CN114462166A - 一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN114462166A CN202210145323.4A CN202210145323A CN114462166A CN 114462166 A CN114462166 A CN 114462166A CN 202210145323 A CN202210145323 A CN 202210145323A CN 114462166 A CN114462166 A CN 114462166A
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Abstract

本申请公开了一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质，包括以下步骤：获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，本申请具有指导性和准确性、能有效指导产品设计、在产品设计阶段规避系统设计缺陷的优点。

Description

一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及刹车系统设计技术领域，尤其涉及一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质。
背景技术
刹车系统是飞机的关键子系统之一，影响飞机安全。刹车系统的参数设计至关重要。无源刹车系统因结构简单、系统独立、可靠性高、维护性好等优点，已广泛应用于中小型无人机上。与有源液压刹车系统不同，无源刹车系统在工作时输出的油液容积有限，若油液容积不足将导致刹车无法建压，影响飞机着陆安全。有效容积是电控刹车阀的关键参数，必须满足系统与机轮刹车装置的匹配。
电控刹车阀自带油源，不使用机上液压源，与机上液压系统完全独立。电控刹车阀只有在不工作时，油杯中油液才能补充至刹车系统中。在电控刹车阀建压工作过程中，油杯中油液与系统中油液被隔离并封闭，不能补充至系统中。有效容积是电控刹车阀工作中所能输出的最大油液容积，若有效容积不足，将导致刹车压力不满足要求；有效容积过大，导致刹车系统重量、体积增大，因此有效容积是电控刹车阀的关键参数，而目前在电控刹车阀设计阶段有效容积进行设计时缺乏指导性，数据准确性低，导致在产品设计阶段就具有较大系统设计缺陷。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质，旨在解决目前电控刹车阀有效容积在设计时缺乏指导性和准确性的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种电控刹车阀设计方法，包括以下步骤：
获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；
获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
可选地，所述获取第一参数ΔVrp，包括：
获取电控刹车阀到机轮刹车装置的软管长度L；
确认软管容积膨胀系数β；其中，所述软管容积膨胀系数β选择最大刹车压力下对应的膨胀系数；
根据所述软管长度L和软管容积膨胀系数β获得第一参数ΔVrp，所述第一参数ΔVrp的表达式为：
ΔVrp＝β×L。
可选地，所述获取第二参数ΔVys，包括：
获取最大刹车压力P；
设刹车系统总容积为Vsum；
选取油液体积压缩系数k；
根据所述最大刹车压力P、所述刹车系统总容积Vsum和所述油液体积压缩系数k获得第二参数ΔVys，所述第二参数ΔVys的表达式为：
ΔVys＝(P×Vsum)/k。
可选地，所述获取第三参数ΔVjl，包括：
获取机轮刹车装置的活塞腔直径djl；
获取机轮刹车装置的活塞腔个数n；
分别获取机轮刹车装置的初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3；
根据所述活塞腔直径djl、所述活塞腔个数n和所述初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3获得第三参数ΔVjl，所述第三参数ΔVjl的表达式为：
ΔVjl＝π/4×djl 2×n×(x1+x2+x3)。
可选地，所述获取第四参数ΔVss，包括：
获取在温度为t0时的油液密度ρ0；
获取在温度为t时的油液密度ρ；其中，t＜t0；
选取油液体积膨胀系数βt；
根据油液密度ρ0、油液密度ρ、油液体积膨胀系数βt和刹车系统总容积Vsum获得第四参数ΔVss，所述第四参数ΔVss的表达式为：
ΔVss＝Vsum(ρ-ρ0)/ρ；
其中，油液密度ρ与油液密度ρ0的关系式为：
ρ＝ρ0/[1+βt(t-t0)]。
可选地，所述刹车系统总容积Vsum包括电控刹车阀有效容积Vwys、软管容积和机轮刹车装置容积。
可选地，安全系数η取1.2～1.5。
一种电控刹车阀设计装置，包括：
第一参数获取模块，用于获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；
第二参数获取模块，用于获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
第三参数获取模块，用于获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
第四参数获取模块，用于获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
有效容积计算模块，用于根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
设计模块，用于根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。
本申请所能实现的有益效果如下：
刹车系统中一般都设计有软管，用于补偿起落架支柱压缩时管路变形量，而在建压过程中软管会膨胀，需要电控刹车阀提供油液进行补充，因此电控刹车阀有效容积需考虑软管膨胀量ΔVrp；刹车系统使用航空液压油，在建压过程中油液会压缩，导致油液体积不足，需电控刹车阀补充油液，因此电控刹车阀有效容积还需考虑油液压缩量ΔVys；刹车建压过程中，机轮刹车装置内活塞杆伸出，需先消除机轮刹车盘间隙，然后才能产生刹车制动力，需电控刹车阀输出油液使活塞杆推出，消除间隙，间隙消除后，随着刹车压力的增大，刹车盘会产生变形，为达到压力指标，需要补充油液补偿变形，随着飞机刹车次数的增加，刹车盘磨损量增大，间隙变大，刹车过程中活塞杆行程就越大，因此还需要考虑到消除机轮刹车装置初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量ΔVjl；刹车系统工作过程中，油液温度会变化，温度升高油液膨胀，温度降低油液收缩，因此电控刹车阀有效容积设计时还必须考虑到受温度降低影响的油液收缩量ΔVss；综上分析，本申请在设计电控刹车阀有效容积时充分考虑到了考虑软管膨胀量、油液压缩量、消除机轮刹车装置的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量、温度变化影响因素，建立了具有指导性和准确性的电控刹车阀有效容积计算式，能有效指导产品设计，并在产品设计阶段规避系统设计缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请的实施例中一种电控刹车阀设计方法的流程示意图；
图2为本申请的实施例中刹车系统的结构示意图。
附图标记：
100-软管，200-机轮刹车装置，300-电控刹车阀。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
实施例1
参照图1-图2，本实施例提供一种电控刹车阀设计方法，包括以下步骤：
获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管100膨胀所需油液量；
获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置200的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
需要说明的是，无源刹车系统包括电控刹车阀300、输油软管100和机轮刹车装置200三大部分，如图2所示，其工作原理为：电控刹车阀300工作，将油液通过软管100输送至机轮刹车装置200，从而启动机轮刹车装置200。
因此，在本实施例中，考虑到刹车系统中一般都设计有软管100，用于补偿起落架支柱压缩时管路变形量，而在建压过程中软管100会膨胀，需要电控刹车阀300提供油液进行补充，因此电控刹车阀有效容积需考虑软管100膨胀量；刹车系统使用航空液压油，在建压过程中油液会压缩，导致油液体积不足，需电控刹车阀300补充油液，因此电控刹车阀有效容积还需考虑油液压缩量；刹车建压过程中，机轮刹车装置200内活塞杆伸出，需先消除机轮刹车盘间隙，然后才能产生刹车制动力，需电控刹车阀300输出油液使活塞杆推出，消除间隙，间隙消除后，随着刹车压力的增大，刹车盘会产生变形，为达到压力指标，需要补充油液补偿变形，随着飞机刹车次数的增加，刹车盘磨损量增大，间隙变大，刹车过程中活塞杆行程就越大，因此还需要考虑到消除机轮刹车装置200的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；刹车系统工作过程中，油液温度会变化，温度升高油液膨胀，温度降低油液收缩，因此电控刹车阀有效容积设计时还必须考虑到受温度降低影响的油液收缩量；综上分析，本实施例在设计电控刹车阀有效容积时充分考虑到了考虑软管100膨胀量、油液压缩量、消除机轮刹车装置200的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量、温度变化等核心影响因素，建立了具有指导性和准确性的电控刹车阀有效容积计算式，依据该计算式能有效指导产品设计，并在产品设计阶段规避系统设计缺陷，从而提高了飞机着陆的安全性。
需要说明的是，安全系数η取1.2～1.5即可。
作为一种可选的实施方式，所述获取第一参数ΔVrp，包括：
获取电控刹车阀到机轮刹车装置的软管长度L；
确认软管容积膨胀系数β；其中，所述软管容积膨胀系数β选择最大刹车压力下对应的膨胀系数；
根据所述软管长度L和软管容积膨胀系数β获得第一参数ΔVrp，所述第一参数ΔVrp的表达式为：
ΔVrp＝β×L。
在本实施方式中，通过软管长度L和软管容积膨胀系数β计算第一参数ΔVrp，计算结果可靠，需要说明的是，软管容积膨胀系数β即软管膨胀后的内截面积，从而获得软管100膨胀后的容积数据，即软管100膨胀所需油液量。
作为一种可选的实施方式，所述获取第二参数ΔVys，包括：
获取最大刹车压力P；
设刹车系统总容积为Vsum；
选取油液体积压缩系数k；
根据所述最大刹车压力P、所述刹车系统总容积Vsum和所述油液体积压缩系数k获得第二参数ΔVys，所述第二参数ΔVys的表达式为：
ΔVys＝(P×Vsum)/k。
在本实施方式中，利用最大刹车压力P、所述刹车系统总容积Vsum和所述油液体积压缩系数k来计算第二参数ΔVys，选择参数合理可靠，从而建立建压过程中刹车系统油液压缩量ΔVys与刹车系统总容积为Vsum的关系式，需要说明的是，对于航空石油基液压油，油液体积压缩系数k＝800MPa。
作为一种可选的实施方式，所述获取第三参数ΔVjl，包括：
获取机轮刹车装置的活塞腔直径djl；
获取机轮刹车装置的活塞腔个数n；
分别获取机轮刹车装置的初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3；
根据所述活塞腔直径djl、所述活塞腔个数n和所述初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3获得第三参数ΔVjl，所述第三参数ΔVjl的表达式为：
ΔVjl＝π/4×djl 2×n×(x1+x2+x3)。
在本实施方式中，考虑到消除机轮刹车装置200的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量影响等因素，这部分影响因素消耗的所需油液量则可通过第三参数ΔVjl的计算式准确求出，减小误差影响，提高计算结果的准确性。
作为一种可选的实施方式，所述获取第四参数ΔVss，包括：
获取在温度为t0时的油液密度ρ0；
获取在温度为t时的油液密度ρ；其中，t＜t0；
选取油液体积膨胀系数βt；
根据油液密度ρ0、油液密度ρ、油液体积膨胀系数βt和刹车系统总容积Vsum获得第四参数ΔVss，所述第四参数ΔVss的表达式为：
ΔVss＝Vsum(ρ-ρ0)/ρ；
其中，油液密度ρ与油液密度ρ0的关系式为：
ρ＝ρ0/[1+βt(t-t0)]。
在本实施方式中，由于油液密度随温度变化，温度降低油液收缩，影响产品输出油液容积，因此分别获取温度由t0降低为t时的油液密度ρ0和油液密度ρ，根据油液密度ρ与油液密度ρ0的关系式代入第四参数ΔVss的表达式，即可求出受温度降低影响的油液收缩量。
作为一种可选的实施方式，所述刹车系统总容积Vsum包括电控刹车阀有效容积Vwys、软管容积和机轮刹车装置容积，则形成刹车系统总容积Vsum和电控刹车阀有效容积Vwys的关系式，测出对应已知量后代入电控刹车阀有效容积Vwys的表达式即可。
实施例2
参照图1-图2，本实施例提供一种电控刹车阀设计装置，包括：
第一参数获取模块，用于获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；
第二参数获取模块，用于获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
第三参数获取模块，用于获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
第四参数获取模块，用于获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
有效容积计算模块，用于根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
设计模块，用于根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
在本实施例中，计算电控刹车阀有效容积时，充分考虑到软管100膨胀量、油液压缩量、消除机轮刹车装置200的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量、温度变化等核心影响因素，分别通过第一参数获取模块、第二参数获取模块、第三参数获取模块和第四参数获取模块获取对应参数数据后，然后将数据代入有效容积计算模块中，从而快速求出电控刹车阀有效容积Vwys，且计算结果准确可靠，指导性强。
实施例3
本实施例提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现实施例1中所述的方法。
实施例4
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现实施例1中所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；
获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置的初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
2.如权利要求1所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，所述获取第一参数ΔVrp，包括：
获取电控刹车阀到机轮刹车装置的软管长度L；
确认软管容积膨胀系数β；其中，所述软管容积膨胀系数β选择最大刹车压力下对应的膨胀系数；
根据所述软管长度L和软管容积膨胀系数β获得第一参数ΔVrp，所述第一参数ΔVrp的表达式为：
ΔVrp＝β×L。
3.如权利要求2所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，所述获取第二参数ΔVys，包括：
获取最大刹车压力P；
设刹车系统总容积为Vsum；
选取油液体积压缩系数k；
根据所述最大刹车压力P、所述刹车系统总容积Vsum和所述油液体积压缩系数k获得第二参数ΔVys，所述第二参数ΔVys的表达式为：
ΔVys＝(P×Vsum)/k。
4.如权利要求3所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，所述获取第三参数ΔVjl，包括：
获取机轮刹车装置的活塞腔直径djl；
获取机轮刹车装置的活塞腔个数n；
分别获取机轮刹车装置的初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3；
根据所述活塞腔直径djl、所述活塞腔个数n和所述初始间隙x1、刹车盘变形量x2、磨损量x3获得第三参数ΔVjl，所述第三参数ΔVjl的表达式为：
ΔVjl＝π/4×djl 2×n×(x1+x2+x3)。
5.如权利要求4所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，所述获取第四参数ΔVss，包括：
获取在温度为t0时的油液密度ρ0；
获取在温度为t时的油液密度ρ；其中，t＜t0；
选取油液体积膨胀系数βt；
根据油液密度ρ0、油液密度ρ、油液体积膨胀系数βt和刹车系统总容积Vsum获得第四参数ΔVss，所述第四参数ΔVss的表达式为：
ΔVss＝Vsum(ρ-ρ0)/ρ；
其中，油液密度ρ与油液密度ρ0的关系式为：
ρ＝ρ0/[1+βt(t-t0)]。
6.如权利要求3所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，所述刹车系统总容积Vsum包括电控刹车阀有效容积Vwys、软管容积和机轮刹车装置容积。
7.如权利要求1所述的一种电控刹车阀设计方法，其特征在于，安全系数η取1.2～1.5。
8.一种电控刹车阀设计装置，其特征在于，包括：
第一参数获取模块，用于获取第一参数ΔVrp，ΔVrp为软管膨胀所需油液量；
第二参数获取模块，用于获取第二参数ΔVys，ΔVys为建压过程中刹车系统油液压缩量；
第三参数获取模块，用于获取第三参数ΔVjl，ΔVjl为消除机轮刹车装置初始间隙、刹车盘变形量及磨损量所需油液量；
第四参数获取模块，用于获取第四参数ΔVss，ΔVss为受温度降低影响的油液收缩量；
有效容积计算模块，用于根据所述第一参数ΔVrp、所述第二参数ΔVys、所述第三参数ΔVjl和所述第四参数ΔVss，获得电控刹车阀有效容积Vwys，所述电控刹车阀有效容积Vwys的表达式为：
Vwys＝(ΔVrp+ΔVys+ΔVjl+ΔVss)×η；
式中，η为安全系数；
设计模块，用于根据所述电控刹车阀有效容积Vwys进行电控刹车阀的设计。
9.一种计算机设备，其特征在于，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
CN202210145323.4A 2022-02-17 2022-02-17 一种电控刹车阀设计方法、装置、设备及介质 Active CN114462166B (zh)

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