[發明專利]一種實現機載變壓力液壓能源系統的方法

無效

• 申請號: 201010119276.3
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101813110A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 李昆;劉紅;秦成
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于液壓能源系統設計技術，涉及對飛機變壓力液壓能源系統的設計方法的創新。

背景技術

目前機載液壓系統向著高壓化、大功率的方向發展，在液壓能源系統壓力級別不斷提高、系統動態性能不斷優化的同時，由于傳統液壓能源系統依然采用恒壓變流量的設計方法，因此使得液壓系統自身的無效功率也不斷增加，這些無效功率并沒有被液壓系統所使用，而是轉化為了熱量被白白損失掉；另一方面，為了能有效的減輕生熱對于液壓系統的影響，又需要設置專門的散熱裝置，這些散熱裝置需要利用其他介質作為熱沉來進行熱交換，而目前利用燃油或沖壓空氣進行散熱的方法已經逐漸達到所能承受的極限，如不采取其他有效的控制措施，則必然增大機上其他系統的工作危險性；另外，液壓能源系統在長時間工作時還會產生大量的污染顆粒物，這些污染物不僅是液壓泵內部磨損程度的表現，而且當這些污染物進入系統后，還會嚴重影響到其他元件的工作壽命和可靠性。為了能有效去除這些因素對于系統性能的影響，需要增加相應的系統附件用于對溫度和污染進行控制，這樣又增加了系統組成、增大系統設計的復雜程度。

總之，傳統恒壓變流量液壓能源系統存在能源利用效率低、系統自身的生熱量和污染生成量大、系統設計復雜等缺點，需要加以改進克服上述問題。

發明內容

本發明的目的：建立一種能夠實現可靠變壓力的機載液壓能源系統，使系統本身能根據外部負載的需求自動調節輸出流量和輸出壓力，且能夠在多種工作模式下轉換并可靠工作，以提高液壓系統能源利用效率，降低系統熱功率損耗，延長液壓系統及附件使用壽命。

本發明的技術方案是：一種實現機載變壓力液壓能源系統的方法，在液壓能源系統中設置液壓泵、液壓能源管理控制單元及振動、溫度、污染、壓力傳感器組，該液壓能源管理控制單元分為液壓能源控制器和液壓泵控制器兩部分。

所述的液壓能源控制器負責接收來自飛機總線上負載的壓力、速度信號，以及飛控系統傳遞的飛行狀態信號(馬赫數、飛行高度、飛行速度等)，根據智能算法判斷出需要液壓泵工作的狀態，并向液壓泵發出工作狀態指令(數字量)；液壓泵控制器根據所需求的工作狀態解算出需對液壓泵作出的具體控制要求，通過D/A將控制要求轉化為模擬量后，直接控制液壓泵的控制部件動作，完成對液壓泵工作狀態的調整。

所述的振動、溫度、污染、壓力傳感器組負責感受液壓泵的工作狀態，并將監測數據傳遞至液壓泵控制器，在經A/D轉換成數字量后，再傳遞至液壓能源控制器，由液壓能源控制器對液壓泵的健康程度進行監控，根據監控結果對液壓泵進行故障診斷和故障隔離，同時對液壓泵的調節結果進行閉環控制。

同時，所述的液壓泵控制器將自身的工作狀態傳遞至液壓能源控制器，實現對液壓泵控制器狀態的監測。

所述機載變壓力液壓能源系統采用雙泵并聯設計方式，液壓泵、液壓能源管理控制單元及振動、溫度、污染、壓力傳感器組均為兩套，兩臺液壓泵控制器互為備份；當液壓能源管理控制器發現某臺液壓泵控制器出現故障時，將停止故障液壓泵控制器的工作，而通過另一臺正常工作液壓泵控制器作為備份信號對故障液壓泵繼續進行控制。

本發明的優點和有益效果是：

(1)液壓能源系統中的液壓能源控制器使液壓能源系統可根據用戶需求進行工作，提高了液壓能源系統的自適應性，提高了能源利用率；

(2)液壓能源系統可根據需求自動在多種工作模式(變流量、變壓力、恒功率、復載綜合工作模式)之間轉化，液壓能源系統與機上其他系統交聯關系進一步緊密，實現對液壓能源系統的智能控制；

(3)由于降低了液壓系統自身的無效功率，進而降低了系統發熱量和污染物的生成量，提高了液壓能源系統的工作可靠性和壽命指標，延長了液壓油的使用時間，減輕了飛機外場維護強度；

(4)同時液壓泵控制器還可實現對液壓能源系統的狀態監控，實現對液壓能源系統的壽命預測。

附圖說明

圖1是本發明變壓力液壓能源系統示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖對本發明做進一步詳細說明。

參見圖1，變壓力液壓能源系統由三部分組成：液壓泵、液壓能源管理控制單元(包括液壓能源控制器和液壓泵控制器)及振動、溫度、壓力和污染傳感器組，其中，液壓泵控制器集成在液壓泵中。

液壓泵作為執行機構，用于產生液壓能，液壓能源管理控制單元根據飛機飛行狀態和負載的工作狀態液壓泵控制器發出工作狀態指令，以調節液壓泵的斜盤傾角和調壓彈簧，使得液壓泵能夠輸出滿足用戶系統需求的液壓功率(包含輸出流量和輸出壓力)。