ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД Российский патент 1998 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в гидросистемах летательных аппаратов.

Известен гидравлический привод с дросселирующим гидрораспределителем, содержащим электромеханический преобразователь, золотниковый гидрораспределитель и гидроцилиндр [1, c. 107, рис. 5.2, а].

Недостатком привода является относительно невысокая надежность, высокие требования к частоте рабочей жидкости и мощности преобразователя. Известен следящий привод, содержащий задающее устройство, усилитель со струйной трубкой и гидродвигатель [2, c. 11, рис. 3].

Недостатками привода являются склонность струйной трубки к автоколебаниям при высоких давлениях питания, что в свою очередь снижает устойчивость привода, и низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено невысокой жесткостью характеристик.

Известен гидравлический следящий привод [3, c. 74, рис. 60], содержащий неподвижную струйную трубку, управляемый дефлектор, приемную плату, окна которой связаны с полостями гидродвигателя.

Недостатками привода являются большие усилия от гидродинамического воздействия высоконапорных струй на дефлектор и, как следствие этого, требуемая большая мощность управляющего устройства, дефлектора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является электрогидравлический следящий привод [4, c. 12, рис. 16], содержащий последовательно соединенные задатчик, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь и струйный усилитель с поворотной струйной трубкой, связанной с электромеханическим преобразователем, и приемной платой, окна которой соединены с полостями гидроцилиндра, шток которого связан с цепью отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем, выбранный в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются нежесткость нагрузочной характеристики [4, рис. 4.16 с.211], свойственная приводам с дроссельным регулированием, и склонность струйной трубки к автоколебаниям вследствие гидродинамического воздействия струй на струйную трубку.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение жесткости выходной характеристики и устойчивости.

Поставленная задача достигается тем, что имеется электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчики, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь и струйный усилитель с поворотной струйной трубкой, связанной с электромеханическим преобразователем, и приемной платой, окна которой соединены с полостями гидроцилиндра, шток которого связан с цепью отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем, отличающийся тем, что в приемной плате выполнена камера в виде плоскопараллельной щели, пересекающей конические каналы и сообщенной со сливом, при этом в верхней части платы каналы выполнены в виде конфузора, а в нижней части - в виде диффузора.

На фиг. 1 изображена схема привода с предложенной конструкцией приемной платы; на фиг. 2 - схема экспериментальной установки; на фиг. 3 - типичные экспериментальные кривые.

Электрогидравлический следящий привод содержит последовательно соединенные задатчик (на чертеже не изображен), сравнивающий усилитель 1, электрически связанный с электромеханическим преобразователем 2, и струйный усилитель 3 с поворотной струйной трубкой 4, закрепленной на валу электромеханического преобразователя 2, и приемной платой 5, конфузорные 6 и диффузорные 7 окна которой разделены плоскопараллельной щелью 8 и соединены каналы с полостями 9, 10 гидроцилиндра 11, шток 12 которого связан с цепью 13 электрической отрицательной обратной связью по положению с усилителем 1.

Электрогидравлический привод работает следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением подается в струйную трубку 4, при нейтральном положении которой давления в полостях 9, 10 одинаковы и шток 12 неподвижен. При подаче сигнала задатчика на электромеханический преобразователь 2 струйная трубка 4 отклоняется от своего нейтрального положения, что приводит к возникновению перепада давления в полостях 9 и 10. Шток 12 перемещается под действием перепада давлений до тех пор, пока сигнал задатчика не будет скомпенсирован сигналом цепи 13 обратной связи по положению и струйная трубка не вернется в нейтральное положение.

В приемной плате 5 осуществляется эффект стабилизации расхода при изменении нагрузки на исполнительном гидродвигателе (штоке 12 гидроцилиндра 11). При нагрузке на штоке 12, составляющей 70% от максимального значения, скорость перемещения штока такая же, как и на холостом ходу при заданном отклонении струйной трубки 4. Отвод рабочей жидкости из полости гидроцилиндра осуществляется через плоскую щель 8, что исключает воздействие обратных струй на струйную трубку. В динамических режимах рассмотренный привод устойчив. Волновые явления и забросы давления в подводящих давления отсутствуют, так как струя обладает односторонней проводимостью.

Указанная конструкция приемной платы позволяет использовать так называемый струйный эффект стабилизации расхода, основанный на кавитационных явлениях и подтвержденный исследованиями [3, рис. 61, с.76]. Кроме того, при этом осуществляется отвод обратных струй, истекающих из окон приемной платы в сторону, исключая тем самым пресловутое их воздействие на струйную трубку.

Для подтверждения указанного решения на экспериментальной базе Государственного ракетного центра были проведены исследования явления стабилизации выходной характеристики привода предложенным устройством (Акт 5-12/58-87). Перепад давлений на струйном усилителе изменяется в пределах 0-21,2 МПа, минимальный диаметр сопел приемной платы изменяется в пределах: для конфузора d₁= 1,612-2,416 мм, для диффузора d₂=2,015-2,927 мм, ширина щели в приемной плате Г=1,2-1,9 мм, расход через струйную трубку Q₀=21,7-60,9 л/мин. На всем диапазоне исследуемых параметров наблюдалась стабилизация скорости гидродвигателем по нагрузке.

Предложенное техническое решение конструктивной схемы привода позволяет помимо улучшения устойчивости привода и увеличения жесткости выходной характеристики повысить КПД привода в 2 раза, увеличить диапазон рабочих давлений приводов с подвижной струйной трубкой.

Изобретение может быть использовано в гидросистемах летательных аппаратов. В приемной плате привода выполнена камера в виде плоскопараллельной щели, пересекающей конические каналы и сообщенной со сливом. В верхней части платы каналы выполнены в виде конфузора, а в нижней части - в виде диффузора. Использование изобретения позволяет улучшить устойчивость привода увеличить жесткость выходной характеристики, повысить КПД привода и увеличить диапазон рабочих давлений приводов. 3 ил.

Электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчик, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь и струйный усилитель с поворотной струйной трубкой, связанной с электромеханическим преобразователем, и приемной платой, окна которой соединены с полостями гидроцилиндра, шток которого связан цепью отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем, отличающийся тем, что в приемной плате выполнена камера в виде плоскопараллельной щели, пересекающей конические каналы и сообщенной со сливом, при этом в верхней части платы каналы выполнены в виде конфузора, а в нижней части - в виде диффузора.