Электрогидравлическая система управления

 

Изобретение может быть использовано в системах управления механизмами с резервированием. Цель изобретения - упрощение конструкции и улучшение энергомассовых характеристик путем снижения числа параллельно включенных распределительных устройств и исключения шунтирования линии гидропитания линией слива при отказе. Для этого распределительное устройство выполнено в виде по меньшей мере трех золотников 7, каждый из которых выполнен с основными и дополнительными разделительными поверхностями 21, 22, 23 и 24, 25, 26, 27, при этом последние попарно и симметрично расположены относительно окон 17, 18, а в корпусе 11 выполнены основные и дополнительные окна 17, 18, 19 и 28 - 35. Каждое дополнительное окно, например 28, предыдущего золотника 7 связано с противоположным относительно соответствующей дополнительной поверхности 24 окном 29 последующего золотника 7. Система обеспечивает повышенную надежность работы при снижении мощности управления как при работе в аналоговом, так и с дискретным входным сигналом. 3 з.п. ф-лы. 14 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) (5)) 4 F 15 В 9/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4256215/25-29 (22) 02.06.87 (46) 07.12.89. Бюл. Р 45 (72) М.И.Баженов, В,А.Батаев, С.В,Владимиров, Л.С.Забродченко, Д.И.Земсков, С.Г.Латыпов, Р>.Н.Лебедев, В.И.Сапожников, Г.Г.Сергеев, Ю.П.Прокофьев, M.Ï.Öóïðoâ, В.И.Illyтенко и Л.Н.Яковлев (53) 621.523.3(088.8) (56) Попов Д.М. и др ° Инженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов. — M. Машиностроение, 1978, с.106, рис.5.1. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение м.б. использовано в системах управления механизмами с резервированием. Цель изобретения— упрощение конструкции и улучшение энергомассовых характеристик путем снижения числа параллельно включенных распределительных устройств и исключения шунтирования линии гидропитания линией слива при отказе °

Для этого распределительное устройство выполнено в виде по меньшей мере трех золотников 7,каждый из которых выполнен с основными и дополнительными разделительными поверхностями

2 1,22,23 и 24,25,26,27,при этом последние попарнои симметрично расположены относительноокон 17,18,а в корпусе выполнены основные и дополнительные окна 17, 18, 19 и 28-35.

Каждое дополнительное окно, например 28, предыдущего золотника 7 связано с противоположным относительно соответствующей дополнительной поверхности 24 окном 29 последующего золотника 7. Система обеспечивает повышенную надежность работы при снижении мощности управления как при работе в аналоговом, так и с дискретным входным сигналом. 3 s.n. ф-лы, 14 ил.

1527417

Изобретение относится к средствам гидроавтоматики, в частности к электрогидравлическим системам управления механизмами с резервированием.

Цель изобретения — упрощение конструкции и улучшение энергомассовых характеристик путем снижения числа параллельно включенных распределительных устройств и исключения шунтирования линии гидропитания линией слива при отказе.

На фиг.1 представлена схема системы с поэлементным резервированием распределительных устройств; на фиг. 2 — 1 принципиальная схема для крайнего левого положения золотников;на фиг.3— то же, для крайнего правого положения золотников; на фиг.4 — схема распределительного устройства с положительным (или нулевым) перекрытием в среднем положении; на фиг.5 — то же, в левом положении; на фиг.6— то же, в правом положении; на фиг ° 7в схема распределительного устройства с отрицательным перекрытием в среднем положении; на фиг.8 — то же, в левом положении; на фиг.9 — схема системы с дросселем; на фиг.10 — то же, с поэлементным резервированием

30 распределительных устройств в двух гидроусилителях; на фиг.11 — то же, с параллельным управлением резер "> руемыми элементами; на фиг.12 — то же, с независимым управлением резервируемыми элементами; на фиг.l3 — 35 конструктивная схема распределительного устройства с корпусом, выполненным в виде набора гильз; на фиг. 14— схема системы с электрическим управлением распределительных устройств. 40

Электрогидравлическая система управления (фиг.1) содержит электронные устройства 1 и 2 преобразования и усиления сигнала управления,многоканальный электрогидравлический привод 3, каждый из каналов которого включает электрогидравлический усилитель 4 с распределительным устройством 5 и устройством 6 управления. Распределительное устройство 50 выполнено в виде по меньшей мере трех золотников 7 и подключено к гидродвигателю 8, линиям гидропитания 9 и слива 10.

Каждый из трех золотников 7 уста- 55 новлен в корпусе (фиг.4) с образованием торцовых управляющих камер 1 l

16, при этом в корпусе выполнены четыре окна 17-20 на каждый золотник

7, два из которых (окна 17 и 18) подключены к гидродвигателю 8, а два других окна 19 и 20 — к линиям гидропитания 9 и слива 10. Каждый из золотников 7 выполнен с тремя основными разделительными поверхностями

21-23 и четырьмя дополнительными разделительными поверхностями 24-27,попарно и симметрично расположенными относительно окон 17 и 18, а в корпусе выполнены дополнительные окна

28-35, попарно расположенные относительно каждой дополнительной поверхности 24-27, при этом каждое дополнительное окно, например 28, предыдущего золотника 7 связано с противоположным относительно соответствующей дополнитгльHQH поверхности

24 окном 29 последующего золотника 7.

На схеме (фиг.4) показано среднее положение золотников 7 при их поясковом отсечном исполнении с нулевым перекрытием кромок. Конструктивное выполнение золотников 7, представленных на фиг.5-8, совпадает с конструктивным выполнением золотников 7, представленных на фиг.4. Из схем (фиг.4 и 5) видно, что в случае выполнения золотников 7 с нуле«ым или положительным перекрытием в крайних положениях имеются существенно увеличенные перекрытия, обеспечивающие постепенное переключение каналов (не обозначены),но приводящие к ходу золотников 7, увеличенному на величину перекрытия в крайнем положении. Ход золотников 7 в этом случае равен или меньше половины длины рабочих окон 17-20 и 28-35 в направлении хода иодвижной части. На фиг.6 средний и верхний (по черте ку) золотник 7 занимают крайнюю левую позицию, а нижний — правую позицию, что соответствует ситуации отказа, т ° е. когда один из золотников 7 остается на месте после подачи на него сигнала управления, либо не доходит до своего положения. В данном случае это нижний (по чертежу) золотник 7. Золотники / на фиг.7 и 8 показаны с отрицательным перекрытием, при этом их ход из среднего положения составляет величину не менее отрицательного перекрытия.

В линии 9 гидропитания может быть

5 15 установлен регулируемый дроссель

36 (фиг.9).

Каждый из каналов электрогидравлических приводов 3 может включать два электрогидравлических усилителя

4, подключенные к гидродвигателю

8 (фиг. 10). Соответствующие торцовые управляющие камеры 11, 13, 15 и

12, 14, 16 (фиг.11) золотников 7 могут быть связаны между собой и подключены к диагоналям моста гидроусилителя 37 типа сопло — заслонка с электромеханическим преобразователем 38. Гидромотор 8 (фиг. 11 и !2) связан с выходным редуктором 39, Кроме того, торцовые управляющие камеры 11-16 (фиг.12) золотников 7 подключены к независимым гидролиниям

40-42. Каждая из разделительных поверхностей 21-27 может быть выполнена в виде цилиндрического полка 43 (фиг.13), а корпус — из набора дисковых шайб 44. На фиг.14 устройство 6 выполнено в виде планетарного зубчатого ° Выходной вал 45 каждого преобразователя 38 связан через шестерню 46 с шестерней водила 47 планетарного механизма, соединенной с выходной зубчатой передачей 48 при соосном расположении вала преобразователя 38, выходной оси водила 47 и передачи 48. При этом выходная ось водила 47 соединена с одним из золотников 7, а с выходного звена привода может быть включена обратная связь 49.

Рассмотрим работу системы при ходе золотников 7, соответствующему дискретному сигналу управления.

При нормальной работе все три золотника 7 по сигналу управления, поступающему из устройств 1 и 2 и преобразованному в устройстве 6 (фиг.1) привода 3, занимают одно из крайних положений, например левое положение (фиг,5). Из схемы (фиг.5), где стрелками отмечены направления разветвлений рабочего потока, видно, что он поступает в гидродвигатель 8 через окно 18, а из окна 17 — на слив всех трех золотников 7 ° В случае отказа (фиг.6) одного из золотников 7, например нижнего (по чертежу), распределение потока изменяется, и через систему трех золотников 7 проходит неразветвленный поток (отмечено стрелками). Из сопоставления схем фиг.5 и 6 видно, что по27417 токи на входе и выходе гидродвигателя 8 остаются неизменными, так как потерь потока на слив в процессе работы гидродвигателя 8 не происходит. Разветвление потоков на параллельные ветви согласно схеме (фиг.5) приводит лишь к уменьшению гидравлического сопротивления в процессе движения гидродвигателя 8, что ускоряет его разгон, т.е ° снижает время достижения требуемой скорости. Если требуется обеспечить постоянство времени разгона для обоих случаев. работы в линии 9 гидропитания, устанавливается регулируемый дроссель 36.

Вариант согласно схеме на фиг.7 принципиально не отличается по дей20 ствию от схем на фиг ° 4-6 и служит для расширения возможностей выбора хода золотников 7 и величины рабочих окон 17-20 и 28-35,В схеме (фиг,7) ход золотников 7 может быть выбран равным (с точностью допуска на отклонения межкромочных расстояний) длине рабочего окна, например 19 в направлении хода золотника 7. Это видно из рассмотрения схемы образования окон 17-20 и 28-35 и хода (фиг. 8), где показано левое крайнее положение золотников 7.Кроме того,ход может быть выбран равным удвоенному отрицательному перекрытию (фиг.7).

На схеме (фиг.5) длина рабочего окна, например, 19 в направлении хода золотников 7 составляет лишь часть хода золотника 7, зато перекрытия кромок в крайних положениях

40 существенно увеличены, что расширяет допуски и показатели плавности переключения для достижения требуемых выходных характеристик ° При необходимости уменьшенных ходов зо45 лотников 7 целесообразно испольэовать схему согласно фиг.8, где ход равен открытию рабочего окна, напри мер, 19, либо удвоенному отрицател-.— ному перекрытию.

На фиг.10 представлена схема, где в каждом канале привода 3 имеются по два усилителя 4, что используется, например, для создания широтноимпульсного управления золотниками 7 °

Конкретным примером подобного уст55 ройства является схема на фиг. 11, где используются гидроусилители 37 с преобразователями 38. Гидроусилители 37 типа сопло — заслонка при дискретном

1527417 сигнале управления обладают повышенной надежностью, Оба распределительных устройства 5 поочередно подключаются к полостям многополостного гидродвигателя 8, к которому на выходе подключен редуктор 39. При управлении золотников 7 по независимым гидролиниям 40-42 (фиг.12) отказ одного из устройств 6 или одного из золотников 7 не приводит к выходу иэ строя привода 3, так как отказ преобразователя 38 или устройства 6 эквивалентен в такой схеме отказу одного из золотников 7. При этом существенно упрощается система управления при сохранении выходных характеристик и уменьшении мощности управления за счет исключения большого числа параллельно включенных каналов.

Указанные варианты подключения электромеханических преобразователей

38, а также каких-либо промежуточных устройств преобразования и усиления к устройству 5 можно осуществлять и механическим путем, например, при помощи дифференциальных устройств (фиг.14), зубчатых передач и т.д.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы заключается в упрощении конструкции и улучшении габаритно-массовых характеристик при снижении мощности управления, потерь и повышении надежности.

Формула и з обретения

1, Электрогидравлическая система управления, содержащая электронные устройства сигнала управления, многоканальный электрогидравлическийприI вод, включающий параллельно подключенные распределительные устройства, каждое из которых выполнено в виде установленного в корпусе золотника с образованием торцовых управляющих камер, при этом в корпусе выполнены четыре окна на каждый золотник, два из которых подключены к гидродвигателю, а два других — к линиям гидропитания и слива, а золотник выполнен с тремя разделительными поверхностями, отличающаяся

10 тем что с целью упрощения конструкций и улучшения энергомассовых характеристик путем снижения числа параллельно включенных распределительных устройств и исключения шунтирования линии гидропитания линией

15 слива при отказе, распределительное устройство выполнено в виде по меньшей мере трех золотников, каждый из которых снабжен четырьмя дополнительными разделительными поверхностями

Э попарно и симметрично расположенными относительно окон, подключенных к гидродвигателю, в корпусе выполнены

Ф дополнительные окна, попарно расположенные по обе стороны относительно каждой дополнительной поверхности, при этом каждое дополнительное окно предыдущего золотника связано с противоположным относительно соответствующей дополнительной поверх30 ности окном последующего золотника.

2. Система по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что сооветствующие торцовые управляющие камеры каждого из золотников связаны между

35 собой.

3. Система по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что торцовые управляющие камеры золотников подключены к независимым гидролиниям

40 управления.

4. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждая из разделительных поверхностей золотников выполнена в виде цилиндрического

45 пояска, а корпус, — из набора дисковых шайб.

1527417

I%274)7

1527417

1527417

1527417

1527417

152741 7

ФОе 14

Составитель В.Коваль

Редактор Н.Тупица Техред М,Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 7494/42 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101