專利名稱：一種飛機電傳剎車防滑控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種飛機電傳剎車防滑控制系統，具體是涉及一種電液伺服閥故障時仍具有失效安全功能的飛機電傳剎車防滑控制系統。
背景技術：
飛機機輪剎車系統是現代飛機起落裝置的構成部分，是飛機起飛、著陸滑跑和地面滑行操縱安全運行的基本保障設備，用以保證飛機著陸后縮短滑跑距離，盡快使飛機停止下來，同時防止剎爆輪胎。現代先進飛機廣泛應用電子防滑剎車控制系統，并將傳統的液壓傳動控制剎車，發展到通過電線控制剎車，即電傳剎車。在電傳操縱方式下，剎車指令傳感器取代了液壓剎車閥。飛機電傳剎車防滑控制系統的基本構成包括剎車指令傳感器、速度傳感器、控制盒和電液伺服閥四項附件。剎車指令傳感器是一個可變電位計，由駕駛員操縱，輸出剎車指令電信號，操縱飛機的剎車。具體地，在剎車時，控制盒根據接收到的剎車指令電壓信號給電液伺服閥發出剎車控制電流信號，控制電液伺服閥輸出所需的剎車壓力，通往機輪剎車裝置，實現對機輪的剎車控制。電液伺服閥是正增益閥，它的力矩馬達線圈通過的控制電流越大，電液伺服閥輸出的剎車壓力越大，控制電流與剎車壓力在有效工作范圍內呈線性關系，一一對應。對于電傳操剎車，剎車和防滑控制都由電液伺服閥來執行。速度傳感器與剎車機輪機械聯系，用以檢測機輪旋轉速度，向控制盒提供機輪速度信號，反映機輪的旋轉運動狀態，監測剎車機輪是否出現打滑現象。控制盒收到機輪速度信號后，通常將它與飛機基準速度進行比較，對機輪是否打滑或即將出現打滑做出判斷。如果認為機輪發生打滑，控制盒立即向電液伺服閥發出防滑控制電流信號，即松剎控制電流信號，根據打滑程度釋放相應大小的液壓剎車壓力，使該機輪恢復轉動，避免剎爆輪胎。此時，控制盒發送給電液伺服閥的控制電流信號，實際是剎車控制電流和防滑控制電流二者綜合后的有效控制電流信號。電液伺服閥是實施伺服控制的關鍵附件，對電子防滑剎車控制系統的性能和可靠性安全性影響極大。由于組成電液伺服閥的噴擋閥和滑閥的高精密度構造特點決定了它對使用環境的敏感性，在實際使用中容易受到油液中污染物的侵害而降低性能，甚至喪失功能，例如，出現滑閥卡滯或瞬間卡死，噴嘴堵死，常常導致剎爆輪胎或沖出跑道，造成事故征候或嚴重后果。而滑跑過程中特別是高速段使用人工解除拖胎的可靠性太差，因此，萬一發生電液伺服閥失效，如何確保防滑剎車控制系統仍能可靠運行是工程技術人員需要面對解決的問題。
發明內容
為克服現有技術中存在的可靠性安全性差的不足，本發明提出了一種飛機電傳剎車防滑控制系統。本發明包括剎車指令傳感器、控制盒、電液伺服閥、電磁活門、剎車機輪、速度傳感器、電磁液壓鎖和剎車壓力傳感器。控制盒的輸入端分別接收剎車指令傳感器發送的剎車指令電壓信號、速度傳感器發送的機輪速度信號和剎車壓力傳感器發送的剎車壓力信號。控制盒的輸出端分別向電液伺服閥發出剎車和防滑控制電流信號、向電磁活門發出通電泄壓控制信號和向電磁液壓鎖發出通電開鎖輸出壓力的控制信號。電液伺服閥的進油口、剎車口和回油口分別與飛機供壓源、電磁活門的進油口和飛機剎車系統回油管通過管路聯接。電磁液壓鎖的進油口與電液伺服閥的進油口通過管路聯接；電磁液壓鎖的剎車口與電液伺服閥的剎車口到電磁活門的進油口之間的管路聯接，使得電磁液壓鎖的供壓管路與電液伺服閥的供壓管路并聯。電磁活門的進油口、剎車口和回油口分別與電液伺服閥的剎車口、剎車機輪的剎車裝置進油口和飛機回油管通過管路聯接。所述速度傳感器、電液伺服閥、電磁液壓鎖、電磁活門、剎車壓力傳感器的電氣接口分別與控制盒電氣聯接。所述控制盒接收到剎車指令電壓信號后經過處理，向電液伺服閥的力矩馬達線圈輸出剎車控制電流信號，該剎車控制電流信號與剎車指令信號成正比，由電液伺服閥輸出相應的剎車壓力，對剎車機輪實施剎車，使飛機進行減速。控制盒還接收速度傳感器發送來的機輪速度信號，經過處理，對剎車機輪的滑動狀態進行判斷，進而實施防滑控制。在防滑控制中，當電液伺服閥不釋放剎車壓力時，由控制盒給電磁活門發出控制信號，使電磁活門通電泄壓，解除剎車機輪的打滑狀態。在剎車時，當電液伺服閥不輸出剎車壓力時，由控制盒給電磁液壓鎖發出控制信號，使電磁液壓鎖通電開鎖，接通液壓源，以最大的剎車壓力對剎車機輪實施剎車。在剎車過程中，如果機輪發生打滑，由控制盒控制電磁活門通電泄壓。本發明在電液伺服閥失效的情況下，能確保飛機防滑剎車控制系統可靠運行，并且能夠自動由當前的正常剎車模式轉為備用剎車模式，而不需要駕駛員干預，以減輕駕駛員的工作負荷。同時，本發明能夠在電液伺服閥失效的情況下自動記錄電液伺服閥的故障狀態模式，便于飛行后維護人員排故檢修。本發明中，電磁活門串聯在電液伺服閥與機輪剎車裝置之間的液壓管路上，電磁液壓鎖與電液伺服閥并聯。為確定電液伺服閥是否出現故障，在電液伺服閥的剎車口的液壓管路上設置剎車壓力傳感器。電磁液壓鎖的作用是通電開鎖，輸出液壓壓力；斷電鎖閉，切斷液壓壓力。電磁活門在通電時泄壓，而在未通電時是常開的，只起液壓通道作用。電液伺服閥為正常剎車通道，電磁液壓鎖和電磁活門構成備用剎車通道。在電液伺服閥工作正常情況下，剎車和防滑控制由電液伺服閥完成；在電液伺服閥出現故障情況下，剎車和防滑控制由電磁液壓鎖和電磁活丨]完成。剎車指令傳感器安裝在駕駛艙底板下面，與腳蹬機構機械聯接，由駕駛員向踩壓剎車踏板對其操縱，下踩越重，行程越大，剎車指令傳感器輸出的剎車指令電壓信號值越大。剎車指令傳感器有一個電氣接口，通過電纜與控制盒電氣聯接，將剎車指令電壓信號發送給控制盒。剎車指令傳感器工作所需的電源通過電纜由機上電源系統提供。控制盒與剎車指令傳感器、電液伺服閥、速度傳感器、剎車壓力傳感器、電磁液壓鎖和電磁活門分別用電纜聯接，接收剎車指令傳感器、速度傳感器和剎車壓力傳感器輸入的剎車指令信號、機輪速度信號和剎車壓力信號，向電液伺服閥，電磁液壓鎖和電磁活門發出控制信號。電磁液壓鎖通電開鎖，使剎車口開啟，輸出液壓壓力；斷電后鎖閉，剎車口關閉，切斷液壓壓力輸出。電磁活門通電，進油口關閉，同時，剎車口和回油口溝通泄壓。電磁活門斷電，回油口關閉，進油口和剎車口溝通，因此，電磁活門斷電后只是一條剎車通道。根據輸入給電液伺服閥的控制電流與電液伺服閥輸出的剎車壓力具有 對應關系的特點，將檢測到的剎車壓力與控制盒發給電液伺服閥的控制電流信號所對應的剎車壓力進行比較，即可判斷電液伺服閥的運行狀態，即是否發生不能剎車和不能松剎車故障。如果電液伺服閥剎車口管路上的剎車壓力傳感器檢測到的剎車壓力，恒大于電液伺服閥的控制電流信號所對應的剎車壓力，即認為電液伺服閥出現打滑時不釋放剎車壓力故障，并由控制盒或飛參系統記錄。如果電液伺服閥剎車口管路上的剎車壓力傳感器檢測到的剎車壓力，恒小于電液伺服閥的控制電流信號所對應的剎車壓力，即認為電液伺服閥出現剎車時不輸出剎車壓力故障，并由控制盒或飛參系統記錄。在電液伺服閥出現打滑時不釋放剎車壓力故障時，由控制盒給電磁活門發出控制信號，使電磁活門通電泄壓；在電液伺服閥出現剎車時不輸出剎車壓力故障時，由控制盒給電磁液壓鎖發出控制信號，使電磁液壓鎖通電開鎖，使剎車口開啟，輸出液壓壓力，實施剎車。在這種情況下剎車，如果機輪打滑，由控制盒控制電磁活門通電泄壓。由于本發明采取的上述技術方案，使本發明具有系統簡便易行，能顯著提高飛機在起飛、著陸滑跑中剎車系統運行的可靠性安全性的特點。本發明所述的飛機電傳剎車防滑控制系統減輕了駕駛員的工作負荷，即使電液伺服閥發生故障，能有效避免剎爆輪胎，確保了飛機使用安全。
附圖1是本發明的飛機電傳剎車防滑控制系統結構示意圖。附圖2是本發明的控制流程圖。圖中:1.剎車指令傳感器；2.控制盒；3.電液伺服閥；4.電磁活門；5.剎車機輪；6.速度傳感器；7.電磁液壓鎖；8.剎車壓力傳感器。
具體實施例方式本實施例通過對一個飛機主起落架剎車機輪的控制，詳細說明本發明的技術方案。本實施例包括剎車指令傳感器1、控制盒2、電液伺服閥3、電磁活門4、剎車機輪5、速度傳感器6、電磁液壓鎖7和剎車壓力傳感器8。剎車指令傳感器I安裝在駕駛艙底板下面，與腳蹬機構機械聯接，由駕駛員踩剎車踏板對其操縱，產生剎車指令電壓信號。剎車指令傳感器I有一個電氣接口，通過電纜與控制盒2電氣聯接，將剎車指令電壓信號發送給控制盒2。剎車指令傳感器I所需的工作電壓可由控制盒2提供。速度傳感器6安裝在飛機輪軸上，通過剎車機輪5上的傳動銷與剎車機輪5聯接，剎車機輪5轉動時帶動速度傳感器6的轉子轉動，感受剎車機輪5的旋轉速度，將機輪旋轉速度轉換為電信號輸出。速度傳感器6有一個電氣接口，通過電纜與控制盒2電氣聯接，將檢測到的機輪旋轉速度信號提供給控制盒2。控制盒2由機上電源供電，具有剎車和防滑控制、故障檢測和記錄的功能。控制盒2的電氣接口與剎車指令傳感器1、電液伺服閥3、速度傳感器6、剎車壓力傳感器8、電磁液壓鎖7和電磁活門4分別用電纜聯接。在控制盒2的輸入端有三路輸入:第一路接收剎車指令傳感器I發送來的剎車指令電壓信號，第二路接收速度傳感器6發送來的機輪速度信號，第三路接收剎車壓力傳感器8發送來的剎車壓力信號。在控制盒2的輸出端有三路輸出:第一路向電液伺服閥3發出剎車和防滑控制電流信號，第二路向電磁活門4發出通電泄壓控制信號，第三路向電磁液壓鎖7發出通電開鎖輸出壓力的控制信號。控制盒2的輸出端第二路和第三路輸出信號為開關量，只有在電液伺服閥3確定為故障的情況下才會有輸出。電液伺服閥3有一個電氣插座和三個液壓接口:進油口、剎車口和回油口，電氣插座通過帶插頭的電纜與控制盒2實施電氣聯接，接收控制盒2發來的防滑控制電流信號；進油口與飛機供壓源管路聯接；剎車口與電磁活門4的進油口管路聯接；回油口與飛機剎車系統回油管路聯接，通至回油箱。電磁液壓鎖7有一個電氣接口和二個液壓接口:進油口、剎車口。電磁液壓鎖7的電氣接口通過電纜與控制盒2實施電氣聯接，接收控制盒2發來的通電開鎖輸出壓力的控制信號。電磁液壓鎖7的進油口與電液伺服閥3的進油口處的液壓管路聯接，電磁液壓鎖7的剎車口與電液伺服閥3的剎車口到電磁活門4的進油口之間的管路聯接，也就是說，電磁液壓鎖7的供壓管路與電液伺服閥3的供壓管路是并聯的。電磁液壓鎖7通電開鎖，使剎車口開啟，輸出液壓壓力；斷電后鎖閉，剎車口關閉，切斷液壓壓力輸出。電磁活門4有一個電氣接口和三個液壓接口:進油口、剎車口和回油口，它的電氣接口通過電纜與控制盒2實施電氣聯接，接收控制盒2發來的通電泄壓控制信號；它的進油口與電液伺服閥3的剎車口管路聯接，剎車口與剎車機輪5的剎車裝置進油口管路聯接，回油口與飛機回油管路聯接通至回油箱。電磁活門4在通電狀態，進油口關閉，同時，剎車口和回油口溝通，因此，電磁活門4通電后處于泄壓狀態。電磁活門4斷電，回油口關閉，進油口和剎車口溝通，因此，電磁活門4斷電后只是一條剎車通道。剎車壓力傳感器8安裝在電液伺服閥2的剎車口的液壓管路上，將感受到的油液壓力轉換成電流信號輸出。剎車壓力傳感器8有一個電氣接口，通過電纜與控制盒2實施電氣聯接，為控制盒2提供剎車壓力信號，以確定電液伺服閥3的運行狀態，即是否發生不能剎車和不能松剎車故障。剎車壓力傳感器8所需的工作電壓可由控制盒2提供。由于輸入給電液伺服閥3的控制電流與電液伺服閥3輸出的剎車壓力具有 對應關系，因此，將檢測到的剎車壓力與控制盒2發給電液伺服閥3的控制電流信號所對應的剎車壓力進行比較，即可判斷電液伺服閥3的運行狀態，即是否發生不能剎車和不能松剎車故障。控制盒2判斷電液伺服閥3故障與否的方法是:如果剎車壓力傳感器8檢測到的剎車壓力，恒大于電液伺服閥3的控制電流信號所對應的剎車壓力，即認為電液伺服閥3出現打滑時不釋放剎車壓力故障；如果剎車壓力傳感器8檢測到的剎車壓力，恒小于電液伺服閥3的控制電流信號所對應的剎車壓力，即認為電液伺服閥3出現剎車時不輸出剎車壓力故障。如圖2所示，本實施例的運行過程如下:在飛機著陸滑跑過程中，駕駛員踩下剎車踏板，通過剎車指令傳感器I發出剎車指令電壓信號。控制盒2接收到剎車指令電壓信號后經過處理，向電液伺服閥3的力矩馬達線圈輸出正比于剎車指令信號的剎車控制電流信號，由電液伺服閥3輸出相應的剎車壓力，對剎車機輪5實施剎車，使飛機進行減速。控制盒2還接收速度傳感器6發送來的機輪速度信號，經過處理，對剎車機輪5的滑動狀態進行判斷，進而實施防滑控制。防滑控制有各種方法，本實施例采用速度差加偏壓控制。當剎車機輪5的速度與基準速度形成的差值超過預定的速度差時，即認為剎車機輪5發生打滑，控制盒2則輸出防滑控制電流信號，此信號經與剎車控制電流信號綜合運算處理后，給電液伺服閥3輸出一個剎車防滑控制電流信號，使電液伺服閥3輸出的剎車壓力減小，防止機輪打滑。本實施例中，設定當剎車機輪5的速度與基準速度形成的差值超過預定的速度差例如15%時，控制盒2輸出防滑控制電流信號。在防滑控制中，如果電液伺服閥3發生故障，不釋放剎車壓力，由控制盒2給電磁活門4發出控制信號，使電磁活門4通電泄壓，解除剎車機輪5的打滑狀態。在剎車時，如果電液伺服閥3發生故障，不輸出剎車壓力，由控制盒2給電磁液壓鎖7發出控制信號，使電磁液壓鎖7通電開鎖，接通液壓源，以最大的剎車壓力對剎車機輪5實施剎車。在剎車過程中，如果機輪發生打滑，由控制盒2控制電磁活門4通電泄壓。在運行中，控制盒2對電液伺服閥3的故障進行記錄，并向飛機參數記錄系統發送。在備用剎車模式下，由電磁液壓鎖7通電開鎖剎車，剎車壓力是系統的最大剎車壓力，防滑控制是開關式的。為了保證剎車過程平穩和較高的剎車效率，可以設定較高的滑動控制門限，例如，采用20 25%滑動量。
權利要求
1.一種飛機電傳剎車防滑控制系統，其特征在于，包括剎車指令傳感器(I)、控制盒(2)、電液伺服閥(3)、電磁活門(4)、剎車機輪(5)、速度傳感器(6)、電磁液壓鎖(7)和剎車壓力傳感器(8);控制盒(2)的輸入端分別接收剎車指令傳感器(I)發送的剎車指令電壓信號、速度傳感器(6)發送的機輪速度信號和剎車壓力傳感器(8)發送的剎車壓力信號；控制盒(2)的輸出端分別向電液伺服閥(3)發出剎車和防滑控制電流信號、向電磁活門(4)發出通電泄壓控制信號和向電磁液壓鎖(7)發出通電開鎖輸出壓力的控制信號； 電液伺服閥(3)的進油口、剎車口和回油口分別與飛機供壓源、電磁活門(4)的進油口和飛機剎車系統回油管通過管路聯接；電磁液壓鎖(7)的進油口與電液伺服閥(3)的進油口通過管路聯接；電磁液壓鎖(7 )的剎車口與電液伺服閥(3 )的剎車口到電磁活門(4 )的進油口之間的管路聯接，使得電磁液壓鎖(7)的供壓管路與電液伺服閥(3)的供壓管路并聯；電磁活門(4)的進油口、剎車口和回油口分別與電液伺服閥(3 )的剎車口、剎車機輪(5 )的剎車裝置進油口和飛機回油管通過管路聯接。
2.如權利要求1所述一種飛機電傳剎車防滑控制系統，其特征在于，速度傳感器(6)、電液伺服閥(3)、電磁液壓鎖(7)、電磁活門(4)、剎車壓力傳感器(8)的電氣接口分別與控制盒(2)電氣聯接。
3.如權利要求1所述一種飛機電傳剎車防滑控制系統，其特征在于，控制盒(2)接收到剎車指令電壓信號后經過處理，向電液伺服閥(3)的力矩馬達線圈輸出正比于剎車指令信號的剎車控制電流信號，由電液伺服閥(3)輸出相應的剎車壓力,對剎車機輪(5)實施剎車，使飛機進行減速；控制盒(2)還接收速度傳感器(6)發送來的機輪速度信號，經過處理，對剎車機輪(5)的滑動狀態進行判斷，進而實施防滑控制。
4.如權利要求3所述一種飛機電傳剎車防滑控制系統，其特征在于，在防滑控制中，當電液伺服閥(3)不釋放剎車壓力時，由控制盒(2)給電磁活門(4)發出控制信號，使電磁活門(4)通電泄壓，解除剎車機輪(5)的打滑狀態。
5.如權利要求3所述一種飛機電傳剎車防滑控制系統，其特征在于，在剎車時，當電液伺服閥(3)不輸出剎車壓力時，由控制盒(2)給電磁液壓鎖(7)發出控制信號，使電磁液壓鎖(7)通電開鎖，接通液壓源，以最大的剎車壓力對剎車機輪(5)實施剎車；在剎車過程中，如果機輪發生打滑，由控制盒(2)控制電磁活門(4)通電泄壓。
全文摘要
一種飛機電傳剎車防滑控制系統。在剎車時，當電液伺服閥不輸出剎車壓力時，由控制盒給電磁液壓鎖發出控制信號，使電磁液壓鎖通電開鎖，接通液壓源，以最大的剎車壓力對剎車機輪實施剎車。在剎車過程中，如果機輪發生打滑，由控制盒控制電磁活門通電泄壓。本發明的系統簡便易行，能顯著提高飛機在起飛、著陸滑跑中剎車系統運行的可靠性安全性，減輕了駕駛員的工作負荷，即使電液伺服閥發生故障，能有效避免剎爆輪胎，確保了飛機使用安全。
文檔編號B64C25/46GK103158867SQ20131007022
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者何永樂, 何文靜 申請人:西安航空制動科技有限公司