一種油箱自增壓裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種油箱自增壓裝置，其用于飛機液壓系統油箱中，所述油箱自增壓裝置包括：主液壓油缸，其內部形成主油腔并具有供增壓油液流出的吸油口及供系統工作油液流入的回油口；增壓油缸，其具有高壓油流入的增壓油口并在內部形成增壓油腔，所述增壓油缸連接至所述主液壓油缸內的主油腔活塞；其中，所述增壓油缸為彼此密閉套設的多級油缸，在高壓油作用下各級油缸按級別依次伸出，從而推動所述主油腔活塞沿所述主液壓油缸的內壁滑動實現所述主油腔內油液的自增壓。根據本發明的油箱自增壓裝置結構緊湊、增壓過程可靠、便于在飛機上安裝，可用于各種機型液壓系統油箱，實現緊湊空間的油箱安裝及提供油箱自增壓功能。
【專利說明】一種油箱自增壓裝置
【技術領域】
[0001]本發明總的涉及飛機液壓系統油箱，尤其涉及一種基于多級油缸的油箱自增壓裝置。
【背景技術】
[0002]對于民用飛機的液壓系統油箱，通常需要提供一定的增壓壓力來保證泵吸油能力，同時不會發生氣泡析出等現象。
[0003]傳統飛機的液壓系統油箱一般采用發動機引氣增壓，而新型飛機如ARJ21、C919都采用自增壓油箱，通過利用液壓系統自身產生的高壓液壓油實現增壓。
[0004]在結構設計上，所謂的自增壓油箱類似于對頂油缸，其中，大缸內為主液壓油缸部分，小缸內為增壓油缸部分，兩部分之間通過互連的活塞對頂，從而增壓油缸內的高壓油壓力通過活塞傳遞至主液壓油缸，由此來實現增壓。為保證主液壓油缸內的油液全部可用，增壓油缸部分的長度基本與主液壓油缸相當，因此整個液壓系統油箱空間體積較大、寬容性低，不便于在多種型號的飛機上安裝使用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決現有技術中尤其是自增壓油箱體積較大的缺陷，提出一種改進的油箱自增壓裝置，使其空間尺寸緊湊化。
[0006]為了達到上述目的，本發明提供一種油箱自增壓裝置，其用于飛機液壓系統油箱中，所述油箱自增壓裝置包括:主液壓油缸，其內部形成主油腔并具有供增壓油液流出的吸油口及供系統工作油液流入的回油口 ；增壓油缸，其具有高壓油流入的增壓油口并在內部形成增壓油腔，所述增壓油缸連接至所述主液壓油缸內的主油腔活塞；其中，所述增壓油缸為彼此密閉套設的多級油缸，在高壓油作用下各級油缸按級別依次伸出，從而推動所述主油腔活塞沿所述主液壓油缸的內壁滑動實現所述主油腔內油液的自增壓。
[0007]上述方案基于這樣的核心思路:利用具有多級油缸的增壓裝置實現增壓，在主油腔滿油情況下，多級油缸為收縮狀態；液壓系統工作時，高壓油進入多級油缸，各級油缸在高壓油的作用下依次伸出，油缸作用力最終傳遞至主油腔活塞上，實現油箱的自增壓；當增壓的高壓油壓力降低或失去時，主油腔內油液推動主油腔活塞，使多級油缸壓縮；最終主油腔油液作用在主油腔活塞上的力與多級油缸的增壓壓力平衡。
[0008]進一步根據本發明，油箱自增壓裝置還可包括任意一種或多種下列優選形式。
[0009]根據一種優選形式，所述增壓油缸具有設置在最末級油缸內沿其內壁可滑動的增壓油腔活塞，其通過連桿連接至所述主油腔活塞。在此種實施方式中，連桿的長度可與最末級油缸的高度大致相同，由此減少一級油缸來減少制造成本是可能的。
[0010]根據另一種優選形式，所述增壓油缸的最末級油缸直接連接至所述主油腔活塞。與上述實施方式不同的是，在此種實施方式中，所述增壓油腔活塞以及將其連接至所述主油腔活塞的連桿可以省去，而是直接利用最末級油缸的端部來推動主油腔活塞，從而能夠從另一角度實現減少部件進而降低制造成本的可能性。
[0011]根據一種優選形式，所述多級油缸中各級油缸的截面積以相同的變化比率增加或減小以保證自增壓壓力的穩定性。
[0012]根據一種優選形式，所述多級油缸內各級油缸的高度基本相等，以使多級油缸處于壓縮狀態時占據盡可能少的空間，有利于減少整個油箱自增壓裝置的縱向上的尺寸。
[0013]根據一種優選形式，所述多級油缸內各級油缸的兩端設有限位部件，從而在工作期間各級油缸滑動時不會彼此脫開。
[0014]根據一種優選形式，所述多級油缸被設置為使得各級油缸同軸布置，并基本在所述主油腔活塞的中間位置施加推力。各級油缸同軸布置能夠使得各級油缸之間即使發生相對旋轉，也不會影響伸縮動作的執行。另外，在主油腔活塞的中間位置施加推力的這種配置有利于在多級油缸伸縮動作時可以更均衡、高效地對主油腔中的油液施加壓力，有利于減少增壓的油液尤其對主液壓油缸的沖擊。
[0015]根據一種優選形式，所述多級油缸的最大截面積小于所述主液壓油缸的截面積，可以理解，這種配置有利于減小整個油箱自增壓裝置的橫向上的尺寸。
[0016]根據一種優選形式，所述多級油缸由與油液相容且比強度高的材料制成，以減輕重量，提高增壓過程敏捷性。
[0017]從上述技術方案及其有益效果的概述中不難看出，根據本發明的油箱自增壓裝置結構緊湊、增壓過程可靠、便于在飛機上安裝，可用于各種機型液壓系統油箱，實現緊湊空間的油箱安裝及提供油箱自增壓功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]本發明的其它特征以及優點將通過以下結合附圖詳細描述的優選實施方式更好地理解，附圖中，相同的附圖標記標識相同或相似的部件，其中:
[0019]圖1示意性地示出了根據本發明一種優選實施方式的油箱自增壓裝置，其中主液壓油缸處于滿油位狀態；
[0020]圖2示意性地示出了圖1的油箱自增壓裝置，其中增壓油缸處于I級油缸展開的狀態；
[0021]圖3示意性地示出了圖1的油箱自增壓裝置，其中增壓油缸處于2級油缸展開的狀態；
[0022]圖4示意性地示出了圖1的油箱自增壓裝置，其中主液壓油缸處于低油位狀態；
[0023]圖5示意性地示出了根據本發明另一種優選實施方式的油箱自增壓裝置，其中主液壓油缸處于滿油位狀態；
[0024]圖6示意性地示出了圖5的油箱自增壓裝置，其中增壓油缸處于I級油缸展開的狀態；
[0025]圖7示意性地示出了圖5的油箱自增壓裝置，其中增壓油缸處于2級油缸展開的狀態；
[0026]圖8示意性示出了圖5的油箱自增壓裝置，其中增壓油缸處于3級油缸展開的狀態，同時主液壓油缸處于低油位狀態。
【具體實施方式】
[0027]下面具體描述根據本發明的油箱自增壓裝置的結構特征、工作原理及工作過程。在這里，示例的結構設計圖僅用于便于理解本發明，而非對本發明的結構特征作出具體限定。此外，在下面的具體描述中，方向性的術語，例如上、下、頂部等均參考附圖中描述的方向使用，這些方向性的術語僅用于示例而非限制。因此，示例的結構設計圖及以下描述本發明所結合的實施例并不旨在窮盡根據本發明的所有實施例。
[0028]圖1至圖4以簡化示意圖的方式示出了根據本發明一種實施方式的用于飛機液壓系統油箱中的油箱自增壓裝置。該油箱自增壓裝置主要包括主液壓油缸100，其在內部形成主油腔101并具有供增壓油液流出的吸油口 103及供系統工作油液流入的回油口 104。增壓油缸200設置于主液壓油缸100的上方并包括多個彼此密閉套設的多級油缸，其中，多級油缸的最大截面積小于主液壓油缸100的截面積以減小油箱尺寸，并且最末級油缸內設有沿其內壁可滑動的增壓油腔活塞203，其通過連桿300連接至主液壓油缸100內的主油腔活塞102。增壓油缸200頂部具有高壓油流入的增壓油口 201從而可在內部形成增壓油腔202。
[0029]在此種實施方式中，構成增壓油缸200的多級油缸向下逐級展開后呈近似V型的結構。這里所謂的多級油缸包括多級可伸縮的油缸，根據實際需要，從外到內可依次命名為I級油缸204、2級油缸205等。各級油缸優選由與油液相容且比強度高的材料制成，例如包括但不限于:高壓區可選用不銹鋼21Cr-6N1-9Mn，低壓區可選用航空鋁合金6061-T6，從而減輕增壓油缸的重量，使增壓過程能夠敏捷實施。當然，不難理解主液壓油缸也優選采用這些材料制成。從圖中可以看出，多級油缸內各級油缸的高度優選是基本相等的(如圖1所示)以確保緊湊的尺寸，并且多級油缸中各級油缸的截面積優選以相同的變化比率增加或減小以保證整個工作區間內自增壓壓力的穩定性。這可以例如通過使各級油缸的壁厚大致相同來實現，還可使各級油缸的缸壁彼此盡可能緊密貼合。各級油缸204、205的兩端設有限位部件(圖中未標識)，以保證各級油缸以及增壓油腔活塞在所有工作狀態下不會發生脫開。此外，油箱結構中所有的動作部件連接處(如活塞與腔壁之間、多級油缸之間)設有密封元件，以具備良好的密封性，盡可能減小油液泄漏，保證增壓可靠性。這些密封元件優選可選用乙丙橡膠、聚四氟乙烯等耐紫油的材料。
[0030]現在詳細描述圖1至圖4所示實施方式的工作過程。在主油腔101滿油情況下，如圖1所示，多級油缸為收縮狀態，油箱整體尺寸緊湊。液壓系統工作時，高壓油液通過增壓油口 201進入增壓油腔202，高壓油液推動多級油缸204，205和增壓油腔活塞203，多級油缸204，205內各級油缸在高壓油的作用下，按級別向下依次伸出或展開，將作用力最終傳遞至主油腔活塞102上，使主油腔活塞102沿主油腔101的內壁向下滑動實現主油腔101內油液的自增壓，如圖2和圖3所示。此時，作用在主油腔活塞102上的增壓壓力，為高壓油壓力與油缸最終伸出級別的油缸面積的乘積。當I級油缸204和2級油缸205完全展開后，如需繼續增壓，則增壓油腔活塞203伸出并推動連桿300進而繼續推動主油腔活塞102向下滑動實現自增壓，如圖4所示。此時，作用在主油腔活塞102上的增壓壓力，為高壓油壓力與增壓油腔活塞203的面積的乘積。當增壓的高壓油壓力降低或失去時，主油腔101內的油液推動主油腔活塞102使多級油缸204，205壓縮。同時，由結構特點可知，隨多級油缸204，205逐級展開，主油腔油位降低，增壓壓力略為減小。
[0031]圖5至圖8示出了根據本發明另一種優選實施方式的油箱自增壓裝置。此種實施方式的油箱自增壓裝置的結構與上述實施方式的油箱自增壓裝置的結構大體一致，不同之處為增壓油缸200內沒有設置增壓油腔活塞，因而沒有連接至主液壓油缸100內的主油腔活塞102的連桿。此外，構成增壓油缸200的多級油缸展開后呈近似倒V型的結構。
[0032]在該實施方式中，示例性示出了三個級別的增壓油缸，包括I級油缸204、2級油缸205和3級油缸206，其中主油腔活塞102直接與多級油缸的最末級油缸即I級油缸204相連。在主油腔101滿油情況下，如圖5所示，多級油缸為收縮狀態，油箱整體尺寸緊湊。液壓系統工作時，高壓油液通過增壓油口 201進入增壓油腔202，推動多級油缸204、205和206從外到內依次展開，通過最末級油缸204將作用力最終傳遞至主油腔活塞102上，使主油腔活塞102沿主油腔101的內壁向下滑動實現主油腔101內油液的自增壓，如圖6至圖8所示。作用在主油腔活塞102上的增壓壓力，為高壓油壓力與油缸最終伸出級別的油缸面積的乘積。當增壓的高壓油壓力降低或失去時，主油腔101內油液推動主油腔活塞102，將多級油缸204、205和206壓縮。同樣，由結構特點可知，隨多級油缸204、205和206逐級展開，主油腔油位降低，增壓壓力略為減小。
[0033]本發明的技術內容及技術特點已揭示如上，應當理解的是，上述實施方式存在許多修改方式，這些方式對相關領域技術人員來說是很明顯的。這些修改/變型落入本發明的相關領域中，也應當包括在所附的權利要求的范圍中。
【權利要求】
1.一種油箱自增壓裝置，其用于飛機液壓系統油箱中，其特征在于，所述油箱自增壓裝置包括: 主液壓油缸，其內部形成主油腔并具有供增壓油液流出的吸油口及供系統工作油液流入的回油口； 增壓油缸，其具有高壓油流入的增壓油口并在內部形成增壓油腔，所述增壓油缸連接至所述主液壓油缸內的主油腔活塞； 其中，所述增壓油缸為彼此密閉套設的多級油缸，在高壓油作用下各級油缸按級別依次伸出，從而推動所述主油腔活塞沿所述主液壓油缸的內壁滑動實現所述主油腔內油液的自增壓。
2.根據權利要求1所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述增壓油缸具有設置在最末級油缸內沿其內壁可滑動的增壓油腔活塞，其通過連桿連接至所述主油腔活塞。
3.根據權利要求1所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述增壓油缸的最末級油缸直接連接至所述主油腔活塞。
4.根據權利要求2或3所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸中各級油缸的截面積以相同的變化比率增加或減小以保證自增壓壓力的穩定性。
5.根據權利要求4所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸內各級油缸的高度基本相等。
6.根據權利要求4所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸內各級油缸的兩端設有限位部件。
7.根據權利要求4所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸被設置為使得各級油缸同軸布置，并基本在所述主油腔活塞的中間位置施加推力。
8.根據權利要求4所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸的最大截面積小于所述主液壓油缸的截面積。
9.根據權利要求4所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述多級油缸由與油液相容且比強度高的材料制成。
10.根據權利要求9所述的油箱自增壓裝置，其特征在于，所述與油液相容且比強度高的材料包括不銹鋼21Cr-6N1-9Mn、航空鋁合金6061-T6。
【文檔編號】F15B1/26GK104154051SQ201410334229
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】李生杰, 黃喜平, 陳寶琦, 是賢珠, 曹丹青, 王鴻鑫 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院