АВТОНОМНЫЙ РУЛЕВОЙ ГИДРОПРИВОД Советский патент 1996 года по МПК B64C13/36 

Изобретение относится к электрогидравлическим следящим рулевым приводам объемно-дроссельного регулирования и может быть использовано преимущественно в системах управления беспилотных летательных аппаратов.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является электрогидравлический привод с объемно-дроссельным регулированием, содержащий гидродвигатель, золотниковый гидрораспределитель, бак и электроприводную станцию с насосом переменной производительности, в корпусе которого размещены плунжеры и регулятор производительности, выполненный в виде подпружиненного дифференциального штока, жестко связанного с регулировочными втулками, подвижно посаженными на плунжерах [1]
Одним из существенных недостатков известных автономных рулевых гидроприводов, который особенно проявляет себя при низких (до минус 60^oC) значениях температуры окружающей среды, является его невысокая надежность при пуске электродвигателя. Объясняется это значительной величиной момента на его валу вследствие целого ряда причин, таких как повышенное установочное усилие пружины регулятора насоса, которое, как известно, определяет величину давления нагнетания, положение регулировочных втулок регулятора насоса, соответствующее максимальной подаче, невысокое быстродействие регулятора насоса, повышенная вязкость рабочей жидкости и др. Кроме того, в связи с тем, что пуск электродвигателя обычно производится при отсутствии управляющего сигнала, т.е. при среднем положении золотника гидрораспределителя, и опорные головки плунжеров в связи с этим работают в особо тяжелых условиях и подвержены значительному износу. Известные рулевые гидроприводы имеют ограниченный срок службы.

Установка же на гидроприводе электродвигателя большого типоразмера, с большим пусковым моментом, при котором обеспечен надежный пуск гидропривода, приводит к увеличению его веса и веса пусковых коробок, снижению КПД, повышенному тепловыделению в гидросистему привода, и, как следствие, более тяжелому температурному режиму его работы с сокращением допустимого времени непрерывной работы.

Целью данного изобретения является повышение срока службы путем снижения нагрузки на электродвигатель при пуске.

Указанная цель достигается тем, что в рулевом гидроприводе, содержащем приводной электродвигатель и связанные между собой гидролиниями подачи и слива управляемый от электромеханического преобразователя золотниковый распределитель, гидродвигатель, бак и насос с клапанно-щелевым распределением, в корпусе которого размещены плунжеры и регулятор производительности в виде подпружиненного дифференциального штока, жестко связанного с втулками, подвижно установленными на плунжерах, пружина регулятора производительности насоса установлена без предварительного поджатия между его штоком и размещенным в корпусе плавающим поршнем, неподпружиненный торец которого сообщен с гидролинией подачи насоса.

На чертеже схематично изображен предлагаемый гидропривод, общий вид.

Автономный рулевой гидропривод содержит гидродвигатель 1, золотниковый распределитель 2, электромеханический преобразователь 3, бак 4, насос, в корпусе 5 которого размещены плунжеры 6, опорные головки которых взаимодействуют с кинетором 7, получающим вращение от вала электродвигателя 8, регулятор производительности, выполненный в виде дифференциального штока 9, связанного при помощи диска 10 с регулировочными втулками 11 и подпружиненного пружиной 12, установленной в расточке поршня 13, рабочая камера 14 которого соединена с магистралью нагнетания 15. Плунжеры 6 снабжены всасывающими окнами 16, величина перекрытия которых втулками 11 определяет величину эффективного хода и производительность насоса. Для устранения люфтов в цепи регулятора установлена пружина 17.

При подаче напряжения на клеммы электродвигателя 8 его вал, нагруженный минимальным моментом, определяемым лишь гидромеханическими потерями в насосе, получает вращение, которое передает на кинетор 7, в результате чего плунжеры 6 совершают возвратно-поступательное перемещение и, вследствие минимального перекрытия втулками 11 всасывающих окон 16, нагнетают минимальную производительность в рабочую камеру 14 без противодавления на выходе, т.к. пружина 12 установлена без предварительного поджатия.

По мере заполнения камеры 14 поршень 13 смещается влево до упора, поджимая пружину 12 до требуемой величины, при этом шток 9 с втулками 11 практически остаются в первоначальном положении, удерживаемые усилием со стороны дифференциальной камеры штока регулятора, не позволяя последнему сместиться на режим максимальной производительности, тем самым сохраняя момент на валу электродвигателя 8 незначительным, благодаря чему электродвигатель успевает набрать номинальные обороты вала.

Команда, поступающая в электромеханический преобразователь 3 в виде электрического сигнала управления, преобразуется в перемещение золотника распределителя 2, в результате чего одна из полостей гидродвигателя 1 соединяется с магистралью подачи 15, а другая его полость с баком 4.

В зависимости от величины и знака управляющего сигнала обеспечивается поворот выходного звена гидродвигателя 1 на определенный угол с различной скоростью, при этом давление в линии нагнетания падает и втулки 11 занимают положения (по отношению к окнам 16), соответствующие различным значениям управляющего сигнала под действием пружины 12, сжатой поршнем 13.

При снятии напряжения с клемм электродвигателя его вал с кинетором 7 останавливается, плунжеры 6 не нагнетают рабочую жидкость в камеру 14, пружина регулятора, разжимаясь, возвращает поршень 13 в крайнее правое, первоначальное положение, а пружина 17 возвращает втулки 11 в положение минимальной производительности.

Предлагаемое изобретение позволяет при пуске электродвигателя, автоматически, по мере заполнения рабочей камеры поршня, перевести регулятор производительности насоса с первоначального, облегченного режима пуска, характеризующегося отсутствием давления на подаче и минимальной производительностью, на рабочий режим, обеспечивая при этом требуемое рабочее поджатие пружины регулятора производительности насоса. При этом, меняя соотношение объема рабочей камеры плавающего поршня и установленную величину эффективного хода плунжера насоса, можно регулировать величину времени пуска, снижая нагрузки на электродвигатель.

Автономный рулевой гидропривод, содержащий приводной электродвигатель и связанные между собой гидролиниями подачи и слива управляемый от электромеханического преобразователя золотниковый распределитель, гидродвигатель, бак и насос с клапанно-щелевым распределением, в корпусе которого размещены плунжеры и регулятор производительности в виде подпружиненного дифференциального штока, жестко связанного с втулками, подвижно установленными на плунжерах, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы путем снижения нагрузки на электродвигатель при пуске, пружина регулятора производительности насоса установлена без предварительного поджатия между его штоком и размещенным в корпусе плавающим поршнем, неподпружиненный торец которого сообщен с гидролинией подачи насоса.

Автономный рулевой гидропривод, содержащий приводной электродвигатель и связанные между собой гидролиниями подачи и слива управляемый от электромеханического преобразователя золотниковый распределитель, гидродвигатель, бак и насос с клапанно-щелевым распределением, в корпусе которого размещены плунжеры и регулятор производительности в виде подпружиненного дифференциального штока, жестко связанного с втулками, подвижно установленными на плунжерах, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы путем снижения нагрузки на электродвигатель при пуске, пружина регулятора производительности насоса установлена без предварительного поджатия между его штоком и размещенным в корпусе плавающим поршнем, неподпружиненный торец которого сообщен с гидролинией подачи насоса.