本發明涉及飛機控制領域，具體涉及用于多個飛機機輪的電液推動與自饋能剎車組合裝置。

背景技術：

飛機機輪是飛機的重要機載設備，對于飛機正常起飛和降落有著至關重要的作用。對于飛機機輪而言，較為主要的兩個問題是飛機剎車以及飛機地面拖動，兩者都涉及飛機的能量管理。

飛機自身能量有限，十分寶貴，飛機著陸過程中會耗散大量動能，這部分能量通常通過飛機剎車裝置以發熱的形式耗散掉。

此外，飛機在地面行駛時大多采用地面飛機牽引車拖動，或者靠飛機自身發動機推動前進或后退，一方面會浪費飛機燃料，污染環境；另一方面，機場地面車輛繁多也造成機場地面秩序混亂，不便于管理。

技術實現要素：

鑒于以上問題，本發明提供了一種多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置，其基于“多電飛機”的新概念提出，利用飛機電力系統作為能源，替代原有復雜繁重的液壓系統；并且回收部分飛機動能用于為飛機剎車作動器供能，改進剎車系統結構和可靠性，從而將飛機剎車以及飛機地面行駛推動結合，能夠極大完善飛機起落架功能，提升飛機性能。

根據本發明的一方面，所述多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置安裝在多個飛機機輪中的每一個機輪上，用于驅動機輪或使機輪制動，所述多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置包括：

電液推動子系統，包括電機-泵能源包和機輪驅動模塊，用于飛機在飛行員的操作下在地面上以正常速度滑行到指定地點時，所述電機-泵能源包將飛機電力系統提供的電能轉化為液壓能，以提供給所述機輪驅動模塊，用以驅動所述機輪；以及

自饋能剎車子系統，用于在飛機降落著陸后，將高速旋轉的機輪的動能轉化為液壓能，以使所述機輪制動。

根據實施例，所述電機-泵能源包包括：

可變速電機，用于驅動液壓泵；

液壓泵，與所述可變速電機連接，用于輸出高壓油；以及

電磁換向閥，經由單向閥與所述液壓泵連接，用于將所述高壓油接入所述機輪驅動模塊。

根據實施例，所述機輪驅動模塊包括：

蓄能器，與所述電磁換向閥并聯，用于存儲所述高壓油的液壓能；

液壓馬達，經由減速器和離合器與所述機輪連接，用于將所述高壓油的壓力能輸出為扭矩，以驅動所述機輪。

根據實施例，所述電機-泵能源包包括經由所述單向閥與所述液壓泵并聯的第一安全閥，用于穩定所述液壓泵的出口壓力并防止油液倒流；并且所述機輪驅動模塊包括與所述液壓馬達并聯的第二安全閥，用于保持所述液壓馬達和所述蓄能器的出口壓力，當壓力過高時導通進油口和回油口，釋放多余壓力。

根據實施例，其中，所述可變速電機和所述液壓馬達的轉速通過機載控制器控制，并且所述電磁換向閥的端口位置通過機載控制器控制，以改變所述液壓馬達轉向，從而正向或反向驅動所述機輪。

根據實施例，所述自饋能剎車子系統包括：

液壓馬達，經由減速器和離合器與所述機輪連接，用于將高速旋轉的所述機輪的動能轉化為液壓能，以輸出高壓油；以及

開關閥，連接在所述液壓馬達與剎車作動器之間，用于飛機在飛行員的操作下在地面滑行時斷開所述液壓馬達與所述剎車作動器之間的連接，以及在飛機降落著陸后，接通所述液壓馬達與所述剎車作動器之間的連接，以使所述機輪制動。

根據實施例，所述自饋能剎車子系統還包括：

蓄能器，用于利用所存儲的液壓能輔助所述機輪制動；以及

安全閥，與所述液壓馬達并聯，用于保持所述液壓馬達的進出油口壓力差。

根據實施例，所述液壓馬達的轉速通過機載控制器控制，并且所述開關閥的端口位置通過機載控制器控制，以接通或斷開所述液壓馬達與所述剎車作動器之間的連接。

根據實施例，所述減速器用于增加所述液壓馬達的輸出扭矩；并且所述離合器用于控制所述電液推動子系統或所述自饋能剎車子系統與所述機輪的作用時間段，使得在所述機輪的速度超過系統耐受程度時，所述離合器脫開以保護系統零部件，并且在所述機輪的速度下降到允許范圍時，所述離合器閉合以使系統與所述機輪形成一體，執行驅動功能。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的結構示意圖。

圖2為根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的電液推動子系統的結構示意圖。

圖3為在根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的電液推動子系統的作用下機輪正向轉動的油液流向圖。

圖4為在根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的電液推動子系統的作用下機輪反向轉動的油液流向圖。

圖5為根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統的結構示意圖。

圖6為在根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統的作用下的機輪油液流向圖。

具體實施方式

以下參照附圖描述根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置。

圖1示出根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的結構。如圖1所示，本實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置安裝在多個飛機機輪，例如兩個機輪中的每一個機輪上，用于驅動機輪或使機輪制動。在結構上，多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置包括可變速電機1、液壓泵2、單向閥3、電磁換向閥4、蓄能器5、液壓馬達6、開關閥7、安全閥9、10，液壓馬達6通過減速器、離合器等元件與機輪8連接，通過機載電源供電，并由機載控制器控制可變速電機1、電磁換向閥4、液壓馬達6和開關閥7，用以驅動或制動機輪8。

在功能上，多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置包括電液推動子系統和自饋能剎車子系統，其中電液推動子系統包括電機-泵能源包1、2、4、10以及機輪驅動模塊5、6、9，用于飛機在飛行員的操作下在地面上以正常速度滑行到指定地點時，電機-泵能源包將例如機載電源的飛機電力系統提供的電能轉化為液壓能，以提供給機輪驅動模塊，用以驅動機輪8。自饋能剎車子系統5、6、7、9用于在飛機降落著陸后，將高速旋轉的機輪8的動能轉化為液壓能，以使機輪8制動。

以下參照圖2詳細說明電液推動子系統的具體結構。

如圖2所示，本實施例的電液推動子系統包括電機-泵能源包1、2、4、10以及機輪驅動模塊5、6、9，其中，電機-泵能源包包括可變速電機1、液壓泵2、電磁換向閥4以及安全閥10，其中可變速電機1，用于驅動液壓泵2；液壓泵2與可變速電機1連接，用于輸出高壓油；安全閥10經由單向閥3與液壓泵2并聯，用于穩定液壓泵2的出口壓力并防止油液倒流；并且電磁換向閥4經由單向閥3與液壓泵2連接，用于將高壓油接入機輪驅動模塊。

如圖2所示的，機輪驅動模塊包括蓄能器5、液壓馬達6和安全閥9，其中蓄能器5與電磁換向閥4并聯，用于存儲高壓油的液壓能；安全閥9與液壓馬達6并聯，用于保持液壓馬達6和蓄能器5的出口壓力，當壓力過高時導通進油口和回油口，釋放多余壓力；并且液壓馬達6經由減速器和離合器與機輪8連接，用于將高壓油的壓力能輸出為扭矩，以驅動機輪8正向或反向轉動。

以下參照圖3和4說明在電液推動子系統的作用下機輪正向或反向轉動的油液流向圖。

圖3示出了在電液推動子系統的作用下機輪正向轉動的油液流向圖。圖4示出了在電液推動子系統的作用下機輪反向轉動的油液流向圖。如圖3和4所示，當飛機在飛行員的操作下，在地面上以正常速度滑行到指定地點時，安裝在各個機輪8上的電液推動子系統處于工作狀態，而開關閥7由機載控制器控制，斷開電液推動子系統與剎車作動器的連接，使剎車作動器不工作。

可變速電機1驅動液壓泵2輸出高壓油，經過電磁換向閥4接入并聯的蓄能器5以及液壓馬達6；高壓油為蓄能器5沖壓儲能，同時驅動液壓馬達6旋轉輸出扭矩，再經過減速器和離合器連接到機輪8本身，驅動機輪運動。機載控制器控制可變速電機1和液壓馬達6的轉速；并且控制電磁換向閥4端口位置，以改變液壓馬達6轉向，從而使機輪8正向或反向轉動。

其中，減速器用于增加液壓馬達6的輸出扭矩，降低系統能耗；離合器用于控制整個系統與機輪8的作用時間段，當飛機機輪8速度超過系統耐受程度時，離合器脫開以保護系統部件，當機輪8速度下降到允許范圍時，離合器閉合從而使系統與機輪8形成一體，執行驅動功能。

圖5示出了根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統的結構。自饋能剎車子系統是利用機輪自身的旋轉運動，收集機輪旋轉動能，將其轉化為液壓能驅動剎車作動器，反過來對機輪進行剎車。由于機輪自身能量被收集反過來作用于機輪剎車，所以稱為自饋能剎車。

如圖5所示，在本實施例中，自饋能剎車子系統包括液壓馬達6和開關閥7。

其中，液壓馬達6經由減速器和離合器與機輪8連接，用于將高速旋轉的機輪8的動能轉化為液壓能，以輸出高壓油；開關閥7連接在液壓馬達6與剎車作動器之間，在飛機降落著陸后，通過機載控制器控制開關閥7的端口位置，以接通液壓馬達6與剎車作動器之間的連接，從而使機輪8制動。

如圖5所示，自饋能剎車子系統還包括蓄能器5和安全閥9，其中蓄能器5用于利用所存儲的液壓能輔助機輪制動；以及安全閥9與液壓馬達6并聯，用于保持液壓馬達的進出油口壓力差。

并且，液壓馬達6的轉速通過機載控制器控制，并且如上所述的，減速器用于增加液壓馬達6的輸出扭矩；并且離合器用于控制自饋能剎車子系統與機輪8的作用時間段，使得在機輪8的速度超過系統耐受程度時，離合器脫開以保護系統部件，并且在機輪8的速度下降到允許范圍時，離合器閉合以使系統與機輪8形成一體，執行驅動功能。

圖6示出了根據本發明實施例的多輪電液推動與自饋能剎車組合裝置的自饋能剎車子系統的作用下的機輪油液流向圖。

如圖6所示，當飛機在降落著陸后，飛機速度非常快，機輪8處于高速旋轉狀態，電液推動子系統的電磁換向閥4在機載控制器的控制下處于斷開狀態，切斷與電機-泵能源包的連接，因此僅自饋能剎車子系統工作。高速旋轉的機輪8反過來帶動液壓馬達6，以輸出高壓油并且開關閥7的端口位置在機載控制器的控制下接通液壓馬達6與剎車作動器之間的連接，使剎車作動器上執行剎車功能。同時存儲在蓄能器5中的能量也用于補充剎車。

如上所述，本發明提供了一種電液推動子系統和自饋能剎車子系統分時復用的組合裝置，即，當電液推動子系統工作時，自饋能剎車子系統處于閑置，反之亦然；從而減少了飛機液壓系統的負擔，節約飛機液壓系統能量，提高飛機能量利用率，同時極大增強飛機自主運動能力并且一體化程度高。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。