Электрогидравлическая система управления

(51) 4 Р 15 В 9/17 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4256215/25-29 (22) 02.06.87 (46) 07. 12.89, Бюл. Р 45 (72) М.И.Баженов, В,А.Ватаев, С.В,Владимиров, Л.С.Забродченко, Д.И.Земсков, С,Г.Латыпов, Р.Н.Лебедев, В.И.Сапожников, Г,Г.Сергеев, Ю.П.Прокофьев, М.П,Цупров, В.И.Шутенко и Л.Н.Яковлев (53) 621,523,3(088.8) (56) Попов Д.М. и дрИнженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов. - М.: 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 отказеДля 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 идополнительные 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.15274 7ФОе 14Составитель В.Коваль Редактор Н.Тупица Техред М,Дидык Корректор Т.ПалийВ Заказ 7494/42 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушскан наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10150 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 - 15 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.7 - 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 резервированием30 распределительных устройств в двух гидроусилителях; на фиг,11 - то же, с параллельным управлением резеря- руемыми элементами; на фиг.12 - то же, с независимым управлением резервируемыми элементами; на фиг.3 - 35 конструктивная схема распределительного устройства с корпусом, выполненным в виде набора гильз;на фиг.14 - схема системы с электрическим управлением распределительных устройств. 40Электрогидравлическая 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 5 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 новлен в корпусе (фиг.4) с образованием торцовых управляющих камер 11 16, при этом в корпусе выполнены четыре окна 17-20 на каждый золотник7, два из которых (окна 17 и 18) подключены к гидродвигателю 8, а двадругих окна 19 и 20 - к линиям гидропитания 9 и слива 10. Каждый иззолотников 7 выполнен с тремя основными разделительными поверхностями21-23 и четырьмя дополнительными разделительными поверхностями 24-27,попарно и симметрично расположеннымиотносительно окон 17 и 18, а в корпусе выполнены дополнительные окна28-35, попарно расположенные относительно каждой дополнительной поверхности 24-27, при этом каждое дополнительное окно, например 28, предыдущего золотника 7 связано с противоположным относительно соответствующей дополнительной поверхности24 окном 29 последующего золотника 7. На схеме (фиг.4) показано среднее положение золотников 7 при ихпоясковом 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 нулеым 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, те. 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 7 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 быть5 15 установлен регулируемый дроссель 36 (фиг.9).Каждый из каналов электрогидравлических приводов 3 может включать два электрогидравлических усилителя 4, подключенные к гидродвигателю 8 (фиг. 1 О). 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 зубчатогоВыходной 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 7В 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 по 27417токи на входе и выходе гидродвигателя 8 остаются неизменными, так какпотерь потока на слив в процессеработы гидродвигателя 8 не происходит, Разветвление потоков на параллельные ветви согласно схеме (фиг. 5)приводит лишь к уменьшению гидравлического сопротивления в процесседвижения гидродвигателя 8, что ускоряет его разгон, т.е. снижает времядостижения требуемой скорости, Еслитребуется обеспечить постоянствовремени разгона для обоих случаевработы в линии 9 гидропитания, устанавливается регулируемый дроссель 36.Вариант согласно схеме на фиг.7принципиально не отличается по дей ствию от схем на фиг4-6 и служитдля расширения возможностей выборахода золотников 7 и величины рабочих окон 17-20 и 28-35,В схеме (фиг,7)ход золотников 7 может быть выбран 25 равным (с точностью допуска на отклонения межкромочных расстояний)длине рабочего окна, например 19в направлении хода золотника 7. Этовидно из рассмотрения схемы образования окон 17-20 и 28-35 и хода(фиг. 8), где показано левое крайнее положение золотников 7.Кроме того,ходможет быть выбран равным удвоенному отрицательному перекрытию (фиг.7).35На схеме (фиг.5) длина рабочего окна, например, 19 в направлениихода золотников 7 составляет лишьчасть хода золотника 7, зато перекрытия кромок в крайних положениях 40 существенно увеличены, что расширяет допуски и показатели плавностипереключения для достижения требуемых выходных характеристикПринеобходимости уменьшенных ходов золотников 7 целесообразно испольэовать схему согласно фиг.8, где ходравен открытию рабочего окна, например, 19, либо удвоенному отрицател -ному перекрытию,На фиг.10 представлена схема, гдев каждом канале привода 3 имеютсяпо два усилителя 4, что используется, например, для создания широтноимпульсного управления золотниками 7Конкретным примером подобного устройства является схема на фиг. 11, гдеиспользуются гидроусилители 37 с преобразователями 38. Гидроусилители 37типа сопло - заслонка при дискретномсигнале 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 изобретения1, Электрогидравлическая система управления, содержащая электронные устройства сигнала управления, многоканальный электрогидравлическийпривод, включающий параллельно подключенные распределительные устройства, каждое из которых выполнено в виде установленного в корпусе золотника с образованием торцовых управляющихкамер, при этом в корпусе выполненычетыре окна на каждый золотник, дваиз которых подключены к гидродвигателю, а два других - к линиям гидропитания и слива, а золотник выполнен с тремя разделительными поверхностями, о т л и ч а ю щ а я с я 1 Отем что с целью упрощения конструкций и улучшения энергомассовыххарактеристик путем снижения числапараллельно включенных распределительных устройств и исключения шунтирования линии гидропитания линией 15слива при отказе, распределительноеустройство выполнено в виде по меньшей мере трех золотников, каждый изкоторых снабжен четырьмя дополнительными разделительными поверхностями 2 Опопарно и симметрично расположеннымиотносительно окон, подключенных кгидродвигателю, в корпусе выполненыФдополнительные окна, попарно расположенные по обе стороны относительно каждой дополнительной поверхности, при этом каждое дополнительноеокно предыдущего золотника связанос противоположным относительно соответствующей дополнительной поверхзоности 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 камерыкаждого 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 а -ю щ а я с я тем, что каждая из разделительных поверхностей золотниковвыполнена в виде цилиндрического 45 пояска, а корпус, - из набора дисковых шайб.