КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИВОД Российский патент 2005 года по МПК F15B9/03 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системах управления летательных аппаратов.

Известен комбинированный привод, содержащий корпус с каналами, гидродвигатель, электрогидравлический усилитель мощности, электрогидравлический клапан, рулевую машину, дублированный золотниковый распределитель, состоящий из основного и дублирующего золотника и др. (патент РФ №2194886, 7 F 15 В 9/07, В 64 С 13/42).

Наиболее близким по технической сущности является комбинированный привод, содержащий корпус с каналами, соединенными с гидролиниями нагнетания и слива, гидродвигатель, электрогидравлический усилитель мощности, электрогидравлический клапан, рулевую машину, дублированный золотниковый распределитель, состоящий из основного и дублирующего золотника, втулки с двухбуртовыми подпружиненными плунжерами, обратный клапан и др. (патент РФ №2190783, 7 F 15 В 9/03).

Известны достоинства указанного привода, основным из которых является сохранение его работоспособности, посредством дублирующего золотника (в случае заклинки в нем основного золотника) без приложения дополнительных усилий для его перемещения.

Недостатком известных приводов является то, что во время предполетной проверки работоспособности дублирующего золотника (после включения электрогидравлического клапана принудительного стопорения основного золотника) летчик лишен возможности участвовать в самом процессе проверки путем прикладывания усилий к входному звену привода с последующим перемещением двухбуртовых подпружиненных плунжеров и расфиксированием дублирующего золотника.

Это может привести к тому, что летчик, не приобретя навыков по непосредственному участию в указанной проверке, окажется не готовым во время полета, при резком увеличении усилия на ручке управления (вследствие заклинки основного золотника), принять однозначное решение по управлению летательным аппаратом, создавая тем самым предпосылки к возникновению нештатной летной ситуации.

Указанный недостаток обусловлен тем, что во время предполетной проверки, после включения электрогидравлического клапана, рабочая жидкость, отжимая обратный клапан, поступает в полость дублирующего золотника для прижима к его поверхности основного золотника. Одновременно рабочая жидкость под давлением нагнетания поступает на двухступенчатые плунжеры и, преодолевая сопротивление их жиклерных отверстий, воздействует на площади, образованные разностью диаметров буртов плунжеров, перемещает последние до упора внутрь, сжимая пружины. Таким образом, дублирующий золотник, освобожденный от усилий центрирующих пружин, имеет возможность совместно с основным золотником перемещаться в любую из сторон без вмешательства летчика. Это существенно снижает надежность привода и системы управления в целом.

Причины, способствующие этому, - отсутствие в известных приводах конструктивных элементов, что не позволяет исключить указанный недостаток.

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, 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 расточки дублирующего золотника в виде двух выточек, выполненных через 180° и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая, посредством установленного электрогидравлического 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, корпус также имеет расточку, в которую 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 электрогидравлическим клапаном, при этом 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, соединенные с полостью дублирующего золотника и электрогидравлическим 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, кроме того, корпус содержит подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий прохождение рабочей жидкости в направлении: электрогидравлический клапан - полость дублирующего золотника и препятствующий прохождению рабочей жидкости в обратном направлении, что в канале, сообщающем проточки внутренних сквозных двухступенчатых цилиндрических расточек втулок, с полостью дублирующего золотника, соединенной с электрогидравлическим клапаном, на участке, между указанными проточками и полостью, установлено постоянное сопротивление в виде жиклера.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена его общая схема, а на Фиг.2 и Фиг.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 расточки 15 (Фиг.2) дублирующего золотника, выполненной в виде двух выточек через 180° 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 с 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 электрогидравлическим 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.

В канале 32, сообщающем проточки 28 втулок 22 с полостью 17 дублирующего золотника, соединенной с электрогидравлическим клапаном 19, на участке между указанными проточками и полостью, установлено постоянное сопротивление в виде жиклера 37. При наличии давления нагнетания привод работает в режимах механогидравлического и комбинированного управления аналогично 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 отверстия 33, жиклер 37, канал 32, жиклерные отверстия 35 плунжеров, отверстие 38 (Фиг.2) дублирующего золотника, его внутреннюю полость и канал 18 сообщены с линией слива, а проточные лыски 34 разобщены с канавками 29, соединенными с линией нагнетания.

В случае заклинки основного золотника внутри дублирующего, последний, посредством воздействия на него усилия летчика через входную качалку, 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, воздействуя на площадь плунжеров, образованную разностью диаметров их буртов.

Под действием усилия от давления нагнетания, плунжеры, преодолевая сопротивление пружин, переместятся до упора в ограничитель 39 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 равной по величине давлению нагнетания. Одновременно жидкость через канал 32, жиклер 37 и отверстие 33 поступит 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. Работа привода будет осуществляться 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 предполетной проверки работоспособности привода от дублирующего золотника включается электрогидравлический клапан 19, при этом его шарики перемещаются в правое крайнее положение (по Фиг.1), жидкость под давлением нагнетания через среднюю полость клапана, отжимая обратный клапан 36, поступает одновременно в полость 17 (Фиг.3) и через жиклер 37, канал 32 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. При этом, во время протекания жидкости по каналу 32, на его участке, между жиклером 37 и жиклерными отверстиями 35, в расточках 28 формируется редуцированное давление, воздействующее на вышеуказанную площадь плунжеров 25. Величина редуцированного давления обусловлена проводимостью указанных жиклерных отверстий и установлена таким образом, чтобы усилия на плунжерах от этого давления не превышали по величине усилий центрирующих пружин, фиксирующих дублирующий золотник в нейтральном положении.

Для его расфиксирования необходимо, путем воздействия летчиком на один из плунжеров посредством входной качалки и дублирующего золотника, преодолеть начальное усилие поджатия центрирующей пружины.

Летчик будет перемещать плунжер до тех пор, пока не произойдет соединение его проточкой лыски 34 через канавки 29, 24, 28 с линией нагнетания. При этом процесс расфиксирования дублирующего золотника будет происходить аналогично описанному выше.

Таким образом, летчик принимает непосредственное участие в процессе проверки работоспособности дублирующего золотника и приобретает необходимые навыки работы в соответствующих условиях, что позволит ему принять однозначное решение по управлению летательным аппаратом в подобной ситуации во время полета.

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

Комбинированный привод предназначен для систем управления летательных аппаратов. Комбинированный 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 расточки дублирующего золотника, в виде двух выточек, выполненных через 180° и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая, посредством установленного электрогидравлического 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, корпус также имеет расточку, в которую, 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 электрогидравлическим клапаном, 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, соединенные с полостью дублирующего золотника и электрогидравлическим 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, кроме того, корпус содержит подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий прохождение рабочей жидкости в направлении: электрогидравлический клапан - полость дублирующего золотника, и препятствующий прохождению рабочей жидкости в обратном направлении, при этом в канале, сообщающем проточки внутренних сквозных двухступенчатых цилиндрических расточек втулок, с полостью дублирующего золотника, соединенной с электрогидравлическим клапаном, на участке между указанными проточками и полостью установлено постоянное сопротивление в виде жиклера. Технический результат - повышение надежности управления. 3 ил.

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 расточки дублирующего золотника, в виде двух выточек, выполненных через 180° и образующих две разобщенные друг от друга полости, одна из которых постоянно соединена с линией слива, а другая посредством установленного электрогидравлического 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, корпус также имеет расточку, в которую 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 электрогидравлическим клапаном, при этом 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, соединенные с полостью дублирующего золотника и электрогидравлическим 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, кроме того, корпус содержит подпружиненный обратный клапан, обеспечивающий прохождение рабочей жидкости в направлении: электрогидравлический клапан - полость дублирующего золотника и препятствующий прохождению рабочей жидкости в обратном направлении, отличающийся тем, что в канале, сообщающем проточки внутренних сквозных двухступенчатых цилиндрических расточек втулок с полостью дублирующего золотника, соединенной с электрогидравлическим клапаном, на участке между указанными проточками и полостью установлено постоянное сопротивление в виде жиклера.