车架收放缓冲装置及飞机起落架的制作方法

本发明属于飞机起落架技术领域，尤其涉及一种用于对飞机起落架车架实现收放和对车架地面俯仰振动进行缓冲阻尼的车架收放缓冲装置及具有该车架收放缓冲装置的飞机起落架。

背景技术：

目前，先进的大型飞机的起落架多采用单支柱上具有沿纵向布置的多轮系车架的构型，为了减少飞行阻力，起落架通常设计成可收放形式，为使收藏空间最优，一般将车架收至与缓冲支柱成合适角度后，收起起落架；着陆放下起落架后，再将车架置于预定的姿态。着陆和滑跑过程中，车架上前后轮组中的某个轮组受到垂向很大的冲击或扰动，车架将相对于悬挂轴作俯仰振动，当俯仰振动相当大时，作用其上的载荷可能超出允许值，并引起车架、机轮等起落架结构的破坏；另外，不平道面以车架的固有频率激起车架俯仰振动时，车架高频的摆动将造成车架悬挂轴处结构过早地疲劳损伤。

目前，国内可实现以上功能的车架缓冲装置较少见，且存在可靠性和安全性等方面的不足。且装备车架式起落架的国产飞机，所采用的车架稳定缓冲器基本都为与飞机液压系统不连接的被动式缓冲器，此类型的车架缓冲装置虽然结构形式简单，但在功能上仅实现了在飞机地面滑跑时对车架的动态缓冲阻尼功能，无法实现车架位置的主动调整。

并且，车架和缓冲支柱之间空间较小，难以同时容纳收放装置和缓冲装置，因此，需设计合适的车架收放缓冲于一体的装置：实现车架的收放的功能；并对车架在飞机着陆和通过不平道面时的俯仰振动进行缓冲阻尼，有效耗散振动能量。

专利申请cn201710806239.1公开了一种车架式起落架稳定缓冲器，但由于车架放下时作动筒中的回油需要回液压系统，不能差动工作快速放下车架，且在液压回路意外出现阀门故障或堵塞时，存在车架不能放下的风险，而车架能否可靠放下直接影响到飞机的安全性，因而该结构安全性相对较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能同时实现对车架的收放及预定车架姿态的调节，以及飞机着陆和滑跑随动缓冲阻尼功能的车架收放缓冲装置，还相应提供具有该车架收放缓冲装置的飞机起落架。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种车架收放缓冲装置，包括缓冲作动器和液压控制组件；

所述缓冲作动器包括外筒和活塞杆，所述活塞杆的一端设有活塞，所述活塞杆设有活塞的一端滑设于所述外筒的内腔中并与外筒的内腔密封连接，所述活塞将所述外筒的内腔分为第一密封腔和第二密封腔，所述第一密封腔的截面积大于第二密封腔的截面积；

所述液压控制组件包括三位四通阀和梭阀；所述三位四通阀与飞机的系统液压油路相连；

所述三位四通阀连通有第一油路和第二油路，所述第一油路分别与第一密封腔和梭阀的第一进油口连通；所述第二油路与所述梭阀的第二进油口连通；所述梭阀的出油口与第二密封腔连通。

藉由上述结构，本发明的车架收放缓冲装置集多种功能于一体，可通过系统电磁的方式对三位四通阀的位置进行控制，以不同的方式向液腔输入液压可分别控制活塞杆的伸出和压缩幅度，继而控制活塞杆的伸缩驱动车架绕铰点转动的幅度，从而分别实现车架的收上、放下、飞机着陆和滑跑随动缓冲阻尼功能的切换。

作为上述技术方案的进一步改进：

当所述三位四通阀位于左位时，所述第二油路与系统液压油路的回油口连通。所述第一油路与系统液压油路的进油口连通，一路油液进入第一密封腔中，另一路经梭阀后进入第二密封腔中；第一密封腔和第二密封腔液压作用在活塞杆上的面积差，使得活塞杆伸出，并输出伸出方向的液压载荷，输出的该液压载荷作用在与活塞杆铰接的车架上实现其放下功能。而活塞杆伸出使得第二密封腔中的液压油经由梭阀回到第一密封腔中，不需回液压系统，因此可实现活塞杆的快速伸出。

当所述三位四通阀位于右位时，所述第一油路与系统液压油路的回油口连通，所述第二油路与系统液压油路的进油口连通。系统油路打开梭阀后流入第二密封腔内，在液压作用下，活塞杆向内收缩并输出拉载荷，与此同时，第一密封腔中油液流入系统回油路t。缓冲作动器输出的拉载荷作用带动与活塞杆铰接的车架上实现其大角度收上功能。

当所述三位四通阀位于中位时，所述第一油路和所述第二油路均与系统液压油路的回油口连通；该车架收放缓冲装置与系统液压油路断开。当活塞杆受到车架传递的压载荷（飞机着陆或滑跑过程中产生），第一密封腔内液受压被挤入液压控制组件的油路中，形成液压阻尼并耗散冲击能量，油液一部分流经梭阀进入第二密封腔内，另一部分流入系统回油路t，从而活塞杆收缩。由此，在飞机着陆和滑跑过程中，通过上述过程实现了对车架地面载荷激励而引起的振动进行缓冲阻尼功能。

所述外筒内腔的底部具有沿轴向方向延伸的柱塞，所述活塞杆伸入所述外筒内腔的一端开设有第一孔，所述柱塞滑设于所述第一孔中并与第一孔密封连接，所述第一孔的孔壁与所述柱塞的端面之间形成第三密封腔，所述第三密封腔中充有气体。

第三密封腔中充有预定压力的气体，一方面第三密封腔的气体可辅助该车架收放缓冲装置实现车架收放及缓冲阻尼功能，如气压作用在活塞杆上输出的气弹簧载荷作用在车架上可辅助实现车架放下功能；如活塞杆收缩过程中，第三密封腔内体压缩，可吸收部分冲击能量从而辅助实现缓冲阻尼功能。因此，可减小系统压力的输出，节约系统液压能源。

另一方面，当液压系统故障时，活塞杆在第三密封腔气体压力作用下伸出，第二密封腔内油液受压流梭阀进入第一密封腔中，从而进一步推动活塞杆伸出。该车架收放缓冲装置输出的载荷推动车架，将车架放下至可着陆姿态，实现车架的应急放下，提高了飞机起落架系统的可靠性。

所述柱塞伸入所述第一孔的一端开设有与第三密封腔连通的第二孔，以增加第三密封腔的体积。

所述柱塞伸入所述第一孔的端部设有密封所述第三密封腔的密封件，所述第一孔的孔壁上设有防止柱塞脱出的止动台阶，所述密封件与所述止动台阶配合，进一步确保第三密封腔的密封。

所述第一油路上还串接有第一单向节流阀，所述第一单向节流阀的进油口与所述三位四通阀相连，所述第一单向节流阀的出油口与所述第一密封腔连通。

所述梭阀与所述第二密封腔之间的油路上还串接有第二单向节流阀，所述第二单向节流阀的进油口与所述梭阀的出油口连通，所述第二单向节流阀的出油口与所述第二密封腔连通。

通过第一和第二单向节流阀的设置，可更精确控制对第一密封腔和第二密封腔中油液输入和输出的控制。

所述第一油路还与第二密封腔连通，所述第一油路与第二密封腔连通的油路上串接有第一安全阀。

所述第二油路还与第一密封腔连通，所述第二油路与第一密封腔连通的油路上串接有第二安全阀。

当活塞杆受到很大冲击载荷作用，使得第一密封腔或第二密封腔内油液超过预定压力，第一安全阀或第二安全阀开启泄压，保护该车架收放缓冲装置结构不受破坏。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种飞机起落架，包括缓冲支柱、车架和上述的车架收放缓冲装置，所述活塞杆远离所述外筒的一端与所述车架铰接；所述外筒远离所述活塞杆的端部与所述缓冲支柱铰接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的车架收放缓冲装置集多种功能于一体，不仅可实现主起落架车架的收放，还可实现预定车架姿态的调节，且能并对车架在飞机着陆和滑跑过程中的俯仰振动进行缓冲阻尼，有效耗散振动能量；最后，还具有车架应急放下功能，以提高车架使用的可靠性。

2、本发明的车架收放缓冲装置能够满足易维护、高效率、高可靠性等使用要求。可应用于大型飞机的车架式起落架系统，具有明显的经济效益。

与专利申请cn201710806239.1相比，本发明存在以下技术优势：可提高起落架的安全性，以及提高车架放下效率，缩短车架放下时间。其原理为：在车架放下（活塞杆伸出）时，作动筒通过梭阀实现差动工作，此时作动筒有杆腔的回油进入无杆腔，不需回液压系统，因此可实现活塞杆的快速伸出，并且当作动筒两液压腔之间的密封破损失效时，或当系统回油路发生堵塞时，由于有杆腔的回油无需回液压系统，因而仍可正常放下车架，由此具有很高的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的飞机起落架的结构示意图。

图2为本发明实施例的车架收放缓冲装置的结构示意图。

图3为本发明实施例的车架收放缓冲装置的实现放下车架功能的工作原理图。

图4为本发明实施例的车架收放缓冲装置的实现收上车架功能的工作原理图。

图5为本发明实施例的车架收放缓冲装置的实现对车架进行地面缓冲阻尼功能的工作原理图。

图6为本发明实施例的车架收放缓冲装置的实现应急放下车架功能的工作原理图。

图7为本发明实施例中的梭阀的结构示意图。

图例说明：1、缓冲作动器；11、外筒；111、第一密封腔；112、第二密封腔；113、柱塞；1131、第二孔；1132、密封件；12、活塞杆；121、活塞；122、第一孔；1221、第三密封腔；1222、止动台阶；13、筒盖；2、液压控制组件；21、三位四通阀；22、梭阀；23、第一油路；24、第二油路；25、第一单向节流阀；26、第二单向节流阀；27、第一安全阀；28、第二安全阀；3、缓冲支柱；4、车架。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1所示，本实施例的飞机起落架，包括缓冲支柱200、车架300以及连接于二者之间的车架收放缓冲装置。

如图2所示，本实施例中，车架收放缓冲装置包括缓冲作动器1和液压控制组件2。

缓冲作动器1是该车架收放缓冲装置的执行单元，缓冲作动器1包括外筒11和活塞杆12，活塞杆12的一端设有活塞121，活塞杆12设有活塞121的一端滑设于外筒11的内腔中，外筒11的开口端设置筒盖13进行密封。活塞121将外筒11的内腔分为第一密封腔111和第二密封腔112，其中，第一密封腔111的截面积大于第二密封腔112的截面积。

如图1所示，活塞杆12远离外筒11的一端与车架300通过关节轴承铰接；外筒11远离活塞杆12的端部与缓冲支柱200通过关节轴承铰接。活塞杆12可沿轴线作伸缩运动，以输出相应的收放载荷或传递外载荷。

继续参阅图2，外筒11内腔的底部具有沿轴向方向延伸的柱塞113，活塞杆12伸入外筒11内腔的一端开设有第一孔122，柱塞113滑设于第一孔122中，柱塞113伸入第一孔122的端部设有用于与第一孔122密封连接的密封件1132，柱塞113伸入第一孔122的一端开设有与第一孔122连通的第二孔1131，第二孔1131及与第二孔1131连通的第一孔122部分形成第三密封腔1221。

其中，第一密封腔111和第二密封腔112均通过液压控制组件2与飞机的系统液压油路相连，第一密封腔111和第二密封腔112构成液腔以提供液压载荷。第三密封腔1221通过充气活门1132充入预定压力的气体，第三密封腔1221充气后形成气腔可输出气弹簧载荷。

其中，第一孔122的孔壁上设有防止柱塞113脱出的止动台阶1222，密封件1132与止动台阶1222配合，进一步对第三密封腔1221进行密封。

继续参阅图2，本实施例中，液压控制组件2是该车架收放缓冲装置的液压配置单元，液压控制组件2包括三位四通阀21、梭阀22、第一单向节流阀25、第二单向节流阀26、第一安全阀27、第二安全阀28，以及阀与阀之间的连接管道。

具体地，三位四通阀21的其中两个接口与飞机的系统液压油路相连；三位四通阀21的另两个接口分别连通有第一油路23和第二油路24，第一油路23分别与第一单向节流阀25的进油口251和梭阀22的第一进油口221连通，第一单向节流阀25的出油口252与第一密封腔111连通。第二油路24与梭阀22的第二进油口222连通，梭阀22的出油口223与第二单向节流阀26的进油口261连通，第二单向节流阀26的出油口262与第二密封腔112连通。

如图7所示，梭阀22集成在液压控制阀壳体29中，包括复位弹簧224、梭阀活门225、腔体226，以及与腔体223连通的三条油路：第一进油口221、第二进油口222和出油口223。梭阀活门225的特征为：左右为锥面，安装在腔体226内，可与腔体左右管道口形成锥面密封，梭阀活门225外圆柱面与腔体226为间隙密封。在复位弹簧作用下，该梭阀活门225常置于右侧，第一进油口221和出油口223常通，第二进油口222关闭。当第二进油口222输入液压油克服复位弹簧224作用将梭阀活门225推至左侧，第二进油口222和出油口223接通，第一进油口221关闭。

其中，三位四通阀21通过电磁的方式对其位置进行控制，三位四通阀21置于不同位置可分别实现该车架收放缓冲装置对车架的收上、放下、飞机着陆和滑跑随动缓冲阻尼、以及车架的应急放下等功能的切换。

具体地，三位四通阀21置于不同位置实现上述功能切换的过程如下：

如图3所示，三位四通阀21置于左位时，系统液压油路p（进油口）接通第一油路23后，一路打开第一单向节流阀25进入第一密封腔111中，另一路经梭阀22后打开第二单向节流阀26进入第二密封腔112中，第一密封腔111和第二密封腔112液压作用在活塞杆12上的面积差，使得活塞杆12伸出，而活塞杆12伸出使得第二密封腔112中的液压油经由梭阀22回到第一密封腔111中，不需回液压系统，因此可实现活塞杆12的快速伸出，并输出伸出方向的液压载荷。

另外第三密封腔1221气压作用在活塞杆12上输出气弹簧载荷，因此，缓冲作动器1输出载荷为液压载荷与气弹簧载荷之和，输出载荷作用在车架300上实现其放下功能。

如图4所示，三位四通阀21置于右位时，系统液压油路p（进油口）接通第二油路24，系统回油路t与第一油路23接通。系统油路p打开梭阀22并推动梭阀活门至左侧，关闭梭阀22向左的通路，然后系统压力油通过梭阀22右路继而打开并经过第二单向节流阀26后流入第二密封腔112内，在液压作用下，活塞杆向内收缩并输出拉载荷，与此同时，第一密封腔111中油液经第一单向节流阀25流入系统回油路t。缓冲作动器1输出的拉载荷作用带动车架300上实现其大角度收上功能。

如图5所示，三位四通阀21置于中位时，该车架收放缓冲装置与系统液压油路p断开。当活塞杆12受到车架300传递的压载荷（飞机着陆或滑跑过程中产生），第一密封腔111内液受压被挤入第一单向节流阀25中的预设的节流孔，形成液压阻尼并耗散冲击能量，油液经第一单向节流阀25，一部分流经梭阀22和第二单向节流阀26进入第二密封腔112内，另一部分流入系统回油路t，回油过程中活塞杆收缩。同时，活塞杆12收缩过程中，第三密封腔1221内体压缩，吸收部分冲击能量。由此，在飞机着陆和滑跑过程中，实现对车架300地面载荷激励而引起的振动进行缓冲阻尼功能。

本实施例中，第一油路23还与第二密封腔112连通，第一油路23与第二密封腔112连通的油路上串接有第一安全阀27，以释放第二密封腔112过高的压力。对称地，第二油路24还与第一密封腔111连通，第二油路24与第一密封腔111连通的油路上串接有第二安全阀28，以释放第一密封腔111过高的压力。飞机着陆和滑跑过程中，当活塞杆12受到很大冲击载荷作用，使得第一密封腔111或第二密封腔112内油液超过预定压力，第一安全阀27或第二安全阀28开启泄压，保护该车架收放缓冲装置结构不受破坏。

如图6所示，当系统液压失效，将三位四通阀21置于中位，活塞杆12在第三密封腔1221气体压力作用下伸出，第二密封腔112内油液受压流经第二单向节流阀26、梭阀22、第一单向节流阀25，进入第一密封腔111中，从而进一步推动活塞杆12伸出。该车架收放缓冲装置输出的载荷推动车架300，将车架300放下至可着陆姿态，实现车架300的应急放下。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。