一种具有变增益的电传防滑刹车系统的制作方法

本发明涉及飞机刹车系统领域，具体是一种变增益数字电传防滑刹车系统及变增益方法。

背景技术：

现有技术飞机数字电传防滑刹车系统的正常刹车系统。普遍采用脚刹车、脚差动，输出的刹车压力与刹车脚凳力成正比，脚凳力越大刹车指令传感器行程越长，刹车指令传感器输出刹车指令电压越高，现有技术刹车指令传感器的结构示意图见图1，刹车脚凳操纵力与刹车指令行程成正比。飞行员用的操纵力最小为980-5n时，脚蹬空行程l0为2+0.5-0.5mm；飞行员用的操纵力最大为3800-19n时，最大脚蹬行程l1为32+0.5-0.5mm；所述刹车指令传感器的操纵力与刹车指令传感器行程增益k1为9.4n/mm。

现有飞机着陆重量越来越大、刹车速度越来越高，飞机防滑刹车系统同时满足正常着陆刹车、最大着陆刹车、正常着陆不放伞刹车、最大着陆不放伞刹车、中止起飞刹车要求，考虑刹车材料力矩衰减和刹车系统安全余量，满足刹车要求的刹车压力变化范围很大，现有技术数字电传防滑刹车系统额定刹车压力是满足飞机最严酷条件的刹车要求，所以数字电传防滑刹车系统设定的额定刹车压力较大，造成飞机正常着陆过程中刹车压力偏大，当刹车过程中刹车力矩大于地面结合力矩时，防滑系统频繁工作、泄放刹车系统压力，解除飞机刹车过程出现深打滑或抱死现象，避免刹车过程中出现爆胎。造成飞机刹车效率降低、轮胎磨损加剧、严重时甚至会影响飞机着陆安全。

经检索，公开号为cn105151283a的发明创造提出一种最大刹车压力可调的飞机碳陶机轮刹车系统控制方法，该发明创造通过阻力伞信号控制碳陶机轮刹车系统的刹车压力；当阻力伞信号为“1”时，碳陶复合材料刹车片摩擦系数正常，碳陶机轮刹车系统用额定刹车压力刹停飞机。当阻力伞信号为“0”时，碳陶复合材料刹车片摩擦系数变小，防滑控制盒输出碳陶机轮刹车系统最大刹车压力刹车指令，碳陶机轮刹车系统按预设的比例系数与额定刹车压力相乘，使刹车压力最大，用提高碳陶机轮刹车系统刹车压力的方法补偿碳陶复合材料刹车片摩擦系数变小对刹车力矩和刹车效率造成的影响，解决了飞机着陆速度较大或阻力伞信号为“0”时碳陶机轮刹车系统刹车效率低下的问题，保证了飞机降落时的刹车效率和可靠性。但是该发明创造只适用于有阻力伞信号的飞机，对其他飞机没有通用性。

经检索，公开号为cn105905283a的发明创造中提出一种能够选择飞机刹车模式的刹车系统，该刹车系统包括包括液压刹车阀、液控阀、电液伺服阀、控制盒、和机轮速度传感器。其中，控制盒、电液伺服阀和机轮速度传感器构成刹车防滑部分，通过液控阀选择小刹车装置实现飞机机轮的部分刹车或者选择所述小刹车装置与大刹车装置同时运行实现飞机机轮的全部刹车。该发明将刹车系统输出给机轮刹车装置的一条液压管路分为小刹车装置液压管路和大刹车装置液压管路，其中的小刹车装置液压管路保持畅通，大刹车装置液压管路的通断由控制装置控制，以实现飞机刹车模式的选择，有效解决了现有单轮单刹车碳刹车盘磨损大、使用寿命短的难题，提高了碳盘的使用寿命和经济效益。但是该发明创造拥有两个刹车装置，直接增加了刹车系统的重量。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的增加刹车系统结构重量的不足，本发明提出了一种具有变增益的电传防滑刹车系统。

本发明包括刹车指令传感器、防滑刹车控制盒、机轮速度传感器、电液压力伺服阀、电磁液压锁、液压源、油箱和脚蹬组成；其中：所述电磁液压锁的进油口与液压源联通，回油口与所述油箱联通；所述电磁液压锁的出油口与所述电液压力伺服阀的进油口联通；所述电液压力伺服阀的出油口与机轮刹车装置的进油口联通，回油口与油箱联通；所述机轮速度传感器安放在机轮轴上，用于检测机轮速度；该机轮速度传感器的信号输出端通过导线与所述防滑刹车控制盒的速度信号采集端口联通；刹车脚蹬与所述刹车指令传感器的活动支架组件固连。

本发明还包括刹车指令传感器；所述刹车指令传感器为变增益刹车指令传感器。

该电磁液压锁的控制信号接收端与所述防滑刹车控制盒的开锁信号输出端联通；该电液压力伺服阀的控制信号接收端与所述防滑刹车控制盒的伺服阀控制信号输出端联通；所述防滑刹车控制盒的刹车指令信号接收端与刹车指令传感器的刹车指令信号输出端联通。

所述变增益刹车指令传感器包括复位弹簧、复位活塞、力感活塞、外力感弹簧、内力感弹簧；在所述力感活塞的传力杆的外圆周上套装有内力感弹簧，并使该内力感弹簧外端端面与位于止动套内端面处的调隙垫片内端面之间的间距l'0＝2+0.50mm，该内力感弹簧内端端面与所述力感活塞端面之间的间距l2＝23.7+0.5-0.5mm；在所述内力感弹簧的外圆周上套装有外力感弹簧，该外力感弹簧外端端面与位于所述止动套内端面处的调隙垫片内端面之间的间距l”0＝2+0.50mm，工作时，该间距为刹车指令传感器空行程ls0。

本发明根据额定刹车压力与之配套的刹车机轮力矩情况，在不改变现有刹车系统接口的基础上，提出一种具有中值刹车压力和额定刹车压力的变增益数字电传防滑刹车系统。

本发明采用的刹车指令传感器中共设置了两个力感弹簧，即为外力感弹簧和内力感弹簧；使指令传感器具有两个不同的操纵力与行程增益；固定支架组件与壳体通过螺纹连接，螺母和垫圈对固定支架组件起紧固作用；指令传感器的壳体内有两个定位套，定位套在指令传感器的壳体内起定位的作用，复位弹簧的一端与复位活塞连接，复位活塞通过螺杆和螺母与力感活塞连接，力感活塞和外力感弹簧的一端连接，外力感弹簧另一端与止动套联通，同时内力感弹簧装在外力感弹簧内部，内力感弹簧的一端与止动套联通，内力感弹簧的另一端悬空，螺母连接止动套，活动支架组件通过锁紧螺母和垫圈来固定，当活动支架组件铰接固定，固定支架组件在力的作用下运动时，固定支架组件推动复位弹簧和复位活塞运动，外力感弹簧随着复位活塞运动。

试验证明，利用所述具有两种不同的操纵力与行程增益的变增益刹车指令传感器飞行员用的操纵力最大为980-5n时，指令传感器空行程l0为2+0.5-0.5mm；飞行员的操纵力最大为1960-19n时，指令传感器行程l2为23.7+0.5-0.5mm，当飞行员的操纵力从980-5n到1960-19n线性增加时，指令传感器行程从2+0.5-0.5mm到23.7+0.5-0.5mm之间线性增加；刹车指令传感器的操纵力与行程增益k2为4.516n/mm。飞行员用的操纵力最大为3800-19，指令传感器最大行程l1为32+0.5-0.5mm，当飞行员的操纵力19-6109n到38-0109n线性增加时，指令传感器行程从23.7+0-.05.5mm到32-00.55mm之间线性增加；刹车指令传感器的操纵力与行程增益k3为22.169n/mm。

当飞行员的操纵力不大于中值操纵力时，指令传感器行程大、操纵力小，变增益刹车指令传感器中外力感弹簧被压紧，飞行员踩脚蹬的操纵力与变增益刹车指令传感器输出的刹车指令电压成正比；当飞行员踩脚蹬的操纵力大于中值操纵力并不大于最大操纵力时，外力感弹簧和内力感弹簧两个力感弹簧同时被压缩，飞行员的操纵力增大、刹车指令传感器行程达到最大。刹车指令传感器输出与刹车指令传感器行程相对应的刹车指令电压。

本发明使飞机正常着陆刹车过程中，刹车压力不大于中值刹车压力，刹车指令传感器的操纵力/行程增益k2为4.516n/mm，飞行员用的操纵力最大为1960-19n，指令传感器行程为23.7+0.5-0.5mm。刹车压力为9mpa，刹车效率高、轮胎磨损均匀。当飞机中止起飞刹车和大载荷着陆刹车时，踩脚蹬刹车指令传感器输出的刹车压力大于中值刹车压力不大于额定刹车压力，刹车指令传感器的操纵力/行程增益k3为22.169n/mm，飞行员用的操纵力最大为38-0109，指令传感器行程为32+0.-50.5mm。刹车压力为12mpa，飞机刹车过程中不出现刹车机轮抱死、卡滞现象，防滑系统不工作。同时确保飞机的刹车效率，缩短飞机的刹车距离。从而保证变增益数字电传防滑刹车系统能够同时满足正常着陆刹车、最大着陆刹车、正常着陆不放伞刹车、最大着陆不放伞刹车、中止起飞等多种条件下的刹车要求；防滑系统工作次数少，从而保证刹车效率，降低了刹车机轮轮胎的磨损程度，提高了刹车机轮的使用寿命，轮胎磨损均匀。保证了刹车效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是刹车指令传感器的结构示意图。

图中：

1.刹车指令传感器；2.防滑刹车控制盒；3.机轮速度传感器；4.电液压力伺服阀；5.电磁液压锁；6.液压源；7.油箱；8.脚蹬；9.活动支架组件；10.锁紧螺母；12.密封圈；13.螺母；14.复位活塞固定螺母；15.顶套；16.线位移传感器；17调隙垫片；18.固定支架组件；19.壳体；20.定位套；21.复位弹簧；22.复位活塞；23.力感活塞；24.外力感弹簧；25.内力感弹簧；26.止动套。

具体实施方式

本实施例是一种具有变增益的电传防滑刹车系统，包括刹车指令传感器1、防滑刹车控制盒2、机轮速度传感器3、电液压力伺服阀4、电磁液压锁5、液压源6、油箱7和脚蹬8组成。

其中：所述电磁液压锁5的进油口与液压源6联通，回油口与所述油箱7联通；所述电磁液压锁的出油口与所述电液压力伺服阀4的进油口联通；该电磁液压锁的控制信号接收端与所述防滑刹车控制盒2的开锁信号输出端联通。所述电液压力伺服阀的出油口与机轮刹车装置的进油口联通，回油口与油箱联通；该电液压力伺服阀的控制信号接收端与所述防滑刹车控制盒2的伺服阀控制信号输出端联通。所述机轮速度传感器3安放在机轮轴上，用于检测机轮速度。该机轮速度传感器的信号输出端通过导线与所述防滑刹车控制盒2的速度信号采集端口联通。所述防滑刹车控制盒的刹车指令信号接收端与刹车指令传感器1的刹车指令信号输出端联通。刹车脚蹬8与所述刹车指令传感器的活动支架组件9固连。

所述刹车指令传感器1采用申请号为201910551564.7中公开的变增益刹车指令传感器。

该刹车指令传感器包括活动支架组件9、锁紧螺母10、顶套15、固定支架组件18、壳体19、定位套20、复位弹簧21、复位活塞22、力感活塞23、外力感弹簧24、内力感弹簧25和止动套26。本实施例对现有技术的改进之处在于，在该刹车指令传感器中增加了一个内力感弹簧25。所述刹车指令传感器的零件均为现有技术。

所述壳体19的一端用于安置电器元件，称为电子腔；该壳体的另一端用于安装机械组件，称为机械腔。

在所述电子腔的端口通过螺母固定固定支架组件18。该电子腔内通过顶套15将该电子腔分隔为两个腔室，并使两个腔室之间通过位于所述顶套中心的通孔贯通。所述两个腔室中的内侧腔室内的两端分别安放定位套20，并使该定位套的外圆周表面与所述内侧腔室的内表面贴合。

在所述机械腔外端端口通过螺母13安装有止动套26。力感活塞23位于所述机械腔内，并使该力感活塞的传力杆穿过所述止动套的中心孔，位于该止动套端面之外；该力感活塞的活塞端套装在复位活塞22的外圆周表面。所述复位活塞位于该机械腔内并靠近所述电子腔一端。两根线位移传感器16位于所述壳体内，一端位于所述定位套20的中心孔内，另一端装入所述复位活塞22端面的通孔中，并分别通过复位活塞固定螺母14固定。位于所述力感活塞23活塞端内的施压杆的端面与所述复位活塞22外端面中心的施压杆凹槽相配合。在所述两根线位移传感器上分别套装有复位弹簧21。在所述力感活塞的传力杆的外圆周上套装有内力感弹簧25，并使该内力感弹簧外端端面与位于所述止动套26内端面处的调隙垫片17内端面之间有l0的间距，该内力感弹簧内端端面与所述力感活塞23端面之间有l2的间距。在所述内力感弹簧25的外圆周上套装有外力感弹簧24，并使该外力感弹簧24外端端面与位于所述止动套26内端面处的调隙垫片17内端面之间的间距为l0，并使该外力感弹簧内端端面与所述力感活塞23端面贴合。

所述内力感弹簧外端端面与位于所述止动套26内端面处的调隙垫片17内端面之间的间距l'0＝2+0.50mm，所述内力感弹簧内端端面与所述力感活塞23端面之间的间距l2＝23.7+0.5-0.5mm；外力感弹簧24外端端面与位于所述止动套26内端面处的调隙垫片17内端面之间的间距l”0＝2+0.50mm。

所述内力感弹簧外端端面与调隙垫片17内端面之间的间距和所述外力感弹簧外端端面与调隙垫片内端面之间的间距均为l0，工作时，该间距为刹车指令传感器空行程ls0。

所述活动支架组件9的连接端位于所述力感活塞的传力杆外端的中心孔内，并通过锁紧螺母10固紧；在该活动支架组件的轴承安装端的轴承孔内装有万向球轴承。

所述刹车指令传感器中共设置了两个力感弹簧，即为外力感弹簧24和内力感弹簧25；使指令传感器具有两个不同的操纵力与行程增益。