CN114408161A - 一种三余度双腔作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于液压作动技术，涉及一种三余度双腔作动器，由两个阀块组件和一个作动筒组件组成，两个阀块组件结构相同；阀块组件包括三余度电磁阀、三余度电液伺服阀、三余度阀芯传感器、沟通阀；作动筒组件包括作动筒、三余度作动筒传感器。本发明由两个三余度电液伺服阀驱动作动筒，两个三余度伺服阀组成流量驱动部分的电气双三余度配置，大大提高了作动器的任务可靠性。出现故障后，作动器在单电气通道或者单液压系统情况下也能工作。本发明简化了作动器的结构，具有部件数量少、基本可靠性高、故障率低的优点。

Description

一种三余度双腔作动器
技术领域
本发明属于液压作动技术，涉及一种三余度双腔作动器。
背景技术
作动器是飞控作动系统重要的执行部件，用于完成飞机姿态的控制，其任务可靠性直接影响到飞机和机载人员的飞行安全。为提高任务可靠性，传统的作动器通常采用多个相同的部件来组成多余度，来克服故障带来的影响，存在着结构复杂、部件数量多、基本可靠性低的问题。
发明内容
本发明的目的：
本发明采用三余度电气部件构建了一种三余度双腔作动器，能保证三个电气余度和两个液压系统(俗称为双腔)都能够同时工作。出现故障后，作动器在单电气通道或者单液压系统情况下也能工作，避免了资源浪费，在保证任务可靠性的同时，简化了作动器的结构，具有部件数量少、基本可靠性高的优点。
本发明采取的技术方案为：
一种三余度双腔作动器，包括两个阀块组件和一个作动筒组件组成，所述的两个阀块组件结构相同；所述阀块组件包括三余度电磁阀1、三余度电液伺服阀2、三余度阀芯传感器3、沟通阀4；作动筒组件包括作动筒5、三余度作动筒传感器6；所述三余度电磁阀1为两位三通的电磁换向阀,一腔接进油，一腔接回油，输出腔接沟通阀4的控制腔；所述沟通阀4为两位五通的液动换向阀，第一腔接回油，第二腔、第三腔分别接三余度电液伺服阀2的两个负载，第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔；三余度阀芯传感器3通过螺纹连接到三余度电液伺服阀2的阀芯上；三余度作动筒传感器6内置在作动筒5的活塞里，通过螺纹连接。
所述作动筒5具体为双系统串联或者并联作动筒。双腔作动筒采用不等面积设计。
沟通阀4的第二腔、第三腔分别接伺服阀2的两个负载，具体根据作动器的液压极性要求而确定。沟通阀4的第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔，具体根据作动器的液压极性要求而确定。
三余度作动筒传感器6采用并联结构，内置在作动筒活塞里。
三余度阀芯传感器3采用串联结构。分别布置在伺服阀阀芯的两侧。
三余度阀芯传感器3和三余度作动筒传感器6都采用五线制。
本发明的有益效果：
1.本发明采用两个三余度伺服阀，组成流量驱动部分的电气双三余度配置，大大提高了作动器的任务可靠性。
2.本发明采用一个串联两余度传感器加一个单通道传感器组成三余度阀芯传感器，结构上分别布置在伺服阀阀芯的两侧，不仅解决了单个串联三余度传感器调试难度太大的问题，还能缓解因阀芯两端受力不均而影响伺服阀的动态性能。
3.本发明的三余度阀芯传感器和三余度作动筒传感器都采用五线制，一次故障时采用比较监控，二次故障时采用和值自监控，可以实现两次故障-工作，提高了任务可靠性。
4.本发明采用三余度电磁阀的通断来控制沟通阀，当一个系统出现故障，切断该系统的三余度电磁阀，该系统的沟通阀在弹簧预压力的作用下复位，该系统的作动筒的两腔沟通，不影响另外一个系统正常工作。虽然作动器输出力减半，但速度可保持基本不变。
附图说明
图1为一种三余度双腔作动器原理图。其中，1—三余度电磁阀、2—三余度电液伺服阀、3—三余度阀芯传感器、4—沟通阀、5—作动筒、6—三余度作动筒传感器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。
它的工作原理如下：液压系统的高压油P(液压1系统的高压油在图中标为P1、液压2系统高压油在图中标为P2)一路通向三余度电磁阀1,一路通向三余度电液伺服阀2。
当三余度电磁阀1通电时，三余度电磁阀1的输出腔接高压油P，高压油驱动沟通阀4克服弹簧力而转换到工作位，三余度电液伺服阀2两个负载腔接作动筒5的两个工作腔，三余度电液伺服阀2输出流量驱动作动筒工作。三余度阀芯传感器3安装在三余度电液伺服阀2的阀芯上，监控三余度电液伺服阀2是否工作正常。三余度作动筒传感器6内置在作动筒5的活塞里，将作动筒5的活塞位移反馈给外部的控制器，从而实现作动器位移的闭环控制。
当三余度电磁阀1断电时，三余度电磁阀1的输出腔接液压系统的回油R(液压1系统的回油在图中标为R1、液压2系统的回油在图中标为R2)，沟通阀4的在弹簧预压力的作用下复位，三余度电液伺服阀2的两个负载腔封闭，作动筒5的两个工作腔都与回油R沟通。
当两个三余度电磁阀1都处于通电状态时，两个系统都正常工作，作动筒5输出双倍的力。
当其中一个三余度电磁阀1处于通电状态、另一个三余度电磁阀1处于断电状态时，则一个系统正常工作，另一个系统的工作腔与回油R沟通，作动筒5输出力减半，输出速度基本不变。
当两个三余度电磁阀1都处于断电时，两个系统的工作腔都与回油R沟通，双腔作动筒5处于随动状态。三余度电磁阀1为三线圈配置，单线圈通电可以启动工作。通电时电磁阀控制腔接进油，断电时电磁阀控制腔接回油。三余度电液伺服阀2的力矩马达为三线圈配置，单线圈供电即可驱动伺服阀正常输出流量。三余度阀芯传感器3，反馈伺服阀的开口，监控阀芯的位置。沟通阀4的控制腔接进油时，隔开系统负载两腔；控制腔接回油时，负载两腔与回油沟通。作动筒5可为双系统串联结构或者双系统并联结构。
三余度双腔作动器，包括两个阀块组件和一个作动筒组件组成，所述的两个阀块组件结构相同；所述阀块组件包括三余度电磁阀1、三余度电液伺服阀2、三余度阀芯传感器3、沟通阀4；作动筒组件包括作动筒5、三余度作动筒传感器6；所述三余度电磁阀1为两位三通的电磁换向阀,一腔接进油，一腔接回油，输出腔接沟通阀4的控制腔；所述沟通阀4为两位五通的液动换向阀，第一腔接回油，第二腔、第三腔分别接三余度电液伺服阀2的两个负载，第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔；三余度阀芯传感器3通过螺纹连接到三余度电液伺服阀2的阀芯上；三余度作动筒传感器6内置在作动筒5的活塞里，通过螺纹连接。
所述作动筒5具体为双系统(俗称为双腔)串联或者并联作动筒。双腔作动筒采用不等面积设计，在行程要求一定的情况下，与等面积的双腔作动作动筒相比，可有效的缩短作动器的长度。
沟通阀4的第二腔、第三腔分别接伺服阀2的两个负载，具体根据作动器的液压极性要求而确定。沟通阀4的第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔，具体根据作动器的液压极性要求而确定。
三余度作动筒传感器6采用并联结构，内置在作动筒活塞里，可以避免外力碰伤，减少外界信号的干扰，提高了传感器的可靠性。
三余度阀芯传感器3采用串联结构。考虑到单个串联三余度传感器的调试难度太大，采取一个串联两余度传感器加一个单通道传感器的形式来实现，结构上分别布置在伺服阀阀芯的两侧，能缓解因阀芯两端受力不均而影响伺服阀的动态性能。
三余度阀芯传感器3和三余度作动筒传感器6都采用五线制，一次故障时采用比较监控，二次故障时采用和值自监控，可以实现二次故障-工作，提高了可靠性。

Claims (8)

1.一种三余度双腔作动器，其特征在于，包括两个阀块组件和一个作动筒组件组成，所述的两个阀块组件结构相同；所述阀块组件包括三余度电磁阀1、三余度电液伺服阀2、三余度阀芯传感器3、沟通阀4；作动筒组件包括作动筒5、三余度作动筒传感器6；所述三余度电磁阀1为两位三通的电磁换向阀,一腔接进油，一腔接回油，输出腔接沟通阀4的控制腔；所述沟通阀4为两位五通的液动换向阀，第一腔接回油，第二腔、第三腔分别接三余度电液伺服阀2的两个负载，第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔；三余度阀芯传感器3通过螺纹连接到三余度电液伺服阀2的阀芯上；三余度作动筒传感器6内置在作动筒5的活塞里，通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，所述作动筒5具体为双系统串联或者并联作动筒。
3.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，双腔作动筒采用不等面积设计。
4.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，沟通阀4的第二腔、第三腔分别接伺服阀2的两个负载，具体根据作动器的液压极性要求而确定。
5.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，沟通阀4的第四腔、第五腔接作动筒5的两个工作腔，具体根据作动器的液压极性要求而确定。
6.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，三余度作动筒传感器6采用并联结构，内置在作动筒活塞里。
7.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，三余度阀芯传感器3采用串联结构；分别布置在伺服阀阀芯的两侧。
8.根据权利要求1所述的一种三余度双腔作动器，其特征在于，三余度阀芯传感器3和三余度作动筒传感器6都采用五线制。
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