УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОУСИЛИТЕЛЕМ Российский патент 2006 года по МПК F02C9/26 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах (САУ) автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД).

Известно устройство для управления сервоприводом лопаток входного направляющего аппарата (ВНА) компрессора, содержащее задатчик положения лопаток ВНА, подключенный к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу измерителя положения лопаток ВНА, выход сумматора подключен к сервоклапану, выход которого управляет сервоприводом лопаток ВНА [1].

Работа сервоклапана в режиме частотно-импульсной модуляции снижает его ресурс, а значит, ресурс и надежность устройства в целом.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является устройство для управления гидроусилителем, содержащее аналоговый электрогидропреобразователь (ЭГП) и жиклер питания, причем штоковая полость гидроусилителя соединена непосредственно с магистралью рабочего тела высокого давления, поршневая полость гидроусилителя соединена через сопло-заслонку ЭГП с магистралью сливного давления, а через жиклер питания - с магистралью высокого давления, ЭГП подключен к блоку управления (БУ) напрямую, а гидроусилитель - через датчик положения [2].

Такие устройства входят в состав гидромеханических агрегатов электронно-гидромеханических систем автоматического управления (САУ) газотурбинных двигателей (ГТД), где в качестве рабочего тела используется авиационное топливо - керосин (например, в агрегат HP-65 САУ двигателя ТВ7-117С, входящего в силовую установку самолета Ил-114).

Недостатком этого устройства является недостаточно высокая надежность работы.

При эксплуатации САУ-65 неоднократно фиксировались случаи засорения сопла-заслонки ЭГП при работе с топливом с измененными физико-химическими свойствами (вследствие коксования топлива или попадания посторонних частиц). Это снижает эффективность управления гидроусилителя от ЭГП практически до нуля. При этом гидроусилитель не выполняет свою функцию привода исполнительного элемента САУ (например, дозирующей иглы) или элемента ГТД (например, ВНА компрессора). Это приводит к нарушению работоспособности САУ и ГТД и снижает безопасность летательного аппарата (ЛА).

Целью изобретения является повышение надежности работы гидроусилителя и, как следствие, надежности ГТД и безопасности ЛА.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно в состав устройства для управления гидроусилителем включены два электромагнитных клапана (ЭМК) дискретного действия (открыт-закрыт), первый ЭМК соединяет поршневую полость гидроусилителя с магистралью высокого давления, а второй ЭМК - с магистралью сливного давления, причем оба ЭМК подключены к БУ и подбираются таким образом, чтобы расход рабочего тела через ЭМК в положении "открыт" был в 3-4 раза больше, чем максимально возможный расход через жиклер питания.

На чертеже представлена структурная схема заявляемого устройства для управления гидроусилителем.

Устройство содержит аналоговый ЭГП 1, жиклер 2 питания, штоковая полость 3 гидроусилителя 4 соединена непосредственно с магистралью 5 рабочего тела высокого давления, поршневая полость 6 гидроусилителя 4 соединена через сопло-заслонку 7 ЭГП 1 с магистралью 8 сливного давления, а через жиклер 2 питания - с магистралью 5 высокого давления, два ЭМК 9 и 10, ЭМК 9 соединяет поршневую полость 6 гидроусилителя 4 с магистралью 5 высокого давления, а ЭМК 10 - с магистралью 8 сливного давления, ЭГП 1, ЭМК 9 и 10 подключены к БУ 11 напрямую, а гидроусилитель 4 - через датчик 12 положения.

Устройство работает следующим образом.

БУ 11 для поддержания заданного положения гидроусилителя формирует управляющее воздействие на ЭГП 1. Сопло-заслонка подключает к поршневой полости гидроусилителя 4 магистраль 5 рабочего тела высокого давления (Рвыс - заслонка закрывает сопло) или магистраль 8 сливного давления (Рсл - заслонка открывает сопло), обеспечивая тем самым перемещение гидроусилителя 4 в заданное БУ 11 положение. Обмотки ЭМК 9 и 10 обесточены, оба ЭМК находятся в состоянии "закрыто".

При засорении сопла-заслонки 7 ЭГП 1 управляемость гидроусилителем нарушается: он престает отслеживать заданное БУ 11 положение (определяется БУ 11 с помощью информации, получаемой с датчика 12). БУ 11 выдает на ЭГП 1 сигнал, обеспечивающий постоянное нахождение сопла-заслонки 7 в положении "закрыто", и одновременно начинает управление гидроусилителем 4 с помощью ЭМК 9 и 10, включающихся в работу в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ-режим). При увеличении скважности ШИМ-сигнала, подаваемого на ЭМК 9, и уменьшении скважности ШИМ-сигнала, подаваемого на ЭМК 10, гидроусилитель перемещается в одну сторону. При уменьшении скважности ШИМ-сигнала, подаваемого на ЭМК 9, и увеличении скважности ШИМ-сигнала, подаваемого на ЭМК 10, гидроусилитель перемещается в другую сторону.

Т.к. ЭМК, работающий в ШИМ-режиме, устойчивее к загрязненному рабочему телу, чем аналоговый ЭГП, надежность устройства для управления гидроусилителем в целом повышается. Это позволяет повысить надежность работы ГТД и безопасность ЛА.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Шевяков А.А. "Силовые установки ракетных двигателей и энергетических установок. Системы управления энергетических установок", М., Машиностроение, 1985 г., с.75.

2. Шевяков А.А. "Автоматика авиационных и ракетных силовых установок", М., "Машиностроение", 1970 г., с.119, с.137-138.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями (ГТД). Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в состав устройства включены два электромагнитных клапана (ЭМК) дискретного действия (открыт-закрыт), первый ЭМК соединяет поршневую полость гидроусилителя с магистралью высокого давления, а второй ЭМК - с магистралью сливного давления, причем оба ЭМК подключены к блоку управления и подбираются таким образом, чтобы расход рабочего тела через ЭМК в положении "открыт" был в 3-4 раза больше, чем максимально возможный расход через жиклер питания. Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что обеспечивается повышение надежности работы гидроусилителя, что позволит повысить надежность работы ГТД и безопасность полета ЛА. 1 ил.

Устройство для управления гидроусилителем, содержащее аналоговый электрогидропреобразователь (ЭГП) и жиклер питания, причем штоковая полость гидроусилителя соединена непосредственно с магистралью рабочего тела высокого давления, поршневая полость гидроусилителя соединена через сопло-заслонку ЭГП с магистралью сливного давления, а через жиклер питания - с магистралью высокого давления, ЭГП подключен к блоку управления (БУ) напрямую, а гидроусилитель - через датчик положения, отличающееся тем, что дополнительно в состав устройства включены два электромагнитных клапана (ЭМК) дискретного действия (открыт-закрыт), первый ЭМК соединяет поршневую полость гидроусилителя с магистралью высокого давления, а второй ЭМК - с магистралью сливного давления, причем оба ЭМК подключены к БУ и подбираются таким образом, чтобы расход рабочего тела через ЭМК в положении "открыт" был в 3-4 раза больше, чем максимально возможный расход через жиклер питания.