ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ Российский патент 2002 года по МПК F15B9/00 B64C13/42 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системах управления летательных аппаратов, где требуется посредством подачи сигналов управления на электрогидравлический усилитель мощности агрегата приводить в движение органы управления аппаратов.

Известны электрогидравлические агрегаты с силовыми гидроцилиндрами, содержащие корпус с каналами нагнетания, слива и полостными каналами, электрогидравлический усилитель мощности, золотниковый распределитель с распределительными буртами (см. книгу В.И. Гониодского и др. Привод рулевых поверхностей самолетов. - М. : Машиностроение, 1974 г., стр. 116, рис. 3.1(в), книгу В.Г. Нейман. Гидроприводы авиационных систем управления. - М.: Машиностроение, 1973 г., стр. 15, рис. 1.9.).

Наиболее близким по технической сущности является электрогидравлический привод, содержащий корпус, двухкамерный силовой цилиндр с силовым штоком, датчиками обратной связи, электрогидравлическую машину, связанную с золотниковым распределителем, гидромеханическое устройство в виде механизма стопорения, дифференциальные качалки, электромагнитные клапаны включения (Авт. св. СССР 1601907 А1, В 64 С 13/42; F 15 В 9/00).

Недостатком известных электрогидравлических приводов является то, что в течение переходного процесса при запуске двигателя аппарата и увеличении давления рабочей жидкости, подводимого к приводу, возможны самопроизвольные неуправляемые перемещения его силового штока и, как следствие, происходит раскачка органов управления, приводящая к разрушению у них элементов обратной связи и к невозможности эксплуатации аппарата.

Указанный недостаток обусловлен следующим. Перед запуском двигателя органы управления под действием собственного веса, а следовательно, и золотниковый распределитель привода, кинематически связанный с ними, может находиться в положении, отличном от нейтрали, сообщая тем самым линию нагнетания с одной из полостей силового гидроцилиндра.

При этом посредством клапана включения полости рулевой машины закольцованы (соединены друг с другом), электрогидравлический усилитель мощности отсоединен от линии нагнетания, а полости механизма стопорения соединены с линией нагнетания.

При запуске двигателя давление плавно увеличивается и по мере его увеличения вступает в работу (после включения электрогидравлического клапана) клапан включения, распределительный плунжер которого начинает перемещаться.

Одновременно под действием давления рабочей жидкости, поступающего из линии нагнетания, начнет перемещаться силовой шток гидроцилиндра, связанный с рулевыми органами.

При его перемещении, поскольку полости рулевой машины еще закольцованы, золотниковый распределитель через кинематику обратной связи органов управления начинает двигаться, сообщая линию нагнетания (после прохождения им нейтрального положения) с другой полостью силового гидроцилиндра.

Его силовой шток начинает перемещаться в другую сторону. Таким образом происходят самопроизвольные неуправляемые перемещения органов управления.

Поскольку в клапанах включения известных агрегатов не оговорена последовательность коммутации гидролиний, то чем дальше (при движении распределительного плунжера клапана включения) будет сохраняться кольцевание полостей гидроцилиндра рулевой машины, а стало быть и возможность перемещения золотникового распределителя под воздействием кинематики обратной связи, тем длительнее будет процесс раскачки органов управления.

Причины, способствующие этому, - отсутствие в клапане включения определенности расположения буртов его распределительного плунжера (относительно подходящих к нему каналов), осуществляющих требуемую последовательность коммутации гидролиний агрегата при перемещении указанного плунжера, что не позволяет исключить указанные недостатки.

Технической задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Поставленная задача решается тем, что при подаче давления рабочей жидкости в клапан включения и последующим перемещением его распределительного плунжера из одного крайнего положения в другое, осуществляется коммутация гидролиний агрегата в следующей последовательности:
- разобщение полостей рулевой машины,
- подача нагнетания на вход электрогидравлического усилителя мощности,
- отсоединение внутренних полостей механизма стопорения от гидролинии нагнетания,
- соединение внутренних полостей механизма с гидролинией слива.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена его общая схема, а на фиг.2 - схема работы клапана включения.

Электрогидравлический агрегат содержит корпус 1 с каналами нагнетания, слива и полостными каналами силового гидроцилиндра. В корпусе установлены электрогидравлический усилитель мощности 2, электрогидравлический клапан 3, клапан включения 4 с распределительным плунжером и с датчиком положения 5, рулевая машина в виде гидроцилиндра 6 с золотниковым распределителем 7 и датчиком обратной связи 8, механизм стопорения 9 с поршнями 10 и 11, эффективная площадь которых со стороны внутренней полости больше по величине их эффективной площади со стороны наружной, дифференциальную качалку 12, один из шарнирных узлов которой через тягу 13 связан с механизмом стопорения, другой - через гидроцилиндр с золотниковым распределителем. На агрегате установлен также рычаг 14 механической обратной связи от органов управления.

Распределительный плунжер клапана включения 4 (фиг.2) имеет распределительные бурты 15, 16, 17 и опирается на пружину 18.

Клапаны включения соединен:
- каналами 19 (после включения электрогидравлического клапана) и 20 с линией нагнетания,
- каналами 21 и 22 с полостями рулевой машины и электрогидравлическим усилителем мощности,
- каналом 23 с входом электрогидравлического усилителя мощности,
- каналом 24 с внутренней полостью механизма стопорения,
- каналом 25 с линией слива.

В агрегате также установлен фильтр 26.

При отсутствии давления нагнетания и выключенном электрогидравлическом клапане 3 положение составных частей агрегата будет таким, как изображено на фиг.1, кроме золотникового распределителя 7, который, как было описано выше, будет находиться в положении, отличном от нейтрали.

Агрегат работает следующим образом. При запуске двигателя (и при включенном электрогидравлическом клапане) давление на входе в агрегат, а значит и под буртом 15 распределительного плунжера клапана включения, плавно увеличивается, и по мере его увеличения указанный плунжер, преодолевая усилие пружины 18 (фиг.2), начинает перемещаться вправо.

Одновременно (как это было описано выше) органы управления посредством силового гидроцилиндра и золотникового распределителя агрегата начинают двигаться, приближаясь к своему среднему положению, поскольку полости гидроцилиндра рулевой машины находятся еще в закольцованном положении.

По мере дальнейшего увеличения давления нагнетания и соответствующего перемещения распределительного плунжера клапана включения осуществляется коммутации гидролиний агрегата в следующей последовательности:
- посредством бурта 15 раскольцовываются полости рулевой машины по каналам 21 и 22 (фиг.2),
- посредством бурта 16 через каналы 20 и 23 давление нагнетания подается на вход в электрогидравлический усилитель мощности и происходит отсоединения нагнетания через канал 20 от внутренней полости механизма стопорения,
- посредством бурта 17 внутренняя полость механизма стопорения через канал 25 соединяется с линией слива.

Датчик 5 выдает информацию о положении плунжера клапана включения.

При этом, как только произойдет раскольцевание полостей рулевой машины, она (вместе с золотниковым распределителем) не будет иметь возможности перемещаться, а будет готова для работы от сигналов электрогидравлического усилителя мощности, и после подачи нагнетания на его вход электрическая обратная связь как бы "схватит" рулевую машину с распределителем и установит их в среднее положение.

Вследствие этого перемещение органов управления прекратится, тем самым самопроизвольные неуправляемые движения органов управления исключаются.

При последующем отсоединении внутренней полости механизма стопорения и соединения ее с линией слива (посредством бурта 17) поршни 10 и 11 под действием давления нагнетания, поступившим в его внешние полости, переместятся внутрь и освободят тягу 19. Электрогидравлический агрегат готов к работе.

При подаче сигналов управления в электрогидравлический усилитель мощности под действием перепада давлений рабочей жидкости в полостях гидроцилиндра рулевой машины связанный с ней золотниковый распределитель перемещается в ту или иную сторону (в зависимости от полярности сигнала), подавая рабочую жидкость то в одну, то в другую полость силового гидроцилиндра. Датчики обратной связи 8 формируют сигналы обратной связи в замкнутом контуре агрегата.

При включении электрогидравлического клапана 3 плунжер клапана включения под действием пружины 18 переместится в крайнее левое положение (см. фиг.1) и соединит внутреннюю полость механизма стопорения с линией нагнетания, отсоединив ее от линии слива, отсоединит давление нагнетания от входа в электрогидравлический усилитель мощности и закольцует полости гидроцилиндра рулевой машины. Вследствие разности эффективных площадей поршней механизма стопорения его поршни посредством тяги 13 золотникового распределителя и силового гидроцилиндра установят органы управления в среднее положение.

Многочисленные исследования электрогидравлических агрегатов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известными агрегатами, при этом самопроизвольных неуправляемых перемещений органов управления не обнаружено.

Электрогидравлический агрегат может быть использован в системах управления летательных аппаратов, где требуется посредством подачи сигналов на электрогидравлический усилитель мощности агрегата приводить в движение органы управления. Электрогидравлический агрегат для систем управления летательных аппаратов содержит корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания, слива и полостями силового гидроцилиндра, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину в виде гидроцилиндра с поршнем, связанным с золотниковым распределителем, электрогидравлический клапан, гидромеханическое устройство в виде механизма стопорения и дифференциальной качалки, один из шарнирных узлов которой связан с механизмом стопорения, другой - с золотниковым распределителем, клапан включения с распределительным плунжером с буртами, к которым подведены гидролинии нагнетания, слива, полостей рулевой машины, механизма стопорения и электрогидравлического усилителя мощности. При подаче давления рабочей жидкости в клапан включения и последующем перемещении его распределительного плунжера из одного крайнего положения в другое осуществляется коммутация гидролиний агрегата в следующей последовательности: разобщение полостей рулевой машины, подача нагнетания на вход электрогидравлического усилителя мощности, отсоединение внутренних полостей механизма стопорения от гидролинии нагнетания, соединение внутренних полостей механизма с гидролинией слива. Техническим результатом является исключение самопроизвольного перемещения органов управления. 2 ил.

Электрогидравлический агрегат для систем управления летательных аппаратов, содержащий корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания, слива и полостями силового гидроцилиндра, электрогидравлический усилитель мощности, рулевую машину в виде гидроцилиндра с поршнем, связанным с золотниковым распределителем, электрогидравлический клапан, гидромеханическое устройство в виде механизма стопорения и дифференциальной качалки, один из шарнирных узлов которой связан с механизмом стопорения, другой - с золотниковым распределителем, клапан включения с распределительным плунжером, к которому подведены гидролинии нагнетания, слива, полостей рулевой машины, механизма стопорения и электрогидравлического усилителя мощности, отличающийся тем, что при подаче давления рабочей жидкости под торец клапана включения и последующим перемещением его распределительного плунжера из одного крайнего положения в другое, осуществляется коммутация гидролиний агрегата в следующей последовательности:
- разобщение полостей рулевой машины,
- подача давления нагнетания на вход электрогидравлического усилителя мощности,
- отсоединение внутренней полости механизма стопорения от гидролинии нагнетания,
- соединение внутренней полости механизма стопорения с гидролинией слива.