基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置和驱动方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种飞机舱门驱动技术领域，特别是一种基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置和驱动方法。
【背景技术】
[0002]随着先进机载武器的出现和对飞行器简洁气动外形的设计要求，当代战斗机的武器设备系统已经由原来的外挂式变为内埋式。尤其对于新一代战斗机高隐身、超声速巡航和超机动等要求，武器内埋式装载已成为必然的选择。因此在战斗机空战和轰炸机投弹时就必须打开其武器舱门来进行武器发射和投弹。武器内埋装载技术的关键是舱门作动系统。其特点就是大惯性和快速启闭，需要瞬时大功率。
[0003 ]如图1所示，为现有的机载舱门作动系统的示意性结构图100。
[0004]目前，国内外都采用主机液压系统来直接驱动由伺服阀控制的高速液压马达，通过较大的减速比带动舱门开启的方式。
[0005]图1中，伺服阀1的两个进油口分别连接机载高压油源3和油箱4，定排量马达2根据伺服阀1的出油口 A的输出油压产生驱动舱门开启或关闭的扭矩。
[0006]由于舱门作动系统的装机功率很大，同时需要主机液压系统提供较大的峰值功率，甚至会占整机液压系统总功率的一半以上，给主机液压系统带来极大负担。例如典型三代战机的液压系统总功率大约为240kW，四代战机的液压系统总功率则大约高达560kW，增加的功率主要用于舱门作动。
【发明内容】
[0007]在下文中给出关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0008]本申请的一个主要目的在于提供一种新的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置和驱动方法，旨在解决如上所述的技术问题。
[0009]第一方面，本申请提供了一种基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置，包括伺服阀、变排量马达以及负载敏感机构;其中，变排量马达包括第一进油口、第一回油口、斜盘和输出轴;伺服阀包括控制端、第二进油口、第二回油口、第一出油口和第二出油口，第二进油口连接至机载高压油源，第二回油□连接至油箱，控制端接收外部控制指令，并基于外部控制指令控制输出至变排量马达的第一进油口的流量;变排量马达的第一进油口与伺服阀的第一出油口连接，变排量马达的第一回油口与伺服阀的第二出油口连接，变排量马达的输出轴与舱门负载连接，用以输出驱动舱门负载的扭矩；负载敏感机构用于基于变排量马达的第一进油口与第一回油口之间的液压差调节变排量马达的斜盘的倾角。
[0010]在一些实施例中，基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置中的负载敏感机构包括梭阀和单作用液压缸;梭阀用于基于变排量马达的第一进油口与第一回油口之间的液压差驱动单作用液压缸;单作用液压缸在梭阀的驱动下，推动变排量马达的斜盘，使得斜盘的倾角改变。
[0011]在一些实施例中，梭阀包括第三进油口、第四进油口和第三出油口；
[0012]第三进油口与变排量马达的第一进油口连接，第四进油口与变排量马达的第一回油口连接;单作用液压缸包括缸体和非对称活塞；非对称活塞包括塞部和与塞部垂直固连的柱部，塞部与缸体之间形成一密闭腔室，柱部的远离塞部的一端与变排量马达的斜盘连接;密闭腔室上开设有第四进油口，第四进油口与梭阀的第三出油口连接。
[0013]在一些实施例中，基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置还包括机载控制器，机载控制器基于舱门指令信号之差生成控制伺服阀的控制指令，以控制伺服阀的第一出油口的输出流量。
[0014]第二方面，本申请还提供一种用于控制如上的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的控制方法，包括:当变排量马达的第一出油口和第一回油口的液压差减小时，负载敏感机构减小用于推动斜盘的力，以减小斜盘的倾角；当变排量马达的第一出油口和第一回油口的液压差增大时，负载敏感机构增大用于推动斜盘的力，以增大斜盘的倾角。
[0015]本申请的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置和驱动方法，通过对负载的感知调节变排量马达的排量，实现在负载不均匀或小负载工况下，伺服阀处节流作用减弱，进而提高系统的能量利用率，同时降低系统流量，减轻发动机负担，降低舱门瞬态作动装置对主机峰值功率的要求。
【附图说明】
[0016]参照下面结合附图对本申请实施例的说明，会更加容易地理解本申请的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本申请的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0017]图1为现有的机载舱门作动系统的示意性结构图；
[0018]图2为本申请第一实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的示意性结构图；
[0019]图3为本申请第二实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的示意性结构图；
[0020]图4为图3中的梭阀和单作用液压缸的示意性结构图；
[0021]图5为本申请第三实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的示意性结构图；
[0022]图6为本申请的用于控制基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的控制方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0023 ]下面参照附图来说明本申请的实施例。在本申请的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本申请无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0024]参见图2所示，为本申请第一实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的不意性结构图200。
[0025 ]本实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置包括伺服阀210、变排量马达220以及负载敏感机构230。
[0026]其中，变排量马达220包括第一进油口D、第一回油口E、斜盘221和输出轴222。
[0027]伺服阀210包括控制端C、第二进油口 P、第二回油口 T、第一出油口 A和第二出油口B。其中，第二进油口 P连接至机载高压油源10，第二回油口 T连接至油箱30。控制端C接收外部控制指令，并基于外部控制指令控制输出至变排量马达220的第一进油口 D的流量。
[0028]变排量马达220的第一进油口 D与伺服阀210的第一出油口 A连接，变排量马达220的第一回油口 E与伺服阀210的第二出油口 B连接，变排量马达220的输出轴222与舱门负载连接，用以输出驱动舱门负载的扭矩。
[0029]负载敏感机构230用于基于变排量马达220的第一进油口D与第一回油口 E之间的液压差调节变排量马达220的斜盘221的倾角。
[0030]由于变排量马达220的第一进油口D和第一回油口 E之间的液压差反映了其驱动的舱门负载的大小，因此，本实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置，通过负载敏感机构230来采集变排量马达220的第一进油口 D和第一回油口 E之间的液压差的信号，并基于该信号来调节变排量马达220的斜盘倾角，进而改变变排量马达220的排量，从而使得变排量马达220的输出排量大小和其驱动的舱门负载大小更加匹配。
[0031]参见图3所示，为本申请的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置的第二实施例的示意性结构图300。
[0032]与图2所示的实施例类似，本实施例的基于阀控变量马达的舱门瞬态作动装置同样包括伺服阀310和变排量马达320，且伺服阀310和变排量马达320的结构和二者的连接关系与图2所示的实施例相同。
[0033]与图2所示的实施例不同的是，本实施例中的负载敏感机构包括梭阀331和单作用液压缸332。
[0034]梭阀331用于基于变排量马达320的第一进油口D与第一回油口 E之间的液压差驱动单作用液压缸332。
[0035]单作用液压缸332在梭阀331的驱动下，推动变排量马达320的斜盘321，使得斜盘321的倾角改变。
[0036]参见图4所示，为图3中梭阀331和单作用液压缸332的连接关系示意图400。
[0037]梭阀包括第三进油口 F、第四进油口 G和第三出油口