ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД С ТРЕХКАСКАДНЫМ ЭЛЕКТРОГИДРОУСИЛИТЕЛЕМ Российский патент 2014 года по МПК F15B9/07 

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидросистемах летательных аппаратов, а также высоконагруженных системах, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители (ЭГУ) большой мощности (расход рабочей жидкости от 300 л/мин, рабочее давление до 35 МПа).

Известен двухкаскадный электрогидравлический усилитель (пат. США №7726340 В2, F14В 13/043 от 1.06.2010), содержащий электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления («струйная трубка - приемная плата»), гидрораспределитель второго каскада усиления («золотникового типа»).

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения в связи с недостаточной выходной мощностью вследствие отсутствия третьего каскада усиления.

Известен двухкаскадный электрогидравлический усилитель (пат. США №3331383, F15В 13/043 от 18.07.1967), содержащий электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления («струйная трубка - приемная плата»), гидрораспределитель второго каскада усиления («золотникового типа»), механическая обратная связь, соединяющая гидрораспределитель первого и второго каскадов усиления.

В отличие от аналога, приведенного в патенте №3331383, F14B 13/043, наличие обратной связи позволяет производить регулирование выходного звена, однако при работе высоконагруженных технических систем энергетические характеристики двухкаскадных электрогидроусилителей недостаточны для срабатывания исполнительного элемента на заданных параметрах, вследствие этого недостатком данного устройства является ограниченная область применения в связи с недостаточной выходной мощностью.

Известен трехкаскадный электрогидравлический усилитель (пат. США №3275017, F15B 13/043 от 27.09.1966), содержащий электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления («струйная трубка - приемная плата»), гидрораспределитель второго каскада усиления («золотникового типа»), механическая обратная связь, соединяющая гидрораспределитель второго и третьего каскадов усиления, и гидрораспределитель третьего каскада усиления («золотникового типа»).

Недостатком данного устройства является низкая точность перемещения исполнительного элемента вследствие отсутствия электрической обратной связи по положению третьего каскада усиления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является трехкаскадный электрогидравлический усилитель (пат. РФ №2346187, F15B 9/07 от 30.03.2007), содержащий электронный блок ограничения, первый суммирующий операционный усилитель, первое электронное корректирующее устройство, второй суммирующий операционный усилитель, второе электронное корректирующее устройство, электронный усилитель мощности, электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления («типа сопло-заслонка»), гидрораспределитель второго каскада усиления («золотникового типа»), третье электронное корректирующее устройство, согласующую аппаратуру и гидрораспределитель третьего каскада усиления («золотникового типа»).

Недостатком конструкции данного устройства является возможность возникновение активного отказа при выходе из строя первого каскада усиления типа «сопло-заслонка». Обратная связь действует при перемещении второго и третьего каскадов, перемещение исполнительного устройства не учитывается в обратной связи, что отражается на динамических характеристиках следящего привода.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности работы электрогидравлического следящего привода (ЭГСП), а также повышение выходной мощности.

Техническим результатом является повышение точности перемещения исполнительного элемента за счет использования обратной связи по положению выходного звена и третьего каскада усиления.

Поставленная задача решается тем, что в электрогидравлическом следящем приводе, содержащем последовательно соединенные первый суммирующий операционный усилитель, один вход которого связан с ручкой управления самолетом, а другой вход через согласующую аппаратуру соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика обратной связи гидроцилиндра, второй суммирующий операционный усилитель, один вход которого соединен с выходом первого суммирующего операционного усилителя, а другой вход через согласующую аппаратуру соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика обратной связи, гидрораспределителя третьего каскада, электронный усилитель мощности, выход которого соединен с управляющей обмоткой электромеханического преобразователя, якорь электромеханического преобразователя кинематически связан с подвижным элементом гидрораспределителя первого каскада, гидрораспределитель первого каскада гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с управляющими полостями гидрораспределителя второго каскада, который гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с управляющими полостями гидрораспределителя третьего каскада, который кинематически связан с подвижным элементом электрического датчика обратной связи, гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с рабочими полостями исполнительного механизма, согласно изобретению, гидроусилитель первого каскада усиления выполнен в виде «струйная трубка - приемная плата» с большими проходными сечениями и содержит гидроцилиндр, включающий исполнительный элемент - поршень с электрической обратной связью по положению.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема.

Электрогидравлический следящий привод с трехкаскадным электрогидроусилителем содержит первый суммирующий операционный усилитель 1, один вход которого связан с ручкой управления самолетом, а другой соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика 2 обратной связи гидроцилиндра 3, второй суммирующий операционный усилитель 4, один вход которого соединен с выходом первого суммирующего операционного усилителя 1, а другой вход соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика обратной связи 5 гидрораспределителя третьего каскада 6; электронный усилитель мощности 7, вход которого соединен с выходом второго суммирующего операционного усилителя 4; электромеханический преобразователь 8, управляющая обмотка которого соединена с выходом электронного усилителя мощности 7, а якорь кинематически связан с подвижным элементом «струйная трубка» 9 гидрораспределителя первого каскада 10, который гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии через элемент «приемную плату» 11 гидравлически соединен с управляющими полостями 12 второго каскада 13, гидрораспределитель 14 второго каскада 13 гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с управляющими полостями 15 третьего каскада 6; гидрораспределитель 16 третьего каскада 6 кинематически связан с подвижным элементом электрического датчика обратной связи 5, гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с рабочими полостями исполнительного элемента - поршня 17 гидроцилиндра 3, исполнительный элемент - поршень 17 гидроцилиндра 3 кинематически связан с подвижным элементом электрического датчика обратной связи 2, а также с нагрузкой 18, гидравлически соединен с гидрораспределителем 16 третьего каскада 6 гидролиниями нагнетания и слива.

Принцип работы трехкаскадного электрогидравлического следящего привода с гидрораспределителем «струйная трубка - приемная плата» в первом каскаде усиления осуществляется следующим образом. При подаче тока управления на электромеханический преобразователь (ЭМП) 8 «струйная трубка» 9 первого каскада 10 смещается влево, большая часть жидкости проходит через левую проточку приемной платы 11. В результате изменения гидравлической проводимости приемной платы возникает перепад давлений в торцевых камерах золотника 12 второго каскада 13, что приводит к смещению золотника 12 вправо от нейтрального положения. Перемещение золотника 12 второго каскада 13 определяет баланс расходов в проточной части третьего каскада 6, в результате чего возникает перепад управляющих давлений в торцевых полостях 15 третьего каскада 6 и смещение золотника 16 третьего каскада 6 влево до тех пор, пока входной сигнал U_BX не будет скомпенсирован сигналом обратной связи 5 третьего каскада 6. При смещении влево золотника 16 третьего каскада 6 большая часть рабочей жидкости поступает в левую полость гидроцилиндра 3, создавая перепад давлений в полостях гидроцилиндра, и приводит к смещению поршня 17 вправо до тех пор, пока сигнал датчика обратной связи 2 гидроцилиндра 3 не будет скомпенсирован входным управляющим сигналом.

Заявляемое изобретение уменьшает вероятность возникновения активных отказов, а также обеспечивает высокую точность перемещения исполнительного устройства за счет использования усилителя «струйная трубка - приемная плата» и применения обратной связи по перемещению выходного звена.

Привод может быть использован в гидросистемах летательных аппаратов, а также высоконагруженных системах, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители большой мощности (расход рабочей жидкости от 300 л/мин, рабочее давление до 35 МПа). Гидроусилитель первого каскада усиления выполнен в виде «струйная трубка - приемная плата» с большими проходными сечениями и содержит гидроцилиндр, включающий исполнительный элемент - поршень с электрической обратной связью по положению. Технический результат: повышение точности перемещения исполнительного элемента за счет использования обратной связи по положению выходного звена и третьего каскада усиления. 1 ил.

Электрогидравлический следящий привод, содержащий последовательно соединенные первый суммирующий операционный усилитель, один вход которого связан с ручкой управления самолетом, а другой вход через согласующую аппаратуру соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика обратной связи гидроцилиндра, второй суммирующий операционный усилитель, один вход которого соединен с выходом первого суммирующего операционного усилителя, а другой вход через согласующую аппаратуру соединен с сигнальной обмоткой электрического датчика обратной связи, гидрораспределителя третьего каскада, электронный усилитель мощности, выход которого соединен с управляющей обмоткой электромеханического преобразователя, якорь электромеханического преобразователя кинематически связан с подвижным элементом гидрораспределителя первого каскада, гидрораспределитель первого каскада гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с управляющими полостями гидрораспределителя второго каскада, который гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с управляющими полостями гидрораспределителя третьего каскада, который кинематически связан с подвижным элементом электрического датчика обратной связи, гидравлически соединен с гидролиниями нагнетания и слива и через две гидролинии гидравлически соединен с рабочими полостями исполнительного механизма, отличающийся тем, что гидроусилитель первого каскада усиления выполнен в виде «струйная трубка - приемная плата» с большими проходными сечениями и содержит гидроцилиндр, включающий исполнительный элемент - поршень с электрической обратной связью по положению.