RU2193112C2

RU2193112C2 - Method of pump capacity control (versions)

Info

Publication number: RU2193112C2
Application number: RU2000116335/06A
Authority: RU
Inventors: А.К. Алексеев; ков Д.А. Серебр; Д.А. Серебряков
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиационная корпорация "Рубин"
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: hydraulic machinery manufacture, applicable in hydraulic systems of flying vehicles. SUBSTANCE: method is realized either by additional reduction of resistance connecting the line of control pressure with pressure line the more so the less is pump capacity, or by increase of resistance connecting the line of control pressure with line of low pressure the more so the less is pump capacity. Besides, both resistances are varied in similar way to provide in each case for pressure in pressure line the less, the less is pump capacity or constant within entire range of capacity control. Invention allows reduction of pressure, capacity nonuniformity, range of high-frequency pressure fluctuations and power consumption under conditions of pump operation with low capacities and in this way to increase service life and reliability of hydraulic system of flying vehicle. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидромашиностроению, и предназначено для применения преимущественно в гидравлических системах летательных аппаратов. The invention relates to the field of engineering, in particular to hydraulic engineering, and is intended for use mainly in the hydraulic systems of aircraft.

Начиная с конца 40-х годов и до настоящего времени в гидросистемах летательных аппаратов в качестве источников питания используют в основном аксиально-поршневые насосы, подача которых регулируется в зависимости от рабочего давления в гидросистеме. From the end of the 40s to the present, in hydraulic systems of aircraft, axial piston pumps are used as power sources, the supply of which is regulated depending on the operating pressure in the hydraulic system.

Известен способ регулирования подачи насоса, при котором структура системы регулирования состоит из командного органа (подпружиненного золотника), представляющего собой сопротивление, которое соединяет линию высокого давления с линией управляющего давления, и исполнительного органа (сервопоршня), кинематически связанного с регулируемым звеном рабочего объема насоса. При достижении в гидросистеме давления, достаточного для создания силы, превышающей силу предварительного поджатия пружины золотника, последний открывается. При этом уменьшается сопротивление, соединяющее линию высокого давления с линией управляющего давления, и рабочая жидкость из линии высокого давления перетекает в линию управляющего давления, повышая в ней давление. Линия управляющего давления связана с линией низкого давления системой дросселей, являющейся сопротивлением, которое либо увеличивается, либо не изменяется с уменьшением подачи насоса. Регулирование подачи начинается при достижении в линии управления давления, достаточного для сжатия пружины регулируемого звена рабочего объема насоса. Для такого насоса зависимость подачи от давления, характеризуется тем, что давление, соответствующее режиму нулевой подачи, выше, чем давление начала регулирования, т.е. тогда, когда мощность насоса максимальна (см. фиг. 2, кривая 1, а также Башта Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. - М.: Машиностроение, 1974, с. 402, рис. 162). A known method of regulating the pump flow, in which the structure of the control system consists of a command body (spring-loaded spool), which is a resistance that connects the high pressure line to the control pressure line, and the Executive body (servo piston), kinematically connected with the adjustable link of the pump displacement. When the hydraulic system reaches a pressure sufficient to create a force exceeding the force of preliminary preload of the spool spring, the latter opens. At the same time, the resistance connecting the high pressure line to the control pressure line decreases, and the working fluid from the high pressure line flows into the control pressure line, increasing the pressure in it. The control pressure line is connected to the low pressure line by a throttle system, which is a resistance that either increases or does not change with decreasing pump flow. Flow control starts when the control line reaches a pressure sufficient to compress the spring of the adjustable link of the pump displacement. For such a pump, the dependence of flow on pressure is characterized by the fact that the pressure corresponding to the zero flow mode is higher than the pressure of the start of regulation, i.e. then, when the pump power is maximum (see Fig. 2, curve 1, as well as Bashta TM. Volumetric pumps and hydraulic motors of hydraulic systems. - M .: Mashinostroenie, 1974, p. 402, Fig. 162).

Последнее является недостатком известного способа регулирования, так как приводит к повышенным: давлению, неравномерности подачи, размаху высокочастотных колебаний давления и энергопотреблению на режимах работы с малыми подачами, что снижает долговечность и надежность гидросистемы летательного аппарата. The latter is a disadvantage of the known control method, since it leads to increased: pressure, feed irregularities, the range of high-frequency pressure fluctuations and power consumption at low feed operating modes, which reduces the durability and reliability of the aircraft hydraulic system.

Положительный результат от использования предложенного технического решения заключается в повышении долговечности и надежности гидросистемы летательного аппарата и снижении потребляемой гидросистемой мощности. A positive result from the use of the proposed technical solution is to increase the durability and reliability of the aircraft hydraulic system and reduce the power consumed by the hydraulic system.

Указанный результат достигается тем, что в способе регулирования подачи насоса путем воздействия на регулируемое звено рабочего объема насоса давлением, которое формируют в линии управления, для чего последнюю подключают к линии нагнетания и к линии низкого давления через сопротивления, посредством которых устанавливают зависимость управляющего давления от давления нагнетания так, что для снижения подачи насоса сопротивление, сообщающее линию управления с линией нагнетания, уменьшают, а сопротивление, сообщающее линию управления с линией низкого давления, либо увеличивают, либо не изменяют, обеспечивая при этом давление в линии нагнетания тем больше, чем меньше подача насоса, согласно изобретению дополнительно либо уменьшают сопротивление, соединяющее линию управляющего давления с линией нагнетания, тем больше, чем меньше подача насоса, либо увеличивают сопротивление, соединяющее линию управляющего давления с линией низкого давления, тем больше, чем меньше значение подачи насоса, либо аналогично изменяют оба сопротивления, обеспечивая в каждом случае давление в линии нагнетания тем меньшее, чем меньше подача насоса, или постоянное для вышеуказанных вариантов во всем диапазоне регулирования подачи. The specified result is achieved by the fact that in the method of regulating the pump supply by acting on the adjustable unit of the pump displacement by pressure, which is formed in the control line, for which the latter is connected to the discharge line and to the low pressure line through resistance, by means of which the dependence of the control pressure on pressure is established discharge so that to reduce the pump flow, the resistance communicating the control line with the discharge line is reduced, and the resistance communicating the control line with l by low pressure, either increase or not change, while ensuring the pressure in the discharge line the greater, the lower the pump flow, according to the invention, additionally either reduce the resistance connecting the control pressure line to the discharge line, the greater the lower the pump flow, or increase the resistance connecting the control pressure line to the low pressure line, the more, the lower the pump flow value, or similarly change both resistances, providing in each case a pressure in l SRI discharge the smaller, the smaller pump capacity, or permanent for the above embodiment throughout the range of flow control.

Использование данного способа регулирования подачи позволит:
- повысить долговечность и надежность гидравлических систем, работающих в основном на режимах с малыми расходами;
- уменьшить забросы и провалы давления при переходных процессах;
- снизить неравномерность подачи и размах высокочастотных колебаний давления на режимах работы с малыми расходами;
- снизить потребление насосом мощности на режимах нулевых и малых подач.Using this method of regulating the flow will allow:
- increase the durability and reliability of hydraulic systems that operate mainly in low-cost modes;
- reduce casts and pressure dips during transients;
- to reduce the unevenness of the flow and the magnitude of the high-frequency pressure fluctuations at low flow rates;
- reduce the power consumption of the pump in zero and low feed modes.

На фиг. 1 представлена схема насоса с системой регулирования подачи по предлагаемому способу. Условные обозначения: 1 - насос, 2 - линия низкого давления (линия всасывания или линия слива насоса), 3 - линия высокого давления (линия нагнетания), 4 - линия управления, 5 - сопротивление, сообщающее линии высокого давления с линией управления, 6 - сопротивление, сообщающее линию управления с линией низкого давления, 7 - подпружиненное регулируемое звено рабочего объема насоса. In FIG. 1 shows a diagram of a pump with a feed control system according to the proposed method. Legend: 1 - pump, 2 - low pressure line (suction line or pump discharge line), 3 - high pressure line (discharge line), 4 - control line, 5 - resistance, which communicates high pressure lines with a control line, 6 - resistance communicating the control line with the low pressure line, 7 - spring-loaded adjustable link of the pump displacement.

На фиг. 2 показаны экспериментальные характеристики насосов с известной (кривая 1) и предлагаемой (кривая 2) системами регулирования подачи. In FIG. 2 shows the experimental characteristics of pumps with known (curve 1) and proposed (curve 2) flow control systems.

При работе насос 1 всасывает рабочую жидкость из линии низкого давления 2 и подает ее в линию нагнетания 3. Жидкость из линии высокого давления 3 через сопротивление 5 поступает в линию управления 4, а затем через сопротивление 6 - в линию низкого давления. В линии управления 4 создается управляющее давление, воздействующее на регулируемое звено рабочего объема насоса 7. Поскольку диапазон управляющего давления практически не зависит от давления нагнетания, а определяется параметрами пружины регулируемого звена рабочего объема насоса и моментом, действующим на регулируемое звено рабочего объема насоса со стороны поршней, то комбинация сопротивлений 5 и 6 позволяет в широком диапазоне изменять давление в линии нагнетания 3. During operation, the pump 1 sucks the working fluid from the low pressure line 2 and delivers it to the discharge line 3. The liquid from the high pressure line 3 through the resistance 5 enters the control line 4, and then through the resistance 6 to the low pressure line. In control line 4, a control pressure is created that acts on the adjustable link of the pump displacement 7. Since the control pressure range is practically independent of the discharge pressure, it is determined by the spring parameters of the adjustable link of the pump’s displacement and the moment acting on the adjustable link of the pump’s displacement from the pistons , the combination of resistances 5 and 6 allows a wide range of pressure changes in discharge line 3.

Реализация данного способа проводилась на насосе аксиально-поршневого типа разработки АК "Рубин". Сопротивление 5, соответствующее выбранному режиму работы насоса по подаче, дополнительно уменьшалось, при этом (так как давление управления на данном режиме постоянно) давление нагнетания соответственно уменьшалось из-за уменьшения потерь на сопротивлении 5 с уменьшением подачи насоса, поскольку расход из сервопоршня на данном режиме работы постоянен и равен расходу из линии нагнетания. Аналогично, если сопротивление 6 дополнительно увеличивалось, то (поскольку расход из сервопоршня на данном режиме работы становился меньше и соответственно уменьшался расход из линии нагнетания) давление нагнетания также снижалось из-за уменьшения потерь на сопротивлении 5. Аналогичные результаты были достигнуты одновременными изменениями сопротивлений 5 и 6, рассмотренными выше. При этом давление, соответствующее режиму работы насоса с максимальной подачей, составляло 215 кгс/см², а давление, соответствующее режиму работы с нулевой и малыми подачами насоса, составляло 185 кгс/см² (см. кривая 2 фиг. 2). Размах высокочастотных колебаний давления достигал 20 кгс/см² вместо 26 кгс/см² по известному способу. Снижение потребляемой насосом мощности на режимах малых подач составило 16%.The implementation of this method was carried out on an axial-piston type pump developed by Rubin. Resistance 5, corresponding to the selected pump operation mode, was further reduced, while (since the control pressure in this mode is constant), the discharge pressure correspondingly decreased due to a decrease in losses on resistance 5 with a decrease in the pump flow, since the flow from the servo piston in this mode work is constant and equal to the flow rate from the discharge line. Similarly, if resistance 6 increased further, then (since the flow from the servo piston in this operating mode became smaller and the flow from the discharge line decreased accordingly), the discharge pressure also decreased due to a decrease in losses on resistance 5. Similar results were achieved by simultaneous changes in resistances 5 and 6 discussed above. At the same time, the pressure corresponding to the operation mode of the pump with the maximum flow rate was 215 kgf / cm ² , and the pressure corresponding to the operation mode with zero and low flow rates of the pump was 185 kgf / cm ² (see curve 2 of Fig. 2). The range of high-frequency pressure fluctuations reached 20 kgf / cm ² instead of 26 kgf / cm ² by a known method. The reduction in power consumed by the pump at low flow rates was 16%.

Claims

1. The method of controlling the pump supply by acting on the spring-loaded adjustable link of the pump’s working volume by the pressure generated in the control line, for which the control line is connected to the discharge line and the low pressure line through resistance, by means of which the dependence of the pressure in the control line on the pressure in the discharge line is established so that to reduce the pump flow, the resistance connecting the control line to the discharge line is reduced, and the resistance connecting the control line to the low line the pressure is either increased or not changed, while ensuring the pressure in the discharge line the higher, the lower the pump flow value, characterized in that the resistance connecting the control line to the discharge line is further reduced the more, the lower the pump flow value, providing, respectively, the pressure in the discharge line, the smaller the smaller the pump flow, or constant over the entire range of flow control.

2. A method of regulating the pump supply by acting on the adjustable element of the pump’s working volume by the pressure generated in the control line, for which the control line is connected to the discharge line and the low pressure line through the resistance, by means of which the pressure in the control line depends on the pressure in the discharge line that to reduce the pump flow, the resistance connecting the control line to the discharge line is reduced, and the resistance connecting the control line to the low pressure line, or increase or not change, while ensuring the pressure in the discharge line the greater, the lower the pump flow value, characterized in that the resistance connecting the control line to the low pressure line, further increase the more, the lower the pump flow value, providing respectively pressure in the discharge line, the smaller the smaller the pump flow, or constant over the entire range of flow control.

3. A method of regulating the pump supply by acting on the adjustable element of the pump’s working volume by the pressure generated in the control line, for which the control line is connected to the discharge line and the low pressure line through resistance, by which the dependence of the pressure in the control line on the pressure in the discharge line is established so that to reduce the pump flow, the resistance connecting the control line to the discharge line is reduced, and the resistance connecting the control line to the low pressure line, or increase or not change, while ensuring the pressure in the discharge line, the greater the lower the pump flow value, characterized in that the resistance connecting the control line to the discharge line is further reduced, and the resistance connecting the control line to the low pressure line is additionally increase the more, the smaller the pump flow value, correspondingly providing pressure in the discharge line, the smaller the smaller the pump flow, or constant over the entire range of flow control.