Двухкамерный гидромеханический привод

 

Изобретение относится к приводам. Привод содержит двухкамерный гидродвигатель тандемного типа с полостными каналами, дублированные золотниковые распределители, состоящие из гильз с фиксированными в них пружинами, дублирующими золотниками, в которых установлены основные золотники. В случае заклинки основного золотника внутри дублирующего или дублирующего в гильзе происходит соединение камер гидродвигателя привода с линиями нагнетания и слива одновременно. Технический результат - сохранение управляемости гидромеханического привода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двухкамерным гидромеханическим приводам, нашедших широкое применение в качестве исполнительных механизмов в системах управления летательных аппаратов.

Известны приводы, содержащие дублированный распределитель и гидродвигатель (см. книгу В.И.Гониодский и др., Москва, "Машиностроение", 1974 г., стр. 179, рис. 4.24).

Наиболее близким по технической сущности является гидроусилитель БУ-51 МС (см. книгу "Гидроусилители БУ-45 А и БУ-51 МС" под редакцией Ф.Ф.Куприянова, Оборонгиз, 1963 г., стр. 32-54), содержащий двухкамерный гидродвигатель тандемного типа, два гидрораспределительных устройства, два гидравлических фильтра и два обратных клапана.

Питание каждой камеры гидродвигателя осуществляется от независимой гидросистемы.

Известны достоинства указанного гидромеханического привода, основным из которых является полное сохранение управляемости (скорости и развиваемого усилия) гидропривода при заклинке основного золотника гидрораспределителя внутри дублирующего золотника, с помощью которого и происходит управление.

Однако существенным недостатком данного гидромеханического привода является полная потеря управляемости при смещении одного из дублирующих золотников внутри гильзы на величину, большую его зоны нечувствительности, и последующим его невозвращением в нейтральное (среднее) положение под действием центрирующей пружины.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно сохранение управляемости гидромеханического привода при смещении дублирующего золотника и заклинке его внутри гильзы в положении, отличном от нейтрального.

Поставленная задача решается тем, что при расположении основного золотника одной из гидросистем в одном крайнем положении с возможностью фиксации в дублирующем золотнике, находящемся в другом крайнем положении по отношению к основному, обеспечивается сообщение полостных каналов соответствующих камер гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно посредством дроссельных щелей, образованными распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, а также распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы соответствующего распределителя, причем величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы, и величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, связаны соотношением как 2:1 и тем, что при расположении дублирующего золотника одной из гидросистем в одном крайнем положении в гильзе по отношению к ней с возможностью фиксации и расположения основного золотника в другом крайнем положении в дублирующем, также обеспечивается сообщение полостных каналов соответствующих камер гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно аналогично описанному выше, причем величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы, и величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, связаны соотношением как 1:2.

При указанном соединении полостей камер гидродвигателя через дроссельные щели одновременно с линиями нагнетания и слива сохраняется управляемость, эффективность которой зависит от величины смещения основного или дублирующего золотника, от их среднего положения и фиксации (заклинки, например) в смещенном состоянии и обусловленная разностью площадей проходных сечений указанных выше дроссельных щелей. Чем меньше указанные смещения, тем выше эффективность управления.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена его общая схема с основным и дублирующим золотниками, находящимися в среднем положении.

Двухкамерный гидромеханический привод содержит двухкамерный гидродвигатель тандемного типа 1, в каждом из двух каналов установлены фильтры 2, 3, обратные клапаны 4, 5 и гидравлические распределители, состоящие из основных золотников 6, 7, дублирующих золотников 8, 9 и гильз 10, 11, причем основные золотники, связанные системой качалок 12 с общей точкой управления привода, расположены внутри дублирующих золотников, а дублирующие золотники - внутри гильз и зафиксированы относительно них в среднем положении центрирующими пружинами.

На основных золотниках имеются распределительные бурты 13, на дублирующих - распределительные бурты 14 и распределительные окна 15, а на гильзах - распределительные окна 16 (см. фиг.2).

Рабочая жидкость под давлением поступает из одной и другой гидросистем через фильтры 2, 3, обратные клапаны 4, 5 к распределительным буртам основных золотников, которые в среднем положении перекрывают подачу жидкости через распределительные бурты и окна дублирующего золотника и распределительные окна гильзы в камеры и слив из камер гидродвигателя 1. Исполнительный шток гидродвигателя неподвижен и удерживает нагрузку.

При перемещении управляющей точки через систему качалок 12 основные золотники 6, 7 перемещаются внутри дублирующих золотников 8, 9 и соединяют посредством распределительных буртов и окон камеры гидродвигателя с подачей и сливом гидросистем. Исполнительный шток под действием возникающего перепада давлений начинает перемещаться и через систему качалок возвращает основные золотники в среднее положение.

В случае заклинки основного золотника одного из каналов управления (например, для левой камеры гидроцилиндра) в среднем положении летчик, преодолевая усилие центрирующей пружины, перемещает дублирующий золотник 8 (совместно с основным золотником 6) и основной золотник 7 другого канала управления. Распределение рабочей жидкости дублирующим золотником в соответствующем канале управления осуществляется через дроссельные щели, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы.

На фиг. 2 показана работа двухкамерного гидромеханического привода при заклинке основного золотника 7 нижнего канала управления в крайнем правом положении от среднего по отношению к дублирующему золотнику (выходное звено при этом движется влево). При этом между распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника образовались дроссельные щели В и А одинаковой величины. Для того чтобы изменить направление движения выходного звена, необходимо переместить золотники влево. При этом дублирующий золотник 9 совместно с заклиненным внутри основным золотником 7 переместится от своего среднего положения в левое крайнее положение (на двойную величину перемещения, приведенную к перемещению основного золотника внутри дублирующего до момента заклинки). При этом дроссельные щели B₁ и А₁, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы, будут по величине в 2 раза больше щелей В и А. Вследствие вышеизложенного, происходит соединение камер соответствующего гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно.

Распределение рабочей жидкости в полости соответствующего гидроцилиндра происходит следующим образом.

Левая камера правого гидродвигателя сообщается с нагнетанием через дроссельные щели А₁, а со сливом через дроссельные щели В.

Правая камера гидродвигателя сообщается с нагнетанием через дроссельные щели А, а со сливом через дроссельные щели B₁.

В связи с вышеуказанной разностью величин щелей В, A, B₁, A₁ по основному, дублирующему золотникам и гильзе образуется цепочка дросселей с требуемой проводимостью, при прохождении по которым рабочей жидкости в полостях гидроцилиндра создается соответствующий перепад давления.

Таким образом, за счет разности открытия дроссельных щелей распределителя, соединяющих полости гидродвигателя с линиями нагнетания и слива, происходит не просто соединение полостей, а их дроссельное соединение с сохранением управляемости привода. В этом случае сохранение управляемости будет тем эффективнее, чем ближе к среднему положению произойдет заклинка основного золотника, что является наиболее вероятным.

Непроизводительная утечка рабочей жидкости в гидросистеме не будет превышать максимальный расход в соответствующем канале управления.

На фиг.3 рассмотрена ситуация, когда произошло временное "прихватывание" (приклинка) основного золотника 7, а затем после перемещения его совместно с дублирующим золотником 9 в крайнее правое положение произошла его расклинка, а дублирующий золотник 9 остался в смещенном вправо положении и не вернулся в среднее положение.

При этом для того чтобы переместить выходное звено вправо, необходимо переместить основные золотники 6, 7 влево. При перемещении в крайнее левое положение основной золотник 7 откроет в дублирующем золотнике 9 дроссельные щели, в два раза превышающие по величине щели, образованные распределительными буртами дублирующего золотника 9 и распределительными окнами гильз 11 и, таким образом, дроссельно соединит камеры соответствующего гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно, аналогично, как и в случае, описанном выше.

И в этом случае сохранение управляемости соответствующего канала управления будет тем эффективнее, чем ближе к среднему положению произойдет заклинка дублирующего золотника.

Многочисленные исследования приводов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известными приводами.

Формула изобретения

1. Двухкамерный гидромеханический привод для летательных аппаратов, содержащий двухкамерный гидродвигатель тандемного типа с полостными каналами, дублированные золотниковые цилиндрические распределители, состоящие из гильз с распределительными окнами, внутри гильз расположены с возможностью перемещения и зафиксированные центрирующими пружинами в ее среднем положении дублирующие золотники с распределительными буртами и окнами, причем в дублирующих золотниках также с возможностью перемещения размещены основные золотники с распределительными буртами и соединенные с механической проводкой привода, линии нагнетания и слива двух независимых гидросистем, отличающийся тем, что при расположении основного золотника одной из гидросистем в одном крайнем положении с возможностью фиксации в дублирующем золотнике, находящемся в другом крайнем положении по отношению к основному, обеспечивается сообщение полостных каналов соответствующих камер гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно посредством дроссельных щелей, образованными распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, а также распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы соответствующего распределителя, причем величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы, и величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, связаны соотношением как 2: 1.

2. Двухкамерный гидромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что при расположении дублирующего золотника одной из гидросистем в одном крайнем положении в гильзе по отношению к ней с возможностью фиксации и расположении основного золотника в другом крайнем положении в дублирующем также обеспечивается сообщение полостных каналов соответствующих камер гидродвигателя с линиями нагнетания и слива одновременно, аналогично п. 1 формулы изобретения, причем величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами дублирующего золотника и распределительными окнами гильзы, и величины дроссельных щелей, образованные распределительными буртами основного золотника и распределительными окнами дублирующего золотника, связаны соотношением как 1: 2.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3