[发明专利]一种实现机载变压力液压能源系统的方法

说明书

技术领域

本发明属于液压能源系统设计技术，涉及对飞机变压力液压能源系统的设计方法的创新。

背景技术

目前机载液压系统向着高压化、大功率的方向发展，在液压能源系统压力级别不断提高、系统动态性能不断优化的同时，由于传统液压能源系统依然采用恒压变流量的设计方法，因此使得液压系统自身的无效功率也不断增加，这些无效功率并没有被液压系统所使用，而是转化为了热量被白白损失掉；另一方面，为了能有效的减轻生热对于液压系统的影响，又需要设置专门的散热装置，这些散热装置需要利用其他介质作为热沉来进行热交换，而目前利用燃油或冲压空气进行散热的方法已经逐渐达到所能承受的极限，如不采取其他有效的控制措施，则必然增大机上其他系统的工作危险性；另外，液压能源系统在长时间工作时还会产生大量的污染颗粒物，这些污染物不仅是液压泵内部磨损程度的表现，而且当这些污染物进入系统后，还会严重影响到其他元件的工作寿命和可靠性。为了能有效去除这些因素对于系统性能的影响，需要增加相应的系统附件用于对温度和污染进行控制，这样又增加了系统组成、增大系统设计的复杂程度。

总之，传统恒压变流量液压能源系统存在能源利用效率低、系统自身的生热量和污染生成量大、系统设计复杂等缺点，需要加以改进克服上述问题。

发明内容

本发明的目的：建立一种能够实现可靠变压力的机载液压能源系统，使系统本身能根据外部负载的需求自动调节输出流量和输出压力，且能够在多种工作模式下转换并可靠工作，以提高液压系统能源利用效率，降低系统热功率损耗，延长液压系统及附件使用寿命。

本发明的技术方案是：一种实现机载变压力液压能源系统的方法，在液压能源系统中设置液压泵、液压能源管理控制单元及振动、温度、污染、压力传感器组，该液压能源管理控制单元分为液压能源控制器和液压泵控制器两部分。

所述的液压能源控制器负责接收来自飞机总线上负载的压力、速度信号，以及飞控系统传递的飞行状态信号(马赫数、飞行高度、飞行速度等)，根据智能算法判断出需要液压泵工作的状态，并向液压泵发出工作状态指令(数字量)；液压泵控制器根据所需求的工作状态解算出需对液压泵作出的具体控制要求，通过D/A将控制要求转化为模拟量后，直接控制液压泵的控制部件动作，完成对液压泵工作状态的调整。

所述的振动、温度、污染、压力传感器组负责感受液压泵的工作状态，并将监测数据传递至液压泵控制器，在经A/D转换成数字量后，再传递至液压能源控制器，由液压能源控制器对液压泵的健康程度进行监控，根据监控结果对液压泵进行故障诊断和故障隔离，同时对液压泵的调节结果进行闭环控制。

同时，所述的液压泵控制器将自身的工作状态传递至液压能源控制器，实现对液压泵控制器状态的监测。

所述机载变压力液压能源系统采用双泵并联设计方式，液压泵、液压能源管理控制单元及振动、温度、污染、压力传感器组均为两套，两台液压泵控制器互为备份；当液压能源管理控制器发现某台液压泵控制器出现故障时，将停止故障液压泵控制器的工作，而通过另一台正常工作液压泵控制器作为备份信号对故障液压泵继续进行控制。

本发明的优点和有益效果是：

(1)液压能源系统中的液压能源控制器使液压能源系统可根据用户需求进行工作，提高了液压能源系统的自适应性，提高了能源利用率；

(2)液压能源系统可根据需求自动在多种工作模式(变流量、变压力、恒功率、复载综合工作模式)之间转化，液压能源系统与机上其他系统交联关系进一步紧密，实现对液压能源系统的智能控制；

(3)由于降低了液压系统自身的无效功率，进而降低了系统发热量和污染物的生成量，提高了液压能源系统的工作可靠性和寿命指标，延长了液压油的使用时间，减轻了飞机外场维护强度；

(4)同时液压泵控制器还可实现对液压能源系统的状态监控，实现对液压能源系统的寿命预测。

附图说明

图1是本发明变压力液压能源系统示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，变压力液压能源系统由三部分组成：液压泵、液压能源管理控制单元(包括液压能源控制器和液压泵控制器)及振动、温度、压力和污染传感器组，其中，液压泵控制器集成在液压泵中。

液压泵作为执行机构，用于产生液压能，液压能源管理控制单元根据飞机飞行状态和负载的工作状态液压泵控制器发出工作状态指令，以调节液压泵的斜盘倾角和调压弹簧，使得液压泵能够输出满足用户系统需求的液压功率(包含输出流量和输出压力)。