Электрогидравлическая рулевая машина Советский патент 1989 года по МПК B63H25/30 

15

20

Изобретение относится к судостроению, и частности к электрогидравлическим рулевым машинам.

Цель изобретения - снижение потребляемой мощности и увеличение ресурса рулевой машины.

На фиг. 1 схематично изображена электрогидравлическая рулевая машина с основ- ым насосом переменной производитель- юсти; на фиг. 2 - то же, с основным насо- ;ом постоянной производительности.

Электрогидравлическая рулевая машина юдержит силовой исполнительный привод 1, 1асосный агрегат 2, систему автоматическо- -о переключения гидравлики силового испол- яительного привода, состоящую из золотника 3 переключения, путевых выключате- пей 4 и 5, кулачка 6 румпеля, электромаг- 1ИТНОГО клапана 7, систему 8 управления с исполнительным механизмом 9, клапан 10 кольцевания, трехходовой клапан 11. Силовой исполнительный привод содержит гидро- |цилиндры 12-15, в которые помещены плун- |жеры 16 и 17, кинематически соединенные fc румпелем 18.

: Насосный агрегат (фиг. 1) состоит из основного насоса 19 переменной производи- Ьгельности, вспомогательного насоса 20 уп- равления и подпитки, распределителя 21 (потока рабочей жидкости, гидроусилителя 22, 1клапана 23. Насосный агрегат (фиг. 2) со- стоит из основного насоса 24 постоянной производительности, гидрораспределителя 25 потока рабочей жидкости, дросселя 26, гидрозамка 27.

Электрогидравлическая рулевая машина (фиг. 1) работает следующим образом.

При включении насосного агрегата 2 приводятся во вращение основной насос 19 I переменной производительности и вспомога- ; тельный насос 20 управления и подпитки, :при этом давление управления, обеспечиваемое клапаном 23, поступает в гидроусилитель 22 управления основного насоса и на вход золотника 3 переключения.

При подаче управляющего сигнала от системы 8 управления для поворота румпеля 18, а следовательно, и пера руля (не показан) в работу вступает исполнительный механизм 9 системы управления, который воздействует через золотник 3 переключения на распределитель 21 потока рабочей жидкости, обеспечивая перемещение гидроусилителя 22 управления, который отклоняет люльку (не показана) насоса 19, создающевремя как путевой выключатель 5 открыт кулачком 6, но его гидравлическая линия соединена со сливом через золотник 3 переключения. Рулевая машина перекладывает руль на борт.

5 При движении руля от борта нагнетательной становится верхняя магистраль насоса 19, при этом исполнительный механизм 9 системы 8 управления перемещает вправо золотник 3 переключения, обеспечивая до- 10 ступ жидкости через открытый путевой выключатель 5, трехходовой клапан 11 к клапану 10 кольцевания, и возвращение руля к среднему положению происходит ускоренно под действием внещней нагрузки, обеспечивающей перетекание рабочей жидкости между закольцованными цилиндрами, при дальнейщем движении румпеля от среднего положения на борт схема принимает исходное положение в связи с тем, что путевой выключатель 5 при среднем положении румпеля сходит с кулачка и, закрываясь, соединяет полость управления клапана 10 кольг- цевания со сливом, обеспечивая попарное соединение цилиндров и дальнейшую перекладку руля на борт по обычной схеме, при этом будет открыт путевой выключатель 4, 25 однако до момента реверса исполнительного механизма 9 давление управления к путевому выключателю 4 не поступает. При реверсе исполнительного механизма 9 системы управления золотник 3 переключения занимает крайнее левое положение, и рабочая жидкость поступает в полость управления клапана 10 кольцевания, обеспечивающего соединение гидроцилиндров между собой и ускоренную перекладку руля под действием внешней нагрузки с борта к среднему положению, при минимальной потребляемой мощности от приводного электродвигателя и пониженном давлении в контуре рулевой мащины. При приближении румпеля к среднему положению путевой выключатель 4 приходит в исходное положение, клапан 10 40 кольцевания разделяет попарно цилиндры силового исполнительного привода, обеспечивая дальнейшую работу рулевой машины. Электрогидравлическая рулевая машина (фиг. 2) работает следующим образом.

При отсутствии задания управления от системы 8 управления подвижный элемент исполнительного механизма 9 находится в среднем положении, при этом золотник 3 переключения и гидрораспределитель 25 потока также находятся в среднем положении.

35

45

JirVJJlJjrVJf nV- 11 У1 СЮиПС1 ИС Ч-ЧД-М v-x v A4 - - - .

го производительность. Так, например, при Q в этом случае рабочая жидкость от насоса 24

- . лг4..п.п.лптчт1п гч 0/ Г1Г П П и ТТЛ ГТи niTPfMTH

перемещении подвижного элемента исполнительного механизма 9 влево золотник 3 переключения также перемещается влево, обеспечивая допуск рабочей жидкости к путевому выключателю 4, при этом нагнетательной является нижняя магистраль насоса 19 и румпель перемещается по часовой стрелке, исключая возможность контактирования путевого выключателя 4 с кулачком 6, в то

сливается через гидрораспределитель потока под давлением) определяемым дросселем 26. При наличии управляющего сигнала исполнительный механизм 9 перемещает, например, золотник переключения и гидро- 55 распределитель потока вправо, при этом давление от насоса 24 через гидрозамок 27 поступает в цилиндр 13, а из цилиндра 12 сливается, плунжер 16 перемещает рум5

0

время как путевой выключатель 5 открыт кулачком 6, но его гидравлическая линия соединена со сливом через золотник 3 переключения. Рулевая машина перекладывает руль на борт.

5 При движении руля от борта нагнетательной становится верхняя магистраль насоса 19, при этом исполнительный механизм 9 системы 8 управления перемещает вправо золотник 3 переключения, обеспечивая до- 0 ступ жидкости через открытый путевой выключатель 5, трехходовой клапан 11 к клапану 10 кольцевания, и возвращение руля к среднему положению происходит ускоренно под действием внещней нагрузки, обеспечивающей перетекание рабочей жидкости между закольцованными цилиндрами, при дальнейщем движении румпеля от среднего положения на борт схема принимает исходное положение в связи с тем, что путевой выключатель 5 при среднем положении румпеля сходит с кулачка и, закрываясь, соединяет полость управления клапана 10 кольг- цевания со сливом, обеспечивая попарное соединение цилиндров и дальнейшую перекладку руля на борт по обычной схеме, при этом будет открыт путевой выключатель 4, 5 однако до момента реверса исполнительного механизма 9 давление управления к путевому выключателю 4 не поступает. При реверсе исполнительного механизма 9 системы управления золотник 3 переключения занимает крайнее левое положение, и рабочая жидкость поступает в полость управления клапана 10 кольцевания, обеспечивающего соединение гидроцилиндров между собой и ускоренную перекладку руля под действием внешней нагрузки с борта к среднему положению, при минимальной потребляемой мощности от приводного электродвигателя и пониженном давлении в контуре рулевой мащины. При приближении румпеля к среднему положению путевой выключатель 4 приходит в исходное положение, клапан 10 40 кольцевания разделяет попарно цилиндры силового исполнительного привода, обеспечивая дальнейшую работу рулевой машины. Электрогидравлическая рулевая машина (фиг. 2) работает следующим образом.

При отсутствии задания управления от системы 8 управления подвижный элемент исполнительного механизма 9 находится в среднем положении, при этом золотник 3 переключения и гидрораспределитель 25 потока также находятся в среднем положении.

35

45

.

Q в этом случае рабочая жидкость от насоса 24

Q в этом случае рабочая жидкость от насоса 24

- . лг4..п.п.лптчт1п гч 0/ Г1Г П П и ТТЛ ГТи niTPfMTH

сливается через гидрораспределитель потока под давлением) определяемым дросселем 26. При наличии управляющего сигнала исполнительный механизм 9 перемещает, например, золотник переключения и гидро- 55 распределитель потока вправо, при этом давление от насоса 24 через гидрозамок 27 поступает в цилиндр 13, а из цилиндра 12 сливается, плунжер 16 перемещает рум

пель 18 против часовой стрелки, кулачок 6 заставляет сработать путевой выключатель 4 однако давление управления, определяемое настройкой дросселя 26, через золотник 3 переключения подведено к путевому выключателю 5, который закрыт в этом случае румпель перемещается на борт со скоростью определяемой производительностью насоса Для возвращения румпеля в среднее положение от системы 8 управления подается сигнал на исполнительный механизм 9 который перемещает золотник 3 переключ ения и гидрораспределитель потока 25 влево при этом рабочая жидкость от насоса 24 подается в гидроцилиндр 12, обеспечивая возвращение румпеля и, кроме этого давление управления от золотника 3 переключения через открытый путевой выключа- т.ель 4, а также трехходовой клапан И поступает в полость управления клапана 10 кольцевания, который, открываясь, закольцовывает гидроцилиндры 12 и 13, обеспе- 2 чивая ускоренную перекладку румпеля к среднему положению под действием внещней нагрузки, приложенной к перу руля (не показан). При подходе румпеля к среднему положению путевой выключатель 4 отсекает полость управления клапана кольцевания от золотника 3 переключения, соединяя ее со сливом, при этом клапан кольцевания разъединяет цилиндры 12 и 13, и дальнейщая перекладка руля на борт осуществляется со скоростью, определяемой производительностью насоса 24. Возвращение руля к среднему положению осуществляется с повыщен- нои скоростью, обеспечиваемой перемещением золотника 3 переключения вправо и подачей рабочей жидкости в полость управления клапана 10 кольцевания через открытый путевой выключатель 5, при этом клапан кольцевания соединяет цилиндры 12 и 13 между собой. Ускоренная перекладка идет до момента схода путевого выключателя 5 с профильного кулачка 6.

Движение румпеля от борта к среднему положению происходит при минимальной потребляемой мощности от приводного электродвигателя и пониженном давлении в контуре рулевой мащины.

При малых значениях величины силы внещней нагрузки или отрицательных нагруз3

2

3

40

45

10

15

20

ках на перо руля (движение судна задним ходом) для обеспечения работоспособности рулевой мащины предусмотрены электромагнитные клапаны 7, электрически соединенные с ходовой рубкой, отк 1ючающие автоматическое кольцевание цилиндров, обеспечивая работоспособность рулевой мащины по обычной схеме.

Формула изобретения

1. Электрогидравлическая рулевая машина, содержащая систему управления с исполните льным механизмом, силовой исполнительный привод, кинематически связанный с румпелем, а гидравлически - с клапаном кольцевания и насосным агрегатом с гидрораспределителем потока рабочей жидкости отличающаяся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, увеличения ресурса она снабжена системой автоматического переключения гидравлики силового исполнительного привода, включающей золотник переключения, путевые выключатели, кулачок румпеля, электромагнитный клапан, причем золотник переключения кинематически соединен с гидрораспределителем потока рабочей жидкости и исполнительным механизмом системы управления, а гидравлически - через путевые выключатели, кинематически связанные с кулачком румпеля, с клапаном кольцевания, а также с электро- 30 магнитным клапаном, электрически соединенным с системой управления и установленным между золотником переключения и гидро- рдспределителем потока рабочей жидкости 2. Мащина по п. 1, отличающаяся тем что насосный агрегат выполнен со вспомо- гательным насосом управления и подпитки постоянной производительности, гидравлическая линия которого сообщена с системой автоматического переключения гидравлики силового исполнительного привода.

25

5

3. Мащина по п. 1, отличающаяся тем что насосный агрегат выполнен с основным насосом постоянной производительности, сливная гидравлическая линия которого сообщена с системой автоматического переключения гидравлики силового исполнительного привода.