一种可调收-扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可调收

【技术实现步骤摘要】
一种可调收
‑
扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统
[0001]
：本专利技术属于涡喷发动机控制
，特别涉及一种可调收
‑
扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，及其系统预处理方法。
[0002]
技术介绍
：当今大国角力的战场形态给智能化的作战技术提出了更高层次的要求，其中，空中机械化集群突击，以空制地，夺取空地立体优势这一作战方略集中凸显出与之相契合的作战效能。高机动性能空中作战装备作为基础性关键单元，具备不可替代的发展优势。对于一些导弹、无人侦察机、靶机等辅助型作战训练设备，同样面临早期发动机的优化改型以满足部队日益发展的需求。
[0003]可调收
‑
扩喷管作为涡喷发动机燃烧气体排放和推力供给的关键结构，可实现超音速飞机的加力
‑
收力功能，从而使得飞机在各种工作状态下都能获得良好的机动性能。气流方向的精确控制是满足上述技术要求的关键一环，微小的推力矢量偏差将导致不可预期的显著动作变化，为此，始终保持各段喷管动作的一致性和严格同步尤为重要。对于作战训练用小型涡喷发动机的加力改型，有关尾喷管气流方向控制的现有设计结构和技术并不成熟，相关试验验证不够充分，有关应用和介绍也不够普及。现有经验主要是采用电动执行器实现尾喷管的收
‑
扩控制。
[0004]采用电动执行器控制尾喷管的收
‑
扩通常存在以下几方面问题：1) 适应性不强，电驱系统动力输出有限，功率质量比较小，宽范围加力需求优势不足；涡喷发动机单位质量的增加作用于飞机上将放大7~8倍，系统须具有更高的功率质量比；2) 控制精度不高，针对尾喷管周围高温差幅度和快热传导速度的恶劣工况环境，作动结构变形所带来的控制难度增加，设备自身的结构和电驱性能亦易收到影响；3) 成本高，需使用航天领域专用微型高精度电驱系统，价格昂贵，且自主开发难度大，不符合产品的经济性要求。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0006]
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，包括：位于中部机舱的比例控制阀组、位于前端进气段上侧的液压站、位于前端进气段下侧的传感器组、位于尾喷管前端的伺服油缸；液压站中的电机泵组与高压油箱组成闭式油气弹性动力源主体设备，电机泵组通过测压软管向比例控制阀组输出高压油，闭式油气弹性动力源主体设备与提供吸回油的低压油箱一道，组成液压循环系统；两个比例控制阀组通过硬管连通两只伺服油缸，两只伺服油缸分别推动发动机喷管两侧的作动环；传感器组通过测压软管连接比例控制阀组，用于监测和传送压力数据供其机载控制器分析处理；当需要相对长期保持某一喷管开度时，控制系统通过伺服油缸的位移传感器监测到实际位移产生临界微小变化，或通过传感器组分析出油缸双腔压力异常，则其发
出指令控制油缸按常规动作模式动作至既定位置。
[0007]本专利技术专利针对一种超音速靶机的小型涡喷发动机（小型涡喷发动机”简称“微发”或“小发”，加力需求≤600kg），在现有结构和有限空间的基础上，通过专用电液比例系统控制喷管作动环的精确同步运动，同时兼顾设备的宽温度适应性、轻量化和经济性，满足飞机所需的加/收力指标，从而使其具备良好的机动性能。利用液压传动在大功率质量比、动作平稳性、自动控制、无级调速等方面的优势，本电液比例同步系统通过对喷管收
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扩的协同调节控制实现某小型涡喷发动机600kg级轴向推力矢量的加力需求。
[0008]优选地，上述技术方案中，比例控制阀组、液压站、传感器组、伺服油缸、带排气测压接头、硬管及测压软管总质量≤7kg，满足发动机整体质量和性能要求。
[0009]优选地，上述技术方案中，比例控制阀组主要由：比例控制阀块、比例换向阀、和溢流阀组成；比例换向阀与比例控制阀块间螺栓固定，溢流阀为螺旋插装式结构，固定于比例控制阀块上；比例控制阀块采用7075
‑
T6材质，表面阳极氧化处理；比例换向阀采用3通径板式阀，响应频率40~50Hz。
[0010]优选地，上述技术方案中，比例控制阀组外形结构配套中部机舱环形槽结构（圆柱面开半圆形凹槽），缩减了比例控制阀组的长宽高外形尺寸，使之适配上述环形槽结构，铰接式管接头与测压接头安装于比例控制阀块上；通过换装扁平形德驰插头、铰接式管接头和测压接头配搭等形式，充分实现了紧凑化和轻量化的整体结构要求。
[0011]优选地，上述技术方案中，液压站主要由自制管接头、自制铰接式接头、低压油箱、电机泵组、六角头空心螺栓、高压油箱、固定HALF板前、固定HALF板后、单向阀组成；高压齿轮泵与高压油箱通过自制管接头和自制铰接式接头连通，单向阀固定于自制管接头和自制铰接式接头内部中央；单向阀为微型螺旋插装式结构；低压油箱具有同高压油箱类似的功能结构，具备高低温能量吸收和冗余储能/储油能力，采用圆筒形紧凑化设计，有效容积前者稍大于后者，两者均为自研系列化产品；低压油箱前端设有与高压齿轮泵配套的条形油口安装结构，用于系统吸回油和测压，低压油箱的吸油口通过六角头空心螺栓与高压齿轮泵直连；低压油箱后端设有5/8
”ꢀ
18 UNF接口小型充气阀。
[0012]优选地，上述技术方案中，高压油箱每次向比例控制阀组输出的油液流量为从系统额定工作压力降至额定负载对应压力时高压油箱变化的那部分工作容积；低压油箱的有效容积和压力等级在考虑气体冷缩因素的基础上适配高压油箱工作之所需，并使得高压齿轮泵工作在允许的进口真空度或相对压力范围内。通过考虑各工况下温差所带来的气体冷缩和油液热胀，对该工作容积进行修正，同时考虑比例控制余量系数及阀泄漏，以确保流量的充分供给和系统的合理运行。
[0013]优选地，上述技术方案中，高压齿轮泵的直流电机+齿轮箱采用24v供电微型圆柱石墨电刷电机；具备高动态特性和转矩密度，运转平稳；高压齿轮泵采用微排量高压产品（定义1cc/r以下为微排），具备高容积效率和低泄漏量，自吸能力强，确保系统所需流量和压力稳定输出的同时进一步提高了系统效率、减少发热；即使油缸处于持续动作状态，电机泵组每次向高压油箱蓄能的时间亦小于每两次蓄能之间的间隔时间；固定HALF板将液压站各段连成一整体，并通过螺钉与进气段表面结构相连固定。
[0014]优选地，上述技术方案中，当监测到传感器组的压力处于低压能时，电机泵组得电
动作向高压油箱蓄能，至达到高压限值时停止，实现二次动力输出的同时，提高了系统的功率利用效率，有效避免了能量损耗和发热问题。
[0015]优选地，上述技术方案中，液压站中所有自制结构件均采用7075
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T6材质以满足轻量化和高强度的技术要求。
[0016]优选地，上述技术方案中，P口（高压油箱出口至比例控制阀组（1）P口）和传感器组的连接均采用测压接头+测压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：包括：位于中部机舱的比例控制阀组（1）、位于前端进气段上侧的液压站（2）、位于前端进气段下侧的传感器组（3）、位于尾喷管前端的伺服油缸（4）；液压站（2）中的电机泵组（2
‑
4）与高压油箱（2
‑
6）组成闭式油气弹性动力源主体设备，电机泵组（2
‑
4）通过测压软管向比例控制阀组（1）输出高压油，闭式油气弹性动力源主体设备与提供吸回油的低压油箱（2
‑
3）一道，组成液压循环系统；两个比例控制阀组（1）通过硬管连通两只伺服油缸（4），两只伺服油缸（4）分别推动发动机喷管两侧的作动环；传感器组（3）通过测压软管连接比例控制阀组（1），用于监测和传送压力数据供其机载控制器分析处理；当需要相对长期保持某一喷管开度时，控制系统通过伺服油缸（4）的位移传感器监测到实际位移产生临界微小变化，或通过传感器组（3）分析出油缸双腔压力异常，则其发出指令控制油缸按常规动作模式动作至既定位置。2.根据权利要求1所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：比例控制阀组（1）、液压站（2）、传感器组（3）、伺服油缸（4）、带排气测压接头（5）、硬管（6.1）及测压软管（7）总质量≤7kg。3.根据权利要求1所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：比例控制阀组（1）主要由：比例控制阀块（1
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1）、比例换向阀（1
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2）、和溢流阀（1
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3）组成；比例换向阀（1
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2）与比例控制阀块（1
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1）间螺栓固定，溢流阀（1
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3）为螺旋插装式结构，固定于比例控制阀块（1
‑
1）上；比例控制阀块（1
‑
1）采用7075
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T6材质，表面阳极氧化处理；比例换向阀（1
‑
2）采用3通径板式阀，响应频率40~50Hz。4.根据权利要求1所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：比例控制阀组（1）外形结构配套中部机舱环形槽结构，铰接式管接头（1
‑
4）与测压接头（1
‑
5）安装于比例控制阀块1
‑
1上。5.根据权利要求1所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：液压站（2）主要由自制管接头（2
‑
1）、自制铰接式接头（2
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2）、低压油箱（2
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3）、电机泵组（2
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4）、六角头空心螺栓（2
‑
5）、高压油箱（2
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6）、固定HALF板前（2
‑
7）、固定HALF板后（2
‑
8）、单向阀（2
‑
9）组成；高压齿轮泵（2
‑4‑
4）与高压油箱（2
‑
6）通过自制管接头（2
‑
1）和自制铰接式接头（2
‑
2）连通，单向阀（2
‑
9）固定于自制管接头（2
‑
1）和自制铰接式接头（2
‑
2）内部中央；单向阀（2
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9）为微型螺旋插装式结构；低压油箱（2
‑
3）具有同高压油箱（2
‑
6）类似的功能结构，具备高低温能量吸收和冗余储能/储油能力，采用圆筒形紧凑化设计，有效容积前者稍大于后者，两者均为自研系列化产品；低压油箱（2
‑
3）前端设有与高压齿轮泵（2
‑4‑
4）配套的条形油口安装结构，用于系统吸回油和测压，低压油箱（2
‑
3）的吸油口通过六角头空心螺栓（2
‑
5）与高压齿轮泵（2
‑4‑
4）直连；低压油箱（2
‑
3）后端设有5/8”18UNF接口小型充气阀（2
‑3‑
1）。6.根据权利要求1所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：高压油箱（2
‑
6）每次向比例控制阀组（1）输出的油液流量为从系统额定工作压力降至额定负载对应压力时高压油箱（2
‑
6）变化的那部分工作容积；低压油箱（2
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3）的有效容积和压力等级在考虑气体冷缩因素的基础上适配高压油箱（2
‑
6）工作之所需，并使得高压齿轮
泵（2
‑4‑
4）工作在允许的进口真空度或相对压力范围内。7.根据权利要求3所述的可调收
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扩喷管作动环微型高精度电液比例同步系统，其特征在于：高压齿轮泵（2
‑4‑
4）的直流电机+齿轮箱（2
‑4‑
3）采用24v供电微型圆柱石墨电刷电机；高压齿轮泵（2
‑4‑
4）采用微排量高压产品，电机泵组（2
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4）每次向高压油箱（2
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6）蓄能的时间亦小于每两次蓄能之间的间隔时间；固定HALF板（2
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7、2
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8）将液压站（2）各段连成一整体，并通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈田，
申请(专利权)人：陈田，
类型：发明
国别省市：