于机舱的旋转部分上的辅致动器布置200。因此，辅致动器布置200起到机舱上的备用系统的作用，以向致动器A提供液压功能来恢复对螺旋桨叶片的桨距的改变的手动或控制器操作。
图2示出了图1的致动器A。致动器A可以包括第一室300(也被称为细调室)和第二室301(也被称为粗调室)。第一室300和第二室301一起作用在致动器A上，以例如提供螺旋桨叶片的桨距变化。在第一室300与第二室301之间的压差允许螺旋桨叶片的桨距角由飞机的飞行员或控制器进行变更。第一室300或细调室可以被设定在预先确定的压力阈值，例如预先确定的供应压力(“P供应”)。第二室301或粗调室可以从在0与P供应之间的压力进行变更。这允许通过由第一室300和第二室301提供的压差来变更螺旋桨叶片的桨距。例如，第一室300可以起到减小螺旋桨叶片的桨距的作用，而第二室301可以起到增大螺旋桨叶片的桨距的作用。
关于图1，第一室300可以经由传递轴承103a和液压管线103b来连接到旁通阀103。第二室301可以连接到主电动液压伺服阀104
图1的压力传感器105和106检测在第一室300和/或第二室301中何时存在故障(例如，压力损失)。在例如通过飞机控制器检测到故障时，图1的液压致动系统10从主致动布置100切换到辅致动布置200以恢复致动器A的操作来允许螺旋桨叶片中的桨距维持在安全水平。当主致动布置100故障时，情况可能是在螺旋桨叶片上的外部载荷因螺旋桨叶片的重心和空气动力学效应而起到减小桨距的作用。为了确保安全操作，辅致动布置200允许第三室306液压地控制致动器A并将螺旋桨叶片移动到高桨距以抵消外部载荷，使得叶片桨距始终在控制下。由第三室306提供的压力可以在0与P供应之间。第三室306可以连接到设在旋转部分中的辅电动液压伺服阀205。
致动器A可以包括第一动态密封件311、第二动态密封件312、第三动态密封件313、第四动态密封件314和第五动态密封件315中的至少一个，以防止从第一室300、第二室301和第三室306泄漏。尽管图2中示出了五个密封件，但是设想也可以使用更多数量的密封件来防止泄漏。还可以在第一动态密封件311与第二动态密封件312之间设有排放口316。在图2中所示的示例中，第一密封件311可以防止从第三室306到排放口316的外部泄漏。第二密封件312防止从第一室300到排放口316的外部泄漏。第三密封件313防止从第三室306的外部泄漏。第四密封件314防止在第一室300与第二室301之间的泄漏。第五室315防止从第二室301的外部泄漏。排放口316还起到防止从第一室300和第三室306的泄漏的作用。排放口316还防止油在致动器A内混合。
尽管已经就优选示例来描述本公开，但是应当理解，这些示例仅是例示性的，并且权利要求不限于那些示例。鉴于本公开，本领域的技术人员将能够做出修改和替代方案，这些修改和替代方案被认为是落入所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于飞机的液压致动系统(10)，所述液压致动系统(10)包括：
致动器(A)；
主致动布置(100)，所述主致动布置用于提供液压流体以控制所述致动器(A)，其中所述液压致动系统(10)被配置为检测所述致动器(A)中的故障；
辅致动布置(200)，所述辅致动布置用于响应于对所述致动器(A)中的故障的检测而提供液压流体以控制所述致动器(A)。
2.如任一权利要求1所述的液压致动系统(10)，其中所述致动器(A)还包括：
第一室(300)和第二室(301)，并且其中所述主致动布置(100)控制所述第一室(300)和所述第二室(301)中的所述液压流体；以及
第三室(306)，其中所述辅致动布置(100)控制提供在所述第三室(306)中的所述液压流体。
3.如权利要求2所述的液压系统(10)，其中所述第一室(300)被配置为减小所述飞机的螺旋桨叶片的桨距；
其中所述第二室(301)被配置为增大所述飞机的所述螺旋桨叶片的桨距；并且
其中所述第三室(306)被配置为增大所述飞机的所述螺旋桨叶片的桨距。
4.如任一前述权利要求所述的液压致动系统(10)，其中所述主致动布置(100)包括至少一个压力传感器(105、106)以用于检测所述致动器(A)中的故障。
5.如任一前述权利要求所述的液压致动系统(10)，其中所述主致动布置(100)包括电动泵(101)、主泵(102)、旁通阀(103)和主电动液压伺服阀(104)以用于控制所述致动器(A)。
6.如任一前述权利要求所述的液压致动系统(10)，其中所述辅致动布置(200)包括信号模块(201)以用于向辅电动液压伺服阀(205)提供信号(201a)来控制所述致动器(A)。
7.如任一前述权利要求所述的液压致动系统(10)，其中所述致动器(A)还包括至少一个密封件(311、312、313、314、315)。
8.如任一前述权利要求所述的液压致动系统(10)，其中所述主致动布置(100)设在机舱的静态部分上，并且所述辅致动布置设在机舱的旋转部分上。
9.一种方法，所述方法包括：
提供致动器(A)；
用主致动布置(100)来提供液压流体以控制所述致动器(A)；
通过液压致动系统(10)来检测所述致动器(A)中的故障；
响应于所述致动器(A)中的所述检测到的故障而用辅致动布置(200)来将液压流体提供到所述致动器(A)。
10.如任一权利要求9所述的方法，其中所述致动器(A)还包括：
第一室(300)和第二室(301)，并且其中所述主致动布置(100)控制所述第一室(300)和所述第二室(301)中的所述液压流体；以及
第三室(306)，其中所述辅致动布置(100)控制提供在所述第三室(306)中的所述液压流体。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中所述主致动布置(100)包括电动泵(101)、主泵(102)、旁通阀(103)和主电动液压伺服阀(104)以用于控制所述致动器(A)。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述辅致动布置(200)包括信号模块(201)以用于向辅电动液压伺服阀(205)提供信号(201a)来控制所述致动器(A)。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述致动器(A)还包括至少一个密封件(311、312、313、314、315)。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，所述方法还包括：
将所述主致动布置(100)设在机舱的静态部分上，并且将所述辅致动布置(200)设在机舱的旋转部分上。
15.一种用于飞机的机舱，所述机舱包括：
旋转部分；
静态部分；
如权利要求1所述的液压致动系统；
其中所述主致动布置(100)设在所述静态部分中或所述静态部分上，并且所述辅致动布置设在所述旋转部分中或所述旋转部分上。
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