Многоканальный резервированный электрогидравлический привод

Привод предназначен для систем управления летательных аппаратов. Привод содержит двухкамерный гидродвигатель в виде гидроцилиндров с поршнями тандемного типа с выходным звеном, датчики давления, датчики обратной связи, два блока управления, в каждом корпусе которого установлены электрогидравлический усилитель мощности, электрогидравлический клапан, клапан включения в виде подпружиненного распределительного золотника с буртами, соединенного каналами с гидролиниями нагнетания и слива одной из двух гидросистем, с датчиком давления, полостями гидроцилиндра, электрогидравлическим усилителем мощности, электрогидравлическим клапаном. При этом распределительный золотник выполнен дифференциальным - его бурт со стороны, противоположной пружине, и наружный торец которого сообщен с электрогидравлическим клапаном, выполнен большего диаметра по отношению к остальным буртам. Технический результат - улучшается процесс функционирования в случае возникновения отказов. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, которое может быть использовано в системах управления летательных аппаратов, где требуется посредством подачи сигналов управления на электрогидравлический усилитель мощности привода приводить в движение органы управления летательных аппаратов.

Известны многоканальные резервированные электрогидравлические приводы, содержащие корпус, электрогидравлический усилитель мощности, гидродвигатель и т.д. (RU 2190129 С2, RU 2090129 С1).

Наиболее близким к заявляемому приводу является многоканальный резервированный электрогидравлический привод (SU 1601907 А1), содержащий напорные и сливные гидролинии гидросистем, два канала управления, в каждом из которых установлен электрогидравлический усилитель мощности, клапан кольцевания и распределительный золотник, двухпозиционный электрогидравлический клапан, исполнительный механизм и т.д.

Недостатком известного многоканального резервированного электрогидравлического привода является то, что при одном активном отказе (отсутствие электрического управляющего сигнала в одном из каналов управления) и одной пассивной неисправности (повреждение уплотнения на одном из двух разделителей распределительного золотника) он становится неработоспособным.

Это обусловлено следующим.

1. При отсутствии электрического управляющего сигнала в одном из каналов управления (активный отказ) его электрогидравлический усилитель мощности и электрогидравлический клапан не работают и под торцом клапана кольцевания рабочая жидкость из гидролинии нагнетания этого канала не поступает.

2. В случае повреждения уплотнения на одном из двух разделителей распределительного золотника (пассивная неисправность, которая системой контроля управления не выявляется, но на нормальную работу привода не влияет) рабочая жидкость из гидролинии нагнетания другого канала управления через поврежденное уплотнение разделителя поступает под торец клапана кольцевания отказавшего канала и, воздействуя на его золотник, преодолевая усилие пружины, перемещает последний в крайнее положение и раскольцовывает (разъединяет) рабочие полости исполнительного механизма.

3. Одновременно, распределительный элемент электрогидравлического усилителя мощности отказавшего канала (при отсутствии управляющего сигнала) может находиться в любом положении, в том числе и в нейтральном, перекрывая при этом своими распределительными буртами доступ рабочей жидкости в рабочие полости исполнительного механизма (которые, как было указано выше, раскольцованы), вследствие чего в указанных полостях возникает гидрозамок и перемещение штоков указанного механизма при работе от другого исправного канала становится невозможным.

Все это приводит к снижению надежности в работе привода, а также системы управления в целом.

Причины, способствующие этому, - отсутствие выполнения их элементов определенной конструкции, требуемой связи между ними, что не позволяет исключить указанные недостатки, снижающие надежность в работе.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом многоканальном резервированном электрогидравлическом приводе, содержащем двухкамерный гидродвигатель в виде гидроцилиндров с поршнями тандемного типа с выходным звеном, датчики давления, датчики обратной связи, на котором размещены два блока управления, в каждом корпусе которого установлены электрогидравлический усилитель мощности, электрогидравлический клапан, клапан включения в виде подпружиненного распределительного золотника с буртами, соединенного каналами с гидролиниями нагнетания и слива одной из двух гидросистем, с датчиком давления, полостями гидроцилиндра, электрогидравлическим усилителем мощности, электрогидравлическим клапаном, согласно изобретению распределительный золотник выполнен дифференциальным - его бурт со стороны, противоположной пружине, и наружный торец которого сообщен с электрогидравлическим клапаном, выполнен бóльшего диаметра по отношению к остальным буртам.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где представлена его общая схема.

Многоканальный резервированный электрогидравлический привод содержит двухкамерный гидродвигатель в виде гидроцилиндров 1 с поршнями 2 тандемного типа и выходным звеном 3, датчики давления 4, датчики обратной связи 5. На гидродвигателе размещены два блока управления 6, в корпусе каждого из которых установлены электрогидравлический усилитель мощности 7, электрогидравлический клапан 8, клапан включения в виде подпружиненного распределительного золотника 9 с буртами 10 и 11 в полости 12 клапана, который соединен каналами:

- 13 и 14 с гидролиниями нагнетания и слива, соответственно;

- 15 с датчиком давления;

- 16, 17 с полостями гидроцилиндра;

- 18 с электрогидравлическим усилителем мощности;

- 19 с электрогидравлическим клапаном.

Причем бурт 11 распределительного золотника 9 по отношению к буртам 10 выполнен бóльшего диаметра, вследствие чего эффективная площадь бурта 11 по величине больше эффективной площади бурта 10 в полости 12.

Кроме того:

- электрогидравлический клапан 8 каналами 13 и 20 соединен с гидролинией нагнетания, каналами 14, 22 и 21 - с гидролинией слива, а также каналом 20 соединен с полостью 12 клапана включения;

- электрогидравлический усилитель мощности 7 каналами 14 и 22 соединен с гидролинией слива, а через канал 18 - с полостью 12 клапана включения.

В приводе установлен также фильтр 23.

Электрогидравлический привод работает следующим образом.

При отсутствии давления нагнетания, электрического управляющего сигнала и выключенном электрогидравлическом клапане положение составных частей привода будет таким, как изображено на чертеже, распределительный золотник 9 под действием усилия пружины находится в крайнем правом (по чертежу) положении, с упором в донышко гнезда корпуса.

При наличии давления нагнетания в обеих гидросистемах, отсутствии электрического управляющего сигнала и выключенном электрогидравлическом клапане положение составных частей привода будет также таким, как изображено на чертеже, при этом полости гидроцилиндров через каналы 16, 17 и клапан кольцевания будут закольцованы (соединены друг с другом), а распределительный золотник 9 будет дополнительно (к усилию от пружины) прижат к донышку гнезда корпуса усилием, величина которого обусловлена воздействием давления нагнетания в полости 12 на разность эффективных площадей его буртов 10 и 11, а канал 19 через электрогидравлический клапан 8 сообщен через каналы 21, 22 и 14 с гидролинией слива, рабочая жидкость из гидролинии нагнетания по каналу 13 через полость 12 и канал 18 поступает к электрогидравлическому усилителю мощности 7.

С подачей электрического управляющего сигнала на электрогидравлический усилитель мощности 7 включается электрогидравлический клапан 8, вследствие чего происходит подача рабочей жидкости из гидролинии нагнетания под наружный торец бурта 11 распределительного золотника 9 через каналы 20 и 19 и отсоединение канала 19 от гидролинии слива.

Вследствие того, что эффективная площадь бурта 11, со стороны канала 19, по величине больше разности эффективных площадей буртов 10 и 11 в полости 12, то распределительный золотник 9 под действием усилия от давления нагнетания на бурт 11, преодолевая усилие пружины и усилие, обусловленное разностью указанных эффективных площадей буртов, переместится влево (по чертежу) до упора. При этом полости гидроцилиндров раскольцовываются (разъединяются друг от друга), а рабочая жидкость через распределительный золотник 9 и канал 15 поступает к датчику давления 4, сигнализируя в систему управления объекта о готовности к работе обоих блоков 6.

Работа указанного привода посредством электрических управляющих сигналов аналогична работе известных многоканальных резервированных электрогидравлических приводов.

В случае отказа одной из двух гидросистем рабочая жидкость из этой гидросистемы не поступает в электрогидравлический усилитель мощности 7, электрогидравлический клапан 8, датчик давления 4, в клапан кольцевания. Распределительный золотник 9 под усилием пружины перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, вследствие чего полости гидроцилиндра этой гидросистемы закольцовываются, датчик давления выдает соответствующую информацию в систему управления. Привод продолжает работу от одной гидросистемы.

В случае отказа двух гидросистем закольцовываются полости и другого гидроцилиндра и под действием внешней нагрузки на выходное звено 3 поршни 2 перемещаются на упор в положение, обеспечивающее нормальную работу всего летательного аппарата.

В случае отсутствия электрического управляющего сигнала в одном из блоков управления его электрогидравлический усилитель мощности 7 и электрогидравлический клапан 8 не работают. Вследствие чего происходит отсоединение канала 19 и наружного торца бурта 11 распределительного золотника от гидролинии нагнетания и соединение его с гидролинией слива. При этом распределительный золотник 9 под действием давления нагнетания на разность его эффективных площадей в полости 12 и усилия пружины перемещается в правое (по чертежу) положение до упора, вытесняя рабочую жидкость из под торца бурта 11 по каналам 19, 21, 22 и 14 на слив, и закольцовывает полости гидроцилиндра. Таким образом, в предлагаемом приводе, по сравнению с известным, исключается возникновение гидрозамка в гидроцилиндре отказавшего блока управления.

Привод будет нормально функционировать от другого блока управления, что в конечном итоге приводит к повышению надежности в работе летательного аппарата и системы управления в целом.

Многочисленные исследования указанных приводов, выполненных в соответствии с предлагаемой схемой, полностью подтвердили их преимущество по сравнению с известными приводами, при этом во время имитирования вышеперечисленных отказов приводы функционировали нормально.

Многоканальный резервированный электрогидравлический привод, содержащий двухкамерный гидродвигатель в виде гидроцилиндров с поршнями тандемного типа с выходным звеном, датчики давления, датчики обратной связи, на котором размещены два блока управления, в каждом корпусе которого установлены электрогидравлический усилитель мощности, электрогидравлический клапан, клапан включения в виде подпружиненного распределительного золотника с буртами, соединенного каналами с гидролиниями нагнетания и слива одной из двух гидросистем, с датчиком давления, полостями гидроцилиндра, электрогидравлическим усилителем мощности, электрогидравлическим клапаном, отличающийся тем, что распределительный золотник выполнен дифференциальным, его бурт со стороны, противоположной пружине, и наружный торец которого сообщен с электрогидравлическим клапаном, выполнен большего диаметра по отношению к остальным буртам.