Устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой машиной Советский патент 1984 года по МПК B63H25/30 

1C

оо со оо сх

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок переключения выполнен в виде силового тиристора, который через электромагнит указанного распределителя, зашунтированный встречно-параллельно диодом, включен в цепь переменного тока, причем управляющий электрод

силового тиристора снабжен оптронным тиристором и токоограничивающим резистором для соединения с анодом силового тиристора, а светодиод, которым снабжен оптронный тиристор, через дополнительный диод и второй токоограничивающий резистор подключен к выходу компаратора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МНОГОКАМЕРНОЙ РУЛЕВОЙ МАШИНОЙ, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к с блоку переключения, задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора, и элемент измерения давления, подключенный к входу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем компаратор выполнен с цепью обеспечения положительной обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности устройства, оно снабжено двумя одновибраторами и диодом, а коммутатор выполнен двухканальньхм, при этом задатчик минимальной уставки давления последовательно с диодом включен в цепь положительной обратной связи компаратора, выход которого подключен i: входу блока переключения, к прямому входу одного из одновибраторов и инверсному входу другого одновибратора, выходы которых подключены к входам соответствующих каналов коммутатора, выходы которых подключены к соответству(Л ющим задатчикам максимальной и минимальной уставок давления.

Изобретение относится к судостро нию и может быть использовано для управления судовыми электрогидравлическими рулевыми машинами. Известно устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой машиной, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к блоку переключения, задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора и элеме измерения давления, подключенный к выходу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем ком паратор выполнен с цепью обеспечени положительной обратной связи iJ. Однако для обеспечения переключе ния в известном устройстве дополнительных камер точно при заданном зн чении давления (нагрузки на руле) н обходимо регулировать не только уставки давления, но и длительность задержки, что усложняет эксплуатацию устройства. Увеличение длительности задержки увеличивает время переклад ки руля, т.е. снижает эффективность ступенчатого регулирования. Проявление импульса помехи на входе переключающего блока может вызвать самопроизвольное переключение электромагнитного распределителя. Указанный и высокая слож ность известного устройства снижает надежность. .Целью изобретения является повыше ние эффективности и надежности уст ройства для управления электрогидравлической рулевой машиной. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления электрогидравлической рулевой машиной, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к блоку переключения .эадатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора, и элемент измерения давления, подключенный к входу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем компаратор выполнен с цепью обеспечения положительной обратной связи, снабжено двумя одновибраторами и диодом, а коммутатор выполнен двухканальным, при этом задатчик минимальной уставки давления последовательно с диодом включен в цепь положительной обратной связи компаратора, выход которого подключен к входу блока переключеНИЯ, к прямому ВХОДУ ОДНОГО ИЗ ОДНОвибраторов и инверсному входу другого одновибратора, выходы которых подключены к входам соответствующих каналов коммутатора, выходы которых подключены к соответствующим задатчикам максимальной и минималь- . ной уставок давления. Кроме того, блок переключения выполнен в виде силового тиристора, который через электромагнит указанного распределителя, зашунтированный встречно-параллельно диодом, включен в цепь переменного тока, причем управляющий электрод силового тиристора снабжен оптронным тиристором и токоограничивающим резистором для соединения с анодом силового тиристора, а светодиод, которым снабжен оптронный тиристор, через дополнительный диод и второй токоограничивающий резистор подключен к выходу компаратора. На фиг. 1 представлено устройство для управления электрогидравлической рулевой машиной; на фиг. 2 электрическая схема устройства для управления электрогидравлической машиной. Устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой машиной содержит силовой исполнительный привод Г многокамерной конструкции, включающий в себя цилиндровые камеры 2-5,. в которых размещены плунжеры б и 7, соединенные через шарниры 8 и 9 с румпелем 10, при этом две цилиндровые камеры соединены с насосом переменной производительности 11 гидравлическими магистралями 12 и 13 непосредственно, а две дополнительные камеры соединены гидравлическими магистралями 14 и 15 с насосом переменной производительности через клапан кольцевания 16, управляемый рабочей жидкос тью от вспомогательного насоса управления и подпитки 17 по гидравли ческой линии 18 через электромагнит ;ный распределитель 19, который упра ;ляется по сигналу давления от кла:пана переключения 20 через устройст во 21 для управления электромагнитным распределителем. Устройство 21 содержит элемент измерения давления 22, подключенный к инвертирующему входу компаратора 23, к неинвертирующему входу которо го подк;1ючен задатчик 24 максимальной уставки давления и через диод 25 - задатчик 26 минимальной устав:КИ давления.К выходу компаратора 2 подключен инверсный вход одновибра ра 27,прям,ой вход одновибратора 28 1ход блока переключения 29. Выходы одновибраторов 27 и 28 подключены к входам коммутатора 30, соответств ющие выходы которого соединены с . задатчиками 24 и 26. Задатчик 24 выполнен на постоянных резисторах 31. и 32 и регулировочном резисторе 33, задатчик 26 - на постоянном ре зисторе 34 и регулировочном резисторе 35. Коммутатор 30 выполнен на двух герконовых 36 и 37, контакты 38 и 39 которых подключены к эадатчикам 24 и 26. Блок переключения 29 содержит силовой тиристор 40, к управляющему электроду которого подключен 41 оптрона 42, который через токоограничивающий резистор подключен к аноду тиристора 40, к которому подключены диод 44 и элек тромагнит 45 распределителя 19. Входной светодиод 46 оптрона 42 через диод 47 и токоограничивающий резистор 48 подключен к выходу ком паратора 23, Устройство работает следующим образом. При перекладке руля из среднего в крайнее положение (по часовой стрелке) работа происходит следующим образом. В первоначальный момент запуска насоса 11 в работу вступает электро магнитный распределитель 19, который через гидравлическую линию 18 от вспомогательного насоса управления и подпитки -17 пропускает давление, рабочей жидкости на клапан коль цевания 16, последний,, срабатывая, закольцовывает дополнительные цилиндровые камеры 3 и 4, оставляя в .работе цилиндровые камеры 2 и 5. Машина развивает 50% номинального момента при максимальной скорости п рекладки, при этом рабочая жидкость от насоса переменной произво.цительности 11 по гидравлической магистрали 12 поступает в цилиндровую камеру 2, а по гидравлической магистрали 13 - на всасывание в насос 11. Из рабочей камеры 3 жидкость перетекает в камеру 4 по магистралям 14 и 15. Давление рабочей жидкости через клапан 20 поступает на элемент :измерения давления 22 устройства 21, также включенного в работу При запуске насоса 11. По мере перекладки руля возрастает момент сопротивления на силовом исполнительном приводе, что приводит к возрастанию давления в гидравлической магистрали 12, рабочей камере 2 и на элементе измерения давления 22.. Когда величина этого давления достигает величины максимальной уставки давления, по сигналу от элемента измерения давления 22 срабат.ывает компаратор 23, причем величина давления, при котором срабатывает компаратор 23 определена задатчиком 24 максимальной уставки давления. На выходе компаратора 23 появляется сигнал отрицательной полярности, который приводит к выключению светодиода 46 оптрона 42, тиристора 41 и силового тиристора 40, вследствие чего ток, протекающий через электромагнит 45 распределителя 19, замкнется через диод 44 и быстро спадет до нуля, после-чего электромагнит 45 выключится и распределитель 19 займет положение, при котором полость управления клапаном кольцевания 16 соединится со сливом, при этом клапан кольцевания 16 сое.динит гидравлические магистрали 12, 15 и 13, 14 между собой, а также рабочие камеры 2, 4 и 3, 5 соответственно. В этом случае рабочая жидкость от Hiicoca 11 поступает в рабочие камеры 2 и 4, а из камер 3 и 5 - на всасывание в насос 11. Рулевая машина, работая на 4 камеры, развивает 100% номинального момента при скорости перекладки руля, составляющей 50% от предельного значения. При опрокидывании компаратора 23 на выходе одновибратора 27 формируется импульс, включающий герконовое реле 37, которое контактом 39 шунтирует регулировочный резистор 35 задатчика 26 минимальной уставки. При этом значение минимальной уставки уменьшается до предельного значения. В момент переключения с двухкамер на четыре .имеет место провал давления ниже первоначального значения минимальной уставки (но выше ее предельного значения), который не изменяет состояния компаратора, поскольку за время длительности импульса на выходе одновибратора 27 д;авление успевает вырасти выше минимальной уставки. По окончании импульса на выходе одновибратора 27 реле 37 выключается и контакт 39, в результате чего минимальная уставка давления увеличивается до ее первоначального значения

При возвращении руля к среднему положению нагнетальными становятся гидравлические магистрали 13, 14 и рабочие камеры 3, 5, при этом рабочее давление в рабочих камерах упадет, так как внешняя нагрузка на руль будет способствова;гь его возвращению к среднему положению.

Падение давления в рабочих камерах через клапан переключения 20 проявится на элементе измерения давления 22, который при определенной заранее настроенной величине задатчика 26 минимальной уставки давления заставит вернуться компаратор 23 в исходное положение, при этом на его выходе появится положительный сигнал, которые включит светодиод 46 оптрона 42, который включит тиристор 41, последний подает сигнал управления на силовой тиристор 40, который откроется и тем самым включит в работу электромагнит 45 электромагнитного распределителя 19. Последний подключит вспомогательный насос управления и подпитки 17 к клапану кольцевания 1 который сработает и отключит рабочи камеры 3 и 4,оставив в работе каме ры 2 и 5. Отключение двух камер приводит к возрастанию давления в двух оставшихся камерах, причем в момент переключения возможен пиковый забро давления выше максимальной уставки, задаваемой резистором 31 згодатчика

При дальнейшем понижении давления в цилиндрах (рулевая машина возвращается к среднему положению) и истечении времени настройки одновибратора 28 герконовое реле 36 отключается и задатчик 24 максимальной уставки давления вернется в исходное состояние.

Работа рулевой машины при движении на борт против часовой стрелки и возвращение ее в среднее положение происходит аналогично описанному.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом повышает надежность устройства управления электромагнитного распределителя за счет упрощения его схемы и точность отработки входного сигнала на включение (отключение) рабочих камер цилиндров с одновременным исключением .прохождения ложных сигналов.

Как показывают предварительные расчеты надежность устройства переключения электромагнита повышается на 29% при повышении надежности всей машины на 18%, при этом общее время перекладки руля с 35° одного борта до 30° другого борта сокращается по сравнению с прототипом на 3-4%.