用于在液压系统中减小液压流体振动的装置

摘要

本发明描述了一种用于在液压系统中、特别是飞行器液压系统中减小液压流体振动的装置，其中该液压系统包括由驱动器(1)驱动的泵(2)，其中泵(2)通过压力脉动将流体输送至液压管线(3)。根据本发明，该装置还包括布置在液压管线(3)中的致动器(5)，该致动器(5)用来产生用于抵消泵(2)的压力脉动的压力脉动。

说明书

相关申请的引用

本申请要求2005年12月8日提交的德国专利申请102005058547.7和2006年3月9日提交的美国临时专利申请No.60/780,553的优先权，其公开以参引的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于在液压系统中、特别是在飞行器的液压系统中减小液压流体的振动的装置。

背景技术

液压系统广泛用于输送流体的应用中，所述流体用于多种不同用途且可以以相差较大的压力进行输送。在压力下输送的流体可以执行机械功以用于控制的目的或提供动力的目的；其可以用作燃料或氧化剂；其可以是如在动力工程、材料加工等中使用的润滑油或其它物质、任何流体。

典型地，在飞行器中通常设置独立的多个液压系统，液压系统由泵、特别是轴向活塞泵产生系统中必需的压力。在这种设置中会在液压管线中发生压力脉动，这种脉动在听觉上感受为不悦的噪声，并且因为这种脉动使管线受到额外的负载，还会增加产生泄漏的可能性。这种与压力脉动相关的不期望的负效应尤其会产生在飞行器发动机的泵的情况中。

根据现有技术的状况，上述类型压力脉动可以通过回响衰减器(reverberation attenuator)来减小，然而其一方面必需安装在靠近泵的位置，另一方面，特别是在发动机泵在相对较低频率下工作时，其必需具有相当大的体积，这意味着由于缺少空间而使其不能容纳在靠近泵的发动机挂架上。

从DE 10316946A1可以获知一种用于削弱液压管线中的压力振动的装置，在该装置中，用于在液压管线中产生压力振动的致动器布置在泵形式的压力源和消耗装置之间。通过控制/调节装置可以控制该致动器，从而使其产生与通过液压管线中的传感器检测到的压力振动至少大致反相的压力振动。在这种已知的装置中，产生反相压力振动的致动器以距泵较小的距离布置在压力管线中，即布置在产生压力振动的传感器的上游。

另外，从北京航空航天大学自动化科学与电子工程学院的焦宗夏、陈平、华清、王少萍的文献“The Vibration Active Control on the Fluid BorneNoise(流体产生噪声的振动主动控制)”中，可以获知一种用于在液压系统中主动减小液压流体振动的装置。这种液压系统包括设置用于在连接的液压流体管线系统中输送液压流体的泵，并且还包括连接到该液压管线系统的第一安全阀。另外连接到该液压管线系统的第二减压阀是压电操作的主动控制阀，其设置用于减小液压系统中的液压流体振动。所述阀是由响应于液压系统产生的压力振动而在计算机中执行的快速傅立叶变换(FFT)来致动。由主动控制阀转移的液压流体作为泄漏量被收集并送返至液压系统中。除了可用的供给量外，这种已知液压系统的供给泵因此还必需用来输送通过主动控制阀转移并作为泄漏量被收集的液压流体的量。

最后，从日本专利摘要05180390中已知一种用于削弱在管线中产生噪声的振动的装置，在该装置中，在被认为是主要振动源的泵的附近设置第一振动传感器，该振动传感器安装在管线的外部并包括振动加速度检测器，并且在距所述第一振动传感器的预定距离处，将被称为第二振动源的电磁激励装置设置在管线上。在距该电磁激励装置的预定位置处还设置有作为故障传感器的第二振动传感器，其也包括振动加速度检测器。第一振动传感器、故障传感器和电磁激励装置电连接到作为调节装置的滤波电路，从而减小管线中由振动产生的噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于减小液压流体振动的装置，该装置高效且需要较小的空间。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的用来减小液压流体振动的装置来实现。根据本发明的装置的优选实施方式及改进在从属权利要求中进行了陈述。

根据本发明的典型实施方式，提供了一种用于在液压系统中、特别是在飞行器液压系统中减小液压流体振动的装置，其中该液压系统包括由驱动器驱动的泵，该泵通过压力脉动将流体输送至液压管线，并且还包括布置在液压管线中的致动器，设置该致动器用来产生用于抵消泵的压力脉动的压力脉动，其中致动器由控制装置根据液压管线中产生的压力脉动来进行控制，并且在液压管线中设有用于记录产生的压力脉动的压力或振动传感器，该压力或振动传感器给控制装置提供相应的输出信号。根据本发明，该压力传感器布置在液压管线中，使其位于致动器的上游。

本文中使用的术语“液压系统”或“液压管线”等应以它们最广泛的含义来解释，它们指的是符合液压定律的任意流体，即，除了所谓的液压流体或液压油外，它们也指燃料、润滑油、氧化剂或者如在动力工程、材料加工等中使用的任意其它流体。

根据本发明的典型实施方式，必需布置在泵附近的部件非常小，从而在更新的情况下或者新结构情况下所需的空间都非常适度。这在飞行器的发动机泵的情况下尤为有利。根据本发明的典型实施方式，除了噪声外，还减小了作用在液压系统上的、由压力脉动导致的机械载荷。

根据本发明的典型实施方式，压力传感器布置在液压管线中，使其靠近泵的出口。

根据本发明的典型实施方式，控制器控制致动器以实现由压力传感器记录的压力脉动最小的目的。

根据本发明的典型实施方式，压力传感器布置在液压管线中的距致动器小于/等于λ/6(λ＝液压管线中所要减小的液压流体振动的特征波长)的距离处。

根据本发明的典型实施方式，泵是轴向活塞泵。

根据本发明的典型实施方式，致动器是电驱动的。

根据本发明的典型实施方式，致动器是液压驱动或气动的。

根据本发明的典型实施方式，设置控制装置来控制致动器以实现根据频率和振幅产生压力脉动从而使泵和致动器的压力脉动的总和保持为最小的目的。

根据本发明的典型实施方式，控制装置是电子操作的。

根据本发明的典型应用，设置该装置用于减小飞行器发动机的发动机泵中的液压流体噪声，该发动机泵在低频率下工作。

在该应用中，该装置可有利地布置在发动机挂架上。

附图说明

下面，参照附图来解释本发明的典型实施方式。

附图示出了根据本发明的典型实施方式的装置的示意图，该装置用于减小液压流体振动，特别是减小液压系统中、尤其是飞行器的液压系统中的液压流体噪声。

具体实施方式

图中所示的该装置用于减小液压流体振动，特别是用于减小例如飞行器发动机(未示出)液压系统等液压系统中的液压流体的噪声。

液压系统包括由电动机形式的驱动器1来驱动的泵2，典型地，所述泵为在相对较低频率下工作的轴向活塞泵。通过压力脉动，该泵通过液压管线3将流体(燃料)输送至发动机。

在液压管线3中布置电驱动致动器5，设置该致动器是为了产生抵消泵2的压力脉动的压力脉动。致动器5由电子操作的模拟或数字控制装置4根据液压管线3中产生的压力脉动来进行控制。液压管线3中产生的压力脉动由压力或振动传感器6来记录，其将相应的输出信号发送至控制装置4。

控制装置4控制致动器5，其目的是根据频率和振幅产生压力脉动从而使泵2和致动器5的压力脉动的总和保持最小，换句话说就是使压力传感器6记录的压力脉动最小。

致动器5可以通过单独的谐波频率驱动或者由叠加有谐波振荡的基波振荡来驱动，这取决于由泵2所产生的压力脉动的类型。

响应于由压力传感器6产生的输出信号来对致动器5进行驱动可以以正向控制的方式进行，其在该正向控制中致动器5产生的压力脉动根据由压力传感器所测得的压力脉动的预设函数产生，或者以调节的方式进行，如上文所述，在所述调节中使得由压力传感器6记录的压力脉动变得最小。

在所示典型实施方式中，压力传感器6布置在液压管线3中，使其位于致动器5的上游并靠近泵2的出口，同时压力传感器6布置在液压管线3中的距致动器5小于/等于λ/6(λ＝液压管线中所要减小的液压流体振动的特征波长)的距离处，从而防止在液压管线中在所关心的频率范围内产生纵向谐振。

特别地，该装置可以布置在飞行器的发动机挂架上。

应当指出，术语“包括”不排除其它元件或步骤，“一种”或“一个”不排除多个的情况。此外，结合不同实施方式描述的元件可以结合。

应当指出，权利要求中的附图标记不应解释成对权利要求范围的限制。

附图标记列表

1电动机

2泵

3液压管线

4电子控制装置

5致动器

6压力传感器