确定飞机制动阀阀芯与阀套之间环形间隙的方法

摘要

一种确定飞机制动阀阀芯与阀套之间环形间隙的方法，根据规定的脚蹬操纵力确定阀芯直径，并根据内漏控制要求确定阀芯与阀套之间的配合间隙，用于保证阀芯在阀套中间相对线性运动的过程中，在结构设计上将内漏量控制在规定范围内，保证制动阀阀芯与阀套的配合间隙不发生内漏故障。本发明得到该制动阀阀芯的直径与制动阀的内漏量成正比，在满足性能要求调试要求的条件下，计算并控制阀芯直径，具有控制内漏故障的作用。

主权项

一种确定飞机制动阀阀芯与阀套之间环形间隙的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，根据制动阀的功能确定故障判据；所述制动阀的故障判据是：在输入210kg/Cm²压力的条件下，能够输出0kg/Cm2～140kg/Cm²的着陆刹车压力；在地面滑行过程中输出30kg/Cm²的地面转弯差动刹车压力；在连续24h将飞机停在停机位的条件下，地面停机刹车压力不小于70kg/Cm²，即具备连续24h的保压功能；上述任何一种不符合设计要求均为发生故障；上述故障均由内漏引起，根据故障判据进行阀芯与阀套的配合间隙设计；步骤2，确定产生内漏的因素：根据公式(1)确定产生内漏的因素$Q=\frac{\mathrm{\pi d}{\delta }^3\mathrm{\Delta P}}{12\mathrm{\mu L}}---\left(1\right)$式中：Q是泄漏量；d是滑阀阀芯的直径；δ是阀芯与阀套之间的环形间隙，δ＝(D‑d)/2，其中D为阀芯与阀套之间环形间隙的外径；ΔP是最大刹车压力与最小刹车压力之差，单位为kg/Cm²；L是滑阀阀芯与阀套之间环形间隙的轴向密封长度；μ是航空液压油的绝对粘度，kgs/Cm²，μ＝ρ_tυ_t，ρ_t是在t℃温度下航空液压油的密度，单位为温gs/Cm²；ρ₂₀是室温条件下的密度；υ_t是t℃温度下航空液压油的运动粘度，单位为Cm²/s；当阀芯与阀套不同心时，内漏量是同心条件的2.5倍，在滑阀设计和分析中按2.5倍的内漏量进行控制；根据(1)式分析可知，在制动阀的使用寿命期内影响内漏的因素有：Ⅰ滑阀的阀芯与阀套之间环形间隙宽度δ；Ⅱ最大刹车压力与最小刹车压力之差ΔP；，Ⅲ环形间隙的内径d；制动阀设计时，根据(1)式确定滑阀的阀芯与阀套之间环形间隙宽度δ；步骤3，根据规定的脚蹬操纵力确定阀芯直径：在确定所述阀芯直径时，取不同的阀芯直径进行迭代计算，最终确定满足操纵力的阀芯直径；步骤4，确定阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ：阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ影响制动阀内漏量；确定阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ的过程是：第一步，确定阀芯与阀套配套间隙的起始尺寸在确定由阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ产生的内部漏油量时，以阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ＝0.0005cm为起始点测试内部漏油量，当阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ＝0.0005cm满足内部漏油量小于0.6ml/min的要求时，本测试点的测试结束；当阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ＝0.0005cm内部漏油量大于0.6ml/min时，增加新的测试点进行计算，递减阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ的尺寸继续测试，递减步长为0.00002Cm；按此递减方法迭代计算阀芯与阀套之间环形间隙宽度δ所产生的内部漏油量，直至阀芯与阀套之间环形间隙δ所产生的内部漏油量小于0.6ml/min，测试结束；新增加的测试点数量取决于阀芯与阀套之间的环形间隙δ是否满足内漏量要求；第二步，确定减小阀芯与阀套之间环形间隙δ进行迭代计算的步长当需要重新计算滑阀的配套间隙时，减小配套间隙的步长为0.00002cm；第三步，计算由阀芯与阀套之间的环形间隙δ产生的内部漏油量在确定由阀芯与阀套之间的环形间隙δ产生的内部漏油量时，以阀芯与阀套之间环形间隙的宽度δ＝0.0005cm为起始点，采用迭代计算的方法逐步确定由阀芯与阀套之间的环形间隙δ所产生的内部漏油量；具体过程是：通过公式(1)确定泄漏量$Q=\frac{\pi {\mathrm{d\delta }}^3\mathrm{\Delta P}}{12\mathrm{\mu L}}---\left(1\right)$当泄漏量小于规定的0.6Cm³/min时，制动阀就能满足步骤1的设计要求，发挥正常功能；当泄漏量大于规定的0.6Cm³/min时，使用中会出现故障，飞机在着陆过程中刹不住车，飞机在停机位上会自行滑出，达不到步骤1的设计要求，应继续第四步进行步进计算；第四步，减小阀芯与阀套之间的环形间隙δ，迭代计算内漏量通过迭代计算方法确定能够满足内漏量小于0.6Cm³/min的阀芯与阀套之间的环形间隙δ；所述迭代计算中，递减步长为0.00002Cm；通过确定所述内部漏油量以确定阀芯与阀套之间的环形间隙δ；第一次递减后滑阀的配套间隙为0.00048Cm；通过公式(1)得到当阀芯与阀套之间的环形间隙δ为0.00048Cm时的内漏量为：阀芯和阀套同心条件下的内部漏油量为Q_同心＝13.045Cm³/min；阀芯和阀套不同心条件下的内部漏油量为Q_不同心＝2.5×13.045Cm³/min＝32.6125Cm³/min；计算结果阀芯与阀套之间的环形间隙δ产生的内漏量大于规定的0.6Cm³/min，影响制动阀步骤1确定的功能，使用中会出现内漏故障，危及飞机安全，需要继续递减阀芯与阀套之间的环形间隙δ，递减的步长为0.00002Cm，按照本发明步骤4中第三步的计算过程迭代计算阀芯与阀套之间环形间隙δ产生的内漏量，直至阀芯与阀套之间环形间隙δ所产生的内部漏油量小于0.6ml/min，此时阀芯与阀套之间的环形间隙δ满足内漏控制的设计要求，迭代计算结束；具体过程是：按照本发明所述以步长为0.00002Cm减小阀芯与阀套之间的环形间隙δ，根据减小的阀芯与阀套之间的环形间隙δ，采用公式(1)迭代计算制动阀的内漏量，若内漏量小于0.6ml/min，迭代计算结束，并以此阀芯与阀套之间的环形间隙δ作为设计参数；若内漏量大于0.6ml/min，则继续进行迭代计算；当阀芯与阀套之间的环形间隙δ递减到0.00012Cm时，内漏量的计算结果为：阀芯和阀套同心条件下的内部漏油量为：Q_同心＝0.1891Cm³/min；阀芯和阀套不同心条件下的内部漏油量为：Q_不同心＝2.5×0.1891Cm³/min＝0.4728Cm³/min；计算结果小于合同规定的内部漏油量限制数值，确定了阀芯与阀套之间的环形间隙δ为0.00012Cm，达到了计算目的，计算结束；为了保证内漏量小于规定值，确定阀芯与阀套之间环形间隙δ的制造范围为：0.0001Cm～0.00012Cm。