Электрогидравлический усилитель мощности с цифровым управлением - RU2599098C1

Чертежи

Описание

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.

Реферат

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.

Формула