一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统的制作方法

1.本实用新型属于飞机液压系统领域，涉及一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统。


背景技术：

2.随着机载液压系统用户数量和功率不断增大，液压系统的设计功率需求不断提高。传统机载液压系统功率按照峰值功率需求设计，远超过平均功率需求，造成液压系统在全飞行剖面中长期处于过设计状态。基于未来飞行器机载能量系统发展需求，提升能量系统有效利用率，需将飞机上暂时不用的液压能量存储在特定装置中，以备部分短时大流量用户短时使用。
3.机载液压系统最常见的储能装置是蓄压器，在系统流量需求小时，多余流量储存在蓄压器中；当系统流量需求大时，液压油从蓄压器中释放，补充液压泵流量不足。蓄压器需要额外增加系统油液体积，且短时输出流量较小。


技术实现要素：

4.本实用新型目的：提供了一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，不需要额外的蓄压器。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，包括电机、第一齿轮系、第一离合器、飞轮、第二离合器、第二齿轮系、泵和及控制器；控制器连接电机，电机的输出轴与泵的驱动轴连接，连接的轴上连接有第一齿轮系和第二齿轮系；第一齿轮系通过第一离合器连接飞轮的一端，第二齿轮系通过第二离合器连接飞轮的另一端。
7.进一步的，第一齿轮系连接在电机的输出轴上。
8.进一步的，第二齿轮系连接在泵的驱动轴上。
9.进一步的，飞轮的转轴上设有转速传感器，转速传感器与控制器连接。
10.进一步的，还包括伺服阀，伺服阀连接泵和油箱。
11.进一步的，控制器连接伺服阀。
12.本实用新型的优点是：本实用新型基于飞轮储能，采用了电驱动与飞轮辅助驱动并联的架构，实现了电能的存储和快速释放功能，能够完成快速短时大流量输出。本实用新型为短时大流量液压用户提供一种解决方案，有利于飞机液压系统优化设计，降低飞机主液压系统功率和重量。
附图说明
13.图1是本实用新型一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统结构示意图；
14.其中，1-电机，2-齿轮系，3-离合器，4-转速传感器，5-飞轮，6-离合器，7-齿轮系，8-伺服阀，9-泵，10-及控制器。
具体实施方式
15.本部分是本实用新型的实施例，用于解释和说明本实用新型的技术方案。
16.一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，包括电机1、第一齿轮系2、第一离合器3、飞轮5、第二离合器6、第二齿轮系7、泵9和及控制器10；控制器10连接电机1，电机1的输出轴与泵9的驱动轴连接，连接的轴上连接有第一齿轮系2和第二齿轮系7；第一齿轮系2通过第一离合器3连接飞轮5的一端，第二齿轮系7通过第二离合器6连接飞轮5的另一端。
17.第一齿轮系2连接在电机1的输出轴上。
18.第二齿轮系7连接在泵9的驱动轴上。
19.飞轮5的转轴上设有转速传感器4，转速传感器4与控制器10连接。
20.还包括伺服阀8，伺服阀8连接泵9和油箱。
21.控制器10连接伺服阀8。
22.为更好的说明本实用新型，下面结合附图具体说明。请参阅图1，其是本实用新型一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统原理图。一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，包括包括电机1、第一齿轮系2、第一离合器3、转速传感器4、飞轮5、第二离合器6、第二齿轮系7、伺服阀8、泵9以及控制器10。当系统不工作或小流量工作时，第一离合器3和第二离合器6闭合，电机1通过第一齿轮系2和第二齿轮系7带动飞轮5转动，通过飞轮5实现储能。当系统需要大流量工作时，控制器10通过转速传感器4测得飞轮5的储能状态，若储能状态满足要求，则控制伺服阀加大泵9端的负载，此时电机1无法单独满足泵9的需要，飞轮5主动发力，通过第一齿轮系2和第二齿轮系7将机械能传递至泵9的驱动轴，与电机1并联驱动泵9，实现液压泵系统快速短时大流量输出。当飞轮5的转速表示其储能不够时，控制器10控制第一离合器3和第二离合器6断开。
23.上述的基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，当液压系统用户流量需求小时，装置处于储能阶段，控制器控制伺服阀流量、电机转速以及离合器开关，电机调整至低功率状态，飞轮以高转速(10000r/min以上)储存机械能。
24.当液压系统用户流量需求大时，装置处于快速释放能量阶段，控制器控制伺服阀流量、电机转速以及离合器开关，电机调整至高功率状态，与飞轮并联带动泵输出大流量。
25.在本实用新型实施过程中，当液压系统用户流量需求小时，电机驱动足以供给液压用户流量需求，闭合第一离合器3和第二离合器6，装置处于储能阶段，电机以5000r/min工作，通过减速比四的减速器和制动器带动飞轮5转动，此时系统飞轮以高转速(20000r/min以上)储存机械能。
26.当液压系统用户需短时大流量时，电机驱动不足以供给液压用户流量需求，装置处于快速释放能量阶段，控制器控制伺服阀流量至50l/min，闭合第一离合器3和第二离合器6，飞轮5高速旋转，经齿轮系带动泵工作，同时电机通过控制器伺服控制，与飞轮并联驱动泵，实现向用户输出大流量。


技术特征：
1.一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，包括电机(1)、第一齿轮系(2)、第一离合器(3)、飞轮(5)、第二离合器(6)、第二齿轮系(7)、泵(9)和及控制器(10)；控制器(10)连接电机(1)，电机(1)的输出轴与泵(9)的驱动轴连接，连接的轴上连接有第一齿轮系(2)和第二齿轮系(7)；第一齿轮系(2)通过第一离合器(3)连接飞轮(5)的一端，第二齿轮系(7)通过第二离合器(6)连接飞轮(5)的另一端。2.根据权利要求1所述的一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，第一齿轮系(2)连接在电机(1)的输出轴上。3.根据权利要求2所述的一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，第二齿轮系(7)连接在泵(9)的驱动轴上。4.根据权利要求1所述的一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，飞轮(5)的转轴上设有转速传感器(4)，转速传感器(4)与控制器(10)连接。5.根据权利要求1所述的一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，还包括伺服阀(8)，伺服阀(8)连接泵(9)和油箱。6.根据权利要求5所述的一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，其特征在于，控制器(10)连接伺服阀(8)。

技术总结
本实用新型属于飞机液压系统领域，公开了一种基于飞轮储能的快速释放液压伺服系统，包括电机、第一齿轮系、第一离合器、飞轮、第二离合器、第二齿轮系、泵和及控制器；控制器连接电机，电机的输出轴与泵的驱动轴连接，连接的轴上连接有第一齿轮系和第二齿轮系；第一齿轮系通过第一离合器连接飞轮的一端，第二齿轮系通过第二离合器连接飞轮的另一端。本实用新型为快速短时大流量液压用户提供一种解决方案，有利于飞机液压系统优化设计，降低飞机主液压系统及电机的功率和重量。统及电机的功率和重量。统及电机的功率和重量。


技术研发人员：徐礼林 杨乐 张诚
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：2021.04.29
技术公布日：2022/1/14