КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИВОД Российский патент 2002 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системе управления летательных аппаратов.

Известны приводы, содержащие дублированный золотниковый распределитель и гидродвигатель (см. кн. В.И. Гониодский и др. Привод рулевых поверхностей. Москва, "Машиностроение", 1974 г., стр. 179, рис.4.24).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является гидроусилитель БУ-45А, содержащий распределитель с основным и дублирующим золотниками, гидродвигатель, качалку управления и др. (см. кн. "Гидроусилители БУ-45А и БУ-51МС" под редакцией Ф.Ф. Куприянова, Оборонгиз, 1963 г., стр. 8-30).

Известны достоинства указанного гидроусилителя, основным из которых является сохранение работоспособности при заклинке основного золотника внутри дублирующего, посредством которого и происходит управление.

Недостатком известных приводов является то, что при перемещении дублирующего золотника необходимо прикладывать дополнительное усилие на преодоление усилия пружины, удерживающей и фиксирующей дублирующий золотник в нейтральном положении, и, как следствие этого, увеличенная зона нечувствительности при управлении приводом, обусловленная повышенной деформацией его входных звеньев под указанным усилием.

Указанный недостаток существенно снижает надежность привода и системы управления в целом вследствие ухудшения точности слежения его выходного звена из-за увеличенной зоны нечувствительности и возникновения повышенной утомляемости летчика в этих условиях по сравнению с управлением посредством основного золотника.

Причины, способствующие этому, - отсутствие в известных приводах ряда конструктивных устройств и их элементов, что не позволяет исключить указанные недостатки.

Технической задачей заявляемого изобретения является устранение данного недостатка.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом приводе, содержащем корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания и слива, гидродвигатель, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину, датчик обратной связи, подпружиненный стопор, клапан кольцевания рулевой машины, электрогидравлический клапан включения комбинированного режима управления, дублированный золотниковый цилиндрический распределитель, состоящий из дублирующего золотника и расположенного в нем основного золотника, связанного кинематически с входной качалкой управления и имеющего дополнительный бурт, размещенный внутри специальной расточки дублирующего золотника, в виде двух выточек, выполненных через 180^o и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая, посредством установленного специального электромагнитного клапана, при его включении, соединяется с линией нагнетания, а при его выключении - с линией слива, причем дублирующий золотник зафиксирован в нейтральном положении посредством центрирующих пружин, отличающийся тем, что в расточке корпуса соосно с золотниковым распределителем установлены две втулки с двумя канавками на наружных поверхностях и с внутренними сквозными двухступенчатыми цилиндрическими расточками и размещенными в них, с возможностью перемещения, двухбуртовыми подпружиненными плунжерами, один из которых торцом контактирует одновременно с буртом дублирующего золотника и с одним из торцов расточки корпуса, другой - с упором на наружном торце дублирующего золотника и другим торцом расточки корпуса, причем во внутренних расточках втулок выполнены по две проточки, две из которых, посредством радиальных отверстий втулок и ее канавок на наружной поверхности, соединены с линией нагнетания, а другие - с полостью дублирующего золотника, соединенной с электромагнитным клапаном, что на большем бурте каждого из плунжеров выполнено сквозное радиальное жиклерное отверстие, размещенное на его цилиндрической поверхности, и проточная лыска, посредством которых в одном крайнем положении плунжеров проточки втулок, соединенных с полостью дублирующего золотника и электромагнитным клапаном, соединены с линией слива и отсоединены от линии нагнетания, в другом крайнем положении - сообщены с линией нагнетания, при этом сквозные радиальные жиклерные отверстия плунжеров отсоединены от обеих проточек, что в приводе установлен подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий прохождение рабочей жидкости в направлении электромагнитный клапан - полость дублирующего золотника и препятствующий прохождению рабочей жидкости в обратном направлении.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена его общая схема, а на Фиг.2 и 3 - схема золотникового распределителя и его элементов.

Комбинированный привод содержит корпус 1 с гидродвигателем 2 и фильтром 3, электрогидравлический усилитель мощности 4 типа "сопло-заслонка", рулевую машину 5 с датчиком обратной связи 6, подпружиненный стопор 7, клапан кольцевания 8 рулевой машины, электрогидравлический клапан 9 включения комбинированного режима управления, дублированный золотниковый цилиндрический распределитель, состоящий из дублирующего золотника 10, зафиксированного в нейтральном положении посредством пружин 11 и расположенного в нем основного золотника 12, связанного кинематически с входной качалкой управления 13. На основном золотнике 12 выполнен дополнительный бурт 14, размещенный внутри специальной расточки 15 (Фиг.2) дублирующего золотника, выполненной в виде двух выточек через 180^o и образующих две разобщенные друг от друга полости 16 и 17 (Фиг. 3), одна из которых 16 постоянно соединена через канал 18 с линией слива.

В приводе также установлен электрогидравлический клапан 19, предназначенный для предполетной проверки работоспособности дублирующего золотника (во время полета клапан выключен), и сигнализатор 20, имеющий приводной механизм 21, соединенный с дублирующим золотником.

В расточке корпуса привода соосно с золотниковым распределителем установлены две втулки 22 (Фиг.2) с двумя канавками 23 и 24 на наружных поверхностях и с внутренними сквозными двухступенчатыми цилиндрическими расточками и размещенными в них двухбуртовыми подпружиненными плунжерами 25. Один плунжер (левый по Фиг.2) контактирует своим торцом с буртом 26 дублирующего золотника и одним торцом расточки корпуса, другой (правый по Фиг.2) - с упором 27 на наружном торце дублирующего золотника и другим торцом расточки корпуса.

Во внутренних расточках втулок 22 выполнены по две проточки 28 и 29, две из которых - 29 - посредством радиальных отверстий втулок и их канавок 24, каналов 30 и 31 соединены с линией нагнетания, а другие - 28 - через канал 32 и отверстие 33 дублирующего золотника - с его полостью 17, соединенной с электромагнитным клапаном 19. В выключенном состоянии указанного клапана его шарики под действием пружины находятся в крайнем левом положении. Правый шарик (по Фиг.1) перекрывает доступ жидкости из линии нагнетания внутрь клапана, а его средняя полость через левую полость соединена с линией слива.

На больших буртах плунжеров 25 выполнены проточные лыски 34 и сквозные радиальные жиклерные отверстия 35, размещенные на цилиндрической поверхности плунжеров. В приводе также установлен подпружиненный обратный клапан 36.

При наличии давления нагнетания привод работает в режимах:
1) механогидравлического управления - посредством перемещения летчиком вручную основного золотника через входную качалку и последующим движением выходного силового звена гидродвигателя, при этом величина усилия страгивания входной качалки незначительна и обусловлена только трением основного золотника и качалочного механизма;
2) комбинированного управления - механогидравлическое управление с одновременной коррекцией по электрическим сигналам из системы управления летательного аппарата на электрогидравлический усилитель мощности привода с последующим перемещением выходного звена на заданную величину посредством также основного золотника.

Работа привода в указанных режимах управления аналогична работе известных комбинированных приводов. Во время работы привода посредством основного золотника дублирующий золотник 10 зафиксирован пружинами 11 через плунжеры 25 в нейтральном положении и неподвижен. При этом канавки 23 и проточки 28 втулок, полость 17 дублирующего золотника через жиклерные отверстия 35 плунжеров, отверстие 36 (Фиг.2) дублирующего золотника, его внутреннюю полость и канал 18 сообщены с линией слива, а проточные лыски 34 разобщены с канавками 24, соединенными с линией нагнетания.

В случае заклинки основного золотника внутри дублирующего, последний начнет перемещаться совместно с основным как единое целое, упираясь либо буртом 26, либо упором 27 (в зависимости от направления движения) в торец плунжеров 25 и преодолевать начальное усилие поджатия пружины 11.

При перемещении одного из плунжеров 25 произойдет соединение его проточной лыски 34 через канавки 29 и 24, а следовательно, и канавки 28 с линией нагнетания. Одновременно линия нагнетания через канал 32 (Фиг.2) и указанные канавки подойдет и к другому плунжеру. При этом в канавках 28 сформируется давление жидкости (воздействующее на площадь плунжеров, образованную разностью диаметров его буртов), величина которого будет обусловлена проводимостью жиклерных отверстий 35.

Под действием усилия от указанного давления плунжеры, преодолевая сопротивление пружин, переместятся до упора в ограничитель 38 и расфиксируют дублирующий золотник, который будет готов для работы, а жиклерные отверстия плунжеров расположатся между канавками 29, 28 и в последней давление рабочей жидкости установится, равное по величине давлению нагнетания. Одновременно жидкость через каналы 32 и 33 поступает в полость 17 дублирующего золотника (при этом полость 16 постоянно соединена со сливом) и с односторонним усилием, величина которого будет зависеть от величины давления и площади указанной полости, дополнительно прижмет основной золотник к поверхности расточки дублирующего золотника. Вследствие этого исключается воздействие усилия пружин на входную качалку привода, а следовательно, и появление увеличенной зоны нечувствительности при управлении посредством дублирующего золотника, при перемещении которого через приводной механизм 21 и сигнализатор 20 выдаются соответствующие сигналы в систему управления летательного аппарата. При выключении давления нагнетания пружины установят плунжеры, а следовательно, и дублирующий золотник в исходное положение.

Во время наземной проверки работоспособности привода от дублирующего золотника включается электромагнитный клапан 19, при этом его шарики перемещаются в правое крайнее положение (по Фиг.1), давление нагнетания через среднюю полость клапана, отжимая обратный клапан 36, поступает одновременно в полость 17 (Фиг.3) и к плунжерам 25 (одновременно левый шарик отсоединяет среднюю полость электрогидравлического клапана от линии слива). Процесс прижатия односторонним усилием основного золотника и перемещения дублирующего золотника и плунжеров при проверке аналогичен описанному выше.

Таким образом, улучшаются условия управления приводом посредством дублирующего золотника, снижается утомляемость летчика, улучшается точность слежения выходного звена и тем самым повышается надежность работы системы управления в целом.

Многочисленные расчеты и испытания комбинированных приводов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известными приводами.

Привод предназначен для систем управления. Привод содержит корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания и слива, гидродвигатель, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину, датчик обратной связи, подпружиненный стопор, клапан кольцевания рулевой машины, электрогидравлический клапан включения комбинированного режима, дублированный золотниковый цилиндрический распределитель, состоящий из дублирующего золотника и расположенного в нем основного золотника, связанного кинематически с входной качалкой управления и имеющего дополнительный бурт, размещенный внутри специальной расточки дублирующего золотника, в виде двух выточек, выполненных через 180^o и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая посредством установленного специального электромагнитного клапана при его включении соединяется с линией нагнетания, а при его выключении - с линией слива, причем дублирующий золотник зафиксирован в нейтральном положении посредством центрирующих пружин, а в расточке корпуса соосно с золотниковым распределителем установлены две втулки с двумя канавками на наружных поверхностях и с внутренними сквозными двухступенчатыми цилиндрическими расточками и размещенными в них, с возможностью перемещения, двухбуртовыми подпружиненными плунжерами, один из которых торцом контактирует одновременно с буртом дублирующего золотника и с одним из торцов расточки корпуса, другой - с упором на наружном торце дублирующего золотника и другим торцом расточки корпуса, причем во внутренних расточках втулок выполнены по две проточки, две из которых посредством радиальных отверстий втулок и ее канавок на наружной поверхности соединены с линией нагнетания, а другие - с полостью дублирующего золотника, соединенной с электромагнитным клапаном. Технический результат - повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Комбинированный привод, содержащий корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания и слива, гидродвигатель, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину, датчик обратной связи, подпружиненный стопор, клапан кольцевания рулевой машины, электрогидравлический клапан включения комбинированного режима, дублированный золотниковый цилиндрический распределитель, состоящий из дублирующего золотника и расположенного в нем основного золотника, связанного кинематически с входной качалкой управления и имеющего дополнительный бурт, размещенный внутри специальной расточки дублирующего золотника, в виде двух выточек, выполненных через 180^o и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая посредством установленного специального электромагнитного клапана при его включении соединяется с линией нагнетания, а при его выключении - с линией слива, причем дублирующий золотник зафиксирован в нейтральном положении посредством центрирующих пружин, отличающийся тем, что в расточке корпуса соосно с золотниковым распределителем установлены две втулки с двумя канавками на наружных поверхностях и с внутренними сквозными двухступенчатыми цилиндрическими расточками и размещенными в них, с возможностью перемещения, двухбуртовыми подпружиненными плунжерами, один из которых торцом контактирует одновременно с буртом дублирующего золотника и с одним из торцов расточки корпуса, другой - с упором на наружном торце дублирующего золотника и другим торцом расточки корпуса, причем во внутренних расточках втулок выполнены по две проточки, две из которых посредством радиальных отверстий втулок и ее канавок на наружной поверхности соединены с линией нагнетания, а другие - с полостью дублирующего золотника, соединенной с электромагнитным клапаном. 2. Комбинированный привод по п.1, отличающийся тем, что на большем бурте каждого из плунжеров выполнены сквозное радиальное жиклерное отверстие, размещенное на его цилиндрической поверхности, и проточная лыска, посредством которых в одном крайнем положении плунжеров проточки втулок, соединенных с полостью дублирующего золотника и электромагнитным клапаном, сообщены с линией слива и отсоединены от линии нагнетания, в другом крайнем положении - сообщены с линией нагнетания, при этом радиальные жиклерные отверстия плунжеров отсоединены от обеих проточек. 3. Комбинированный привод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в приводе установлен подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий прохождение рабочей жидкости в направлении: электрогидравлический клапан - полость дублирующего золотника и препятствующий прохождению рабочей жидкости в обратном направлении.