CN117108568A - 一种油源输出压力稳定调节装置及其工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空器液压稳定调节工艺技术领域，具体是一种油源输出压力稳定调节装置及其工艺方法，该装置包括：变量柱塞泵；压力补偿器；比例压力溢流阀，其具体步骤如下：S1、油泵电机启动；S2、当压力P低于比例压力溢流阀调定的预紧压力时；S3、当压力P达到比例压力溢流阀调定的预紧压力时；本发明的补偿系统具有主动的释压作用，在低工作压力下仍然具有稳定的补偿调节功能，可实现2.6～28MPa压力连续稳定调节。这种控制方式，具有调压方便，工作可靠，能实现稳定、自动、快速而直接地调整泵源的输出压力，而且可以实现计算机自动控制，可有效保障DDV航空器依据工况条件精准检测。
Description
技术领域
本发明涉及航空器液压稳定调节工艺技术领域，具体是一种油源输出压力稳定调节装置及其工艺方法。
背景技术
直接驱动伺服阀(DDV，Direct Drive Valve)是航空器中重要单元组件，特点在于直接由力马达驱动主控阀芯，这种直接连接方式较EHV(Electro-Hydraulrc Valve电液伺服阀)中依靠射流产生压差驱动阀芯而言，从原理上大大降低了静态泄漏，提高了抗油液污染能力，简化了产品结构，提高了可靠性和维修性。DDV的力马达采用稀土永磁材料和小惯性的铁芯，这样能够提供很大的输出力，保证了高响应与高频带的要求。DDV以其方案简单、重量轻、体积小、费用低、内漏小、机上功耗低、可靠性高、BIT检测容易等诸多优点，较EHV电液伺服阀有明显优势。
由于DDV直接分配油液到作动筒工作腔，驱动活塞杆承载几十吨的舵面载荷，机动飞行时工作流量大，其油源输出压力能够持续保持稳定，实现压力稳定调节是保障DDV航空器精准控制完成飞行控制任务的一项关键技术，原有的仅靠恒压变量泵的控制方式已远远不能满足DDV工况环境试验要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种油源输出压力稳定调节装置及其工艺方法。
一种油源输出压力稳定调节装置，包括：
变量柱塞泵，固定安装在柱塞泵壳体上，用于保证压力补偿器与斜盘正常连接、保证压力补偿器与泵壳体密封和油路连接；
压力补偿器，安装在变量柱塞泵的内腔中，用于精细化调节柱塞泵斜盘倾斜角度；
比例压力溢流阀，固定安装在柱塞泵壳体上，按比例或程序变化，实现计算机的远程控制。
所述的变量柱塞泵由带弹簧的压力伺服机构驱动斜盘倾斜角的普通变量柱塞泵组成。
作为本发明的进一步改进，所述的压力补偿器包括通过一个连接销与柱塞泵斜盘固定连接的连接块、通过与连接块固定连接的另一个连接销可与之无间隙上下滑动配合的活塞杆、用于与活塞杆配合形成作动缸体的筒体、用于调节活塞杆最大行程的调节螺钉。
作为本发明的进一步改进，柱塞泵斜盘与连接块的左端固定铆接；连接块的右端与活塞杆过盈配合连接。
作为本发明的进一步改进，所述的活塞杆左端两叉耳开方孔，上下圆弧过度，半径同连接销的半径，孔宽度同连接销直径，与连接销无间隙上下滑动配合。
作为本发明的进一步改进，所述的筒体左右腔接受比例压力补偿，同时考虑左右腔面积差来驱动活塞杆和连接块。
作为本发明的进一步改进，所述的比例压力溢流阀包括在普通两位三通阀的基础上加设弹性系数稳定的弹簧和调压螺母形成的比例压力阀、输入电磁铁后产生与电流成比例电磁推力的溢流阀、依据比例压力阀阀芯启动压力的大小来调定节流比例的第一节流阀、依据油泵压力伺服机构弹簧的弹性系数来调定节流比例的第二节流阀。
作为本发明的进一步改进，所述的溢流阀为先导式比例溢流阀。
作为本发明的另一种改进，提出了一种油源输出压力稳定调节装置的工艺方法，其具体步骤如下：
S1、油泵电机启动：电位计或计算机给出指令信号，变量柱塞泵输出一定压力的流量供DDV使用；
S2、当压力P低于比例压力溢流阀调定的预紧压力时：
a、比例压力溢流阀处于关闭状态，无流量输出，其溢流阀、第一节流阀没有油流过，第一节流阀前后压力相等；
b、比例压力阀处于关闭状态，第二节流阀没有油流过，第二节流阀前后压力相等均为0，A口压力为0；
c、在变量柱塞泵输出压力P作用下，压力补偿器的活塞杆处于右极限位置使得斜盘处于最大倾角工作，流量最大，并且一直持续到压力P达到能够满足DDV使用的程度；
S3、当压力P达到比例压力溢流阀调定的预紧压力时：
a、溢流阀处于开启状态并有溢流输出，此时第一节流阀起节流作用，第一节流阀前后产生压差；
b、当压差大于比例压力阀预紧力的时候，比例压力阀左位进入工作状态，使P口与A口连通，第二节流阀有油流过，此时第二节流阀起节流作用，第二节流阀前后产生压差，压差作用在压力补偿器的活塞杆右端；
c、当活塞杆左端压力P大于A口压力，由于活塞杆左右液压作用面积差的设计，使得活塞杆右端A口压力在小于左端压力P的情况下，也能驱动活塞杆向左移动，使得斜盘倾角变小，变量柱塞泵输出流量变小。
压力P达到比例压力溢流阀调定的预紧压力即为和DDV使用压力匹配。
本发明的有益效果是：本发明的补偿系统具有主动的释压作用，在低工作压力下仍然具有稳定的补偿调节功能，可实现2.6～28MPa压力连续稳定调节。这种控制方式，具有调压方便，工作可靠，能实现稳定、自动、快速而直接地调整泵源的输出压力，而且可以实现计算机自动控制，可有效保障DDV航空器依据工况条件精准检测，提高直接驱动伺服阀试验检测效率和维修验证质量，应用前景广泛，具有显著的军事效益、经济效益和社会效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的原理结构示意图；
图2为本发明的变量柱塞泵和压力补偿器结构示意图一；
图3为本发明的变量柱塞泵和压力补偿器结构示意图二；
图4为本发明的压力补偿器主视结构示意图；
图5为本发明的比例压力溢流阀原理结构示意图；
图6为本发明的使用原理结构示意图。
图中，1、变量柱塞泵；2、压力补偿器；201、连接销；202、连接块；203、活塞杆；204、筒体；205、调节螺钉；3、比例压力溢流阀；301、比例压力阀；302、溢流阀；303、第一节流阀；304、第二节流阀。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图6所示，一种油源输出压力稳定调节装置，包括：
变量柱塞泵1，固定安装在柱塞泵壳体上，用于保证压力补偿器与斜盘正常连接、保证压力补偿器与泵壳体密封和油路连接；
压力补偿器2，安装在变量柱塞泵1的内腔中，用于精细化调节柱塞泵斜盘倾斜角度；
比例压力溢流阀3，固定安装在柱塞泵壳体上，按比例或程序变化，实现计算机的远程控制。
所述的变量柱塞泵1由带弹簧的压力伺服机构驱动斜盘倾斜角的普通变量柱塞泵组成。
本发明为飞机航空器中直接驱动伺服阀的检测试验，提供一种油源泵的新控制方法，即采用在恒压变量的基础上，附加压力补偿器进行远程比例调压控制，按照直接驱动伺服阀的压力稳定性要求，实现2.6～28MPa压力连续稳定调节，保障DDV航空器依据工况条件精准检测，提高直接驱动伺服阀试验检测效率和维修验证质量。
所述的压力补偿器2包括通过一个连接销201与柱塞泵斜盘固定连接的连接块202、通过与连接块202固定连接的另一个连接销201可与之无间隙上下滑动配合的活塞杆203、用于与活塞杆203配合形成作动缸体的筒体204、用于调节活塞杆203最大行程的调节螺钉205。
基于DDV直接驱动伺服阀检测试验压力稳定性要求，依据压力补偿器2、比例压力溢流阀3相关尺寸对变量柱塞泵1进行二次加工，保证压力补偿器2与泵斜盘正常连接、保证压力补偿器与泵壳体密封和油路连接。
本发明的补偿系统具有主动的释压作用，在低工作压力下仍然具有稳定的补偿调节功能，可实现2.6～28MPa压力连续稳定调节。这种控制方式，具有调压方便，工作可靠，能实现稳定、自动、快速而直接地调整泵源的输出压力，而且可以实现计算机自动控制，可有效保障DDV航空器依据工况条件精准检测，提高直接驱动伺服阀试验检测效率和维修验证质量，应用前景广泛，具有显著的军事效益、经济效益和社会效益。
通过螺栓将压力补偿器、比例压力溢流阀固定安装在柱塞泵壳体上。
柱塞泵斜盘与连接块202的左端固定铆接；连接块202的右端与活塞杆203过盈配合连接。
在恒压变量的基础上，附加压力补偿器安装比例压力溢流阀，用比例压力溢流阀进行调节输出压力。可通过调节操作平台上电位计实现压力精细调节，也可通过计算机实现远程比例调压控制，系统可在2.6～28MPa连续可调。
其控制过程是通过电位计或计算机输出的指令信号到比例控制器，控制器控制比例溢流阀输出压力，压力由压力传感器(Mp1)检测并通过压力变送器、采集卡输入计算机控制系统以便闭环控制稳定调节泵的输出压力，泵的输出压力与电信号指令输入成正比。
配置压力补偿器2，通过连接销201与连接块202硬连接，及连接销201与活塞杆203左端两叉耳无间隙滑动配合，保证了活塞杆203直线位移适应输出点弧线运动，避免了水平直线运动与弧度运动高度差带来的力干涉。
所述的活塞杆203左端两叉耳开方孔，上下圆弧过度，半径同连接销201的半径，孔宽度同连接销201直径，与连接销201无间隙上下滑动配合。
所述的筒体204左右腔接受比例压力补偿，同时考虑左右腔面积差来驱动活塞杆203和连接块202。
筒体204、活塞杆203左右腔面积差设计，保证有杆腔、无杆腔液压作用面积匹配压力补偿需要，从而精细化调节柱塞泵斜盘倾斜角度，及调节螺钉调节活塞杆最大行程，保证斜盘最大倾斜角度的匹配调整。
驱动伺服阀的压力稳定性要求，在几乎所有形式、规格相同的带弹簧的压力伺服机构驱动斜盘倾斜角的普通变量柱塞泵上进行二次加工改装。
所述的比例压力溢流阀3包括在普通两位三通阀的基础上加设弹性系数稳定的弹簧和调压螺母形成的比例压力阀301、输入电磁铁后产生与电流成比例电磁推力的溢流阀302、依据比例压力阀301阀芯启动压力的大小来调定节流比例的第一节流阀303、依据油泵压力伺服机构弹簧的弹性系数来调定节流比例的第二节流阀304。
所述的溢流阀302为先导式比例溢流阀，所产生的电磁推力通过推杆、弹簧作用于导阀芯上，这时顶开导阀芯所需的压力就是系统所调定的压力。因此，系统压力与输入电流成比例，如果输入电流按比例或按一定程序变化，则比例溢流阀所控制的系统压力也按比例或一定程序变化，易于实现计算机远程控制。
比例压力溢流阀3通过比例压力阀301选定稳定弹性系数弹簧与第一节流阀303节流系数，通过溢流阀302系统压力与输入电流成比例关系，易于实现计算机远程控制,，实现DDV直接驱动伺服阀2.6～28MPa压力连续稳定调节。
一种油源输出压力稳定调节装置的工艺方法，其具体步骤如下：
S1、油泵电机启动：电位计或计算机给出指令信号，变量柱塞泵1输出一定压力的流量供DDV使用；
S2、当压力P低于比例压力溢流阀3调定的预紧压力时：
a、比例压力溢流阀3处于关闭状态，无流量输出，其溢流阀302、第一节流阀303没有油流过，第一节流阀303前后压力相等；
b、比例压力阀301处于关闭状态，第二节流阀304没有油流过，第二节流阀304前后压力相等均为0，A口压力为0；
c、在变量柱塞泵1输出压力P作用下，压力补偿器2的活塞杆203处于右极限位置使得斜盘处于最大倾角工作，流量最大，并且一直持续到压力P达到能够满足DDV使用的程度；
S3、当压力P达到比例压力溢流阀3调定的预紧压力时：
a、溢流阀302处于开启状态并有溢流输出，此时第一节流阀303起节流作用，第一节流阀303前后产生压差；
b、当压差大于比例压力阀301预紧力的时候，比例压力阀301左位进入工作状态，使P口与A口连通，第二节流阀304有油流过，此时第二节流阀304起节流作用，第二节流阀304前后产生压差，压差作用在压力补偿器2的活塞杆203右端；
c、当活塞杆203左端压力P大于A口压力，由于活塞杆203左右液压作用面积差的设计，使得活塞杆203右端A口压力在小于左端压力P的情况下，也能驱动活塞杆203向左移动，使得斜盘倾角变小，变量柱塞泵1输出流量变小。
同时也增加了变量柱塞泵1压力伺服机构弹簧的预紧力，抑制斜盘倾角进一步减小，最终稳定在一个角度上。
当压力达到一定值斜盘倾角接近0，没有流量输出，压力稳定在某个设计调定的压力值。
这个过程，流量是随着压力的升高不断减小的，流量和压力两者的关系由压力补偿器2、比例压力溢流阀3的特性决定的。
这种控制方式，能显著提高控制性能，使压力调整由原来的跳动式变为比例阀控制的平缓式，避免了压力调整引起的液压冲击和振动，这样泵的输出压力就能平稳地调节。
压力P达到比例压力溢流阀3调定的预紧压力即为和DDV使用压力匹配。
通过油源输出压力稳定调节工艺方法，具有调压方便，工作可靠，能实现稳定、自动、快速而直接地调整泵源的输出压力，而且可以实现计算机自动控制，可有效保障DDV航空器依据工况条件精准检测，提高直接驱动伺服阀试验检测效率和维修验证质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：包括：
变量柱塞泵(1)，固定安装在柱塞泵壳体上，用于保证压力补偿器与斜盘正常连接、保证压力补偿器与泵壳体密封和油路连接；
压力补偿器(2)，安装在变量柱塞泵(1)的内腔中，用于精细化调节柱塞泵斜盘倾斜角度；
比例压力溢流阀(3)，固定安装在柱塞泵壳体上，按比例或程序变化，实现计算机的远程控制。
2.根据权利要求1所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的变量柱塞泵(1)由带弹簧的压力伺服机构驱动斜盘倾斜角的普通变量柱塞泵组成。
3.根据权利要求1所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的压力补偿器(2)包括通过一个连接销(201)与柱塞泵斜盘固定连接的连接块(202)、通过与连接块(202)固定连接的另一个连接销(201)可与之无间隙上下滑动配合的活塞杆(203)、用于与活塞杆(203)配合形成作动缸体的筒体(204)、用于调节活塞杆(203)最大行程的调节螺钉(205)。
4.根据权利要求2所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：柱塞泵斜盘与连接块(202)的左端固定铆接；连接块(202)的右端与活塞杆(203)过盈配合连接。
5.根据权利要求3所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的活塞杆(203)左端两叉耳开方孔，上下圆弧过度，半径同连接销(201)的半径，孔宽度同连接销(201)直径，与连接销(201)无间隙上下滑动配合。
6.根据权利要求3所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的筒体(204)左右腔接受比例压力补偿，同时考虑左右腔面积差来驱动活塞杆(203)和连接块(202)。
7.根据权利要求1所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的比例压力溢流阀(3)包括在普通两位三通阀的基础上加设弹性系数稳定的弹簧和调压螺母形成的比例压力阀(301)、输入电磁铁后产生与电流成比例电磁推力的溢流阀(302)、依据比例压力阀(301)阀芯启动压力的大小来调定节流比例的第一节流阀(303)、依据油泵压力伺服机构弹簧的弹性系数来调定节流比例的第二节流阀(304)。
8.根据权利要求7所述的一种油源输出压力稳定调节装置，其特征在于：所述的溢流阀(302)为先导式比例溢流阀。
9.利用权利要求1至8中任一项所述的一种油源输出压力稳定调节装置的工艺方法，其特征在于：其具体步骤如下：
S1、油泵电机启动：电位计或计算机给出指令信号，变量柱塞泵(1)输出一定压力的流量供DDV使用；
S2、当压力P低于比例压力溢流阀(3)调定的预紧压力时：
a、比例压力溢流阀(3)处于关闭状态，无流量输出，其溢流阀(302)、第一节流阀(303)没有油流过，第一节流阀(303)前后压力相等；
b、比例压力阀(301)处于关闭状态，第二节流阀(304)没有油流过，第二节流阀(304)前后压力相等均为0，A口压力为0；
c、在变量柱塞泵(1)输出压力P作用下，压力补偿器(2)的活塞杆(203)处于右极限位置使得斜盘处于最大倾角工作，流量最大，并且一直持续到压力P达到能够满足DDV使用的程度；
S3、当压力P达到比例压力溢流阀3调定的预紧压力时：
a、溢流阀(302)处于开启状态并有溢流输出，此时第一节流阀(303)起节流作用，第一节流阀(303)前后产生压差；
b、当压差大于比例压力阀(301)预紧力的时候，比例压力阀(301)左位进入工作状态，使P口与A口连通，第二节流阀(304)有油流过，此时第二节流阀(304)起节流作用，第二节流阀(304)前后产生压差，压差作用在压力补偿器(2)的活塞杆(203)右端；
c、当活塞杆(203)左端压力P大于A口压力，由于活塞杆(203)左右液压作用面积差的设计，使得活塞杆(203)右端A口压力在小于左端压力P的情况下，也能驱动活塞杆(203)向左移动，使得斜盘倾角变小，变量柱塞泵(1)输出流量变小。
10.根据权利要求9所述的一种油源输出压力稳定调节装置的工艺方法，其特征在于：压力P达到比例压力溢流阀(3)调定的预紧压力即为和DDV使用压力匹配。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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