Электрогидравлическая рулевая машина с механическим ограничением хода исполнительного штока

 

Изобретение относится к области авиационной техники. Машина содержит корпус с размещенным в нем электрогидроусилителем, поршень исполнительного механизма со штоком, электроуправляемый переключающий клапан с полостью давления, связанной с линией слива и командной полостью. На шток установлена проходная втулка, подвижная относительно корпуса и штока и имеющая на наружной поверхности кольцевой выступ у торца внутри корпуса. Предусмотрена кольцевая канавка под шарики механического замка, выполненного в виде расположенного концентрично со штоком подпружиненного поршня, имеющего на внутренней поверхности кольцевую канавку под шарики. Полость механического замка, в которой размещена пружина, соединена с линией слива, а другая полость - с командной полостью электроуправляемого переключающего клапана. Технический результат - преднамеренное ограничение хода штока исполнительного механизма. 1 ил.

Предлагаемая электрогидравлическая рулевая машина относится к исполнительным элементам авиационной техники и предназначена для установки в системе управления самолета для непосредственного перемещения рулевых поверхностей (интерцепторов).

С целью повышения безопасности полета, связанного с ограничением перемещения рулевой поверхности, в рулевой машине установлен механический ограничитель хода исполнительного штока, вводимый и снимаемый автоматически по электрическим сигналам в зависимости от режима полета,

В настоящее время известны электрогидравлические рулевые машины систем управления летательных аппаратов, которые выполняют функции непосредственного перемещения рулевых поверхностей. Аналогами таких рулевых машин могут служить электрогидравлическая рулевая машина для перемещения интерцепторов, которая описана в статье Р.Н.Парсонса "Интерцепторы - гидравлика в авиации" (журнал "Гидравлика и пневматика", США, №T-12, декабрь 1966 г., стр.95-97), и электрогидравлическая рулевая машина перемещения интерцепторов.

В этих рулевых машинах при наличии механического замка, электрогидравлического усилителя, клапана переключения, узла механической обратной связи отсутствует автоматически регулируемое ограничение хода исполнительного штока. Ограничение хода исполнительного штока в этих рулевых машинах обеспечивается автономными электрическими датчиками промежуточного положения, которые контролируют положение рулевой поверхности и отключают рулевую машину в заданном промежуточном положении исполнительного штока. Такое ограничение хода исполнительного штока требует наличия дублирующих систем, зависит от надежной работы датчиков и системы их электропитания, а также увеличивает габариты и вес системы управления за счет увеличения в ней количества блоков, элементов и проводов.

Известны также в гидромеханических рулевых приводах устройства для ограничения углов отклонения входного звена, представляющие собой:

1) регулируемые винтовые упоры, установленные на кронштейне гидропривода и ограничивающие угол перемещения входного звена,

2) гидравлические упоры, установленные на кронштейне гидропривода, и автоматически, по электрическим сигналам, ограничивающие величину хода входного звена.

Включение гидравлических упоров происходит при подаче электрических сигналов в электрогидравлический клапан.

Схемы и описание данных устройств приведены в книге В.И.Гониодского, Ф.И.Склянского, И.С.Шумилова "Привод рулевых поверхностей самолета", Машиностроение, 1974 г., и применяются в гидромеханических приводах (рис.4.18; 4.19 - стр.172-174, рис.4.22, 4.23 стр.177-178, рис.7.13, 7.14 стр.286-287).

Прототипом предлагаемой рулевой машины, может служить гидроусилитель автономной рулевой системы АРС-10Б, который состоит из распределительного золотника, гидроцилиндра, исполнительного штока с поршнем, двух ограничительных шайб, надетых на исполнительный шток, двух неподвижных втулок. Ограничительные шайбы обеспечивают постоянное ограничение величины хода исполнительного штока. Для того чтобы использовать полный ход исполнительного штока, необходимо убрать ограничительные шайбы, что связано с демонтажом гидроусилителя и его разборкой.

Цель предлагаемого изобретения - разработка электрогидравлической рулевой машины с механическим ограничителем хода исполнительного штока и повышение надежности системы управления.

Поставленная цель достигается тем, что на исполнительный шток рулевой машины надета подвижная втулка, один конец которой содержит уступ и расположен в рабочей полости гидроцилиндра, а другой - на внешнем диаметре имеет кольцевую выточку и заперт механическим замком, который каналом соединен с электрогидравлическим клапаном снятия ограничения.

Электрогидравлическая рулевая машина с механическим ограничением хода исполнительного штока, схема которой представлена на прилагаемом чертеже, содержит корпус 1, электрогидравлический усилитель 2, электрогидравлический клапан снятия ограничения 3, фильтр 4, гидроцилиндр 5, ограничительную втулку 6, механический замок 7 с подвижной втулкой 8, исполнительный шток 9 с поршнем, силовую вилку 10.

Электрогидравлический усилитель 2 выполнен по схеме сопло-заслонка и соединен с корпусом рулевой машины четырьмя винтами. Исполнительный шток с поршнем 9 размещен в гидроцилиндре 5 и оканчивается силовой вилкой 10.

На исполнительный шток 9 надета ограничительная втулка 6. Правый конец втулки 6 расположен в левой рабочей полости гидроцилиндра 5 и оканчивается уступом, а левый расположен в цилиндрической расточке корпуса 1, по наружному диаметру которой выполнена кольцевая выточка, в которой расположены стопорные шарики механического замка 7, и упирается в выступ, образуемый исполнительным штоком 9 и силовой вилкой 10, электрогидравлический клапан 3, фильтроэлемент 4 и механический замок 7 представляют собой автономный узел, который крепится к корпусу 1 винтами.

Принцип работы рулевой машины следующий.

1. При отсутствии электрогидропитания рулевая машина находится в нерабочем состоянии, которое показано на прилагаемом чертеже.

2. При работе рулевой машины в режиме ограничения рабочая жидкость под давлением нагнетания через фильтр 4 по каналам поступит в гидроусилитель 2 и электрогидравлический клапан 3.

Электрогидравлический клапан 3 находится в выключенном состоянии. Подвижная втулка 8 механического замка 7 прижата пружиной в крайнем правом положении. Стопорные шарики механического замка 7 расположены в кольцевой канавке ограничительной втулки 6 и обеспечивают ее стопорение в выдвинутом положении (режим ограничения). При подаче в электрогидравлический усилитель 2 электрических сигналов управления исполнительный шток 9 будет перемещаться на ход, пропорциональный величине этих сигналов в пределах, ограниченных правым торцом ограничительной втулки 6 и правым торцом гидроцилиндра 5.

3. Для снятия ограничения хода исполнительного штока 9 в обмотку электрогидравлического клапана 3 подается электрический сигнал. Клапан 3 включится и рабочая жидкость под давлением нагнетания поступит под правый торец подвижной втулки 8 механического замка 7 и переместит ее влево до упора. Кольцевая выточка, расположенная на внутреннем диаметре подвижной втулки 8, совместится со стопорными шариками механического замка 7.

При перемещении исполнительного штока 9 в положении "на выпуск" поршень надавит на правый торец ограничительной втулки 6, стопорные шарики механического замка 7 утопятся в кольцевую канавку подвижной втулки 8 и расстопорят ее. Ограничительная втулка 6 будет перемещаться совместно с исполнительным штоком 9 "на выпуск" - за счет поршня, "на уборку" - за счет уступа, образуемого силовой вилкой 10 и штоком 9.

Включение ограничительной втулки 6 происходит автоматически при выключении электрогидравлического клапана 3. Подвижная втулка 8 под действием усилия пружины переместителя вправо до упора и зафиксирует стопорные шарики в кольцевой канавке ограничительной втулки 6, обеспечив тем самым ее стопорение.

Использование в электрогидравлической рулевой машине механического ограничения хода исполнительного штока, вводимого и снимаемого автоматически по электрическим сигналам, позволяет повысить надежность системы управления в целом, уменьшить ее габариты и вес, а также повысить безопасность полета изделия.

Формула изобретения

Электрогидравлическая рулевая машина с механическим ограничением хода исполнительного штока, содержащая корпус с размещенным в нем электрогидроусилителем, поршень исполнительного механизма со штоком, электроуправляемый переключающий клапан с полостью давления, связанной с линией давления, полостью слива, связанной с линией слива, и командной полостью, отличающаяся тем, что, с целью преднамеренного ограничения хода штока исполнительного механизма, на шток установлена проходная втулка, подвижная относительно корпуса и штока и имеющая на наружной поверхности кольцевой выступ у торца внутри корпуса, а также кольцевую канавку под шарики механического замка, выполненного в виде расположенного концентрично со штоком подпружиненного поршня, имеющего на внутренней поверхности кольцевую канавку под шарики, причем полость механического замка, в которой размещена пружина, соединена с линией слива, а другая полость - с командной полостью электроуправляемого переключающего клапана.

РИСУНКИ