一种油箱自增压装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种油箱自增压装置，其用于飞机液压系统油箱中，所述油箱自增压装置包括：主液压油缸，其内部形成主油腔并具有供增压油液流出的吸油口及供系统工作油液流入的回油口；增压油缸，其具有高压油流入的增压油口并在内部形成增压油腔，所述增压油缸连接至所述主液压油缸内的主油腔活塞；其中，所述增压油缸为彼此密闭套设的多级油缸，在高压油作用下各级油缸按级别依次伸出，从而推动所述主油腔活塞沿所述主液压油缸的内壁滑动实现所述主油腔内油液的自增压。根据本发明的油箱自增压装置结构紧凑、增压过程可靠、便于在飞机上安装，可用于各种机型液压系统油箱，实现紧凑空间的油箱安装及提供油箱自增压功能。
【专利说明】一种油箱自增压装置
【技术领域】
[0001]本发明总的涉及飞机液压系统油箱，尤其涉及一种基于多级油缸的油箱自增压装置。
【背景技术】
[0002]对于民用飞机的液压系统油箱，通常需要提供一定的增压压力来保证泵吸油能力，同时不会发生气泡析出等现象。
[0003]传统飞机的液压系统油箱一般采用发动机引气增压，而新型飞机如ARJ21、C919都采用自增压油箱，通过利用液压系统自身产生的高压液压油实现增压。
[0004]在结构设计上，所谓的自增压油箱类似于对顶油缸，其中，大缸内为主液压油缸部分，小缸内为增压油缸部分，两部分之间通过互连的活塞对顶，从而增压油缸内的高压油压力通过活塞传递至主液压油缸，由此来实现增压。为保证主液压油缸内的油液全部可用，增压油缸部分的长度基本与主液压油缸相当，因此整个液压系统油箱空间体积较大、宽容性低，不便于在多种型号的飞机上安装使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术中尤其是自增压油箱体积较大的缺陷，提出一种改进的油箱自增压装置，使其空间尺寸紧凑化。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供一种油箱自增压装置，其用于飞机液压系统油箱中，所述油箱自增压装置包括:主液压油缸，其内部形成主油腔并具有供增压油液流出的吸油口及供系统工作油液流入的回油口 ；增压油缸，其具有高压油流入的增压油口并在内部形成增压油腔，所述增压油缸连接至所述主液压油缸内的主油腔活塞；其中，所述增压油缸为彼此密闭套设的多级油缸，在高压油作用下各级油缸按级别依次伸出，从而推动所述主油腔活塞沿所述主液压油缸的内壁滑动实现所述主油腔内油液的自增压。
[0007]上述方案基于这样的核心思路:利用具有多级油缸的增压装置实现增压，在主油腔满油情况下，多级油缸为收缩状态；液压系统工作时，高压油进入多级油缸，各级油缸在高压油的作用下依次伸出，油缸作用力最终传递至主油腔活塞上，实现油箱的自增压；当增压的高压油压力降低或失去时，主油腔内油液推动主油腔活塞，使多级油缸压缩；最终主油腔油液作用在主油腔活塞上的力与多级油缸的增压压力平衡。
[0008]进一步根据本发明，油箱自增压装置还可包括任意一种或多种下列优选形式。
[0009]根据一种优选形式，所述增压油缸具有设置在最末级油缸内沿其内壁可滑动的增压油腔活塞，其通过连杆连接至所述主油腔活塞。在此种实施方式中，连杆的长度可与最末级油缸的高度大致相同，由此减少一级油缸来减少制造成本是可能的。
[0010]根据另一种优选形式，所述增压油缸的最末级油缸直接连接至所述主油腔活塞。与上述实施方式不同的是，在此种实施方式中，所述增压油腔活塞以及将其连接至所述主油腔活塞的连杆可以省去，而是直接利用最末级油缸的端部来推动主油腔活塞，从而能够从另一角度实现减少部件进而降低制造成本的可能性。
[0011]根据一种优选形式，所述多级油缸中各级油缸的截面积以相同的变化比率增加或减小以保证自增压压力的稳定性。
[0012]根据一种优选形式，所述多级油缸内各级油缸的高度基本相等，以使多级油缸处于压缩状态时占据尽可能少的空间，有利于减少整个油箱自增压装置的纵向上的尺寸。
[0013]根据一种优选形式，所述多级油缸内各级油缸的两端设有限位部件，从而在工作期间各级油缸滑动时不会彼此脱开。
[0014]根据一种优选形式，所述多级油缸被设置为使得各级油缸同轴布置，并基本在所述主油腔活塞的中间位置施加推力。各级油缸同轴布置能够使得各级油缸之间即使发生相对旋转，也不会影响伸缩动作的执行。另外，在主油腔活塞的中间位置施加推力的这种配置有利于在多级油缸伸缩动作时可以更均衡、高效地对主油腔中的油液施加压力，有利于减少增压的油液尤其对主液压油缸的冲击。
[0015]根据一种优选形式，所述多级油缸的最大截面积小于所述主液压油缸的截面积，可以理解，这种配置有利于减小整个油箱自增压装置的横向上的尺寸。
[0016]根据一种优选形式，所述多级油缸由与油液相容且比强度高的材料制成，以减轻重量，提高增压过程敏捷性。
[0017]从上述技术方案及其有益效果的概述中不难看出，根据本发明的油箱自增压装置结构紧凑、增压过程可靠、便于在飞机上安装，可用于各种机型液压系统油箱，实现紧凑空间的油箱安装及提供油箱自增压功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，附图中，相同的附图标记标识相同或相似的部件，其中:
[0019]图1示意性地示出了根据本发明一种优选实施方式的油箱自增压装置，其中主液压油缸处于满油位状态；
[0020]图2示意性地示出了图1的油箱自增压装置，其中增压油缸处于I级油缸展开的状态；
[0021]图3示意性地示出了图1的油箱自增压装置，其中增压油缸处于2级油缸展开的状态；
[0022]图4示意性地示出了图1的油箱自增压装置，其中主液压油缸处于低油位状态；
[0023]图5示意性地示出了根据本发明另一种优选实施方式的油箱自增压装置，其中主液压油缸处于满油位状态；
[0024]图6示意性地示出了图5的油箱自增压装置，其中增压油缸处于I级油缸展开的状态；
[0025]图7示意性地示出了图5的油箱自增压装置，其中增压油缸处于2级油缸展开的状态；
[0026]图8示意性示出了图5的油箱自增压装置，其中增压油缸处于3级油缸展开的状态，同时主液压油缸处于低油位状态。
【具体实施方式】
[0027]下面具体描述根据本发明的油箱自增压装置的结构特征、工作原理及工作过程。在这里，示例的结构设计图仅用于便于理解本发明，而非对本发明的结构特征作出具体限定。此外，在下面的具体描述中，方向性的术语，例如上、下、顶部等均参考附图中描述的方向使用，这些方向性的术语仅用于示例而非限制。因此，示例的结构设计图及以下描述本发明所结合的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。
[0028]图1至图4以简化示意图的方式示出了根据本发明一种实施方式的用于飞机液压系统油箱中的油箱自增压装置。该油箱自增压装置主要包括主液压油缸100，其在内部形成主油腔101并具有供增压油液流出的吸油口 103及供系统工作油液流入的回油口 104。增压油缸200设置于主液压油缸100的上方并包括多个彼此密闭套设的多级油缸，其中，多级油缸的最大截面积小于主液压油缸100的截面积以减小油箱尺寸，并且最末级油缸内设有沿其内壁可滑动的增压油腔活塞203，其通过连杆300连接至主液压油缸100内的主油腔活塞102。增压油缸200顶部具有高压油流入的增压油口 201从而可在内部形成增压油腔202。
[0029]在此种实施方式中，构成增压油缸200的多级油缸向下逐级展开后呈近似V型的结构。这里所谓的多级油缸包括多级可伸缩的油缸，根据实际需要，从外到内可依次命名为I级油缸204、2级油缸205等。各级油缸优选由与油液相容且比强度高的材料制成，例如包括但不限于:高压区可选用不锈钢21Cr-6N1-9Mn，低压区可选用航空铝合金6061-T6，从而减轻增压油缸的重量，使增压过程能够敏捷实施。当然，不难理解主液压油缸也优选采用这些材料制成。从图中可以看出，多级油缸内各级油缸的高度优选是基本相等的(如图1所示)以确保紧凑的尺寸，并且多级油缸中各级油缸的截面积优选以相同的变化比率增加或减小以保证整个工作区间内自增压压力的稳定性。这可以例如通过使各级油缸的壁厚大致相同来实现，还可使各级油缸的缸壁彼此尽可能紧密贴合。各级油缸204、205的两端设有限位部件(图中未标识)，以保证各级油缸以及增压油腔活塞在所有工作状态下不会发生脱开。此外，油箱结构中所有的动作部件连接处(如活塞与腔壁之间、多级油缸之间)设有密封元件，以具备良好的密封性，尽可能减小油液泄漏，保证增压可靠性。这些密封元件优选可选用乙丙橡胶、聚四氟乙烯等耐紫油的材料。
[0030]现在详细描述图1至图4所示实施方式的工作过程。在主油腔101满油情况下，如图1所示，多级油缸为收缩状态，油箱整体尺寸紧凑。液压系统工作时，高压油液通过增压油口 201进入增压油腔202，高压油液推动多级油缸204，205和增压油腔活塞203，多级油缸204，205内各级油缸在高压油的作用下，按级别向下依次伸出或展开，将作用力最终传递至主油腔活塞102上，使主油腔活塞102沿主油腔101的内壁向下滑动实现主油腔101内油液的自增压，如图2和图3所示。此时，作用在主油腔活塞102上的增压压力，为高压油压力与油缸最终伸出级别的油缸面积的乘积。当I级油缸204和2级油缸205完全展开后，如需继续增压，则增压油腔活塞203伸出并推动连杆300进而继续推动主油腔活塞102向下滑动实现自增压，如图4所示。此时，作用在主油腔活塞102上的增压压力，为高压油压力与增压油腔活塞203的面积的乘积。当增压的高压油压力降低或失去时，主油腔101内的油液推动主油腔活塞102使多级油缸204，205压缩。同时，由结构特点可知，随多级油缸204，205逐级展开，主油腔油位降低，增压压力略为减小。
[0031]图5至图8示出了根据本发明另一种优选实施方式的油箱自增压装置。此种实施方式的油箱自增压装置的结构与上述实施方式的油箱自增压装置的结构大体一致，不同之处为增压油缸200内没有设置增压油腔活塞，因而没有连接至主液压油缸100内的主油腔活塞102的连杆。此外，构成增压油缸200的多级油缸展开后呈近似倒V型的结构。
[0032]在该实施方式中，示例性示出了三个级别的增压油缸，包括I级油缸204、2级油缸205和3级油缸206，其中主油腔活塞102直接与多级油缸的最末级油缸即I级油缸204相连。在主油腔101满油情况下，如图5所示，多级油缸为收缩状态，油箱整体尺寸紧凑。液压系统工作时，高压油液通过增压油口 201进入增压油腔202，推动多级油缸204、205和206从外到内依次展开，通过最末级油缸204将作用力最终传递至主油腔活塞102上，使主油腔活塞102沿主油腔101的内壁向下滑动实现主油腔101内油液的自增压，如图6至图8所示。作用在主油腔活塞102上的增压压力，为高压油压力与油缸最终伸出级别的油缸面积的乘积。当增压的高压油压力降低或失去时，主油腔101内油液推动主油腔活塞102，将多级油缸204、205和206压缩。同样，由结构特点可知，随多级油缸204、205和206逐级展开，主油腔油位降低，增压压力略为减小。
[0033]本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，应当理解的是，上述实施方式存在许多修改方式，这些方式对相关领域技术人员来说是很明显的。这些修改/变型落入本发明的相关领域中，也应当包括在所附的权利要求的范围中。
【权利要求】
1.一种油箱自增压装置，其用于飞机液压系统油箱中，其特征在于，所述油箱自增压装置包括: 主液压油缸，其内部形成主油腔并具有供增压油液流出的吸油口及供系统工作油液流入的回油口； 增压油缸，其具有高压油流入的增压油口并在内部形成增压油腔，所述增压油缸连接至所述主液压油缸内的主油腔活塞； 其中，所述增压油缸为彼此密闭套设的多级油缸，在高压油作用下各级油缸按级别依次伸出，从而推动所述主油腔活塞沿所述主液压油缸的内壁滑动实现所述主油腔内油液的自增压。
2.根据权利要求1所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述增压油缸具有设置在最末级油缸内沿其内壁可滑动的增压油腔活塞，其通过连杆连接至所述主油腔活塞。
3.根据权利要求1所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述增压油缸的最末级油缸直接连接至所述主油腔活塞。
4.根据权利要求2或3所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸中各级油缸的截面积以相同的变化比率增加或减小以保证自增压压力的稳定性。
5.根据权利要求4所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸内各级油缸的高度基本相等。
6.根据权利要求4所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸内各级油缸的两端设有限位部件。
7.根据权利要求4所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸被设置为使得各级油缸同轴布置，并基本在所述主油腔活塞的中间位置施加推力。
8.根据权利要求4所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸的最大截面积小于所述主液压油缸的截面积。
9.根据权利要求4所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述多级油缸由与油液相容且比强度高的材料制成。
10.根据权利要求9所述的油箱自增压装置，其特征在于，所述与油液相容且比强度高的材料包括不锈钢21Cr-6N1-9Mn、航空铝合金6061-T6。
【文档编号】F15B1/26GK104154051SQ201410334229
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】李生杰, 黄喜平, 陈宝琦, 是贤珠, 曹丹青, 王鸿鑫 申请人:中国商用飞机有限责任公司, 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院