[0001] 本发明涉及一种自增压油箱，并且涉及一种液压系统。另外，本发明还涉及液压系统的控制方法和飞行器。

[0002] 诸如民用客机之类的飞行器的液压能源系统(或称液压系统)为飞行器上的起落架、升降舵、方向舵、襟翼、副翼等液压用户提供液压能，从而实现飞行器的起飞、爬升、滚转、偏航、降落等动作，是飞行器的关键系统。

[0003] 目前民用飞行器的液压能源系统基本上都是闭式液压系统，为确保液压能源系统能够稳定的提供液压能，民用飞行器的油箱都采用增压油箱，以便为液压泵提供一定的辅助吸油压力。

[0004] 增压油箱通常可以分为引气增压式油箱和自增压油箱。引气增压式油箱通过飞行器的气源系统为油箱增压，而自增压油箱通过液压能源系统自身的压力为油箱增压。和引气式油箱相比，自增压油箱具有结构简单、重量轻、体积小、不容易给系统引入气体污染的优点。目前新型的民用飞行器液压能源系统基本都使用自增压油箱，如B787，A380，A350，C919等。

[0005] 由于自增压油箱使用液压系统自身的压力进行增压，因此，为确保液压系统启动时，油箱仍可为液压泵提供一定的辅助吸油压力，可以为自增压油箱配置蓄压器和自增压优先阀。这样，当液压系统关闭后，蓄压器仍可为自增压油箱提供一定的初始辅助吸油压力。

[0006] 例如，在由中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所于2017年8月18日提交的、申请号为2017210352909、题为“飞机液压泵自增压系统”的发明专利中，公开了一种飞机液压泵自增压系统，包括液压油箱、和液压油箱连接的蓄压器以及和蓄压器连接的充气设备，蓄压器和系统液压泵连接，液压油箱包括液封、活塞杆组件、活塞和外筒，液封为中空结构，其具有管嘴和杆部，液封的管嘴与蓄压器固定连接，液封的杆部套接于活塞杆组件内并与其滑动连接，活塞杆组件套接于外筒内，活塞固定于活塞杆组件外壁并与外筒密封接触，充气设备通过蓄压器将高压气体传输给液封，使活塞杆组件沿液封的杆部滑动，保持液压油箱内的油液压力，利用蓄压器为油箱提供初始增压压力，有效地解决了飞机液压泵启动过程的增压问题，避免液压泵在启动过程中产生气穴。

[0007] 该专利通过在液压泵起动前为蓄压器充气推动油箱活塞挤压油液，从而为油箱提供初始增压压力，保证泵起动时的吸油压力满足要求，避免泵发生空吸、起动失败。然而，由于蓄压器提供保压压力的时间有限，且保压时间随着自增压优先阀和油箱内泄漏的增大而减小。当液压系统关闭时间过长使得蓄压器的压力耗尽后，液压系统再次启动时自增压油箱将无法为液压泵提供辅助吸油压力，将不利于液压泵的启动和运行寿命。

[0008] 因此，需要对现有技术的自增压油箱行改进，以便提供一种改进的自增压油箱，该自增压油箱能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。

[0086] 应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中描述的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体取向、方向或其它物理特征不应被视为限制。

[0087] 飞机的液压系统是飞机上重要的机械系统之一，它利用液压油(通常是特殊的油液)来传递能量和动力，驱动致动器，以便控制飞行控制面、起落架、襟翼和减速板等。

[0088] 图1是带有根据本发明的非限制性实施例的自增压油箱100的液压系统1000的示意图。

[0089] 如图所示并且作为非限制性示例，液压系统1000可以主要包括自增压油箱100、液压泵200、液压用户300以及各种液压管路等。

[0090] 自增压油箱100可以主要容纳诸如液压油之类的液压流体，使得液压流体经由液压泵200加压至期望的高压压力后供应到各种液压用户300，例如起落架、升降舵、方向舵、襟翼、副翼等。经过液压用户300后，处于高压压力的液压流体可以降低到较低的压力，并且随后可以返回到自增压油箱100，从而实现液压流体在系统内的循环运行。

[0091] 图2是根据本发明的非限制性实施例的自增压油箱100的示意图。

[0092] 如图所示，该自增压油箱100可以主要包括：壳体组件10、活塞组件20和驱动装置30等。

[0093] 壳体组件10可以包括用于容纳低压流体的第一壳体11以及用于容纳高压流体的第二壳体12，并且第一壳体11与第二壳体12可以经由中间壁13分开，从而形成彼此隔离的容纳空间，从而避免第一壳体11中的低压流体直接连通到第二壳体12中的高压流体。

[0094] 作为示例，第一壳体11和第二壳体12可以各自是大致圆筒形的结构，并且第一壳体11的内径可以大于第二壳体12的内径。

[0095] 如图1和2中示出的，第一壳体11可以包括设置在壳体上的第一开口111和第二开口112。第一开口111可以经由吸油管路L1将低压流体供应到液压泵200的输入部。第二开口112可以经由系统回油管路L3接收来自液压用户300的输出部的低压流体。

[0096] 作为示例并且如图2所示，第一开口111和第二开口112可以设置在中间壁13上，并且可以设置有相应的接头和密封构件，用于分别液密密封地联接到吸油管路L1和系统回油管路L3。

[0097] 第二壳体12可以包括第三开口121，用于经由高压管路L2接收来自液压泵200的输出部的高压流体。作为示例，该第三开口121可以设置在第二壳体12的周向壁上。

[0098] 第一壳体11可以设置有第一端盖14，并且第二壳体12可以设置有第二端盖15，该第一端盖14可以与第二端盖15可以关于中间壁13相对设置，使得中间壁13位于第一端盖14与第二端盖15之间。

[0099] 第一端盖14与第二端盖15可以分别经由诸如螺钉之类的紧固件紧固到第一壳体11和第二壳体12的周向壁。

[0100] 如图2中示意性示出的，活塞组件20可以设置在壳体组件10中，并且包括连体式双活塞。例如，该连体式双活塞可以包括配合在第一壳体11中的第一活塞21、配合在第二壳体12中的第二活塞22和联接在第一活塞和第二活塞之间的活塞杆23。这样，一个活塞的运动将迫使另一个活塞跟随运动，以实现期望的容积改变目的，进而改变液压流体的压力。

[0101] 例如，在第一活塞21和中间壁13(例如图2中所示的中间壁13的左侧)之间可以形成第一壳体11的第一容积，而在第二活塞22和中间壁(例如图2中所示的中间壁13的右侧)之间可以形成第二壳体12的第二容积。低压流体可以容纳在该第一容积中，而高压流体可以容纳在该第二容积中。

[0102] 在液压泵200工作之前，由于液压流体被密封在该第一容积中，因此，在液压泵200工作的瞬间，可能在该第一容积中产生负压，导致液压流体无法被顺利经由吸油管路L1供应到液压泵200的输入部。

[0103] 为了增加第一容积中的液压流体的压力，本发明提供了驱动装置30，该驱动装置30可以包括附连到第一活塞21的第一磁性驱动装置31和与第一磁性驱动装置31存在磁性作用力的第二磁性驱动装置32，该磁性作用力例如可以是磁性排斥力。

[0104] 经由第一磁性驱动装置31和第二磁性驱动装置32之间的磁性排斥力，驱动装置30可以使得第一活塞21被驱动沿着移动方向X移动，以增加第一壳体11的第一容积中的低压流体的压力。此时，例如第一容积中的低压流体的压力可以大于液压泵200的输入部处的压力。这样，随着该低压流体的压力增加，有助于低压流体经由吸油管路L1供应到液压泵200的输入部。

[0105] 较佳地，第一磁性驱动装置31和第二磁性驱动装置32中的至少一个可以是电磁驱动装置，该电磁驱动装置包括铁芯和围绕铁芯布置的电磁线圈。

[0106] 更佳地，第一磁性驱动装置31和第二磁性驱动装置32都是电磁驱动装置，其中，第一磁性驱动装置31可以包括第一铁芯31A和围绕第一铁芯布置的第一电磁线圈31B，而第二磁性驱动装置32同样地可以包括第二铁芯32A和围绕第二铁芯布置的第二电磁线圈32B。

[0107] 如图2中示意性示出的，第一磁性驱动装置31可以与第一活塞21一起移动，从而可以称为移动磁性驱动装置，而第二磁性驱动装置32固定到第一端盖14，从而可以称为静止磁性驱动装置。

[0108] 第一电磁线圈31B和第二电磁线圈32B可以分别经由电源线连接到外部电源40，例如28V DC电源。它们的电源线可以分别布置成以相反方向的缠绕，或者具有相反的极性，从而在连通到电源40后，在第一磁性驱动装置31和第二磁性驱动装置32之间足够的磁性排斥力，以迫使第一活塞21在移动方向X上移动。

[0109] 返回参照图1并且作为示例，液压泵200可以包括第一液压泵201和与第一液压泵201并联布置的第二液压泵202。该第一液压泵201可以由发动机201A驱动，而第二液压泵
202可以由电机202A驱动。第一液压泵201可以经由第一吸油管路L11连接到第一开口111，而第二液压泵202可以经由第二吸油管路L12连接到第一开口111。第一吸油管路L11可以与第二吸油管路L12并联连接，并且可以具有共用的管路部分。

[0110] 如图所示，液压用户300可以设置在液压泵200的下游，并且在液压泵200与液压用户300之间可以设置单向阀203。该液压用户300可以是例如起落架、升降舵、方向舵、襟翼、副翼等，并且在附图中示意性地示出。经过液压用户300后，处于高压压力的液压流体可以降低到较低的压力，并且随后可以返回到自增压油箱100，从而实现液压流体在系统内的循环运行。

[0111] 作为示例，液压用户300可以分别经由第一高压管路L21和第二高压管路L22连接到第一液压泵201和第二液压泵202的下游。在第一高压管路L21和第二高压管路L22中可以分别设置有第一单向阀203A和第二单向阀203B。

[0112] 如图1所示，高压管路L2在单向阀203下游可以设置有过滤器600，该过滤器600可以用于去除液压流体中的杂质以保护液压用户300。另外，高压管路L2在过滤器600可以分成第三高压管路L23和第四高压管路L24。该第三高压管路L23可以直接连接到第二壳体12的第三开口121，用于油箱的自增压，而第四高压管路L24可以连接的各种液压用户300，以使液压用户300工作。

[0113] 如上所述，经过液压用户300后，处于高压压力的液压流体可以降低到较低的压力，并且随后可以经由系统回油管路L3返回到自增压油箱100。如图1所示，在系统回油管路L3中可以同样地设置有过滤器600。

[0114] 另外，液压系统1000可以设置有冷却布置，如图1所示，冷却布置可以包括用于引导液压流体的泵壳体回油管路L4，使得用于液压泵200的冷却的液压流体可以经由该泵壳体回油管路L4连接到系统回油管路L3，并且随后返回到自增压油箱100。作为示例，第一泵壳体回油管路L41可以设置在第一液压泵201的下游，而第二泵壳体回油管路L42可以设置在第二液压泵202的下游。较佳地，可以在第一泵壳体回油管路L41和第二泵壳体回油管路L42中分别设置过滤器。

[0115] 继续参考图1，液压系统1000可以设置有泄压管路L5，在泄压管路L5上可以设置有泄压阀700，以避免液压系统1000的过载失效。作为示例，该泄压阀700可以布置在单向阀203和液压用户300之间。

[0116] 根据本发明的液压系统1000的控制方法可以主要包括以下步骤：

[0117] 在初始启动步骤中，液压泵200不工作。此时，激活驱动装置30以驱动第一活塞21沿着移动方向X移动，以增加低压流体的压力；

[0118] 在低压流体的压力超过第一预定压力后，启动液压泵200；

[0119] 在第二壳体12的高压流体的压力超过第二预定压力后，停用驱动装置30。

[0120] 此时，随着来自液压泵200的输出部的高压流体经由第三开口121进入到第二容积中，该高压流体将迫使第二活塞22在移动方向X上移动，即，在图2中向右移动。由于第二活塞22与第一活塞21经由活塞杆23固定连接，第一活塞21也将被迫使在移动方向X上移动，从而使得第一容积的体积减少，进而其中容纳的低压流体的压力将增加。

[0121] 作为较佳实施例，在高压流体的压力超过第二预定压力的情况下，低压流体的压力超过第一预定压力。

[0122] 应当理解，以上描述的方法步骤是示例性的，本领域技术人员可以调节方法步骤的顺序，增加相应的步骤或者删减相关的步骤，而不脱离本发明的范围。

[0123] 图3是带有根据本发明的非限制性实施例的自增压油箱100的液压系统1000的另一示意图。

[0124] 除了以下描述的之外，图3中示出的液压系统1000与图1中所示的液压系统1000基本相同或相似，因此，为了简洁起见，省略了对相同或相似部件的重复描述，并且相同或相似的部件标注有相同或相似的附图标记。

[0125] 在图3中示出的液压系统1000还包括蓄压器400。该蓄压器400设置在高压管路L2上，并且流体连接到第三开口121。

[0126] 附加地或者替代地，该液压系统1000还可以包括自增压优先阀500，自增压优先阀与蓄压器400串联连接。

[0127] 如本文所用的表示方位或取向的术语“内表面”“外表面”以及用于表示顺序的用语“第一”、“第二”等仅仅是为了使本领域普通技术人员更好地理解以较佳实施例形式示出的本发明的构思，而非用于限制本发明。除非另有说明，否则所有顺序、方位或取向仅用于区分一个元件/部件/结构与另一个元件/部件/结构的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、操作顺序、方向或取向。例如，在替代实施例中，“第一壳体”可以是“第二壳体”。

[0128] 如本文所使用的，除非另外指明，否则术语“大致”和“大约”解释为表示该数值或数值范围的加或减百分之五，或者表示该形状和/或位置存在正负百分之五的偏差。

[0129] 综上所述，根据本发明的实施例的自增压油箱100克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

[0130] 虽然以上结合了较佳实施例对本发明的自增压油箱进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。