一种带快速泄压保护的压力伺服阀

本发明涉及飞机刹车系统电液压力伺服阀，尤其是涉及一种带快速泄压保护的压力伺服阀。

背景技术：

1、飞机刹车系统普遍用电液压力伺服阀控制输出刹车压力，输入电信号，快速成比例地输出相应的高精度刹车压力，实现飞机的停机、防滑、刹车等功能。在飞机刹车系统电液压力伺服阀的故障模式及危害性分析中，最严重的故障模式为非指令刹车压力输出，即在切断输入信号后仍有刹车压力，刹车系统防滑功能失效。该故障会引起飞机机轮抱死导致飞机爆胎，对飞机安全造成严重威胁。

2、通常情况下，飞机刹车系统失效后，会切断压力伺服阀输入信号，刹车压力迅速降至零。但若有污染物进入压力伺服阀滑阀间隙导致阀芯卡死，阀芯无法打开回油口导致无法快速泄压，从而引起机轮抱死。目前常见的解决方式是在阀体内增加单向阀，在出现伺服阀阀芯卡死后通过单向阀实现快速泄压，但这种方法对单向阀的可靠性和抗污染能力要求较高，一旦单向阀失效，将导致系统输入压力与刹车压力输出管路联通，导致更加严重的机轮抱死故障。

3、申请号为202111011747.3，名称为“一种带快速泄压保护的刹车控制伺服阀”，该专利通过单向阀实现快速泄压保护，存在单向阀故障、快速泄压保护失效风险，且增加了伺服阀重量以及生产、维护成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种带快速泄压保护的压力伺服阀，能够实现快速泄压，防止飞机刹车系统非指令刹车压力输出引起飞机机轮刹车抱死而导致爆胎，在不增加单向阀等任何零部件的基础上，通过改进流道布局及阀体结构，能够在切断输入信号后，即使阀芯卡死也能够实现快速泄压功能的压力伺服阀。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种带快速泄压保护的压力伺服阀，包括液压伺服阀和液压电磁阀，所述液压伺服阀包括力矩马达、射流放大器、先导级、功率级、第一通道，所述液压电磁阀包括滑阀组件、活门组件、电磁铁，所述液压伺服阀和液压电磁阀均包括供油口j1、供油口j2、回油口r0、压力输出口s0，所述射流放大器的喷嘴所在腔通过第一通道连通回油口r0，所述滑阀组件包括间隔分布的滑阀组件密封部一、滑阀组件密封部二、滑阀组件密封部三，所述液压电磁阀包括泄压孔、第二通道、第三通道、回油口r、压力输出口s，所述供油口j1、供油口j2通过第三通道连通，所述滑阀组件密封部一和滑阀组件密封部二之间形成与回油口r0连通的第一腔体，所述滑阀组件密封部二和滑阀组件密封部三之间形成与供油口j2连通的第二腔体，所述回油口r0和回油口r直接连通，压力输出口s0、压力输出口s和泄压孔直接连通，所述滑阀组件能够左右移动，当滑阀组件移动到左端时，所述第二通道与第二腔体连通，当滑阀组件移动到右端时，所述泄压孔与第一腔体连通。

4、所述力矩马达通过供油口j1供油，油液通过射流放大器射入两接受孔，力矩马达在通电后输出转角，带动喷嘴对接受器的喷射位置产生偏移，引起两接受孔中的恢复压力不同，从而先导级中的阀芯产生一定位移，并通过反馈弹簧组件传递至力矩马达，使喷嘴重新稳定在一个新的位置，功率级将射流放大器的压差信号的功率进行放大，输出压力s0，并将该压力反馈至阀芯实现功率级的闭环控制。

5、当喷嘴向左偏移，接受器两控制腔内形成压差，该压差作用到功率级的阀芯环形面积上，功率级的阀芯右移，造成回油口r0遮盖，供油口j2开启；油液从供油口j2进入压力输出口s0，此油液压力又作用在功率级的阀芯反馈端面上，直到反馈力与控制力平衡为止，当无电流输入时，压力输出口s0与回油口r0相通，供油口j2关闭，压力输出腔的压力等于回油压力。

6、所述功率级包括功率级密封部一、功率级密封部二，所述功率级密封部一和功率级密封部二之间形成与压力输出口s0连通的第三腔体。

7、初始状态时，液压电磁阀通电打开，液压伺服阀尚未输入电流信号，滑阀组件在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器的喷嘴射出，功率级在弹簧力作用下处于最左侧，将供油口j2封闭，压力输出口s0无压力输出，先导级溢出的油液通过第一通道、回油口r0、回油口r流出，此时刹车系统无刹车压力。

8、工作建压状态时，液压电磁阀通电打开，液压伺服阀输入电流信号，滑阀组件在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器的喷嘴射出，先导级的左侧流道压力大于右侧流道压力，功率级的阀芯向右移动，将供油口j2打开，油液通过供油口j2进入压力输出口s0，并输出至压力输出口s，从而建立刹车压力，先导级溢出的油液通过第一通道、回油口r0、回油口r流出。

9、工作状态时，液压电磁阀通电打开，液压伺服阀输入电流信号，滑阀组件在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道与供油口p接通，输出刹车压力通过功率级的阀芯反馈口对阀芯施加向左的液压力，当此反馈力及弹簧力与射流放大器压差产生的力相等时，功率级的阀芯再次左移将供油口j2封闭，刹车腔内保持压力，功率级的阀芯处于稳定状态，先导级溢出的油液通过第一通道、回油口r0、回油口r流出。

10、正常泄压状态时，液压电磁阀通电打开，液压伺服阀输入电流信号，滑阀组件在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器的喷嘴射出，液压伺服阀输入电流信号在工作状态的基础上减小，功率级左侧流道压力小于右侧流道压力，功率级的阀芯向左移动，使回油口r0打开，刹车系统压力经过压力输出口s0从r0口泄压，随着刹车压力下降，功率级的阀芯压力反馈力同时减小，直至达到新的平衡，功率级的阀芯向右移动关闭回油口r0，恢复到稳态状态，先导级溢出的油液通过第一通道、回油口r0、回油口r流出。

11、应急快速泄压状态时，液压电磁阀断电关闭，液压伺服阀有无输入电流信号均可，油液通过第四通道进入滑阀组件的左腔，将滑阀组件推至最右侧，第二通道被封闭，供油口j1、供油口j2与第二通道断开，射流放大器无油液射出，刹车系统内的油液从泄压孔、第一腔体、回油口r快速泄压。

12、所述液压电磁阀包括第四通道和第五通道，所述第四通道内的油液可通过第五通道、第一腔体、回油口r泄压。

13、本发明的有益效果是：

14、一、在压力伺服阀阀芯因外来多余物等原因导致卡滞，阀芯无法打开回油口或无法关闭供油口时，也能实现飞机刹车系统的快速泄压，并不受伺服阀信号输入的影响，降低飞机机轮抱死风险，避免飞机刹车压力不能及时泄压导致的轮胎爆胎，提高飞机刹车系统整体可靠性。

15、二、去除了内部单向阀，改进了阀体内部油路，简化了压力伺服阀内部结构，提升了伺服阀可靠性，实现快速泄压功能未增加任何零部件，不增加伺服阀重量和维护成本，且去除阀体内部单向阀后，泄压效果不变。

技术特征：

1.一种带快速泄压保护的压力伺服阀，包括液压伺服阀(1)和液压电磁阀(2)，所述液压伺服阀(1)包括力矩马达(11)、射流放大器(12)、先导级(13)、功率级(14)、第一通道(15)，所述液压电磁阀(2)包括滑阀组件(22)、活门组件(23)、电磁铁(24)，所述液压伺服阀(1)和液压电磁阀(2)均包括供油口j1、供油口j2、回油口r0、压力输出口s0，所述射流放大器(12)的喷嘴所在腔通过第一通道(15)连通回油口r0，所述滑阀组件(22)包括间隔分布的滑阀组件密封部一(221)、滑阀组件密封部二(222)、滑阀组件密封部三(223)，其特征在于，所述液压电磁阀(2)包括泄压孔(21)、第二通道(25)、第三通道(26)、回油口r、压力输出口s，所述供油口j1、供油口j2通过第三通道(26)连通，所述滑阀组件密封部一(221)和滑阀组件密封部二(222)之间形成与回油口r0连通的第一腔体，所述滑阀组件密封部二(222)和滑阀组件密封部三(223)之间形成与供油口j2连通的第二腔体，所述回油口r0和回油口r直接连通，压力输出口s0、压力输出口s和泄压孔(21)直接连通，所述滑阀组件(22)能够左右移动，当滑阀组件(22)移动到左端时，所述第二通道(25)与第二腔体连通，当滑阀组件(22)移动到右端时，所述泄压孔(21)与第一腔体连通。

2.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，所述力矩马达(11)通过供油口j1供油，油液通过射流放大器(12)射入两接受孔，力矩马达(11)在通电后输出转角，带动喷嘴对接受器的喷射位置产生偏移，引起两接受孔中的恢复压力不同，从而先导级(13)中的阀芯产生一定位移，并通过反馈弹簧组件传递至力矩马达(11)，使喷嘴重新稳定在一个新的位置，功率级(14)将射流放大器(12)的压差信号的功率进行放大，输出压力s0，并将该压力反馈至阀芯实现功率级(14)的闭环控制。

3.如权利要求2所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，当喷嘴向左偏移，接受器两控制腔内形成压差，该压差作用到功率级(14)的阀芯环形面积上，功率级(14)的阀芯右移，造成回油口r0遮盖，供油口j2开启；油液从供油口j2进入压力输出口s0，此油液压力又作用在功率级(14)的阀芯反馈端面上，直到反馈力与控制力平衡为止，当无电流输入时，压力输出口s0与回油口r0相通，供油口j2关闭，压力输出腔的压力等于回油压力。

4.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，所述功率级(14)包括功率级密封部一(141)、功率级密封部二(142)，所述功率级密封部一(141)和功率级密封部二(142)之间形成与压力输出口s0连通的第三腔体。

5.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，初始状态时，液压电磁阀(2)通电打开，液压伺服阀(1)尚未输入电流信号，滑阀组件(22)在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道(25)与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器(12)的喷嘴射出，功率级(14)在弹簧力作用下处于最左侧，将供油口j2封闭，压力输出口s0无压力输出，先导级(13)溢出的油液通过第一通道(15)、回油口r0、回油口r流出，此时刹车系统无刹车压力。

6.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，工作建压状态时，液压电磁阀(2)通电打开，液压伺服阀(1)输入电流信号，滑阀组件(22)在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道(25)与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器(12)的喷嘴射出，先导级(13)的左侧流道压力大于右侧流道压力，功率级(14)的阀芯向右移动，将供油口j2打开，油液通过供油口j2进入压力输出口s0，并输出至压力输出口s，从而建立刹车压力，先导级(13)溢出的油液通过第一通道(15)、回油口r0、回油口r流出。

7.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，工作状态时，液压电磁阀(2)通电打开，液压伺服阀(1)输入电流信号，滑阀组件(22)在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道(25)与供油口p接通，输出刹车压力通过功率级(14)的阀芯反馈口对阀芯施加向左的液压力，当此反馈力及弹簧力与射流放大器(12)压差产生的力相等时，功率级(14)的阀芯再次左移将供油口j2封闭，刹车腔内保持压力，功率级(14)的阀芯处于稳定状态，先导级(13)溢出的油液通过第一通道(15)、回油口r0、回油口r流出。

8.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，正常泄压状态时，液压电磁阀(2)通电打开，液压伺服阀(1)输入电流信号，滑阀组件(22)在从供油口p进入的油液压力作用下位于最左侧，供油口j1、供油口j2通过第二通道(25)与供油口p接通，供油口j1的油液从射流放大器(12)的喷嘴射出，液压伺服阀(1)输入电流信号在工作状态的基础上减小，功率级(14)左侧流道压力小于右侧流道压力，功率级(14)的阀芯向左移动，使回油口r0打开，刹车系统压力经过压力输出口s0从r0口泄压，随着刹车压力下降，功率级(14)的阀芯压力反馈力同时减小，直至达到新的平衡，功率级(14)的阀芯向右移动关闭回油口r0，恢复到稳态状态，先导级(13)溢出的油液通过第一通道(15)、回油口r0、回油口r流出。

9.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，应急快速泄压状态时，液压电磁阀(2)断电关闭，液压伺服阀(1)有无输入电流信号均可，油液通过第四通道(27)进入滑阀组件(22)的左腔，将滑阀组件(22)推至最右侧，第二通道(25)被封闭，供油口j1、供油口j2与第二通道(25)断开，射流放大器(12)无油液射出，刹车系统内的油液从泄压孔(21)、第一腔体、回油口r快速泄压。

10.如权利要求1所述一种带快速泄压保护的压力伺服阀，其特征在于，所述液压电磁阀(2)包括第四通道(27)和第五通道(28)，所述第四通道(27)内的油液可通过第五通道(28)、第一腔体、回油口r泄压。

技术总结
本发明公开了一种带快速泄压保护的压力伺服阀，包括液压伺服阀和液压电磁阀，液压伺服阀包括力矩马达、射流放大器、先导级、功率级，液压电磁阀包括滑阀组件、活门组件、电磁铁，液压伺服阀和液压电磁阀包括供油口J1、供油口J2、回油口R0、压力输出口S0，液压电磁阀包括泄压孔、第二通道、第三通道、回油口R、压力输出口S，回油口R0和回油口R直接连通，压力输出口S0、压力输出口S和泄压孔直接连通，滑阀组件能够左右移动，当滑阀组件移动到左端时，第二通道与第二腔体连通，当滑阀组件移动到右端时，泄压孔与第一腔体连通。本发明可以提高飞机刹车系统可靠性，实现快速泄压功能未增加任何零部件，不增加伺服阀重量和维护成本。

技术研发人员：欧阳小平,何飞,凌振飞,蒋昊宜,俞帅,谢作建,方群
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19