Пневмогидравлическое устройство прямого предварения

 

{72) Авторы изобретения

Б.Д. Клименский и М. В.Щелкунов (7!) Заявмтель (54 ) ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПРЯМОГО

ПРЕДВАРЕНИЯ

Изобретение относится к гидромеханической автоматике, например, авиационных газотурбинных двигателей и является усовершенствованием известного устройства.

По основному авт.св. 11 681433 .,известно пневмогидравлическое устройство для прямого предварения, содержащее усилитель с симметричными дросселями на входе и выходе, с проточной камерой которого соединен ейкостной элемент, выходной рычаг с размещенными на его рабочем конце заслонкой переменного дросселя усили" теля и противоположно ей преобра" зователем входного сигнала, состоящим йз проточной камеры, на входе которого установлен симметричный дроссель, а на выходе — поплавковый, конический поплавок которого прикреплен вершиной к выходному рычагу ripoтивоположно заслонке усилителя, при-. чем эффективные площади основания поплавка и заслонки равны (1).

В автоматике авиационных ГТД существует необходимость введения двух звеньев предварения в цепь ря.да систем автоматического регулиро вания (САР). Это повышает динамическую точность САР, поскольку в большинстве ГТД как объекты регулирования описываются дифференциальным уравнением второго порядка.

Дйя получения первого предварения сигнала, идущего от элемента

1$ сравнения, необходимо использовать основное устройство, для получения второго предварения можно в принципе испольэовать такое же, последовательно подключив в цепь после пер вого. Но в ряде практических случаев это нерационально,так как устройство относительно сложно, имеет относительно большие габариты (особенно

3 96882 его емкостное звено), поглощает большой объем рабочего тела °

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства прямого предварения (вычисление последовательно двух предварений).

Поставленная цель достигается тем, что в пневмогидравлическом уст" ройстве прямого предварения установлены преобразователь перемещения 10 выходного рычага в виде подключенно-. го к каналу питания первого усилителя с линейными симметричными дросселями на входе и выходе, подключенном к полости слива, элемент сравнения зо- 1З лотникового типа, управляющая полость которого подключена к междроссельной камере первого усилителя, пбдключенного к каналу питания., второй усилитель с подобными в рабочей части постоянным и переменным дрос-. селями, последний из которых соеди" нен выходом с полостью слива, при" чем кромка золотникового элемента сравнения является управляющей для Зз переменного дросселя второго усилителя, емкостное звено, выполненное в виде подпружиненного поршня, одна из полостей которого подключена к междроссельной камере второго усилителя, а другая - к полости слива,, и выходной усилитель с постоянным, подключенным к каналу питания входным дросселем и переменным выходным дрос-.. управляющей кромкой которого 35 является кромка проточки золотника, полость которой подключена к полости слива.

40 „4р -р =5 /р г

На фиг.1 представлена схема устройства прямого предварения; на фиг.2 — устройство для его соединения с последующим звеном системы регулирования;

Устройство прямого предварения состоит из усилителя 1 с симметричными дросселями 2 и 3, выходного рычага 4, преобразователя 5 входного сигнала, представляющего собой редуктор с симметричными дросселем 6 на входе и поплавковым на выходе, поплавок 7 и заслонка 8 выходного переменного дросселя укреплены на входном конце рычага 4 как единый элемент сравнения и емкостной элемент 9. Плечо выходного рычага 4 ы снабжено,на конце заслонкой 10 линейного симметричного дросселя 11, который является входным дросселем

1 4 первого -усилителя 12 дополнительного устройства предварения (являющегося преобразователем перемещения выходного рычага в пневматический сигнал). Следующим за первым усидителем 12 по ходу преобразования сигналов следует элемент сравнения золотникового типа, т.е. золотник 13, являющийся командным элементом для второго усилителя 14 с подобными в рабочей части постоянным дросселем оконного типа, например 15 и переменным дросселем 16 также оконного типа.

Кромка...золотника 13 является управляющей для переменного дросселя 16.

В устройство входит также емкостное звено 17, реализованное на базе пружины растяжения 18, и выходной усилитель 19 с постоянным дросселем 20 и переменным дросселем 21 управляющей кромкой которого является кромка проточки 22 золотника 13 ° Все ,усилители питаются постоянным давле.-.. нием Р от канала питания 23. Истечение из усилителей производится в канал 24 соединенный с полостью слива. Первый усилитель включает также входной линейный симметричный дроссель 25, а емкостное звено содержит также поршень 26, одна из полостей которого подключена к междроссельной камере усилителя 14, а. другая - к полости слива. Сигнал с устройства снимается в виде давления из канала Р„ выходного усилителя 19 или с рычага 27 для передачи сигнала последующему звену системы регулирования. Полости слива первичного и дополнительного устройств предварения разделены разделителем сред 28.

Устройство вырабатывает последовательно сигналы предварения входного ходового сигнала дважды.

Действительно, на выходе рычага

4 вырабатывается ходовой сигнал (t), который является предварени" ем входного ходового сигнала (Ь h) рабочей площади симметричного дросселя 3.

Сигнал д t изменяет зазор (t)

1выходного линейного симметричного дросселя 11 усилителя 12, вследствие чего изменяется междроссельное давление Р .

Из выражения баланса расходов через усилитель 12

821 где

64ОЕ968 где S - рабочая площадь входного постоянного линейно-, го симметричного дросселя 25;

S = t 1- рабочая, площадь выходно- го переменного линейного симметричного дросселя 11 (где 2 - длина щели дросселя), получим путем линеаризации при условии 1о

S S+ выражение сигнала давления Р

6 рабочая площадь входного постоянного оконного типа 15; рабочая площадь выходного переменного оконного типа дросселя 16, у которой ширина окна; эффективная площадь поршня 26; жесткость пружины 18; гидравлический коэффициент, имеющий выражение где b t = К „„ьЬ;

К,„ - передаточное отношение рычага 4.

Вследствие изменения, например, возрастания давления Р на Р наруг шается баланс сил на золотнике 13.

Золотник при этом перемещается вверх, совершая перемещение дО„, вследствие чего уменьшается рабочая площадь выходного оконного типа переменного дросселя 16, принадлежащего, усилителю 14.

Поэтому в междроссельной полости усилителя 14 также возрастает давление P, причем в этом процессе с точностью до нечувствительности зо-,; Зр лотника 13

Р =. Р (2.), 1

Рост давления P вызывает перемег щение поршня 26 емкостного звена

1,вправо), происходящее благодаря преодолеванию возрастающей силой давления P силы пружины растяжения 18.

Вследствие перемещения поршня 26 про- ., исходит поглощение части поступившего через входной дроссель 15 обьема рабочего тела, из-за чего возникает дополнительное перемещение ЬО золотника 13, в противном случае не могло бы сохраниться равенство (Ь);

: Сумма перемещения 4Ug=h0 +hUz является предварением сигнала g t, причем b,0 его пропорциональной, а ЬО дифференциальной составляющей.

Это можно показать математически.

Выражение баланса расходов через усилитель 12 имеет выражение 33 = 1 29 где P - коэффициент расхода;

g - плотность рабочего тела.

Линеаризовав баланс расходов (3), который является динамическим уравнением усилителя 14, получим дифференциальное уравнение, описывающее усилитель; дО =К (ТР+ )д+, (4) ! где

Т- (e)

Выражение дифференциального уравнения (4) подтверждает, что сигнал

ЬО является предварением сигнала

ht или вторым предварением сигнала

ah. Динамическую связь сигналов

ЬО и М, следовательно можно пред.тавить дифференциальным уравнением

КК (ТР+1) (Тр+1 )дф, где K„- коэффициент усиления устройства предварения 1;

Т - постоянная времени предварения этого же устройства.

Предлагаемая конструкция позволя" ет соответственно (при одном принятом значении Т) приблизительно в 3,57 раз уменьшить отношение 5, отражающее габариты емкостного звена.

Во столько же раз уменьшается потребление рабочего тела.

Предлагаемая конструкция удобна тем, что при необходимости может включаться в САР последовательно несколько раз, для этого используется вариант командного звена (приведенный на фиг.2 ) в нем рычаг 27

7 9688 ь 11. - последующему передает сигнал звену.

Необходимость в использовании линейных переменных симметричных дросселей 11 и 25 обусловлена воэможностью компенсировать действие силы, вытекающей иэ дросселя струи (направить силу на ось- вращения рымага 4 ). Постоянныв дроссели 15 и

20 подобные переменным в рабочей 30 части, приняты для обеспечения гидравлической точности.

Формула изобретения 15

Пневмогидравлическое устройство прямого предварения по авт.св.

М 681433, отличающееся тем, что,с целью расаирения функцио- зв нальных воэможностей устройства, в нем .установлены преобразователь перемещения выходного рычага в виде подключенного к каналу питания перво" го усилителя с линейными симметрич- 2у ными дросселями на входе и выходе, подключенйом к полости слива, элеЙейт сравнения золотникового типа, 21 8 управляющая полость которого подключена к междроссельной камере первого усилителя, подключенного к каналу питания, второй усилитель с .подобными в рабочей части постоян,ным и переменным дросселями, послед HHA иэ которых соединен выходом с полостью слива, причем кромка эолот .т никового элемента сравнения является управляющей для переменного дросселя второго усилителя, емкостное звено, выполненное в виде подпружи-: ненного порайя; одна из полостей которого подключена к междроссельной камере второго усилителя, а другая - . к полости слива, и выходной усилитель с постоянным, подключенным к каналу питания входным дросселем и переменным выхоДным дросселем, :управляющей .кромкой которого является кромка. проточки золотника, полость .которой подключена к полости слива.

Истомники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР и 681433, кл. G 06 6 5/00, 1977 (прототип).

968821

17

Составитель О. Гудкова

Редактор Н. Гунько Техред А.Бабинец Корректор В.Бутяга

Заказ 81?6/77 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, л. Проектная, 4