ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД Российский патент 2000 года по МПК F15B9/03 

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

Известен гидравлический следящий привод [Бочаров В.П. и др. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники, К., Техника, 1987, с. 74, рис. 60], содержащий неподвижную струйную трубку, управляемый дефлектор, приемную плату, окна которой связаны с полостями гидродвигателя.

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

Известен 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 [Баженов А.И. и др. Проектирование следящих гидравлических приводов летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978, с. 199, рис. 4.2].

Недостатком данного привода является зависимость скорости движения исполнительного гидродвигателя от нагрузки на выходном звене.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является электрогидравлический следящий привод (Пат. РФ N 2116524, бюл. N 21 от 27.07.98 г.), 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, выбранный в качестве прототипа.

Недостатком прототипа являются относительно невысокие энергетические характеристики привода при наличии переменной нагрузки на выходном звене гидропривода.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение энергетических характеристик привода при наличии переменной нагрузки на выходном звене гидропривода.

Теоретический анализ и имеющиеся экспериментальные данные показывают, что при малых расстояниях между струйной трубкой и приемной платой происходит слабое восстановление расхода и истечение струи из струйной трубки нельзя рассматривать как свободное, струйный характер не проявляется. При удалении приемной платы от струйной трубки в пределах начального участка струи при отсутствии нагрузки существенно проявляется струйный характер течения высоконапорной затопленной струи с присущими ей эжекционными свойствами. Поэтому, с точки зрения улучшения энергетических характеристик привода желательно удаление приемной платы от струйной трубки. По мере возрастания нагрузки все больше проявляется эффект удара струи в тупиковый канал и необходимо приближение приемной платы к срезу сопла струйной трубки.

Поставленная задача решается использованием электрогидравлического следящего привода, содержащего последовательно соединенные задатчик, сравнивающий усилитель, электромеханический преобразователь, 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, в отличие от прототипа введена обратная связь по нагрузке, выполненная в виде приемной платы, помещенной в камеру с пружинами, причем окна приемной платы соединены телескопическими трубками с полостями гидроцилиндра, а полости гидроцилиндра сообщаются трубопроводами с установленными в них дросселями с торцевыми полостями камеры.

Существо устройства поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого привода, на фиг. 2 изображен узел "приемная плата-телескопическая трубка", на фиг. 3 представлены результаты экспериментальных исследований.

Электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные задатчик (на чертеже не показан), сравнивающий усилитель 1, электрически связанный с электромеханическим преобразователем 2, струйный усилитель 3 с поворотной струйной трубкой 4, связанный с электромеханическим преобразователем 2, и приемной платой 5, окна 6 и 7 которой соединены с полостями 8, 9 гидроцилиндра 10, шток 11 которого связан цепью 12 отрицательной обратной связи по положению со сравнивающим усилителем 1, обратная связь по нагрузке, выполненная в виде приемной платы 5, помещенной в камеру 13 с пружинами 14, причем окна 6 и 7 платы 5 соединены телескопическими трубками 15 и 16 с полостями 8, 9 гидроцилиндра 10, а полости 8, 9 гидроцилиндра 10 сообщаются трубопроводами 17, 18 с установленными в них дросселями 19, 20 с торцевыми полостями камеры 13.

Электрогидравлический следящий привод работает следующим образом.

Рабочая жидкость под давлением подается в струйную трубку 4, при нейтральном положении которой давления в полостях 8, 9 одинаковы и шток 11 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 8 и 9. Шток 11 перемещается под действием перепада давлений до тех пор, пока сигнал задатчика не будет скомпенсирован, сигналом цепи 12 обратной связи. При отклонении струйной трубки 4, например, влево, шток 11 под действием возникшего перепада давлений перемещается вправо до тех пор, пока сигнал задатчика не будет скомпенсирован сигналом цепи 12 обратной связи по положению и струйная трубка 4 не вернется в нейтральное положение.

Работа обратной связи по нагрузке заключается в том, что при изменении нагрузки на выходном звене гидропривода, например, при ее увеличении, приемная плата 5 под действием давления, поступающего от гидроцилиндра 10 по трубопроводам 17, 18, через дроссели 19, 20, перемещается в камере 13 относительно исходного положения, в котором она удерживается пружинами 14, вверх. Тем самым, изменяется (уменьшается) расстояние между струйной трубкой 4 и приемной платой 5. При уменьшении нагрузки на выходном звене гидропривода приемная плата 5 под действием пружин 14 перемещается в камере 13 вниз, тем самым увеличивается расстояние между струйной трубкой 4 и приемной платой 5. Таким образом, в зависимости от величины нагрузки приемная плата 5 автоматически занимает оптимальное, с точки зрения энергетических характеристик, положение относительно струйной трубки 4.

Для подтверждения данной заявки были проведены соответствующие теоретические [Русак А.М., Целищев В.А. Теоретические и экспериментальные исследования авиационных гидроприводов с высоконапорными струйными усилителями // Проблемы авиадвигателестроения. Сб. докладов международного научно-техн. семинара, Уфа: УГАТУ, 1996, с. 30-39; Русак А.М., Целищев В.А. Струйные гидравлические рулевые машины для органов управления летательных аппаратов. /Интеллектуальные автономные системы. Межд. научн. издание. Уфа: УГАТУ, 1996, с. 111-116] и экспериментальные исследования на лабораторных базах Уфимского государственного авиационного технического университета и Государственного ракетного центра им. ак. Макеева.

На фиг. 3 представлены результаты экспериментальных исследований привода предложенной схемы на рабочей жидкости АМГ-10 при давлении питания 8 МПа и максимальном сигнале управления. Здесь - безразмерные нагрузка и расход привода, - безразмерное расстояние от среза сопла струйной трубки до окон приемной платы.

Соотношение диаметров приемного сопла к напорному равнялось 1,7.

Привод может быть использован в гидросистемах летательных аппаратов. В привод введена обратная связь по нагрузке, выполненная в виде приемной платы, помещенной в камеру с пружинами, причем окна платы соединены телескопическими трубками с полостями гидроцилиндра, а полости гидроцилиндра сообщаются трубопроводами с установленными в них дросселями с торцевыми полостями камеры. Технический результат - улучшение энергетических характеристик привода при наличии переменной нагрузки на выходном звене гидропривода. 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 введена обратная связь по нагрузке, выполненная в виде приемной платы, помещенной в камеру с пружинами, причем окна приемной платы соединены телескопическими трубками с полостями гидроцилиндра, а полости гидроцилиндра сообщаются трубопроводами с установленными в них дросселями с торцевыми полостями камеры.