Газогидравлический рулевой привод

 

Использование: в газогидравлическом рулевом приводе для уменьшения массы и габаритов привода путем уменьшения непроизводительного расхода рабочей жидкости. Сущность изобретения: в газогидравлическом рулевом приводе, содержащем твердотопливный генератор, клапан для поддержания постоянного давления газа, вытеснитель, электрогидравлический усилитель мощности, соединенный гидролиниями с полостями гидроцилиндра, магистрали нагнетания и слива, перед электрогидравлическим усилителем мощности на магистрали нагнетания установлен редукционный клапан постоянного давления, пружинная полость которого соединена через распределительное устройство с управляющими полостями гидролиниями с полостями гидроцилиндра и магистралью слива. Распределительное устройство выполнено в виде подпружиненного с двух сторон золотника в корпусе с четырьмя расточками, управляющие полости которого соединены гидролиниями с полостями гидроцилиндра, распределительные пояски золотника в своем среднем положении перекрывают две расточки, соединенные с пружинной полостью редукционного клапана, а межпоясковое пространство сообщается с расточкой, соединенной с пружинной полостью редукционного клапана, и расточкой, соединенной с магистралью слива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к газогидравлическим исполнительным механизмам следящих систем летательных аппаратов одноразового действия.

Известны газогидравлические рулевые привода, содержащие воздушный аккумулятор давления, редуктор, вытеснитель, рулевые машины и магистраль нагнетания и слива [1].

Воздушный аккумулятор давления является бортовым источником энергии. Редуктор обеспечивает поддержание давления газа на входе вытеснителя на заданном постоянном уровне. Вытеснитель преобразует давление газа в давление жидкости.

Недостатком этих приводов является трудность герметизации воздушного аккумулятора давления, вызывающая в процессе эксплуатации необходимость контроля величины давления воздуха и его подкачки в случае падения. Таким образом, в составе комплекса надо иметь компенсатор или другие заправочные средства.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является газогидравлический рулевой привод ракеты, содержащий твердотопливный генератор, клапан для поддержания постоянного давления газа, вытеснитель, рулевые машины и магистраль нагнетания и слива [2].

В этом приводе твердотопливный газогенератор является бортовым источником питания. Недостатком данного привода является наличие больших непроизводительных расходов рабочей жидкости через рулевые машины, приводящих к увеличению массы и габаритов вытеснителя.

Непроизводительный расход - это утечки рабочей жидкости в золотниковом распределительном устройстве электрогидравлического усилителя мощности рулевой машины, которые прямо пропорциональны давлению поступающей к рулевой машине рабочей жидкости.

Целью настоящего изобретения является уменьшение массы и габаритов привода путем уменьшения непроизводительного расхода рабочей жидкости.

Указанная цель достигается тем, что газогидравлический рулевой привод, содержащий твердотопливный газогенератор, клапан для поддержания постоянного давления газа, вытеснитель, электрогидравлический усилитель мощности, соединенный гидролиниями с полостями гидроцилиндра, магистрали нагнетания и слива, дополнительно снабжен редукционным клапаном постоянного давления, установленным на магистрали нагнетания перед электрогидравлическим усилителем мощности и распределительным устройством, причем пружинная полость клапана соединена через распределительное устройство гидролиниями с полостями гидроцилиндра и магистралью слива.

Распределительное устройство выполнено в виде подпружиненного с двух сторон золотника с двумя распределительными поясками, расположенного в корпусе с четырьмя расточками и двумя управляющими полостями, причем каждая из управляющих полостей соединена гидролинией с одной из полостей гидроцилиндра, а распределительные пояски золотника в его среднем положении перекрывают две крайне расточки, соединенные с пружинной полостью редукционного клапана, а межпоясковое пространство золотника сообщается с двумя средними расточками, одна из которых соединена с пружинной полостью редукционного клапана, а другая соединена с магистралью слива.

Заявленное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", так как при анализе патентных материалов и литературы не обнаружено признаков, сходных с признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа.

На чертеже представлена схема газогидравличекого рулевого привода и конструкция распределительного устройства.

Газогидравлический рулевой привод состоит из источника гидропитания постоянного давления, состоящего из твердотопливного газогенератора 1, клапана поддержания постоянного давления газа 2, газогидравлического вытеснителя 3, рулевой машины 4, состоящей из электрогидравлического усилителя 5 и гидроцилиндра 6, редукционного клапана постоянного давления 7, распределительного устройства 8, магистралей нагнетания 9 и слива 10.

Распределительное устройство в свою очередь состоит из корпуса с расточками 11 - 14 и управляющими полостями 15 и 16.

В корпусе установлен подпружиненный с двух сторон золотник 17 с распределительными полостями 18 и 19. Пружинная полость 20 редукционного клапана 7 соединена гидролинией 21 с расточками 11, 12, 14 в корпусе распределительного устройства 8. Управляющая полость 15 распределительного устройства 8 соединена гидролинией 22 с полостью 23 гидроцилиндра 6, а управляющая полость 16 соединена гидролинией 25 с полостью 24 гидроцилиндра.

В среднем положении золотника его распределительные пояски 18 и 19 перекрывают расточки 11 и 14, а межпоясковое пространство сообщается с расточкой 12, соединенной с пружинной полостью 20 редукционного клапана и расточкой 13, соединенной с магистралью слива 10.

Газогидравлический рулевой привод работает следующим образом.

Газ из твердотопливного газогенератора 1 поступает в вытеснитель 3 под постоянным давлением, поддерживаемым клапаном 2. Рабочая жидкость, выдавливаемая газом из вытеснителя, поступает через магистраль нагнетания 9 и распределительный клапан 4 к рулевой машине 4. В этом случае, когда на электрогидравлическом усилителе мощности 5 отсутствует управляющий сигнал и рулевая машина не работает, то золотник 17 распределительного устройства 8 находится в среднем положении. В этом случае пружинная полость 20 редукционного клапана 7 соединена с магистралью слива 10 и давление рабочей жидкости перед рулевой машиной поддерживается редукционным клапаном. Редукционный клапан понижает давление рабочей жидкости, поступающей из вытеснителя, до величины, обеспечивающей удержание рулей летательного аппарата в нейтральном положении, и поддерживает его постоянным до тех пор, пока поступит управляющий сигнал на электрогидравлический усилитель мощности. При поступлении управляющего сигнала на электрогидравлический усилитель мощности рабочая жидкость от редукционного клапана поступает, например, в полость 23 гидроцилиндра 6 и управляющую полость 15 распределительного устройства 8. Одновременно с этим полость 24 гидроцилиндра и полость 16 распределительного устройства соединяются с магистралью слива 10.

Под воздействием перепада давления золотник 17 распределительного устройства смещается в крайне правое положение. При этом распределительный поясок 18 золотника перекрывает расточку 12 в корпусе распределительного устройства и открывает расточку 11, тем самым обеспечивая подвод рабочей жидкости, поступающей от редукционного клапана, в пружинную полость 20 редукционного клапана. Так как давления рабочей жидкости, действующие на плунжер редукционного клапана с одной и другой стороны, становятся равными, то под воздействием пружины плунжер клапана смещается в крайнее правое положение, обеспечивая тем самым свободный (без редуцирования) проход рабочей жидкости по каналам клапана к рулевой машине 4.

При поступлении на электрогидравлический усилитель мощности рулевой машины управляющего сигнала другого знака рабочая жидкость от редукционного клапана будет поступать в полость 24 гидроцилиндра и управляющую полость 16 распределительного устройства 8. При этом полость 23 гидроцилиндра и полость 15 распределительного устройства соединяются с магистралью слива 10.

Под воздействием перепада давления золотник 17 распределительного устройства сместится в крайнее левое положение. При этом распределительный поясок 19 золотника перекроет расточку 13 в корпусе распределительного устройства и откроет расточку 14, тем самым обеспечивает подвод рабочей жидкости, поступающей от редукционного клапана, в пружинную полость 20 редукционного клапана. А далее происходит все так же, как и в вышерассмотренном случае, и рабочая жидкость под высоким давлением будет поступать к рулевой машине 4.

Учитывая, что для удержания рулей летательного аппарата в нейтральном положении требуемое давление рабочей жидкости в 5 - 8 раз меньше давления, необходимого рулевой машине для перемещения рулей, то и утечки рабочей жидкости в электрогидравлическом усилителе мощности, которые прямо пропорциональны давлению, будут при отсутствии управляющего сигнала также в 5 - 8 раз меньше, чем при функционировании рулевой машины.

Так как во время полета летательного аппарата рулевая машина в течение 80% времени полета только удерживает рули в нейтральном положении, то в течение всего этого времени утечки рабочей жидкости в электрогидравлическом усилителе мощности будут иметь малую величину.

Таким образом, если в прототипе, где утечки в течение всего полетного времени t мин имеют одну и ту же величину Q_ут л/мин, объем непроизводительного расхода составляет V₁=Q_ут·t_л, то в заявленном приводе он составляет от до , т. е. в предлагаемом приводе объем непроизводительного расхода в 2,8 - 3,3 раза меньше, чем в прототипе. Это позволяет значительно уменьшить массу и габариты вытеснителя и, следовательно, привода.

Формула изобретения

1. Газогидравлический рулевой привод, содержащий твердотопливный газогенератор, клапан для поддержания постоянного давления газа, вытеснитель, электрогидравлический усилитель мощности, соединенный гидролиниями с полостями гидроцилиндра, магистрали нагнетания и слива, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен редукционным клапаном постоянного давления, установленным на магистрали нагнетания перед электрогидравлическим усилителем мощности и распределительным устройством, причем пружинная полость клапана соединена через распределительное устройство гидролиниями с полостями гидроцилиндра и магистралью слива.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде подпружиненного с двух сторон золотника с двумя распределительными поясками, расположенного в корпусе с четырьмя расточками и двумя управляющими полостями, причем каждая из управляющих полостей соединена гидролинией с одной из полостей гидроцилиндра, а распределительные пояски золотника в его среднем положении перекрывают две крайние расточки, соединенные с пружиной полостью редукционного клапана, а межпоясковое пространство золотника сообщается с двумя средними расточками, одна из которых соединена с пружинной полостью редукционного клапана, а другая соединена с магистралью слива.

РИСУНКИ

Рисунок 1