Электрогидравлический усилитель мощности с цифровым управлением

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к электрогидравлическим усилителям, и может быть использовано в высокоточных системах управления рабочих органов подвижных транспортных средств и летательных аппаратов. Электромеханический преобразователь выполнен в виде шагового электродвигателя с дискретным характером движения и цифровым управлением, а механизм возврата четырехбуртового цилиндрического золотника в нейтральную позицию содержит предварительно сжатые центрирующие пружины, расположенные в торцевых полостях четырехбуртового цилиндрического золотника. Технический результат: получение цифрового управления и уменьшение влияния воздействия обратных струй в проточной части гидроусилителя за счет использования шагового электродвигателя с конечным числом устойчивых положений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к электрогидравлическим усилителям, и может быть использовано в высокоточных системах управления рабочих органов подвижных транспортных средств и летательных аппаратов.

Известна конструкция электрогидравлического усилителя (ЭГУ) мощности с использованием в предварительном каскаде элемента типа «сопло - заслонка», распределительного золотника во втором каскаде усиления и электромеханического преобразователя, управляющего первым каскадом усиления (авторское свидетельство СССР №631686, F15B 9/07, F15B 3/00 от 15.11.78).

Недостатком конструкции указанного электрогидравлического усилителя мощности является возможность возникновения активного отказа при выходе из строя первого каскада усиления типа «сопло - заслонка», а также большие непроизводительные утечки.

Известна конструкция двухкаскадного электрогидравлического усилителя (патент РФ №2389911, F15B 3/00, F15B 9/07, F15B 13/044 от 20.05.2010), в котором в первом каскаде применен струйный каскад с двумя напорными соплами и с двумя приемными каналами, во втором - гидравлически управляемый распределительный золотник с механической обратной связью.

Недостатком конструкции данного аналога является возможность возникновения активного отказа при засорении одного из сопел первого каскада усиления, а также гидродинамическое воздействие струи на дефлекторную заслонку, что влияет на точность управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является двухкаскадный электрогидравлический усилитель (пат. США №3331383, F15B 13/043 от 18.07.1967), содержащий электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления - «струйная трубка - приемная плата», гидрораспределитель второго каскада усиления золотникового типа, механическая обратная связь, соединяющая гидрораспределитель первого и второго каскадов усиления.

Недостатками аналога является нелинейность характеристик, обусловленная влиянием гидродинамического воздействия обратных струй в проточной части гидроусилителя.

Задачей изобретения является повышение надежности и точности управления путем внедрения цифрового управления.

Технический результат: уменьшение влияния воздействия обратных струй в проточной части гидроусилителя.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в электрогидравлическом усилителе мощности, содержащем корпус с напорным, сливным и полостными каналами, электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления «струйная трубка - приемная плата», гидрораспределитель второго каскада усиления - четырехбуртовый цилиндрический золотник, согласно изобретению электромеханический преобразователь выполнен в виде шагового электродвигателя с дискретным характером движения и цифровым управлением, а механизм возврата четырехбуртового цилиндрического золотника в нейтральную позицию содержит предварительно сжатые центрирующие пружины, расположенные в торцевых полостях четырехбуртового цилиндрического золотника.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображена схема электрогидравлического усилителя мощности с цифровым управлением.

Электрогидравлический усилитель мощности с цифровым управлением содержит корпус 1 с напорным 2, сливным 3 и полостными 4 каналами, подведенными к четырехбуртовому цилиндрическому золотнику 5 и к струйной трубке 6, шаговый электродвигатель 7, кинематически связанный с подвижным элементом, струйную трубку 6 струйного каскада 8. В корпусе 1 расположены также приемная плата 9, гидравлически связанная с торцевыми полостями 10 четырехбуртового цилиндрического золотника 5, фильтр 11 в напорном 2 канале струйной трубки 6, центрирующие пружины 12 в торцевых полостях четырехбуртового цилиндрического золотника 5. Шаговый электродвигатель 7 управляется внешней цифровой системой управления.

Электрогидравлический усилитель с цифровым управлением работает следующим образом.

При подаче давления рабочей жидкости в напорный канал 2 подвода гидропитания давление напора подается к правой кромке левого бурта и к левой кромке правого бурта четырехбуртового цилиндрического золотника 5, а через фильтр 11 - к струйной трубке 6. В сливной канал 3 подвода гидропитания подается давление слива рабочей жидкости, которое поступает в среднюю проточку четырехбуртового цилиндрического золотника 5 и далее к проточной части струйного каскада 8.

Цифровой сигнал управления в виде определенной последовательности управляющих импульсов подается на управляющие обмотки шагового электродвигателя 7 и преобразуется им в дискретное угловое перемещение выходного вала шагового электродвигателя 7. Вал шагового электродвигателя 7 отклоняет струйную трубку 6. Кинетическая энергия струи рабочей жидкости из напорного сопла струйной трубки 6 преобразуется в потенциальную энергию давления рабочей жидкости в торцевых полостях 10 четырехбуртового цилиндрического золотника 5 за счет сообщения их соответственно с приемными отверстиями приемной платы 9. Под действием перепада давления в торцевых полостях 10 четырехбуртовый цилиндрический золотник 5 сместится от нейтрального положения, деформируя центрирующие пружины 12 и открывая соответствующие дросселирующие окна кромками своих буртов. При возврате вала шагового электродвигателя 7 в начальное положение кинетическая энергия струи рабочей жидкости из напорного сопла струйной трубки равномерно поступает в торцевые полости 10 четырехбуртового цилиндрического золотника 5, выравнивая давление в торцевых полостях 10. Центрирующие пружины 12 под действием упругой силы возвращают четырехбуртовый цилиндрический золотник 5 в начальное положение, тем самым закрывая дросселирующие окна кромками своих буртов.

Величина и направление расхода рабочей жидкости, проходящей через дросселирующие окна на кромках буртов четырехбуртового цилиндрического золотника 5 электрогидравлического усилителя, определяются значением и направлением отклонения вала шагового электродвигателя 7.

Заявляемое изобретение формирует цифровое управление, обеспечивает высокую точность перемещения струйной трубки, уменьшает вероятность возникновения активных отказов и повышает точность управления. Кроме того, изобретение позволяет уменьшить влияние воздействия обратных струй в проточной части гидроусилителя за счет использования в качестве электромеханического преобразователя шагового электродвигателя.

Электрогидравлический усилитель мощности, содержащий корпус с напорным, сливным и полостными каналами, электромеханический преобразователь, гидрораспределитель первого каскада усиления «струйная трубка - приемная плата», гидрораспределитель второго каскада усиления четырехбуртовый цилиндрический золотник, отличающийся тем, что электромеханический преобразователь выполнен в виде шагового электродвигателя с дискретным характером движения и цифровым управлением, а механизм возврата четырехбуртового цилиндрического золотника в нейтральную позицию содержит предварительно сжатые центрирующие пружины, расположенные в торцевых полостях четырехбуртового цилиндрического золотника.



 

Похожие патенты:

Усилитель предназначен для следящих электрогидравлических приводов систем управления летательных аппаратов. Усилитель содержит электромеханический преобразователь с двумя катушками управления, верхним и нижним магнитопроводами, Т-образным якорем с основанием, центральным стержнем и плоской пружиной обратной связи, корпус струйного усилителя со встроенным струйным усилителем, а также корпус золотникового распределителя с четырехкромочным дросселирующим золотником второго каскада, при этом нижний магнитопровод снабжен винтами из немагнитного материала для ограничения хода Т-образного якоря, верхний магнитопровод снабжен винтами из ферромагнитного материала для тонкой регулировки моментной характеристики электромеханического преобразователя, струйный усилитель выполнен в виде расположенной между двумя плоскими дисками расходной пластины со сквозным центральным пазом для дефлектора и тремя клиновидными отверстиям, одно из них, соединенное широкой частью через сквозной канал в нижнем диске с каналом напора, имеет на выходе в центральный паз прямоугольный стабилизирующий участок, образуя напорное сопло, два других, соединенных широкой частью через соответствующие сквозные каналы в нижнем диске и каналы в корпусе золотникового распределителя с подторцевыми полостями золотника второго каскада, расположены напротив первого отверстия, образуя узкими частями на выходе в центральный паз приемные окна, разделенные трапециевидной стенкой, размер плоской вершины которой не превышает размера напорного сопла, причем величина зазоров между стержнем и торцами центрального паза, а также размеры каждого из приемных окон превышают размеры напорного сопла.

Привод может быть использован в гидросистемах летательных аппаратов, а также высоконагруженных системах, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители большой мощности (расход рабочей жидкости от 300 л/мин, рабочее давление до 35 МПа).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрогидравлическим автоматическим системам, широко применяемым в различных отраслях техники, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрогидравлическим автоматическим системам, широко применяемым в различных отраслях техники, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам топливопитания и регулирования ГТД. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрогидравлическим автоматическим системам (Electro hydraulic control systems), широко применяемым в различных отраслях техники, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители (ЭГУ) большой мощности (расходы рабочей жидкости от 300 л/мин и рабочие давления до 35 МПа).

Изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системах управления летательных аппаратов, где требуется посредством подачи сигналов управления на электрогидравлический усилитель мощности агрегата приводить в движение органы управления летательных аппаратов, а также приводить их в среднее положение в случае отказов в работе.

Усилитель предназначен для следящих электрогидравлических приводов систем управления летательных аппаратов. Усилитель содержит электромеханический преобразователь с двумя катушками управления, верхним и нижним магнитопроводами, Т-образным якорем с основанием, центральным стержнем и плоской пружиной обратной связи, корпус струйного усилителя со встроенным струйным усилителем, а также корпус золотникового распределителя с четырехкромочным дросселирующим золотником второго каскада, при этом нижний магнитопровод снабжен винтами из немагнитного материала для ограничения хода Т-образного якоря, верхний магнитопровод снабжен винтами из ферромагнитного материала для тонкой регулировки моментной характеристики электромеханического преобразователя, струйный усилитель выполнен в виде расположенной между двумя плоскими дисками расходной пластины со сквозным центральным пазом для дефлектора и тремя клиновидными отверстиям, одно из них, соединенное широкой частью через сквозной канал в нижнем диске с каналом напора, имеет на выходе в центральный паз прямоугольный стабилизирующий участок, образуя напорное сопло, два других, соединенных широкой частью через соответствующие сквозные каналы в нижнем диске и каналы в корпусе золотникового распределителя с подторцевыми полостями золотника второго каскада, расположены напротив первого отверстия, образуя узкими частями на выходе в центральный паз приемные окна, разделенные трапециевидной стенкой, размер плоской вершины которой не превышает размера напорного сопла, причем величина зазоров между стержнем и торцами центрального паза, а также размеры каждого из приемных окон превышают размеры напорного сопла.

Усилитель используется в электрогидравлических следящих приводах с резервированием, применяемых в системах дистанционного управления, например, в системе управления рулевыми поверхностями высокоманевренных летательных аппаратов.

Изобретение относится к способу преобразования давления в системе, взаимодействующей с рабочей средой под давлением, для оптимизации скоростей перемещения и/или усилий.

Изобретение относится к прессовому оборудованию, используемому для объемной штамповки металлов и прессования порошкообразных материалов. Гидравлический пресс содержит станину, рабочий гидроцилиндр, прессовый инструмент, мультипликаторную установку в виде мультипликаторов, гидроцилиндры подъема, две гидравлические и две гидрораспределительные системы.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для приведения в действие обрабатывающих машин, в частности при обработке металлов давлением. Гидравлический привод содержит по меньшей мере два попеременно приводимых в действие генератора давления, каждый из которых состоит из приводного масляного и ведомого эмульсионного цилиндров с общим плунжером.

Изобретение относится к гидравлическому приводу (1) с регулированием количества и/или давления для преобразователя давления устройства высокого давления, состоящему по существу из двигательного привода с насосом для рабочей среды (10), а также блока управления.

Устройство предназначено для систем управления и угловой стабилизации летательных аппаратов. Устройство содержит электромагнит с катушками управления и поворотным двуплечим якорем, газораспределительное устройство, выполненное в виде корпуса с входным и выходными каналами и размещенными в нем поршнем с уплотнительными кольцами, клапаном, входными и выходными дросселями, кроме этого, в корпусе выполнена цилиндрическая проточка, расположенная между уплотнительными кольцами и сообщающаяся с входным каналом, а также с входными дросселями.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Гидроусилитель руля червячного типа содержит цилиндр усилителя, распределитель, перепускной клапан, предохранительный клапан.

Изобретение относится к гидравлическому приводу и может быть использовано в системах гидроавтоматики, а в ракетной технике в качестве гидрораспределительного устройства - в рулевых машинах.

Гидромультипликатор предназначен для подачи рабочей жидкости под высоким давлением как в технологических установках, так и в приводах рабочих органов. Гидромультипликатор включает корпус, золотник дифференциального типа, управляющий перемещением поршня привода насоса повышенного давления, бустерные плунжеры, закрепленные на обоих торцах поршня, направляющие аппараты, управляющие перемещением золотника, при этом бустерные плунжеры, являющиеся деталями насоса, выполняют функцию нагнетателя рабочей жидкости в качающем узле, а также функцию распределительного золотника направляющего аппарата, обеспечивающего перемещение управляющего дифференциального золотника в автоматическом режиме, плунжеры выполнены одинаковыми по диаметру, а нагнетательные каналы, соединенные с общим выходом к потребителю, имеют общую демфирующую полость.

Распределитель предназначен для распределения или питания для сервомеханизмов, у которых в качестве рабочей жидкости используется морская вода. Распределитель имеет клапанную четырехлинейную трехпозиционную симметричную гидравлическую схему с линиями нагнетания, слива и двумя выходными линиями к раздельным полостям гидродвигателя.

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к электрогидравлическим усилителям, и может быть использовано в высокоточных системах управления рабочих органов подвижных транспортных средств и летательных аппаратов. Электромеханический преобразователь выполнен в виде шагового электродвигателя с дискретным характером движения и цифровым управлением, а механизм возврата четырехбуртового цилиндрического золотника в нейтральную позицию содержит предварительно сжатые центрирующие пружины, расположенные в торцевых полостях четырехбуртового цилиндрического золотника. Технический результат: получение цифрового управления и уменьшение влияния воздействия обратных струй в проточной части гидроусилителя за счет использования шагового электродвигателя с конечным числом устойчивых положений. 1 ил.

Наверх