АВТОНОМНЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РУЛЕВОЙ ПРИВОД С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2024 года по МПК F15B9/09 

Изобретение относится к следящим электрогидравлическим приводам и может быть использовано в электрогидравлических системах в качестве автономного рулевого привода управления полетом летательного аппарата.

Известен автономный электрогидравлический привод с комбинированным управлением скорости выходного звена, который содержит: электронные блоки управляющего микропроцессора и усилителя-инвертора, бесколлекторный электродвигатель постоянного тока, нерегулируемый насос, гидроцилиндр, гидрокомпенсатор, клапаны подпитки, предохранительные клапаны, фильтр, датчик положения штока гидроцилиндра, электрогидравлический клапан реверса с линейным электродвигателем, датчик положения золотника клапана реверса и датчики перепада давления на входе и выходе клапана реверса. (патент RU №2305210/C2, МПК F15B 9/09, опубл. 27.08.2007)

Недостатком аналога является нестабильность выходных характеристик работы автономного электрогидравлического привода.

Наиболее близким по технической сущности является автономный электрогидравлический привод электрогидростатического типа фирмы Liebherr-Aerospace Lindenberg, содержащий блок электроники электродвигателя и клапана кольцевания, бесколлекторный двигатель постоянного тока, реверсивный нерегулируемый насос, гидроцилиндр, и вспомогательные элементы: газогидравлический гидрокомпенсатор, антикавитационные клапаны насоса, предохранительные клапаны, электрогидравлический клапан кольцевания, антикавитационные клапаны цилиндра, фильтр с его предохранительным клапаном, клапан безопасности, позиционную обратную связь. (КОНСТАНТИНОВ Г.С. ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ РУЛЕВЫХ ПРИВОДОВ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЭНЕРГОПИТАНИЕМ / Г.С. КОНСТАНТИНОВ, В.М. КУВШИНОВ, И.П. КУЗНЕЦОВ, А.А. ПАРШИН, П.Г. РЕДЬКО, А.И. СТЕБЛИНКИН, Л.В. ХАЛЕЦКИЙ // ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО АВИАЦИОННОГО ИНСТИТУТА: статья в журнале - научная статья, Москва, 2013 года. Москва: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2013 года. С. 149-160. - EDN QCAWJZ, ISSN: 0869-6101.).

Недостатком прототипа является рассогласование внешней характеристики с управляющей командой и наличие зоны нечувствительности в выходных характеристиках работы гидропривода из-за установившихся ошибок, что приводит к снижению устойчивости и надежности работы автономного электрогидравлического рулевого привода.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение надежности и устойчивости работы автономного электрогидравлического рулевого привода за счет дополнительной гидромеханической обратной связи по скорости гидродвигателя, которая обеспечивает согласование выходных характеристик рулевого привода.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что автономный электрогидравлический рулевой привод состоит из приводного электродвигателя, соединённого через вал с насосом и соединённого через усилитель с управляющим микроконтроллером, на вход которого подается внешний сигнал управления, блока подпитки, содержащего пневмогидроаккумулятор, обратные и предохранительные клапаны, электрогидрораспределителя, управляемого микроконтроллером, исполнительного гидродвигателя, оснащенного датчиком перемещения, выход которого соединен с управляющим микроконтроллером, отличающийся тем, что содержит дополнительную гидромеханическую обратную связь по скорости выходного звена гидродвигателя, представленную датчиком скорости в виде клапана с двумя пружинами, одна из которых уравновешивает силу давления внутри клапана, а вторая пружина соединена механически с насосом рулевого привода с возможностью регулирования рабочего объема насоса.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема автономного электрогидравлического рулевого привода с дополнительной гидромеханической обратной связью по скорости гидродвигателя.

Автономный электрогидравлический рулевой привод содержит насос 1 с приводным электродвигателем 2, усилителем 3 и управляющим микроконтроллером 4, при этом насос 1 обеспечивает подачу рабочей жидкости к электрогидравлическому распределителю 5, подключенному к гидродвигателю 6, оснащенному датчиком перемещения 7. Рулевой привод также содержит блок подпитки, включающий в себя пневмогидроаккумулятор 8, обратные 9 и предохранительные 10 клапаны. В свою очередь слив рабочей жидкости из гидродвигателя 6 осуществляется через гидромеханическое устройство обратной связи по скорости выходного звена гидродвигателя, представленное в виде датчика скорости, который состоит из клапана 11, нагруженного пружинами 12 и 13, причем пружина 13 механически связана с насосом 1 и предназначена для регулирования характерного рабочего объема насоса 1.

Автономный электрогидравлический рулевой привод с дополнительной обратной связью по скорости гидродвигателя работает следующим образом.

Электрогидравлический распределитель 5 смещается из своего нейтрального положения за счет электронных команд, приходящих на его электромагниты с управляющего микроконтроллера 4. Микроконтроллер 4 обобщает внешние сигналы управления, значения величины смещения электрогидравлического распределителя 5 и перемещения гидродвигателя 6 с датчика перемещения 7. Все сигналы суммируются, управляющий микроконтроллер 4 осуществляет управление электрогидравлическим распределителем 5 и подает сигнал на усилитель 3 для усиления сигнала на приводной электродвигатель 2. Таким образом регулируются обороты на приводном электродвигателе 2.

Работа датчика скорости дополнительной гидромеханической обратной связи заключается в следующем. При смещении электрогидравлического распределителя 5 из нейтрального положения клапан 11 перемещается под действием давления жидкости, направляемой из гидродвигателя 6 на слив, в результате увеличивается сжатие опирающейся на клапан 11 пружины 13, соединяющейся механически с насосом 1, тем самым изменяя характерный рабочий объем насоса 1. Чем больше будет расход жидкости, поступающей на слив, тем больше будет момент, прикладываемый пружиной 13 на насос 1. Пружина 12 в клапане 11 размещена для уравновешивания силы давления, действующей на клапан 11.

Блок подпитки, состоящий из обратных 9 и предохранительных 10 клапанов, соединяющихся с линиями нагнетания и слива и пневмогидроаккумулятором 8, обеспечивает величину давления в системе рулевого привода.

Таким образом, заявленный автономный электрогидравлический рулевой привод гидравлической системы самолета обеспечивает согласование его выходных характеристик при действующих на гидродвигатель нагрузках постоянного или позиционного характера, что приводит к повышению надежности и устойчивости работы автономного электрогидравлического рулевого привода.

Изобретение относится к следящим электрогидравлическим приводам и может быть использовано в электрогидравлических системах в качестве автономного рулевого привода управления полетом летательного аппарата. Изобретение содержит дополнительную гидромеханическую обратную связь по скорости выходного звена гидродвигателя, представленную датчиком скорости в виде клапана с двумя пружинами, одна из которых уравновешивает силу давления внутри клапана, а вторая пружина соединена механически с насосом рулевого привода с возможностью регулирования рабочего объема насоса. Технический результат: повышение надежности и устойчивости работы автономного электрогидравлического рулевого привода за счет дополнительной гидромеханической обратной связи по скорости гидродвигателя, которая обеспечивает согласование выходных характеристик рулевого привода. 1 ил.

Автономный электрогидравлический рулевой привод, состоящий из приводного электродвигателя, соединенного через вал с насосом и соединенного через усилитель с управляющим микроконтроллером, на вход которого подается внешний сигнал управления, блока подпитки, содержащего пневмогидроаккумулятор, обратные и предохранительные клапаны, электрогидрораспределителя, управляемого микроконтроллером, исполнительного гидродвигателя, оснащенного датчиком перемещения, выход которого соединен с управляющим микроконтроллером, отличающийся тем, что содержит дополнительную гидромеханическую обратную связь по скорости выходного звена гидродвигателя, представленную датчиком скорости в виде клапана с двумя пружинами, одна из которых уравновешивает силу давления внутри клапана, а вторая пружина соединена механически с насосом рулевого привода с возможностью регулирования рабочего объема насоса.