液壓失效時噴嘴控制用的鎖的製作方法
2023-07-24 09:26:51
專利名稱：液壓失效時噴嘴控制用的鎖的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及噴氣發動機液壓系統，更具體地涉及一種在該系統中液壓失效時排氣噴嘴控制用的鎖。
背景技術：
通用電氣公司的F110、F101和F404發動機使用一臺油操作的噴嘴液壓泵。該泵、所有驅動器和所有液壓管線充滿高壓的發動機潤滑油。漸縮/漸擴形的噴嘴按串聯流動關係具有漸縮形區段、喉道和漸擴形區段。此種發動機的排氣噴嘴使用漸縮/漸擴形活板，活板之間有相關的密封件，以限定其相應區段的流動路徑。當轉變為軸對稱矢量噴嘴時，在噴嘴的漸擴形活板上增加一個驅動系統，以便自發動機對稱線(counterlinc)沿任何所需方向按照任意量偏轉排出的氣體。這些活板和密封件氣動地控制排氣流，將發動機排放的空氣流的壓力和熱能轉變為供發動機用的速度和前進推力。
目前的A8噴嘴驅動器受液壓驅動並用同步電纜連接。該電纜不允許單個驅動器運動，除非所有四個驅動器一起運動。
因此，防止驅動器在液壓失效期間伸出是非常希望的，並是本發明的基本目的。
本發明的另一目的是提供一種在液壓失效期間防止推力損失的方法。
本發明特別適用於與具有軸對稱的矢量排氣噴嘴(AVEN)的系統一起使用。在液壓失效的情況下會使用噴嘴控制用的鎖定機構，以保證可得到有效推力。
當結合附圖閱讀下述說明時，將更容易地清楚上述目的和其它特點及優點。
發明概述在發動機液壓失效的情況下本發明使噴嘴液壓系統的性能最優化。根據本發明，現有的同步電纜接合一起錐形制動器，後者在液壓失效的情況下防止電纜轉動。這便鎖定了A8驅動器，因此在失效時將噴嘴鎖定在其位置上。這就防止顯著降低有效推力。
簡言之，根據本發明的一個方面，本發明提供一種鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，該液壓系統具有用同步電纜連接的噴嘴驅動器。該方法包括下列步驟用一個錐形制動鎖定機構接合同步電纜；在液壓失效的情況下防止電纜轉動；當液壓失效發生時鎖定噴嘴位置；防止有效推力顯著降低。
在下面說明的附圖中，示出一個優選實施例；但是，可以對它做出其它各種修改和替換構造而並不編離本發明的真實精神和範圍。
附圖簡述本發明的新穎特點詳細規定在所附的權利要求書中。但是，結合附圖參考下列描述可以最清楚地理解發明本身、其結構和操作方法，以及其其它目的和優點，附圖中
圖1表示一種先有技術AVEN噴嘴裝置，該裝置包括多個A8同步驅動器和頭部及杆式歧管；圖2是圖1的多個A8同步驅動器中單個的先有技術視圖；圖3是根據本發明製造的AVFN A8驅動器系統；圖4A表示本發明的安裝結構，包括一個A8驅動器、同步電纜和鎖定機構；圖4B表示處於接合位置中的本發明的安裝結構，包括一個鎖定機構殼體、制動活塞、錐形制動閥芯、彈簧和相關的密封件；圖5表示處於分離位置中的本發明的安裝構形，包括一個鎖定機構殼體、制動活塞、錐形制動閥芯、彈簧和相關的密封件。
發明詳述參照附圖，圖1不僅表示一種先有技術的AVEN排氣噴嘴系統126，而且表示建議供本發明的鎖定機構120用的位置。如圖所示，鎖定機構120可以安裝在第一驅動器102和一段管子122之間的頭部歧管124中，管子122已被縮短，以便產生供鎖定機構120用的空間。
圖2表示圖1先有技術的多個A8同步驅動器102中的單個的截面圖。A8同步驅動器102是一種液壓驅動器。流體壓力施加在縮回孔口(杆孔口)104上，以便縮回相關活塞杆106的活塞。四個A8驅動器102的杆端部連接在一個排氣噴嘴上，使得驅動器102的縮回導致噴嘴的漸縮形區段閉合。一個液壓泵向噴嘴控制閥142提供壓力，閥142轉過來控制通向圖1中A8驅動器102的液壓流量和壓力。
如圖2所示，四個驅動器102每個包括一個同步機構，該同步機構由蝸杆108、蝸輪110、梯形螺杆112和梯形螺母114組成。圖4A的同步電纜116包括一個前裝配件118、三個中間傳動裝配件(未示出)和一個端部裝配件117(示於圖4B)，它們安置在同步電纜上，使得當安裝電纜116時，它們接合四個驅動器102的蝸杆108。前裝配件118穿過圖1中第一驅動器102的蝸杆，然後穿過頭部歧管124和隨後的驅動器102，直到它又在第一驅動器102處從頭部歧管中露出。然後前裝配件118插入端部裝配件117中的插座，產生一個圍繞噴嘴126行進360°的同步電纜。傳動裝配件之間的電纜區段延伸在驅動器之間的頭部歧管中。
當驅動活塞移動時，固定在活塞上的梯形螺母114使梯形螺杆112圍繞驅動器軸線轉動。蝸輪110固定在梯形螺杆112上，因此隨梯形螺杆112轉動。蝸輪110與蝸杆108相互作用，使它和接合的同步電纜傳動裝配件圍繞一個垂直於驅動器軸線的軸線轉動。當所有四個驅動器102協同移動時，同步電纜和裝配件隨驅動器中的蝸杆而轉動。如果負荷和/或壓力的分布使施加在一個驅動器上的液壓負荷大於由A8驅動器環施加在活塞上的機械負荷，那麼一個驅動器將企圖移動超過其餘三個的位置。過多的液壓負荷通過驅動器同步機構對同步電纜施加一個轉矩，該同步電纜受其它驅動器中接合的其餘裝配件的阻力抗拒，由此平衡負荷和使驅動器的運動同步。
由於同步機構的機械優點，需要相當小的轉矩量來止動電纜的轉動，以防止所有四個驅動器運動。本發明的鎖定機構利用該同步系統的這一特點來在缺少液壓壓力時將噴嘴鎖定在適當的位置上。
再參考圖1，AVER噴嘴126在該技術中是已知的。噴嘴126包括A8驅動器102、A9矢量驅動器128、A9矢量環130、相關的A9環中心定位支承件132、導管134、導管內襯136、漸擴形密封件138和活板140，以及噴嘴控制閥142。
現在參照圖4A和4B，圖中表示A8驅動器102、同步電纜116和根據本發明的鎖定機構120的安裝構形。圖4B表示處於接合位置中的本發明的鎖定機構120。圖5表示處於分離位置中的本發明的鎖定機構120。鎖定機構120包括一個帶防轉鍵146的鎖定機構殼體145；杆壓力孔150和杆洩放孔152；制動活塞144；彈簧148；錐形制動閥芯147；以及相關的密封件154。錐形制動閥芯安置在同步電纜端部裝配件和前裝配件之間。錐形制動閥芯與前裝配件和端部裝配件兩者接合，使它們協同轉動。制動活塞包括一個錐形制動表面149，後者將接合錐形制動閥芯上的配合表面。
施加在杆壓力孔150上的杆側面液壓壓力克服彈簧力，以保持制動活塞的分離位置，如圖5中所示。在液壓失效的情況下，彈簧力將使制動活塞移向左面，它接合活塞和閥芯的錐形制動表面，如圖4B中所示。殼體中和制動活塞上的防轉鍵防止制動活塞和接合的錐形制動閥芯相對於殼體轉動，由此止住同步電纜的轉動。止住同步電纜的轉動將A8驅動器鎖定就位，這是由於由蝸杆108、蝸輪110、梯形螺杆112和梯形螺母114組成的同步機構提供的機械優點。將A8驅動器鎖定就位可防止噴嘴中的氣動力打開噴嘴(打開噴嘴要求驅動器伸出)，由此防止有效推力的顯著降低。
在本發明的一個優選實施例中，彈簧148與制動活塞和錐形制動閥芯的制動表面將這樣確定技術規格，使得一個操作液壓系統能克服一個失效的鎖定機構，即被非故意接合的，從而使驅動器和噴嘴能夠在性能下降時也起作用。
根據本發明，目前的噴嘴驅動系統(如圖3中所示)易於修改以適應該裝置，使在A8驅動器中能夠包含頭部歧管124。本發明只需要在圖4中位置150處的杆側部(縮回)壓力連接和圖4A中位置152處對環境壓力的排放連接。
根據本發明的一個實施例，現行噴嘴驅動系統的修改包括圖4A、4B和5中表示的鎖定機構殼體145；圖4B和5中所示的錐形制動閥芯147；圖4B和5中所示的制動活塞144；圖4B和5中的彈簧148；圖4B和5中所示的相關密封件154；以及液壓供給管和排放管，它們將連接圖4A、4B和5中所示的鎖定機構殼體的杆壓力和排放孔。如圖3中所示，鎖定機構殼體替換A8頭部歧管124的一個短的區段。對現有同步電纜的尺寸可以進行變更，以適應錐形制動閥芯的長度。
在一個替代的實施例中，本發明的裝置可以設計成使用有效的頭部-側部壓力以提供液壓力而克服彈簧力，從而自錐形制動閥芯分離制動活塞。液壓失效導致損失杆一側部和頭部一側部壓力兩者，這將使制動活塞接合錐形制動閥芯，止動同步電纜的轉動，由此以類似於上述優選實施例的方式鎖定驅動器和噴嘴。
在另一替代實施例中，本發明的裝置可被包括在A8驅動器之一的殼體中。制動活塞將包括一個掣爪，在液壓失效時該掣爪將直接接合蝸杆108，防止蝸杆的轉動。防止一個驅動器中的蝸杆轉動能防止同步電纜轉動，由此以一種類似於上述優選實施例的方式鎖定驅動器和噴嘴。
雖然本文已示出和描述了本發明的優選實施例，但該技術的專業人員會清楚知道，這些實施例僅作為例子提供。該技術的專業人員可以進行許多變化、更換和替代而並不偏離本發明。例如，本發明也可以應用於使用同步驅動器而不受液壓驅動的噴嘴，同時並不偏離本發明的範圍和內容。本發明的系統被動響應系統失效，而不受其指令。其次，如果非故意接合，其錐形「離合器」會滑動，並僅在液壓失效期間鎖定。此外，該裝置依靠A8驅動器的鎖定機構，它使用同步電纜作為輸入，而不是僅用錐形表面鎖定噴嘴。其它替代方案包括液壓過剩也是可能的，雖然從費用和重量觀點看它們可能不實用，但並不偏離本發明的範圍和內容。因此，本發明只受所附權利要求書的精神和範圍的限制。
權利要求
1.一種鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，該液壓系統有多個用同步電纜(116)連接的噴嘴驅動器(102)，該方法包括下列步驟用一個錐形制動鎖定機構(120)接合同步電纜(116)；在液壓失效期間防止同步電纜(116)轉動；當液壓失效發生時將噴嘴(126)鎖定在適當位置上；防止有效推力顯著降低。
2.一種如權利要求1中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括在液壓失效期間防止驅動器(102)伸出的步驟。
3.一種如權利要求1中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括提供杆壓力孔(150)的步驟。
4.一種如權利要求1中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括向周圍環境壓力提供杆洩放孔(152)的步驟。
5.一種如權利要求1中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括使驅動器(102)在鎖定機構(120)失效時也能夠在性能下降的情況下起作用的步驟。
6.一種如權利要求1中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，在液壓失效期間防止同步電纜(116)轉動的步驟包括提供制動活塞(144)的步驟。
7.一種如權利要求6中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括利用液壓以分離制動活塞(144)的步驟。
8.一種如權利要求6中所述的鎖定液壓系統中噴嘴位置用的方法，其特徵在於，還包括在多個驅動器(102)之一中裝有制動活塞(144)以防止同步電纜(116)轉動的步驟。
全文摘要
一種鎖定液壓系統中噴氣發動機排氣噴嘴位置用的方法,該液壓系統有用同步電纜(116)連接的噴嘴驅動器(102)。同步電纜(116)與一個錐形制動鎖定機構(120)接合,以便在液壓失效時防止電纜轉動。噴嘴(126)在液壓失效時被鎖定在適當位置中。這防止有效推力顯著降低。
文檔編號F15B15/14GK1205760SQ96199332
公開日1999年1月20日 申請日期1996年9月20日 優先權日1995年12月26日
發明者D·J·馬克斯泰, P·克梅 申請人:通用電氣公司