ES2566038T3

ES2566038T3 - Sistema y método de freno

Info

Publication number: ES2566038T3
Application number: ES11833194.1T
Authority: ES
Inventors: Hiroki Oyama; Michael Joseph Boland
Original assignee: Honda Patents and Technologies North America LLC
Current assignee: Honda Patents and Technologies North America LLC
Priority date: 2010-10-12
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2016-04-08
Anticipated expiration: 2031-10-10
Also published as: US20120133200A1; ES2590993T3; CN103347751A; CA2814015C; AU2011313915B2; WO2012051099A3; AU2011313915A1; EP2627545A2; MX338870B; CA2814015A1; BR112013008747A2; BR112013008747B1; EP2627545B1; BR122021000362B1; WO2012051099A2; US9227612B2; MX2013004186A; CN103347751B; EP2627545A4

Abstract

Un sistema hidráulico para un avión incluyendo: un dispositivo de operación de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d); un suministro de presión (16); un depósito (18); una válvula de freno (120); una válvula de cierre (20) en comunicación de fluido con y dispuesta entre el suministro de presión (16) y la válvula de freno (110), incluyendo la válvula de cierre (20) una seta (158), un primer asiento de válvula (182) y un segundo asiento de válvula (190) cada uno colocado en la válvula de cierre (20), donde el movimiento de la seta (158) es controlado por la operación del dispositivo de operación de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d), donde la seta (158) es móvil entre una primera posición donde la seta actúa contra el primer asiento de válvula (182) y una segunda posición donde la seta (158) actúa contra el segundo asiento de válvula (190), en la primera posición se bloquea el flujo de fluido entre el suministro de presión (16) y la válvula de freno (110) a través de la válvula de cierre (20), en la segunda posición se permite el flujo de fluido entre el suministro de presión (16) y la válvula de freno (110) a través de la válvula de cierre (20); y un freno de rueda (14a, 14b) en comunicación de fluido con y hacia abajo de la válvula de cierre (20), donde el freno de rueda (14a, 14b) está configurado para operar a una presión máxima de fluido y el freno de rueda (14a, 14b) está a x% de la presión máxima cuando la seta (158) está en la segunda posición, donde x% < 100%, y donde el dispositivo de operación de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d) incluye un cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) y un pedal (30a, 30b, 30c, 30d), donde el cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) está en comunicación de fluido con la válvula de cierre (20).

Description

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DESCRIPCION

Sistema y metodo de freno Antecedentes

Esta descripcion se refiere a un sistema de freno de un avion.

En aviones de tamano medio y grande se usan sistemas hidraulicos en sistemas primarios como los sistemas de control de vuelo. En los aviones de tamano medio y grande se usan bombas hidraulicas movidas por motor y analogos como una fuente de presion hidraulica, porque hay que usar sistemas hidraulicos dobles o mas con los sistemas primarios y los sistemas hidraulicos se usan en todos los tiempos de vuelo en aviones de tamano medio y grande. En estos aviones, la cantidad de escape de fluido en el sistema hidraulico no es controvertida, porque las bombas hidraulicas estan activadas en todo momento en los aviones y la presion hidraulica no disminuye a causa del escape.

Por otra parte, en reactores comerciales pequenos se usan sistemas hidraulicos con sistemas secundarios como el control del tren de aterrizaje, el freno, la direccion, el freno de velocidad y analogos en general. Por lo tanto, en los reactores comerciales pequenos, la fuente de presion hidraulica solamente se usa una cantidad de tiempo corta durante un vuelo. Especialmente, la fuente de presion hidraulica no es necesaria durante todo el crucero, aunque el tiempo de crucero sea una gran parte del tiempo de vuelo. Es decir, a menudo se emplean sistemas hidraulicos movidos por bombas electricas para producir presion hidraulica solamente cuando sea necesario.

Tfpicamente, los reactores comerciales pequenos tambien tienen un acumulador de presion como un dispositivo redundante del sistema como preparacion para el fallo de las bombas de presion hidraulica y analogos. En caso de fallo de una bomba y/o sistema electrico, los acumuladores mantienen un volumen suficiente de fluido hidraulico para parar el avion en tierra. En este caso, la cantidad de escape interno en el sistema hidraulico es muy importante, porque el tamano volumetrico del acumulador se decide en consideracion al escape interno. Ademas, una gran cantidad de escape puede requerir que la bomba movida por motor electrico se apague y encienda frecuentemente. El encendido y el apagado frecuentes de la bomba electrica reducen la vida de varios componentes incluyendo el motor electrico, la bomba hidraulica, las partes del sistema hidraulico, asf como el sistema de generacion de potencia electrica.

Recientemente esta aumentando el numero de reactores comerciales pequenos que estan provistos de sistemas de freno de potencia incluyendo una valvula de aguja dosificadora y provistos de sistemas de freno antirresbalamiento. Por lo general, se usa una servovalvula en el sistema de freno antirresbalamiento, porque el sistema de freno antirresbalamiento debera liberar presion del freno enseguida para realizar la funcion antirresbalamiento, y una servovalvula es adecuada para esta operacion. Se usa tipicamente una combinacion de boquilla de chorro y valvula de aleta en la servovalvula. Sin embargo, la cantidad de escape interno de la valvula de aguja dosificadora y la servovalvula no es despreciable debido a las caractensticas distintivas de estas valvulas.

Se puede observar con poca frecuencia que los reactores comerciales pequenos tienen una valvula de cierre de accionamiento electromotriz que esta hacia arriba de la valvula de freno dosificadora y la valvula antirresbalamiento. Se puede usar solenoides electronicos para accionar la valvula de cierre. La cantidad de escape interno de dicho tipo de valvula de cierre tampoco es despreciable. Ademas, cuando no se suministra potencia electrica a dicho tipo de valvula de cierre, el sistema de freno esta fuera de control. Ademas, la valvula de cierre de accionamiento electromotriz crea picos de presion hidraulica, porque las condiciones de encendido y apagado de la valvula de cierre de accionamiento electromotriz siempre se conmutan inmediatamente. Los picos de presion hidraulica, que son suministrados al sistema hidraulico, el sistema de freno y el sistema de tren de aterrizaje del avion, producen mucho ruido acustico y afectan a la duracion del sistema hidraulico y analogos.

US 4 198 102 A describe un sistema hidraulico para un avion, incluyendo un dispositivo de operacion de freno incluyendo un pedal, un suministro de presion, un deposito, una valvula de freno, una valvula de cierre en comunicacion de fluido con y dispuesta entre el suministro de presion y la valvula de freno, donde en una primera posicion el flujo de fluido es bloqueado entre el suministro de presion y la valvula de freno a traves de la valvula de cierre, en la segunda posicion el flujo de fluido es permitido entre el suministro de presion y la valvula de freno a traves de la valvula de cierre; y un freno de rueda en comunicacion de fluido con y hacia abajo de la valvula de cierre, donde el freno de rueda esta configurado para operar a presion maxima de fluido y el freno de rueda esta a x% de la presion maxima cuando la valvula de cierre esta en la segunda posicion, donde x% < 100%.

US 4 414 882 A y US 4 072 011 A describen una valvula con una seta, y asientos de valvula primero y segundo.

Resumen

La presente invencion proporciona un sistema hidraulico para un avion segun la reivindicacion independiente 1, y un metodo para operar un sistema de freno segun la reivindicacion independiente 10, definiendose la realizacion

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preferida en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es una ilustracion esquematica de un sistema de freno hidraulico para un avion.

La figura 2 es otra ilustracion esquematica, mas detallada, de un sistema de freno hidraulico para un avion.

La figura 3 es una ilustracion esquematica de una valvula de cierre para el sistema de freno hidraulico ilustrado en la figura 2.

La figura 4 es un grafico que ilustra la relacion entre el volumen desplazado de cilindro maestro y la presion de cilindro maestro para el sistema de freno hidraulico ilustrado en la figura 2.

Descripcion detallada

Las descripciones y los dibujos son simplemente ilustrativos y se puede hacer varias modificaciones y cambios en las estructuras descritas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas. Varios componentes identificados de un sistema hidraulico y una valvula de cierre aqu descritos son simplemente terminos tecnicos y pueden variar de un fabricante a otro. No se debera considerar que los terminos limitan la presente descripcion o las reivindicaciones anexas. Los dibujos se representan a efectos de ilustrar una o mas realizaciones ejemplares y no a efectos de limitar las reivindicaciones anexas. Todas las referencias a direccion y posicion, a no ser que se indique lo contrario, se refieren a la orientacion de los componentes ilustrados en los dibujos y no se deberan interpretar como limitacion de las reivindicaciones anexas.

La figura 1 ilustra esquematicamente un sistema hidraulico 10 para un avion. El sistema hidraulico 10 incluye un cilindro maestro, y en el ejemplo ilustrado, el sistema hidraulico 10 incluye un cilindro maestro izquierdo de piloto 12a, un cilindro maestro derecho de piloto 12b, un cilindro maestro izquierdo de copiloto 12c, y un cilindro maestro derecho de copiloto 12d. El sistema hidraulico 10 tambien incluye un freno de rueda, que en la realizacion ilustrada incluye un freno de rueda izquierdo 14a y un freno de rueda derecho 14b. El sistema hidraulico 10 tambien incluye un suministro de presion 16, que puede ser una bomba hidraulica movida por motor electrico. El sistema hidraulico 10 tambien incluye un deposito 18, que puede ser un deposito o tanque ventilado o un deposito o tanque presurizado. El sistema hidraulico 10 tambien incluye una valvula de cierre 20 que esta en comunicacion con los cilindros maestro 12a-12d, los frenos de rueda 14a, 14b, el suministro de presion 16 y el deposito 18.

El cilindro maestro izquierdo de piloto 12a es operado por un pedal izquierdo de piloto 30a. El cilindro maestro derecho de piloto 12b es operado por un pedal derecho de piloto 30b. El cilindro maestro izquierdo de copiloto 12c es operado por un pedal izquierdo de copiloto 30c. El cilindro maestro derecho de copiloto 12d es operado por un pedal derecho de copiloto 30d.

Una lmea de salida de cilindro maestro izquierdo 32 conecta con el cilindro maestro izquierdo de piloto 12a. La lmea de salida de cilindro maestro izquierdo 32 se bifurca para conectar con una lmea de suministro de valvula de freno 34, que se representa mas en concreto como una lmea de suministro de valvula dosificadora de freno izquierdo 34 en la figura 2, que conecta con una valvula de freno 110. Como se representa mas en concreto en la figura 2, la valvula de freno 110 puede incluir una valvula dosificadora de freno izquierdo 36. La lmea de salida de cilindro maestro izquierdo 32 tambien se bifurca a una lmea de suministro de valvula de cierre izquierda 38 para conectar con un orificio de cilindro maestro izquierdo 40a de la valvula de cierre 20. Una lmea de salida de cilindro maestro derecho 42 conecta con el cilindro maestro derecho de piloto 12b. La lmea de salida de cilindro maestro derecho 42 se bifurca para conectar con una lmea de suministro de valvula de freno 44, que se representa mas en concreto como una lmea de suministro de valvula dosificadora de freno derecho 44 en la figura 2, que conecta con la valvula de freno 110, que puede incluir una valvula dosificadora de freno derecho 46 como se representa en la figura 2. La lmea de salida de cilindro maestro derecho 42 tambien se bifurca en una lmea de suministro de valvula de cierre derecha 48, que conecta con un orificio de cilindro maestro derecho 40b de la valvula de cierre 20. Una primera lmea de conexion 60 conecta el cilindro maestro izquierdo de copiloto 12c al cilindro maestro izquierdo de piloto 12a. Consiguientemente, al accionamiento del pedal izquierdo de copiloto 30c, sale fluido del cilindro maestro izquierdo de piloto 12a a traves de la lmea de salida de cilindro maestro izquierdo 32. Igualmente, una segunda lmea de conexion 62 conecta el cilindro maestro derecho de copiloto 12d al cilindro maestro derecho de piloto 12b. Una lmea de retorno de cilindro maestro 64 tambien conecta con el cilindro maestro izquierdo de copiloto 12c y el cilindro maestro derecho de copiloto 12d, que conecta los cilindros maestro al deposito 18.

Una lmea de suministro de freno izquierdo 70 conecta el freno izquierdo 14a a la valvula de freno 110, que tambien puede incluir un dispositivo de control antirresbalamiento 72 como se representa en la figura 2. Una lmea de suministro de freno derecho 74 conecta el freno derecho 14b a la valvula de freno 110, que tambien puede incluir el dispositivo de control antirresbalamiento 72 representado en la figura 2.

Con referencia a la figura 2, tanto el freno izquierdo 14a como el freno derecho 14b conectan con una valvula de

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freno de aparcamiento de emergencia 76 mediante una lmea de retorno 78. La valvula de freno de aparcamiento de emergencia 76 puede comunicar con el deposito 18. Se puede disponer un primer fusible hidraulico 82 en la lmea de suministro de freno izquierdo 70 entre el dispositivo de control antirresbalamiento 72 y el freno izquierdo 14a. Se puede disponer un segundo fusible hidraulico 84 en la lmea de suministro de freno derecho 74 entre la valvula de control antirresbalamiento 72 y el freno derecho 14b. La valvula de control antirresbalamiento 72 puede ser controlada por una unidad de control de freno 86. Una lmea electrica 88 puede extenderse entre la valvula de control antirresbalamiento 72 y la unidad de control de freno 86 para suministrar senales a la valvula de control antirresbalamiento. Se puede facilitar un transductor de velocidad de rueda izquierda 94a y un transductor de velocidad de rueda derecha 94b para cada rueda respectiva 96a y 96b. Una primera lmea electrica 98 puede conectar entre la unidad de control de freno 86 y el transductor de velocidad de rueda izquierda 94a. Una segunda lmea electrica 100 puede conectar la unidad de control de freno 86 y el transductor de velocidad de rueda derecha 94b.

Con referencia continuada a la figura 2, la valvula de freno 110, que puede incluir la valvula dosificadora de freno izquierdo 36, la valvula dosificadora de freno derecho 46 y la valvula de control antirresbalamiento 72, tambien pueden proporcionar fluido hidraulico mediante la lmea 112 al tren de engranaje 114 del avion. La valvula de freno 110 y el sistema hidraulico 10 se ilustran mas esquematicamente en la figura 1 en comparacion con la figura 1.

Con referencia de nuevo a la figura 1, la valvula de cierre de freno 20 puede incluir un orificio de suministro de presion 120, que esta conectado al suministro de presion 16, un orificio de presion de sistema, denominado a continuacion un orificio de suministro de presion de freno 122, que esta conectado a la valvula de freno 110, y un orificio de retorno 124, que esta conectado al deposito 18. Una lmea de retorno 126 puede conectar con un orificio de retorno 128 de la valvula de freno 110 y el orificio de retorno 124 de la valvula de cierre 20. Con referencia a la figura 2, se puede disponer una valvula de retencion 130 entre el orificio de retorno 128 de la valvula de freno 110 y el orificio de retorno 124 de la valvula de cierre 20 para bloquear el flujo de fluido desde el orificio de retorno 124 de la valvula de cierre 20 hacia el orificio de retorno 128 de la valvula de freno 110.

La valvula de cierre 20 puede operar en una primera posicion, que bloquea el flujo de fluido entre el suministro de presion 16 y los frenos de rueda 14a, 14b a traves de la valvula de cierre 20. La valvula de cierre 20 tambien puede operar en una segunda posicion, que permite el flujo de fluido entre el suministro de presion 16 y los frenos de rueda 14a y 14b a traves de la valvula de cierre 20. La presion de fluido procedente de los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d controla la operacion de la valvula de cierre 20 entre la primera posicion y la segunda posicion. Como tales, los pedales 30a, 30b, 30c y 30d y los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d se pueden denominar un dispositivo de operacion de freno. Usando presion del cilindro maestro para abrir y cerrar la valvula de cierre 20, el suministro hidraulico a la valvula de freno 110 se puede incrementar gradualmente segun el movimiento del pedal de freno. Este aumento gradual del suministro hidraulico evita picos hidraulicos y ruido acustico. Usando presion del cilindro maestro para abrir y cerrar pasos dentro de la valvula de cierre 20, las carreras parciales en los pedales 30a, 30b, 30c y 30d pueden dar lugar a que se suministre presion desde el suministro de presion 16 hacia los frenos 14a y 14b. En otros terminos, la segunda posicion de la valvula de cierre 20 no tiene que suministrar flujo de fluido ilimitado o pleno entre el suministro de presion 16 y el orificio de presion de freno 122.

Cuando se pisa el pedal 30a o el pedal 30c, la valvula de cierre 20 se mueve a la segunda posicion abierta. Cuando esta en la segunda posicion, la presion para frenar la rueda izquierda 96a procede del suministro de presion 16 al freno de rueda izquierda 14a a traves de la valvula de cierre 20, la valvula dosificadora izquierda 36 y la valvula de control antirresbalamiento 72. Esta fuerza del freno depende de la fuerza ejercida en el pedal 30a o 30c. La valvula de cierre 20 vuelve a la primera posicion, que es cerrada, y la rueda izquierda 96a es liberada por el freno izquierdo 14a cuando no se pisa el pedal 30a o 30c. Igualmente, cuando se pisa el pedal 30b o el pedal 30d, la valvula de cierre 20 se desplaza a la segunda posicion. Cuando esta en la segunda posicion, la presion para frenar la rueda derecha 96b procede del suministro de presion 16 al freno de rueda derecha 14b a traves de la valvula de cierre 20, la valvula dosificadora derecha 46 y la valvula de control antirresbalamiento 72. Esta fuerza del freno depende de la fuerza ejercida en el pedal 30b o 30d. La valvula de cierre 20 vuelve a la primera posicion, que es cerrada, y la rueda derecha 96b es liberada por el freno derecho 14b cuando no se pisa el pedal 30b o 30d.

Con referencia a la figura 3, la valvula de cierre 20 incluye un alojamiento 150 incluyendo un agujero 152. El agujero 152 se puede formar en el alojamiento 150 perforando o quitando material del alojamiento 150 para proporcionar un paso a traves del que pueda fluir fluido. Alternativamente, el agujero 152 se puede formar en una operacion de vaciado de tal manera que se forme un paso a traves del que pueda fluir fluido. El alojamiento 150 incluye ademas los orificios de cilindro maestro 40a y 40b (se representa un orificio de cilindro maestro 40 en la figura 2), el orificio de suministro de presion 120, el orificio de presion de freno 122, y el orificio de retorno 124. Cada uno de los orificios conecta con el agujero 152.

La valvula de cierre 20 incluye ademas un carrete 154 dispuesto en el agujero 152. En la realizacion ilustrada, el carrete 154 es generalmente un cilindro alargado e incluye una superficie exterior 156. Una seta 158 esta en el carrete 154 y se mueve con el carrete 154. En la realizacion ilustrada, la seta 158 incluye una primera cara de valvula (superior) 162 y una segunda cara de valvula (inferior) 164. La seta 158 amplfa una porcion del carrete 154 para bloquear selectivamente el flujo de fluido a traves del agujero 152 de una manera que se describira con mas

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detalle mas adelante. El movimiento de la seta 158 es controlado por la operacion del dispositivo de operacion de freno, por ejemplo, los pedales 30a, 30b, 30c y 30d y los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d. Si se desea, una articulacion mecanica entre los pedales 30a, 30b, 30c y 30d y la valvula de cierre 20 puede ser usada en lugar de los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d. Esta articulacion mecanica y los pedales 30a, 30b, 30c y 30d tambien pueden operar como el dispositivo de operacion de freno.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un tapon 170, que en la realizacion ilustrada es de configuracion generalmente cilmdrica. Como se ilustra en la figura 3, el tapon 170 encaja dentro de una seccion escariada superior 172 del agujero 152. El tapon 170 incluye un paso central cilmdrico 174 que recibe una porcion del carrete 154. Una junta estanca de tapon interior 176 contacta el tapon 170 y el carrete 154 para evitar el flujo de fluido desde el agujero 152 al ambiente. Una junta estanca de tapon exterior 178 contacta el tapon 170 y el alojamiento 150 para evitar tambien el flujo de fluido entre el agujero 152 y el ambiente. El carrete 154 es movil dentro del paso 174 con respecto al tapon 170 manteniendo al mismo tiempo un cierre hermetico entre el carrete 154 y el tapon 170 en la junta estanca 176.

La valvula de cierre 20 incluye ademas un primer asiento de valvula 182 dispuesto en el agujero 152 entre donde el orificio de suministro de presion 120 conecta con el agujero 152 y donde el orificio de presion de freno 122 conecta con el agujero 152. El primer asiento de valvula 182 puede ser una pieza metalica anular en forma de disco que incluye un paso central 184 que recibe el carrete 154. El primer asiento de valvula 182 esta dispuesto en una seccion de asiento de valvula 186 del agujero 152 entre donde el orificio de suministro de presion 120 conecta con el agujero 152 y donde el orificio de presion de freno 122 conecta con el agujero 152. La seta 162 efectua sellado contra el primer asiento de valvula 182 para bloquear el flujo de fluido a traves del agujero 152 desde el orificio de suministro de presion 120 hacia el orificio de presion de freno 122. Mas en concreto, la primera cara de valvula 162 de la seta 158 asienta contra el primer asiento de valvula 182 para bloquear el paso central 184 para bloquear el flujo de fluido a traves del agujero 152 desde el orificio de suministro de presion 120 hacia el orificio de presion de freno 122.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un segundo asiento de valvula 190, que se puede disponer en la seccion de asiento de valvula 186 del agujero 152. El segundo asiento de valvula 190 puede ser una pieza metalica anular en forma de disco que incluye un paso central 192 que recibe el carrete 154. El segundo asiento de valvula 190 esta dispuesto en el agujero 152 entre donde el orificio de suministro de presion 120 conecta con el agujero y donde el orificio de cilindro maestro 40 conecta con el agujero. Adicionalmente, el segundo asiento de valvula 190 esta dispuesto en el agujero 152 entre donde el orificio de presion de freno 122 conecta con el agujero 152 y donde el orificio de cilindro maestro 40 conecta con el agujero 152.

La seta 158 es movil entre una primera posicion donde la seta 158 actua contra el primer asiento de valvula 182 y una segunda posicion donde la seta 158 actua contra el segundo asiento de valvula 190. En la primera posicion, el flujo de fluido es bloqueado entre el suministro de presion 16 y la valvula de freno 110 a traves de la valvula de cierre 20. En la segunda posicion, el flujo de fluido esta permitido entre el suministro de presion 16 y la valvula de freno 110 a traves de la valvula de cierre 20. En la segunda posicion, el flujo de fluido tambien esta bloqueado entre el suministro de presion 16 y los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d. La velocidad de movimiento entre la primera posicion y la segunda posicion es proporcional a una velocidad de operacion del dispositivo de operacion de freno, por ejemplo, los pedales 30a, 30b, 30c y 30d y los cilindros maestro 12a, 12b, 12c y 12d o los pedales 30a, 30b, 30c y 30d y una articulacion mecanica conectada con la valvula de cierre 20.

La valvula de cierre 20 tambien incluye una junta estanca 200 para excluir el flujo de fluido entre el suministro de presion 16 (figura 1) y el deposito 18 (figura 1) a traves de una valvula 20. La junta estanca 200 coopera con el carrete 154 y el alojamiento 150 para bloquear el flujo de fluido a traves del agujero 152 desde el orificio de suministro de presion 120 y el orificio de presion de freno 122 hacia el orificio de cilindro maestro 40. En la realizacion ilustrada, la junta estanca 200 contacta el carrete 154 y el alojamiento 150 y se coloca debajo del segundo asiento de valvula 190. La junta estanca 200 puede ser una junta torica estanca.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un piston interior (primero) 210 dispuesto en el agujero 152 y conectado con el carrete 154 para movimiento con el carrete 154. En la realizacion ilustrada, el piston interior 210 incluye una base 212, una extension superior 214, que se aleja de la base 212 en una primera direccion (hacia el tapon 170 en la figura 3), y una extension inferior 216, que se aleja de la base en una segunda direccion. En la realizacion ilustrada, la base 212 puede ser un elemento de disco de forma generalmente circular. El diametro exterior de la base 212 es mayor que el diametro exterior de la extension superior 214. La extension superior 214 puede ser de configuracion generalmente cilmdrica y extenderse en una direccion generalmente normal desde la base 212. El diametro interior de la extension superior 214 es mayor que el diametro exterior del carrete 154. El diametro exterior de la extension superior 214 y el diametro interior del piston exterior 230 son casi los mismos. La extension inferior 216 tambien puede ser de configuracion generalmente cilmdrica e incluir una superficie interior 224 y una superficie exterior 226. La extension inferior 216 tambien se puede extender en una direccion generalmente normal desde la base 212. El diametro interior de la extension inferior 216 y el diametro exterior del carrete 154 son casi los mismos.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un piston exterior (segundo) 230 dispuesto en el agujero 152. En la

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realizacion ilustrada, el segundo piston 230 es de configuracion generalmente cilmdrica e incluye un segundo paso de piston 232 que recibe la extension superior 214 del primer piston 210. El diametro de la base 212 del primer piston 210 es mayor que el diametro del segundo paso de piston 232. En la realizacion ilustrada, el primer piston 210 coopera con el segundo piston 230 para bloquear el flujo de fluido a traves del agujero 152 desde el orificio de cilindro maestro 40 hacia el orificio de retorno 124. La longitud de la extension superior 214 es mayor que la longitud del segundo paso de piston 232 de tal manera que el movimiento del primer piston 210 con relacion al segundo piston 230 mantenga el cierre hermetico entre el primer piston 210 y el segundo piston 230 a traves del segundo paso de piston 232. Ademas, el segundo piston 230 coopera con el alojamiento 150 para bloquear el flujo de fluido a traves del agujero 150 desde el orificio de cilindro maestro 40 hacia el orificio de retorno 124.

En la realizacion ilustrada, el alojamiento 150 incluye un saliente 234. Una seccion de recepcion de piston 236 del agujero 152 se define debajo del saliente 234 (segun la orientacion representada en la figura 3). El diametro exterior del piston exterior 230 y el diametro exterior de la seccion de recepcion de piston 236 son casi los mismos. El alojamiento 150 tambien incluye un paso de lmea de retorno 238 que conecta con la seccion de recepcion de piston 236 del agujero 152 debajo del segundo piston 230 (segun la orientacion representada en la figura 3) y el orificio de retorno 124. Una junta estanca de piston interior 242 contacta el piston interior 210 y el piston exterior 230 para bloquear el flujo de fluido desde el orificio de cilindro maestro 40 hacia el orificio de lmea de retorno 124 (y mas espedficamente entre el orificio de cilindro maestro 40 y el paso de lmea de retorno 238) a traves del agujero 152. Una junta estanca de piston exterior 244 contacta el piston exterior 230 y el alojamiento 150 para bloquear el flujo de fluido entre el orificio de cilindro maestro 40 y el orificio de retorno 124 (y mas espedficamente, el paso de lmea de retorno 238) a traves del agujero 152.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un primer muelle (interior) 250 que empuja el primer piston 210 y la seta 158 en una primera direccion hacia el primer asiento de valvula 182. El muelle interior 250 esta dispuesto en la seccion de recepcion de piston 236 del agujero 152. Un reten de muelle interior 252 conecta con el alojamiento 150 para montar el muelle interior 250 en el alojamiento 150. El muelle interior 250 actua contra el alojamiento empujando el primer piston 210 en la primera direccion. El diametro interior del muelle interior 250 es mayor que el diametro exterior de la extension inferior 216 y el diametro exterior del muelle interior 250 es mas pequeno que el diametro exterior de la base 212.

La valvula de cierre 20 tambien incluye un segundo muelle (exterior) 254 que empuja el segundo piston 230 en la primera direccion. El diametro interior de la seccion de recepcion de piston 236 es mayor que el diametro exterior del muelle exterior 254. El muelle exterior 254 tambien esta dispuesto dentro de la seccion de recepcion de piston 236 del agujero 152. Un reten de muelle exterior 256 conecta con el alojamiento 150 para conectar el muelle exterior 254 al alojamiento 150. El reten de muelle exterior 256 incluye una base 258, que puede ser generalmente anular, y una extension 260, que puede ser cilmdrica, que se extiende hacia arriba desde la base 258 en la primera direccion. El diametro exterior de la extension 260 es mayor que el diametro exterior de la base 212. El diametro interior del muelle exterior 254 es mayor que el diametro exterior de la extension 260. El saliente 234 retiene el segundo piston 230 contra la fuerza de empuje del muelle exterior 254 de modo que el piston exterior 230 no avance para bloquear el orificio de cilindro maestro 40. El reten de muelle exterior 256 es hueco e incluye un paso 262 que recibe el piston interior 210 y el muelle interior 250. El paso 262 tiene un diametro que es mas grande que el diametro de la base 212 del piston interior 210, que permite que el piston interior 210 avance dentro del paso 262 y se pueda mover con respecto al reten de muelle exterior 256. La extension superior 260 tambien puede limitar el movimiento del piston exterior 230 en una segunda direccion, que es opuesta a la primera direccion, que es la direccion en la que el muelle exterior 254 empuja el piston exterior 230. El carrete 154, la extension superior 214, la extension inferior 216, la base 212, el muelle interior 250, el muelle exterior 254, el reten de muelle exterior 256, la base 258, el muelle exterior 230 y la seccion de recepcion de piston 236 estan dispuestos concentricamente. El muelle interior 250, que se pone a tierra en el reten de muelle interior 252, empuja el piston interior 210 hacia la primera direccion. El muelle exterior 254, que se pone a tierra en la base 258, empuja el piston exterior 230 hacia la primera direccion.

La operacion de la valvula de cierre 20 se describira ahora con mas detalle. Normalmente, la primera cara de valvula 162 contacta el primer asiento de valvula 182, porque el muelle interior 250 empuja el piston interior 210 y el carrete 154 hacia la primera direccion. Esta es el estado cerrado de la valvula de cierre 20. En el estado cerrado, el fluido hidraulico no fluye desde el orificio de suministro de presion 120 al orificio de presion de freno 122. La valvula de cierre 20 esta disenada de tal manera que la presion de fluido en el orificio de cilindro maestro 40 supere la fuerza de empuje del muelle interior 250 y una presion de lmea de retorno en el orificio de retorno 124 empuje la seta 158 desde el primer asiento de valvula 182 permitiendo que fluya fluido a traves del agujero 152 desde el orificio de suministro de presion 120 hacia el orificio de presion de freno 122.

La presion de fluido del cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d entra en la valvula de cierre 20 en el orificio de cilindro maestro 40. La junta estanca 200 evita el flujo de fluido desde el orificio de cilindro maestro 40 hacia el orificio de suministro de presion 120 y el orificio de presion de freno 122. La superficie interior 218 del piston interior 210 esta espaciada de la superficie exterior 156 del carrete 154 de tal manera que el fluido del orificio de cilindro maestro 40 pueda entrar entre la superficie interior 218 del piston interior 210 y la superficie exterior 156 del carrete 154 superando la fuerza de empuje del muelle interior 250 y la presion de lmea de retorno en el orificio de retorno 124. El carrete 154 y el piston interior 210 avanzan integralmente. Con la primera cara de valvula 162 desasentada del

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asiento de valvula 182, el fluido pasa desde el orificio de suministro de presion 120 a traves de un paso de orificio de suministro de presion 270 al agujero 152, a traves del paso 184 en el asiento de valvula 182 y a un paso de orificio de presion de freno 272, que esta conectado con el orificio de presion de freno 122.

La carrera del piston interior 210 es limitada por la segunda cara de valvula 164 que asienta contra el segundo asiento de valvula 190. La compensacion de volumen la realiza el movimiento del piston exterior 230 contra la fuerza de empuje del muelle exterior 254 y la presion de orificio de retorno en el orificio de retorno 124, porque cuando el piston exterior 230 se desplaza hacia abajo, el espacio interior entre el piston exterior 230 y el saliente 234 se amplfa. Segun se ve en la figura 3, la superficie exterior 222 del piston interior 210 esta espaciada del saliente 234 de tal manera que pueda entrar fluido en la region del agujero 152 debajo del saliente (segun la orientacion representada en la figura 3). Consiguientemente, el piston exterior 230 y el alojamiento pueden operar como un acumulador (vease la figura 2). Cuando la fuerza ejercida por la presion del cilindro maestro del orificio de cilindro maestro 40 supera la fuerza ejercida por el muelle interior 250 y la presion de retorno del orificio de retorno 124, el carrete 154 y el piston interior 210 se mueven integralmente en una direccion hacia la segunda direccion. Al principio, el segundo piston 230 no se mueve. Cuando la fuerza ejercida por la presion del cilindro maestro del orificio de cilindro maestro 40 supera la fuerza ejercida por el muelle interior 250, el muelle exterior 254 y la presion de retorno del orificio de retorno, el carrete 154, el piston interior 210 y el piston exterior 230 se mueven integralmente en una direccion hacia la segunda direccion. Asf, este mecanismo realiza facilmente un compensador de volumen. La valvula de cierre 20 llega al estado abierto cuando la primera cara de valvula 162 se aleja del primer asiento de valvula 182 con un recorrido del carrete 154. Entonces, el fluido hidraulico fluye desde el orificio de suministro de presion 120 al orificio de presion de freno 122. La carrera de la seta 158 y el piston interior 210 son limitadas por la distancia entre el primer asiento de valvula 182 y el segundo asiento de valvula 190.

Un fallo de la junta estanca 200 da lugar a que pase fluido desde el orificio de suministro de presion 120 (y el orificio de presion de freno 122) hacia el orificio de cilindro maestro 40. Entonces, la presion en el orificio de cilindro maestro 40 aumenta y la segunda cara de valvula 164 de la seta 158 se mueve hacia el segundo asiento de valvula 190. Cuando la segunda cara de valvula 164 asienta contra el segundo asiento de valvula 190, se bloquea el flujo de fluido desde el orificio de suministro de presion de freno 120 y el orificio de presion de freno 122 hacia el orificio de cilindro maestro 40. El fallo de la junta estanca 200 puede dar lugar a una aplicacion no ordenada de x% de la presion del freno en el freno izquierdo 14a (figura 1) y el freno derecho 14b (figura 1). En un ejemplo, x% puede ser al menos aproximadamente 70% de una presion de freno maxima en cada freno de rueda 14a, 14b. La presion del freno aumenta hasta que la segunda cara de valvula 164 contacta el segundo asiento de valvula 190. En este sistema de freno hidraulico, se proporciona hasta 70 % de la presion del freno en el freno 14a, 14b hasta que la segunda cara de valvula 164 contacta el segundo asiento de valvula 190 sin que los pilotos accionen el pedal de freno. Como reiteracion, en esta realizacion, el valor de 70% es simplemente un ejemplo. Este porcentaje se decide en respuesta a la distancia entre la segunda cara de valvula 164 y el segundo asiento de valvula 190, la fuerza elastica del muelle interior 250 y analogos. Por lo tanto, el porcentaje de la presion del freno se decide para cada sistema de freno hidraulico. Si la junta estanca 200 falla, entonces el piloto del avion es capaz de controlar el frenado de 70% a 100% pisando los pedales de freno. Si se modificasen la distancia entre la segunda cara de valvula 164 y el segundo asiento de valvula 190, la fuerza elastica del muelle interior 250 o analogos, entonces el piloto del avion sena capaz de controlar el frenado de x% (dependiendo de las modificaciones) a 100% de la presion de freno maxima al fallo de la junta estanca 182. Si la presion en el orificio de suministro de presion 120 continuase fluyendo al orificio de cilindro maestro 40, como en otros disenos, se podna producir el estado de freno pleno no intencionado, lo que no es deseable. Dado que el segundo asiento de valvula 190 se hace de metal en la realizacion ilustrada, el fallo del contacto de metal con metal entre la segunda cara de valvula 164 y el segundo asiento de valvula 190 es improbable. El fallo tanto del asiento de valvula 190 como de la junta estanca 200 es altamente improbable debido a la naturaleza de un cierre estanco de metal con metal entre la segunda cara de valvula 164 y el segundo asiento de valvula 190.

La figura 4 ilustra la relacion entre el volumen desplazado de cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d y la presion del cilindro maestro. La lmea continua 300 en el grafico denota la relacion entre el volumen desplazado de cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d y la presion del cilindro maestro al fallo de la junta estanca 200, y la lmea de puntos de diamante 302 denota la relacion entre volumen desplazado de cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d y la presion del cilindro maestro cuando la junta estanca 200 no ha fallado. Las porciones 300a, 302a de cada lmea 300, 302, respectivamente, que tiene una pendiente menor denota cuando el piston 230 (figura 3) se mueve para acomodar el fluido del cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d durante el desplazamiento adicional del pedal 30a, 30b, 30c o 30d despues de que la seta 158, y mas en concreto la cara de valvula 164, contacta el asiento de valvula 190. Los puntos respectivos 300b, 302b donde cada lmea 300, 302, respectivamente, cambia de pendiente denotan cuando la seta 158, y mas en concreto la cara de valvula 164, contacta el asiento de valvula 190. La distancia entre los puntos 300b, 302b donde cada lmea 300, 302, respectivamente, cambia de pendiente y el volumen desplazado maximo 300c, 302c (aproximadamente 680 psig en la figura 4) denota el porcentaje de presion de freno maxima en el freno de rueda 14a, 14b despues de que la seta 158, y mas en concreto la cara de valvula 164, contacta el asiento de valvula 190. Como tal, segun se ve al observar la lmea 300, y mas en concreto la porcion 300a, el piloto puede operar los frenos de rueda 14a, 14b entre x%, por ejemplo, 70%, de presion maxima y 100% de presion maxima despues de que la junta estanca 200 (figura 3) haya fallado y la seta 158 este asentada contra el asiento de valvula 190.

Un metodo para operar un sistema de freno puede incluir pisar el pedal 30a, 30b, 30c o 30d para mover la seta 158 en una valvula de cierre 20 desde una primera posicion hacia una segunda posicion. Cuando esta en la primera posicion la seta 158 bloquea el flujo de fluido entre la fuente de presion 16 y la valvula de freno 120. Cuando esta en 5 la segunda posicion, la seta 158 se coloca para permitir el flujo de fluido entre la fuente de presion 16 y la valvula de freno 110. El freno de rueda 14a o 14b, que esta conectado con la valvula de cierre 20, esta a x% de una presion de freno maxima cuando la seta 158 esta en la segunda posicion. El metodo incluye ademas pisar el pedal 30a, 30b, 30c o 30d con la seta 158 en la segunda posicion para proporcionar una presion del freno mas superior a x% en el freno de rueda 14a o 14b. Al pisar el pedal 30a, 30b, 30c o 30d se mueve fluido desde el cilindro maestro 12a, 12b, 10 12c o 12d hacia la valvula de cierre 20. Al pisar mas el pedal 30a, 30b, 30c o 30d se mueve fluido desde el cilindro

maestro 12a, 12b, 12c o 12d para desplazar el piston 230 en la valvula de cierre 20. Al pisar mas el pedal 30a, 30b, 30c o 30d tambien se mueve fluido desde el cilindro maestro 12a, 12b, 12c o 12d hacia la valvula de freno 110, que puede incluir al menos una de una valvula dosificadora 36, 46 y una valvula antirresbalamiento 72 dispuestas hacia abajo de la valvula de cierre 20. La velocidad a la que la seta 158 se mueve desde la primera posicion hacia la 15 segunda posicion es proporcional a la velocidad de operacion a la que se acciona el pedal 30a, 30b, 30c o 30d.

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema hidraulico para un avion incluyendo:

un dispositivo de operacion de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d); un suministro de presion (16); un deposito (18); una valvula de freno (120);

una valvula de cierre (20) en comunicacion de fluido con y dispuesta entre el suministro de presion (16) y la valvula de freno (110), incluyendo la valvula de cierre (20) una seta (158), un primer asiento de valvula (182) y un segundo asiento de valvula (190) cada uno colocado en la valvula de cierre (20), donde el movimiento de la seta (158) es controlado por la operacion del dispositivo de operacion de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d), donde la seta (158) es movil entre una primera posicion donde la seta actua contra el primer asiento de valvula (182) y una segunda posicion donde la seta (158) actua contra el segundo asiento de valvula (190), en la primera posicion se bloquea el flujo de fluido entre el suministro de presion (16) y la valvula de freno (110) a traves de la valvula de cierre (20), en la segunda posicion se permite el flujo de fluido entre el suministro de presion (16) y la valvula de freno (110) a traves de la valvula de cierre (20); y

un freno de rueda (14a, 14b) en comunicacion de fluido con y hacia abajo de la valvula de cierre (20),

donde el freno de rueda (14a, 14b) esta configurado para operar a una presion maxima de fluido y el freno de rueda (14a, 14b) esta a x% de la presion maxima cuando la seta (158) esta en la segunda posicion, donde x% < 100%, y

donde el dispositivo de operacion de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d) incluye un cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) y un pedal (30a, 30b, 30c, 30d),

donde el cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) esta en comunicacion de fluido con la valvula de cierre (20).
2. El sistema de la reivindicacion 1, donde una velocidad de movimiento entre la primera posicion y la segunda posicion es proporcional a una velocidad de operacion del dispositivo de operacion de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d).
3. El sistema de la reivindicacion 1, donde con la seta (158) en la segunda posicion el flujo de fluido es bloqueado entre el suministro de presion (16) y el cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d).
4. El sistema de la reivindicacion 1, donde la valvula de freno (110) incluye al menos una de una valvula dosificadora de freno (36) y una valvula antirresbalamiento (72).
5. El sistema de la reivindicacion 1, donde el freno de rueda (14a, 14b) es al menos aproximadamente 70% de la presion maxima cuando la seta (158) esta en la segunda posicion.
6. El sistema de la reivindicacion 1, donde el desplazamiento adicional del dispositivo de operacion de freno (30a, 30b, 30c, 30d, 12a, 12b, 12c, 12d) con la seta (158) en la segunda posicion esta configurado para dar lugar a presiones de freno superiores a x% hasta 100% de la presion de freno maxima en el freno de rueda (14a, 14b).
7. El sistema de la reivindicacion 6, donde x% es una funcion de una distancia entre la seta (158) y el segundo asiento de valvula (190) cuando la seta (158) esta en la primera posicion.
8. El sistema de la reivindicacion 7, incluyendo ademas un muelle (250) que empuja la seta (158) hacia la primera posicion, donde x% tambien es una funcion de una fuerza de empuje del muelle (250).
9. El sistema de la reivindicacion 6, donde el dispositivo de operacion de freno incluye un cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) y un pedal (30a, 30b, 30c, 30d), donde el cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) esta en comunicacion de fluido con la valvula de cierre (20), donde la valvula de cierre (20) incluye un piston (230) que se desplaza en la valvula de cierre (20) cuando la seta (158) esta en la segunda posicion para acomodar fluido procedente del cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) durante el desplazamiento adicional del pedal (30a, 30b, 30c, 30d) despues de que la seta (158) esta en la segunda posicion.
10. Un metodo para operar un sistema de freno incluyendo:

pisar un pedal (30a, 30b, 30c, 30d) para mover una seta (158) en una valvula de cierre (20) desde una primera posicion hacia una segunda posicion, cuando en la primera posicion la seta (158) bloquea el flujo de fluido entre una

fuente de presion (16) y una valvula de freno (110) y cuando en la segunda posicion la seta (158) permite el flujo de fluido entre la fuente de presion y la valvula de freno (110), donde un freno de rueda (14a, 14b) conectado con la valvula de cierre (20) esta a x% de una presion de freno maxima cuando la seta (158) esta en la segunda posicion; y

5 pisar mas el pedal (30a, 30b, 30c, 30d) con la seta (158) en la segunda posicion para proporcionar una presion de freno superior a x% en el freno de rueda (14a. 14b) donde pisar el pedal (30a, 30b, 30c, 30d) mueve fluido desde un cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) hacia la valvula de cierre (20).
11. El metodo de la reivindicacion 10, donde pisar mas el pedal (30a, 30b, 30c, 30d) mueve fluido desde un cilindro 10 maestro (12a, 12b, 12c, 12d) para desplazar un piston (230) en la valvula de cierre (20).
12. El metodo de la reivindicacion 11, donde ademas pisar el pedal (30a, 30b, 30c, 30d) tambien mueve fluido desde el cilindro maestro (12a, 12b, 12c, 12d) hacia la valvula de freno (110), que es al menos una de una valvula dosificadora (36, 46) y una valvula antirresbalamiento (72) dispuesta hacia abajo de la valvula de cierre (20).

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13. El metodo de la reivindicacion 10, donde una velocidad a la que la seta (158) se mueve desde la primera posicion hacia la segunda posicion es proporcional a una velocidad de operacion a la que se pisa el pedal (30a, 30b, 30c, 30d).