Корректирующее гидравлическое устройство многоканального привода
Изобретение относится к области оборудования летательного аппарата. Устройство содержит электрический датчик обратной связи, поршень с двухсторонним штоком, гидрофиксатор среднего положения с рабочей камерой, распорным плунжером и упором, и сигнализатор положения. Один конец штока поршня размещен в рабочей камере гидрофиксатора соосно с установленным в ней распорным плунжером с глухой расточкой и поперечной лыской на торце. Полость расточки через лыску постоянно сообщена с рабочей камерой. На штоке выполнена кольцевая канавка, образующая на конце штока бурт, взаимодействующий с внутренним буртиком плунжера. Технический результат - улучшение динамических характеристик путем компенсации люфта поршня. 2 ил. 
Изобретение относится к области управления летательными аппаратами и может быть использовано в многоканальных рулевых электрогидравлических приводах для осуществления взаимной балансировки рабочих каналов.
Известны корректирующие гидравлические и механические устройства связи подканалов в многоканальных рулевых приводах (например, по книге В.И.Гониодский и др. "Привод рулевых поверхностей самолетов", 
Машиностроение М., 1974, стр.298-315, фиг.7.22, 7.25, 7.27, 7.30, содержащие гидроцилиндры с поршнями, предохранительные (перепускные) клапаны, фиксирующие устройства, электрические датчики обратной связи и сигнализаторы срабатывания.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности из известных устройств является корректирующее гидравлическое устройство трехканального электрогидравлического привода системы повышения устойчивости летательного аппарата, описанное в патенте США №3561322 кл. F 01 B 25/26. Устройство содержит предохранительный клапан, плунжеры с буртами, опирающиеся с обеих сторон в торцы поршня клапана под действием давления рабочей жидкости, и электрический датчик обратной связи, являющийся одновременно и сигнализатором срабатывания корректирующего устройства.
Это корректирующее устройство не обеспечивает надежной работы многоканального привода и существенно ограничивает его динамические характеристики из-за наличия люфта поршня клапана. Причем чрезмерный люфт, который может возникнуть в этом устройстве вследствие износа мест контакта поршня и плунжеров, приводит к неустойчивости в работе многоканального привода, затрудняя управляемость летательного аппарата и угрожая безопасности полета.
Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно, улучшение динамических характеристик и повышение надежности работы многоканального рулевого привода путем компенсации люфта поршня корректирующего гидравлического устройства.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом корректирующем устройстве один конец штока поршня размещен в рабочей камере гидрофиксатора соосно установленному в ней и взаимодействующему с упором распорному плунжеру с глухой расточкой и поперечной лыской на торце, обращенном к штоку, образующими в плунжере полукольцевой внутренний буртик, причем полость расточки посредством лыски постоянно сообщена с рабочей камерой, а на штоке выполнена кольцевая канавка, образующая на конце штока бурт, взаимодействующий с внутренним буртиком в плунжере.
Сущность предложения поясняется прилагаемыми чертежами. На фиг.1 изображено в разрезе корректирующее гидравлическое устройство, а на фиг.2 - принципиальная схема многоканального привода с корректирующими гидравлическими устройствами, причем в разрезе показан один из его рабочих каналов и многокамерный исполнительный гидроцилиндр привода.
Предлагаемое корректирующее устройство содержит в корпусе 1 шток 2, жестко соединенный с поршнем 3, размещенным в цилиндре 4. В поршне 3 выполнены отверстия 5, а в цилиндре 4 - кромки 6 - элементы, образующие в совокупности предохранительный клапан корректирующего устройства. На выходном конце штока 2 размещены закрепленные в корпусе 1 электрический датчик обратной связи 7 и сигнализатор срабатывания 8. Другой конец штока 2 размещен в рабочей камере гидрофиксатора 9 с отверстием 10, в которой также установлен распорный плунжер 11 с глухой расточкой 12 и выполнен упор 13. В плунжере 11 на торце, обращенном к штоку 2, выполнена поперечная лыска 14, образующая полукольцевой внутренний буртик 15 и постоянно сообщающая полость расточки 12 с рабочей камерой гидрофиксатора 9. На конце штока 2, расположенном в камере 9, выполнена кольцевая канавка 16, образующая бурт 17.
Предлагаемое корректирующее гидравлическое устройство входит в состав рабочего канала многоканального привода 18, содержащего также электроуправляемый золотниковый клапан включения 19, соединенный через фильтр 20 с гидролинией нагнетания 21, электрогидравлический усилитель мощности 22, клапан кольцевания 23, многокамерный гидроцилиндр 24 с общим штоком 25 и электрическими датчиками 26. Рабочий канал 18 соединен также с гидролинией слива 27.
Работает предлагаемое корректирующее гидравлическое устройство следующим образом.
При подаче электросигнала в клапан включения 19 рабочая жидкость под давлением поступает из гидролинии нагнетания 21 к электрогидравлическому усилителю 22, клапану кольцевания 23 и в рабочую камеру 9 гидрофиксатора корректирующего устройства. При подаче сигнала управления в электрогидравлический усилитель золотник последнего, смещаясь, соединяет одну из полостей гидроцилиндра 24 с гидролинией нагнетания 21, а другую - с гидролинией слива 27. Так как все рабочие каналы 18 многоканального привода работают одновременно и синхронно, шток 25 начнет перемещаться до тех пор, пока электрические сигналы с датчиков 26 не сбалансируют сигналы управления. При этом шток 2 корректирующего устройства остается неподвижным, занимая среднее положение под действием давления рабочей жидкости в рабочей камере гидрофиксатора 9, которое прижимает плунжер 11 к упору 13 в корпусе 1 и, воздействуя на шток 2, прижимает бурт 17 к буртику 15 в плунжере 11.
При наличии же несинхронности в работе каналов 18 многоканального привода, последние взаимно нагружают друг друга через общий шток 25, что приводит к образованию перепадов давлений в полостях рабочих камер гидроцилиндра 24. A так как эти полости непосредственно соединены с цилиндром 4 корректирующего устройства, перепад давлений начнет действовать и на поршень 3, который начнет перемещаться как только усилие от воздействующего на него давления жидкости превысит величину развиваемого гидрофиксатором усилия, определяемую по формулам:
а) если усилие действует на втягивание штока 2 из камеры 9:
б) если усилие, действует на выдвижение штока 2 в камеру 9:
где р - давление рабочей жидкости в камере 9,
Д - наружный диаметр плунжера 11,
d - диаметр штока 2.
Подбором соотношения диаметров штока 2 и плунжера 11 можно получить или равенство усилий Р и Р1, или необходимую разность этих усилий.
При втягивании штока 2 из камеры 9 бурт 16 захватывает плунжер 10 за полукольцевой буртик 14 и перемещает его от упора 13 корпуса 1, вытесняя рабочую жидкость из камеры 9 через отверстие 10. При выдвижении штока 2 в рабочую камеру 9 конец штока 2 с канавкой 16 и буртом 17 перемещается вглубь расточки 12 плунжера 11, прижатого давлением к упору 13. Рабочая жидкость при этом вытесняется из расточки 12 через лыску 14 в рабочую камеру 9 и отверстие 10. При перемещении штока 2 поворачивается ротор датчика обратной связи 7, обеспечивая подачу в электрогидравлический усилитель 22 дополнительного сигнала, направленного на устранение расбалансировки рабочих каналов 18. Однако, если синхронизировать работу каналов 18 многоканального привода не удается, например, в случае отказа одного из каналов 18, перепад давлений, воздействующий на поршень 3, продолжает перемещать шток 2, что приводит к срабатыванию сигнализатора 8, электросигнал которого формирует команду на отключение клапана 19.
При выключении клапана 19 электрогидравлический усилитель 22, рабочая камера гидрофиксатора 9 и клапан кольцевания 23 отсекаются от гидролинии нагнетания 21 и соединяются с гидролинией слива 27. Клапан кольцевания 23, обеспечивая закольцовку полостей рабочей камеры гидроцилиндра 24, исключает влияние отказавшего канала 18 на исправно работающие каналы многоканального привода. В случае же заклинивания клапана включения 19, или клапана кольцевания 23, либо отказе сигнализатора 8 поршень 3, продолжая перемещаться в крайнее положение, переходит кромку 6 цилиндра 4 и отверстие 5, соединяет полости по обе стороны поршня 3, обеспечивая закольцовку полостей рабочей камеры гидроцилиндра 24. Работоспособность многоканального привода сохраняется и полный его отказ из-за отказа элементов, входящих в его рабочий канал, предотвращается вследствие работы корректирующего гидравлического устройства.
Таким образом, применение предлагаемого корректирующего гидравлического устройства в многоканальном приводе обеспечивает улучшение динамических характеристик и повышение надежности работы привода за счет того, что поршень 3, жестко укрепленный на штоке 2, удерживается в среднем положении под действием давления рабочей жидкости в камере 9, прижимающего к упору 13 корпуса 1 плунжер 11, к которому прижат буртом 17 шток 2. При этом исключается люфт поршня 3.
Предварительный расчет применительно к использованию предлагаемого корректирующего устройства многоканального привода в системе управления транспортного летательного аппарата показал его высокую эффективность. Наряду с обеспечением требуемых повышенных показателей надежности и высоких динамических характеристик можно ожидать снижение веса многоканального привода на 10-15%.
Формула изобретения
Корректирующее гидравлическое устройство многоканального привода, содержащее электрический датчик обратной связи, поршень с двухсторонним штоком, гидрофиксатор среднего положения с рабочей камерой, распорным плунжером и упором, и сигнализатор срабатывания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы привода и улучшения его динамических характеристик путем компенсации люфта поршня, один конец штока поршня размещен в рабочей камере гидрофиксатора соосно с установленным в ней и взаимодействующим с упором распорным плунжером с глухой расточкой и поперечной лыской на торце, обращенном к штоку, образующими в плунжере полукольцевой внутренний буртик, причем полость расточки через лыску постоянно сообщена с рабочей камерой, а на штоке выполнена кольцевая канавка, образующая на конце штока бурт, взаимодействующий с внутренним буртиком плунжера.
РИСУНКИ
