Многоканальный адаптивный гидравлический привод Советский патент 1991 года по МПК F15B13/08 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов, а также в любой другой области техники.

Целью изобретения является повышение КПД и снижение массы.

На фиг. 1 изображена схема многоканального адаптивного гидравлического привода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Привод содержит исполнительные каналы 1 и 2, включающие соответственно гидродвигатели 3 и 4, обратные клапаны 5 и 6 и распределительные золотники 7 и 8. Золотник 7 имеет пояски 9-11, сливные канавки 12 и 13. нагнетательную канавку 14, дополнительную канавку 15 и рабочие камеры 16 и 17, соединенные с полостями 18 и 19 гидродвигателя 3 и размещенные по обе стороны центрального пояска 9, взаимодействующего с канавками 14 и 15. Канавка 14 подключена к линии 20 нагнетания общего для каналов 1 и 2 регулируемого насоса 21, соединенной с торцовой камерой 22 подпружиненного редукционного клапана 23, окна 24 и 25 которого связаны соответственно с камерой 26 управления регулирующего органа 27 насоса 21 и его линией 28 всасывания. Каналы 1 и 2 снабжены вспомогательнымиподпружиненнымидросселирующими золотниками 29 и 30 с торцовыми камерами 31 и 32 и пружинными торцовыми камерами 33 и 34. Золотник 8 имеет пояски 35-37, сливные канавки 38 и 39, нагнетательную канавку 40, дополнительную канавку 41 и рабочие камеры 42 и 43, соединенные с полостями 44 и 45 гидродвигателя 4 и размещенные по обе стороны центрального пояска 36, взаимодействующего с канавками 40 и 41. Канавка 40 подключена к линии 20. Канавки 14, 15, 40 и 41 выполнены неполнокольцевыми. Канавки 15 и 41 непосредственно подключены к пружинным торцовым камерам 33 и 34 золотников 29 и 30, а через клапаны 5 и 6 - к пружинной торцовой камере 46 регулятора 23, соединенной через дроссель 47 с линией 28 и компенсационным устройством 48. Зо- лотники 7, 8, 29 и 30 размещены в корпусе 49. Входные и выходные кромки золотников 7 и 8 (не обозначены) выполнены, например, с нулевым перекрытием.

Входы золотников 29 и 30 соединены с канавками 12, 13, 38 и 39, а выходы - с линией 28 (входы и выходы золотников не обозначены).

Золотники 7 и 8 взаимодействуют с задающими устройствами 50 и 51. Гидродвигатели 2 и 3 имеют сервопоршни 52 и 53. Привод может иметь третий и другие каналы (не изображены), подключенные к линияим

20 и 28 и линии 54, связанной с камерой 46.

Многоканальный адаптивный гидравлический привод работает следующим образом.

Основными режимами работы являются режим холостого хода, режим работы одного канала, режим работы всех каналов при различной нагрузке.

В режиме холостого хода отсутствуют задающие сигналы на устройства 50 и 51, внешняя нагрузка на гидродвигатели 2 и 3 не приложена, золотники 7 и 8 привода находятся в нейтральном положении. Допустим, насос 21 не вращается, и регулирующий орган 27 находится в верхнем положении, которое соответствует максимальной подаче насоса 21. При вращении насоса 21 в линию 20 нагнетания поступит

рабочая жидкость, создавая давление в канавках 14 и 40 золотников 7 и 8. Дросселируя по входным кромкам (выполненным с нулевым перекрытием),жидкость попадает в полости 18, 19 и 44, 45 гидродвигателей 2

и 3 каналов 1 и 2, далее, дросселируя по сливным кромкам, попадает в сливные канавки 12, 13, 38 и 39 каналов 1 и 2 и через открытые золотники 29 и 30 - в линию 28. При этом в камерах 15 и 41 создается давление, равное давлению в полостях 18, 19, 44 и 45, но меньше давления нагнетания на величину перепада на входных кромках. Обратные клапаны 5 и 6 каналов 1 и 2 находятся в открытом положении, благодаря

наличию утечек по дросселю 47, и сообщают линию 54 с камерами 15 и 41 каналов 1 и 2. Таким образом на регулятор 23 передается перепад давления, равный перепаду на входных кромках золотника 7 (8). Если этот

перепад превышает расчетный, регулятор 23 смещается влево, сообщая камеру 26 с линией 20 нагнетания, что приведет к смещению регулирующего органа 27 вниз, а это, в конечном счете, приведет к уменьшению подачи насоса 21.

Если перепад давления меньше расчетного, то регулятор 23 смещается вправо, сообщая камеру 26 со сливом, и уменьшает подачу насоса 21. Расчетный перепад может

0 иметь величину, например. 20 кг/см . Дросселирующие золотники 29 и 30 выполнены таким образом, что при расчетном перепаде давления они под действием пружин смещены влево настолько, что практически

беспрепятственно пропускают поток из сливных канавок 12, 13, 38 и 39 в линию 28. Таким образом, на рассматриваемом режиме давление нагнетания устанавливается равным примерно 40.„60 кгс/см2 и соответствует суммарному перепаду на входных и

сливных кромках, а подача насоса 21 минимальная и обеспечивает только покрытие утечек по элементам привода. Энергопотребление привода на этом режиме минимальное.

В режиме работы одного канала, если на задающее устройство 50 одного из каналов, например, канала 1, подан сигнал и золотник 7 сместился, например, влево, - золотник 8 находится в нейтральном поло- жении. С увеличением проходного сечения между канавками Т4 и 17 давление в канавке 17 повысится в связи с тем, что канавка 15 непосредственно соединена с канавкой 17. Это повышенное давление полностью откроет обратный клапан 5 в канале 1, закроет обратный клапан 6 в канале 2 и сместит регулятор 23 вправо. Давление в камере 26 уменьшится, регулирующий орган 27 сместится вверх, что, в конечном сче- те, увеличит подачу насоса 21 до тех пор, пока на входных кромках золотника 7 не установится перепад давлений,равный расчетному, например, 20 кгс/см . При этом сервопоршень 52 гидродвигателя 3 будет перемещаться с постоянной скоростью влево, вытесняя жидкость через сливные кромки из камеры 16 в сливную камеру 12, 13, расчетный перепад будет поддерживаться примерно постоянным при любом положе- нии золотника 7, что обеспечивает пропорциональность расхода, а следовательно, и скорости перемещения сервопоршня 52 управляющему сигналу. Дросселирующий золотник 29 при этом открывается, не создавая препятствий потоку рабочей жидкости в линию 28.

В режиме работы всех каналов при различной нагрузке гидравлический привод работает следующим образом.

Допустим, на устройства 50 и 51 обоих каналов 1 и 2 поданы сигналы. Золотники 7 и 8 каналов 1 и 2 сместятся, например, влево, а к гидродвигателям 3 и 4 приложена внешняя противодействующая нагрузка, причем, допустим, к сервопоршню 52 канала 1 приложена нагрузка больше, чем к сервопоршню 53 канала 2. Так как пропорционально нагрузке давление в канавке 15 будет больше, чем давление в ка- навке 41, то обратный клапан 5 канала 1 откроется, а обратный клапан 6 канала 2 закроется и камера 46 соединится с канавкой 15 наиболее нагруженного канала 1. На регулятор 23 воздействует перепад давле- ния, который имеет место на золотнике 7. Под действием этого перепада осуществляется процесс регулирования, описанный выше, в результате расход, потребляемый гидродвигателем 3 увеличивается, а следовательно, и скорость сервопоршня 52 восстанавливается примерно до той величины, которая была до приложения нагрузки, давление нагнетания насоса 21 поднимается на величину, соответствующую большей внешней нагрузке. Под действием возросшего давления нагнетания жидкость из линии 20 поступит через канавку 40 канала 2 в менее нагруженный гидродвигатель 4 этого канала. В результате этого возрастает перепад на дросселирующем золотнике 30 канала 2, что приведет к его смещению вправо и к уменьшению проходного сечения между канавкой 39 канала 2 и линией 28. Пружину дросселирующего золотника 29 (30) можно отрегулировать таким образом, что уже при перепаде, близком к расчетному, например, в 23 кгс/см , проходное сечение полностью перекроется. Тогда увеличение скорости сервопоршня 53 канала 2 по сравнению со скоростью сервопоршня 52 канала 1 составит:

/ V1

1,07

/I wll

где V , V - скорости соответствующих сер- вопоршней 52 и 53;

АРдр перепад давления на дросселирующем золотнике 29 (30);

ДРМ - расчетный перепад давления на золотнике 7 (8).

При этом скорость гидродвигателя 4 канала 2 вырастет примерно на 7%, что допустимо для работы, одновременно на дросселирующем золотнике 30 канала 2 будет вырабатываться перепад давления,соот- ветствующий разнице внешних нагрузок на гидродвигателях 3 и 4. Таким образом, при одновременной работе всех каналов под различной нагрузкой практически обеспечивается независимость работы каждого канала и незначительное влияние каналов один на другого при смене режимов нагру- жения.

Формула изобретения Многоканальный адаптивный гидравлический привод, содержащий независимые исполнительные каналы, каждый из которых включает гидродвигатель, обратный клапан и распределительный золотник с поясками, сливными и нагнетательной канавками в корпусе и рабочими камерами, соединенными с полостями гидродвигателя и размещенными по обе стороны центрального пояска, взаимодействующего с нагнетательной канавкой, подключенной к линии нагнетания общего регулируемого насоса, соединенной с одной торцовой камерой подпружиненного редукционного клапана.

окна которого связаны с камерой управления регулирующего органа насоса и его линией всасывания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и снижения массы, каждый исполнительный канал снабжен вспомогательным подпружиненным дросселирующим золотником с торцовыми камерами, одна из которых соединена с линией нагнетания насоса, а каждый распределительный золотник выполнен с дополнительной канавкой для взаимодейст0

вия с центральным пояском, причем нагнетательная и дополнительная канавки выполнены неполнокольцевыми, а последняя непосредственно подключена к пружинной торцевой камере вспомогательного золотника и, через обратный клапан, - к пружинной торцовой камере редукционного клапана, при этом вход дополнительного золотника соединен со сливными канавками распределительного золотника, а выход - с линией всасывания насоса.

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в системах управления летательных аппаратов. Целью изобретения является повышение КПД и снижение массы. При подаче на устройства 50, 51 каналов 1, 2 сигналов управления золотники 7, 8 сместятся, например, влево. Если к сервопоршню 52 приложена нагрузка, большая, чем к сервопоршню 53, давление в канавке 15 будет больше, чем в канавке 41, и обратный клапан 5 откроется, а обратный клапан 6 будет закрыт. На регулятор 23 при этом воздействует перепад давления на золотнике 7. Под действием этого осуществляется процесс регулирования положения регулирующего органа 27 и подачи насоса 21. В результате расход, потребляемый гидродвигателем 3, увеличивается до величины, предшествующей приложению нагрузки, а давление насоса 21 поднимается. Жидкость из линии 20 поступит через канавку 40 в гидродвигатель 4, и перепад на золотнике 30 возрастет. Увеличение скорости сервопоршня 53, по сравнению со скоростью сервопоршня 52, не превысит 7%, что допустимо для работы.

/V

Фиг. Z