RU2483977C2 - Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping - Google Patents
Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483977C2 RU2483977C2 RU2011113147/11A RU2011113147A RU2483977C2 RU 2483977 C2 RU2483977 C2 RU 2483977C2 RU 2011113147/11 A RU2011113147/11 A RU 2011113147/11A RU 2011113147 A RU2011113147 A RU 2011113147A RU 2483977 C2 RU2483977 C2 RU 2483977C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- hydraulic
- hydraulic cylinder
- switching valve
- drive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к следящим электрогидравлическим системам управления и может быть использовано в качестве высоконадежного исполнительного электрогидравлического механизма в системах управления летательных аппаратов.The invention relates to servo electrohydraulic control systems and can be used as a highly reliable executive electrohydraulic mechanism in aircraft control systems.
Известны двухрежимные электрогидравлические приводы, например привод ЕВНА управления спойлером аэробуса A380 фирмы Liebherr-Aerospace Lindenberg, схема которого показана на Фиг.1 (Источник информации: Материалы международной конференции по авиационной гидравлике и системам управления полетом, г.Тулуза, октябрь 2002 // А-6 SAE Aerospace - October 2002, Toulouse, France. Первоисточник: Проспект фирмы Liebherr-Aerospace Lindenberg, Airbus №1994PT0001/17.10.2002).Known dual-mode electro-hydraulic actuators, for example, the EVNA actuator for controlling the A380 airbus spoiler of the Liebherr-Aerospace Lindenberg company, a diagram of which is shown in Fig. 1 (Information source: Materials of the international conference on aviation hydraulics and flight control systems, Toulouse, October 2002 // A- 6 SAE Aerospace - October 2002, Toulouse, France, Source: Prospectus from Liebherr-Aerospace Lindenberg, Airbus No. 1994PT0001 / 10.17.2002).
Главной особенностью двухрежимного электрогидравлического привода является его способность работать как в режиме обычного электрогидравлического привода с дроссельным управлением скоростью поршня гидроцилиндра и питанием от централизованной гидросистемы, так и в режиме автономного электрогидростатического привода с питанием от силовой электросистемы самолета. Привод в целом можно разделить на четыре функциональные части: магистральную часть, автономную, клапаны переключения режимов работы и общую выходную часть, в которую входит гидроцилиндр с установленным на него датчиком обратной связи (ДОС), а также антикавитационным и предохранительным клапаном правой полости. Магистральная часть привода включает клапаны подключения привода к централизованной гидромагистрали и заполнения гидрокомпенсатора, входной фильтр и двухкаскадный электрогидравлический усилитель, состоящий из золотникового гидрораспределителя (ЗГР) и управляющего электрогидравлического усилителя (ЭГУ). Автономная часть привода состоит из электронного блока управления электродвигателем, нерегулируемого реверсивного насоса, вал которого вращается бесконтактным двигателем постоянного тока (БДПТ), гидрокомпенсатора с датчиком контроля его состояния, а также системы клапанов (челночного и предохранительных), обеспечивающих работу автономной части. Переключение режимов работы привода осуществляет система клапанов, куда входят двухпозиционный клапан режима работы с датчиком контроля его состояния, клапан блокировки и отключения ЭГУ и клапан полетной блокировки. Установка последнего из них вызвана особенностями управления спойлером, поэтому является специфической частью и не относится к общей идеологии двухрежимного привода.The main feature of the dual-mode electro-hydraulic drive is its ability to operate both in the usual electro-hydraulic drive mode with throttle control of the hydraulic cylinder piston speed and powered by a centralized hydraulic system, and in the stand-alone electro-hydrostatic drive powered by the airplane’s power system. The drive as a whole can be divided into four functional parts: a main part, an autonomous part, operating mode switching valves and a common output part, which includes a hydraulic cylinder with a feedback sensor (DOS) installed on it, as well as an anti-cavitation and safety valve of the right cavity. The main part of the actuator includes valves connecting the actuator to the centralized hydraulic highway and filling the hydraulic compensator, an inlet filter and a two-stage electro-hydraulic amplifier, consisting of a spool valve (ZGR) and a control electro-hydraulic amplifier (EHU). The autonomous part of the drive consists of an electronic motor control unit, an uncontrolled reversible pump, the shaft of which is rotated by a non-contact direct current motor (BDT), a hydraulic compensator with a sensor for monitoring its condition, and a system of valves (shuttle and safety) that ensure the operation of the autonomous part. Switching of the operating modes of the drive is carried out by a valve system, which includes a two-position valve of the operating mode with a sensor for monitoring its state, an EHU lock and shut-off valve, and a flight lock valve. The installation of the last of them is caused by the features of the spoiler control, therefore it is a specific part and does not apply to the general ideology of the dual-mode drive.
В режиме с питанием от централизованной гидросистемы (в дальнейшемIn a mode with power supply from a centralized hydraulic system (hereinafter
- магистральный режим) к выходной части привода подключается его магистральная часть, в режиме с питанием от электросистемы (в дальнейшем- main mode) to the output part of the drive its main part is connected, in the mode powered by the electrical system (hereinafter
- автономный режим) - его автономная часть. Подключение этих частей привода и, соответственно, переключение режимов работы происходит путем поворота на 180° плунжера клапана блокировки и отключения ЭГУ и, как следствие, срабатывания клапана режима работы из-за подачи высокого давления под правый торец его плунжера.- offline mode) - its autonomous part. The connection of these parts of the drive and, accordingly, the switching of operating modes occurs by turning the lock valve plug and the EHU shutter 180 ° and, as a result, the operating mode valve is actuated due to the high pressure being supplied under the right end of its plunger.
Двухрежимный электрогидравлический привод является, по существу, резервированным двухканальным приводом с общей выходной частью -гидроцилиндром, при этом его каналы имеют разную структуру и питаются от разнородных энергосистем. Резервированная архитектура и питание от разнородных энергосистем обеспечивают очень высокую общую надежность привода при существенной экономии веса из-за использования общего гидроцилиндра.The dual-mode electro-hydraulic drive is essentially a redundant two-channel drive with a common output part — a hydraulic cylinder, while its channels have a different structure and are powered by dissimilar power systems. Redundant architecture and power from dissimilar power systems provide a very high overall reliability of the drive with significant weight savings due to the use of a common hydraulic cylinder.
Известные двухрежимные приводы обладают существенными недостатками. В автономном режиме привод представляет собой электрогидростатический привод, в котором скорость поршня гидроцилиндра регулируется подачей насоса за счет изменения скорости вращения вала приводного электродвигателя. Насос такого привода должен работать при переменной скорости вращения приводного вала от нулевой до скорости в (10…20) тысяч оборотов в минуту, обеспечивая пропорциональность между вытесняемым расходом жидкости и скоростью вращения вала, обладать малым трением подвижных частей и обеспечивать небольшой расход утечки жидкости через зазоры, выдерживать высокие давления нагнетания и иметь большой ресурс работы. Обеспечение комплекса этих противоречивых требований представляет собой трудную техническую задачу. Необходимость обеспечения реверсивной работы насоса в рассматриваемом приводе дополнительно усложняет эту задачу и увеличивает стоимость насоса.Known dual-mode drives have significant disadvantages. In autonomous mode, the drive is an electrohydrostatic drive in which the speed of the piston of the hydraulic cylinder is controlled by the pump by changing the speed of rotation of the shaft of the drive motor. The pump of such a drive should operate at a variable speed of rotation of the drive shaft from zero to a speed of (10 ... 20) thousand revolutions per minute, ensuring proportionality between the displaced fluid flow rate and the shaft rotation speed, have low friction of the moving parts and provide a small flow rate of fluid leakage through the gaps withstand high discharge pressures and have a long service life. Providing a set of these conflicting requirements is a difficult technical task. The need to ensure reverse operation of the pump in the drive in question further complicates this task and increases the cost of the pump.
Электрогидростатический привод имеет увеличенную зону нечувствительности, обусловленную тем, что для начала движения выходного звена привода необходимо регулируемому электродвигателю преодолевать трение в насосе и обеспечивать некоторую начальную подачу, компенсирующую утечки жидкости через зазоры насоса. Значительная величина этой зоны нечувствительности ухудшает работу такого привода при малых управляющих сигналах и ограничивает его функциональные возможности.The electrohydrostatic drive has an increased deadband due to the fact that in order to start the movement of the output link of the drive, it is necessary for the adjustable electric motor to overcome the friction in the pump and provide some initial flow compensating for leakage of liquid through the gaps of the pump. A significant value of this deadband degrades the operation of such a drive with small control signals and limits its functionality.
Рассмотренный привод - прототип не может использоваться для управления основных рулевых поверхностей самолета, так как в случае его отказа не обеспечивается автоматический переход на отказобезопасный режим реверсивного демпфирования колебаний рулевой поверхности.The considered drive - the prototype cannot be used to control the main steering surfaces of the aircraft, since in case of failure it does not automatically switch to the fail-safe mode of the reverse damping of the steering surface vibrations.
Технической задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков.The technical task of the invention is to remedy these disadvantages.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом двухрежимном электрогидравлическом приводе, содержащем электрогидравлический усилитель, питающийся от централизованной гидросистемы, бесконтактный электродвигатель с регулируемой скоростью вращения ротора, электронный блок его управления, нерегулируемый насос, гидрокомпенсатор с предохранительным клапаном, гидроцилиндр, клапан переключения активных режимов работы для подключения этого гидроцилиндра к электрогидравлическому усилителю или насосу, демпфирующий дроссель и шунтирующий канал, которые клапанами подключаются между полостями гидроцилиндра,The problem is solved in that in the inventive two-mode electro-hydraulic actuator containing an electro-hydraulic amplifier powered by a centralized hydraulic system, a non-contact electric motor with an adjustable rotor speed, an electronic control unit, an unregulated pump, a hydraulic compensator with a safety valve, a hydraulic cylinder, an active operating mode switching valve for connecting this hydraulic cylinder to an electro-hydraulic amplifier or pump, a damping throttle and a shunt the channel, which are connected by valves between the cavities of the hydraulic cylinder,
согласно изобретению в приводе использован нереверсивный насос и установленный между ним и клапаном переключения режимов работы пропорциональный клапан реверса с большой площадью рабочих окон, управляемый линейным электродвигателем,according to the invention, a non-reversible pump and a proportional reverse valve with a large area of working windows, controlled by a linear motor, installed between it and the valve for switching operating modes, are used,
согласно изобретению в приводе использован двухпозиционный коммутирующий клапан, который либо подключает левую полость гидроцилиндра к клапану переключения активных режимов и к шунтирующему каналу, либо подключает ее к демпфирующему дросселю,according to the invention, a two-position switching valve is used in the drive, which either connects the left cavity of the hydraulic cylinder to the active mode switching valve and to the shunt channel, or connects it to the damping throttle,
согласно изобретению в приводе использован второй двухпозиционный коммутирующий клапан, который либо подключает левую полость гидроцилиндра к клапану переключения активных режимов и правую полость гидроцилиндра к шунтирующему каналу, либо соединяет эту правую полость с демпфирующим дросселем,according to the invention, a second on / off switching valve is used in the actuator, which either connects the left cavity of the hydraulic cylinder to the active mode switching valve and the right cavity of the hydraulic cylinder to the shunt channel, or connects this right cavity to the damping throttle,
согласно изобретению в приводе использован электрогидравлический управляющий клапан, соединяющий торцевую камеру первого коммутирующего клапана и клапана переключения активных режимов с магистралью нагнетания централизованной гидросистемы или с гидрокомпенсатором,according to the invention, an electro-hydraulic control valve is used in the drive, connecting the end chamber of the first switching valve and the switching valve of the active modes with the discharge line of a centralized hydraulic system or with a hydraulic compensator,
при этом, согласно изобретению торцевая камера второго коммутирующего клапана соединена с гидроаккумулятором, с гидрокомпенсатором через электрогидравлический запирающий клапан, и с выходным каналом насоса через последовательно включенные обратный клапан и пороговый клапан, открывающийся только при превышении давлением подачи насоса некоторой установленной величины.Moreover, according to the invention, the end chamber of the second switching valve is connected to the hydraulic accumulator, to the hydraulic compensator via an electro-hydraulic shut-off valve, and to the pump outlet channel through the check valve and threshold valve connected in series, which opens only when the pump supply pressure exceeds a certain set value.
Согласно изобретению предлагаемый привод отличается от прототипа:According to the invention, the proposed drive differs from the prototype:
- использованием нереверсивного насоса и пропорционального клапана реверса с большой площадью рабочих окон, управляемого линейным электродвигателем, для регулирования скорости выходного звена привода в автономном режиме его работы,- using a non-reversible pump and a proportional reverse valve with a large area of working windows controlled by a linear electric motor to control the speed of the output link of the drive in its autonomous mode of operation,
- использованием двух двухпозиционных коммутирующих клапанов, которые обеспечивают включение или выключение между полостями гидроцилиндра как демпфирующего дросселя, так и шунтирующего канала,- the use of two on / off switching valves, which provide for switching on or off between the cavities of the hydraulic cylinder as a damping throttle and a shunt channel,
- использованием электрогидравлического управляющего клапана для управления клапаном переключения активных режимов и первым коммутирующим клапаном,- using an electro-hydraulic control valve to control the active mode switching valve and the first switching valve,
- использованием соединения торцевой камеры второго коммутирующего клапана с выходным каналом насоса через последовательно включенные обратный и пороговый клапаны для управления вторым коммутирующим клапаном с помощью давления нагнетания насоса,- using the connection of the end chamber of the second switching valve with the output channel of the pump through the check valves and threshold valves connected in series to control the second switching valve using the pump discharge pressure,
- использованием гидроаккумулятора для сохранения высокого давления в торцевой камере второго коммутирующего клапана в условиях утечек жидкости через зазоры клапанов во время падения давления нагнетания насоса,- using a hydraulic accumulator to maintain high pressure in the end chamber of the second switching valve in the event of fluid leakage through the valve clearances during a drop in the pump discharge pressure,
- использованием электрогидравлического запирающего клапана для выключения второго коммутирующего клапана.- using an electro-hydraulic shut-off valve to turn off the second switching valve.
Указанные отличия позволяют:These differences allow you to:
- использовать в приводе более простые и дешевые нереверсивные нерегулируемые насосы, например поршневой насос с клапанным распределением, при этом от БДПТ и насоса не требуется хороших характеристик в области околонолевых скоростей вращения их валов,- use simpler and cheaper non-reversible non-variable pumps in the drive, for example a piston pump with valve distribution, while the BJTT and the pump do not require good characteristics in the field of near-zero rotation speeds of their shafts,
- обеспечить в автономном режиме работы комбинированное управление скоростью выходного звена привода, при котором большие и средние сигналы рассогласования следящего привода отрабатываются с малыми потерями мощности, близкими к минимальным потерям при объемном принципе регулирования. Малые сигналы рассогласования, при которых потребляемая приводом мощность мала и энергетические показатели не столь важны, переводят привод на дроссельный способ регулирования скорости, для которого характерны максимальная чувствительность и высокая жесткость силовой характеристики,- to provide in stand-alone operation, combined control of the speed of the output link of the drive, in which the large and medium misalignment signals of the follower drive are processed with low power losses, close to minimal losses with the volume control principle. Small mismatch signals, at which the power consumed by the drive is small and energy indicators are not so important, transfer the drive to a throttle speed control method, which is characterized by maximum sensitivity and high rigidity of the power characteristic,
- расширить функциональные возможности двухрежимного привода, применяя его для управления рулевыми поверхностями летательных аппаратов с малоустойчивой или неустойчивой аэродинамической компоновкой, для которых требуется способность привода отрабатывать сигналы малой амплитуды вплоть до (0,1...0,2)% от максимальной,- expand the functionality of the dual-mode drive, using it to control the steering surfaces of aircraft with an unstable or unstable aerodynamic layout, which require the ability of the drive to process low-amplitude signals up to (0.1 ... 0.2)% of the maximum,
- расширить функциональные возможности привода за счет добавления двух дополнительных режимов работы: кольцевания полостей гидроцилиндра и демпфирования колебаний выходного звена. Режим кольцевания полостей гидроцилиндра позволяет практически отключать привод, находящийся в резерве, от рулевой поверхности, при этом он не мешает ее перемещению с помощью другого активного привода. Режим демпфирования необходим в случае аварийной потери управления рулевой поверхности для предотвращения ее самопроизвольных колебаний,- expand the functionality of the drive by adding two additional modes of operation: banding of the cavities of the hydraulic cylinder and damping of the oscillations of the output link. The mode of ringing the hydraulic cylinder cavities allows you to practically disconnect the drive, which is in reserve, from the steering surface, while it does not interfere with its movement using another active drive. The damping mode is necessary in the event of an emergency loss of control of the steering surface to prevent its spontaneous oscillations,
- использовать маломощные электрические сигналы для надежного (то есть с большими перестановочными силами на плунжерах коммутационных клапанов и клапана переключения активных режимов) перевода привода в любой последовательности в четыре возможных режима работы.- use low-power electrical signals to reliably (that is, with large switching forces on the plungers of the switching valves and the switching valve of the active modes) transfer the drive in any sequence into four possible operating modes.
Указанные отличия являются принципиальными и создают новизну предлагаемого решения.These differences are fundamental and create the novelty of the proposed solution.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 показана схема прототипа двухрежимного электрогидравлического привода,figure 1 shows a prototype diagram of a dual-mode electro-hydraulic actuator,
на фиг.2 показана принципиальная схема заявляемого двухрежимного электрогидравлического привода с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена,figure 2 shows a schematic diagram of the inventive dual-mode electro-hydraulic drive with additional modes of banding and damping of the output link,
на фиг.3 показана таблица соответствия состояний двух коммутирующих клапанов и режимов работы привода.figure 3 shows a table of correspondence of the states of two switching valves and operating modes of the actuator.
Двухрежимный привод с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена работает следующим образом:A dual-mode drive with additional ringing and damping modes of the output link operates as follows:
При включении привода подается напряжение на обмотку управляющего клапана 13, этот клапан подает давление нагнетания гидросистемы под торцы клапана переключения активных режимов 9 и первого коммутирующего клапана 6. Плунжеры этих клапанов под действием больших перестановочных сил сдвигаются в положение, при котором ЭГУ подключен к централизованной гидросистеме, полости гидроцилиндра 1 - к выходным каналам гидрораспределителя 12, а левая полость гидроцилиндра - к шунтирующему каналу.When the drive is turned on, voltage is supplied to the winding of the control valve 13, this valve supplies the hydraulic system discharge pressure to the ends of the switching valve of the active modes 9 and the first switching valve 6. The plungers of these valves are shifted under the action of large switching forces to the position where the EGU is connected to the centralized hydraulic system, the cavity of the hydraulic cylinder 1 to the output channels of the control valve 12, and the left cavity of the hydraulic cylinder to the shunt channel.
Если гидрокомпенсатор 16 был заполнен не полностью, то после нескольких движений поршня гидроцилиндра 1 осуществляется его дозаправка. После взвода пружины гидрокомпенсатора давление в нем открывает предохранительный клапан 15, через который в дальнейшем осуществляется сброс жидкости из привода, работающего в магистральном режиме, в сливную магистраль централизованной гидросистемы.If the hydraulic compensator 16 was not completely filled, then after several movements of the piston of the hydraulic cylinder 1, it is refilled. After the spring of the hydraulic compensator is cocked, the pressure in it opens the safety valve 15, through which the fluid is subsequently discharged from the drive operating in the main mode to the drain line of the centralized hydraulic system.
Предположим для определенности, что по программе полета привод предполагается использовать как резервный для управления рулевой поверхностью. Тогда перед полетом его необходимо перевести в режим кольцевания полостей гидроцилиндра. Для этого во время предполетной проверки запирающий клапан 24 закрывается, клапан реверса 26 удерживается в нейтральном положении, на бесконтактный электродвигатель постоянного тока БДПТ подается напряжение и скорость вращения вала насоса 19 увеличивается настолько, что высокое давление подачи насоса открывает пороговый клапан 17 и обратный клапан 18 и жидкость от насоса подается в гидроаккумулятор 23 и торцевую камеру второго коммутационного клапана 8. Этот клапан надежно (под действием большой перестановочной силы) переключается, соединяя правую полость гидроцилиндра с шунтирующим каналом. В результате, обе полости гидроцилиндра оказываются соединены шунтирующим каналом и гидроцилиндр не оказывает сопротивления перемещению его выходного звена внешней силой. После включения режима кольцевания вращение электродвигателя 19 останавливается, однако давление в торцевой камере второго коммутирующего клапана 8 не падает. Оно поддерживается в запертом объеме даже при возможных незначительных утечках через зазоры клапанов за счет гидроаккумулятора 23. Зарядка этого гидроаккумулятора контролируется датчиком 22.For definiteness, suppose that according to the flight program, the drive is supposed to be used as a backup to control the steering surface. Then, before the flight, it must be transferred to the banding mode of the hydraulic cylinder cavities. To do this, during the pre-flight check, the shut-off valve 24 is closed, the reverse valve 26 is held in neutral, voltage is applied to the BDTT non-contact DC motor and the rotation speed of the pump shaft 19 is increased so that the high pump pressure opens the threshold valve 17 and the check valve 18 and liquid from the pump is supplied to the hydraulic accumulator 23 and the end chamber of the second switching valve 8. This valve reliably (under the action of a large permutation force) switches, connecting I am the right cavity of the hydraulic cylinder with a shunt channel. As a result, both cavities of the hydraulic cylinder are connected by a shunt channel and the hydraulic cylinder does not resist the movement of its output link by external force. After turning on the ringing mode, the rotation of the electric motor 19 is stopped, however, the pressure in the end chamber of the second switching valve 8 does not drop. It is maintained in a locked volume even with possible minor leaks through the valve clearances due to the accumulator 23. The charging of this accumulator is controlled by the sensor 22.
При необходимости включения магистрального режима работы привода снимается напряжение с обмотки электрогидравлического запирающего клапана 24. При этом торцевая камера второго коммутирующего клапана 8 соединяется с гидрокомпенсатором 16, давление в ней падает и клапан 8 переключается в положение, при котором правая полость гидроцилиндра отключается от шунтирующего канала.If it is necessary to turn on the main operating mode of the actuator, the voltage is removed from the winding of the electro-hydraulic locking valve 24. In this case, the end chamber of the second switching valve 8 is connected to the hydraulic compensator 16, the pressure in it drops and the valve 8 switches to the position where the right-hand cavity of the hydraulic cylinder is disconnected from the shunt channel.
В магистральном режиме работы скорость выходного звена гидроцилиндра 1 регулируется золотниковым гидрораспределителем 12 в соответствии с работой позиционного следящего контура привода, замкнутого обратной связью с датчика положения штока гидроцилиндра 2.In the main mode of operation, the speed of the output link of the hydraulic cylinder 1 is controlled by the spool valve 12 in accordance with the operation of the positional follow-up drive circuit closed by feedback from the position sensor of the rod of the hydraulic cylinder 2.
Переключение привода на автономный режим работы осуществляется либо при падении давления в напорной магистрали централизованной гидросистемы, либо при снятии напряжения с обмотки управляющего клапана 13. В обоих случаях падает давление под торцом клапана переключения режимов 9 и его мощная пружина надежно переводит его в положение автономного режима работы привода, когда полости гидроцилиндра 1 соединяются с выходными каналами клапана реверса 26, а ЭГУ отключается от централизованной гидросистемы. Одновременно падает давление под торцом коммутирующего клапана 6 и он под действием мощной пружины переключается в состояние, когда к левой полости гидроцилиндра 1 присоединен демпфирующий дроссель 7.The actuator is switched to an autonomous mode of operation either when the pressure drops in the pressure line of the centralized hydraulic system or when the voltage is removed from the control valve winding 13. In both cases, the pressure drops under the end of the mode switching valve 9 and its powerful spring reliably puts it into the autonomous mode of operation drive when the cavity of the hydraulic cylinder 1 is connected to the output channels of the reverse valve 26, and the EHU is disconnected from the centralized hydraulic system. At the same time, the pressure drops under the end of the switching valve 6 and it under the action of a powerful spring switches to the state when a damping throttle 7 is connected to the left cavity of the hydraulic cylinder 1.
Переключение клапана 9 контролируется датчиком 10 и по его команде запускается работа автономной части привода. Для этого подается напряжение на обмотку запирающего клапана 24 и он закрывается, на бесконтактный электродвигатель постоянного тока БДПТ кратковременно подается напряжение при нейтральном состоянии клапана реверса 26 и скорость вращения вала насоса 19 увеличивается настолько, что высокое давление подачи насоса открывает пороговый клапан 17 и обратный клапан 18 и жидкость от насоса подается в гидроаккумулятор 23 и торцевую камеру второго коммутационного клапана 8. Этот клапан надежно (под действием большой перестановочной силы) переключается, соединяя левую полость гидроцилиндра 1 с соответствующим выходным каналом клапана 9. После срабатывания датчика 22 процесс запуска автономного режима работы привода заканчивается, в дальнейшем скорость перемещения поршня гидроцилиндра 1 одновременно регулируется подачей насоса 19 и открытием клапана реверса 26.The switching of the valve 9 is controlled by the sensor 10 and, at its command, the work of the autonomous part of the actuator is started. To do this, a voltage is applied to the winding of the shut-off valve 24 and it is closed, a voltage is applied to the non-contacting direct current motor BDTT for a reverse state of the reverse valve 26 and the rotation speed of the pump shaft 19 is increased so that the high pump pressure opens the threshold valve 17 and the check valve 18 and liquid from the pump is supplied to the hydraulic accumulator 23 and the end chamber of the second switching valve 8. This valve reliably (under the action of a large permutation force) switches Xia, connecting the left chamber of the hydraulic cylinder 1 with the corresponding output channel 9. After the valve actuation sensor 22 start process autonomous drive mode ends, subsequently moving speed of the piston of the hydraulic cylinder 1 is regulated simultaneously feed pump 19 and opening valve 26 reverse.
Наличие клапана реверса 26 позволяет организовать комбинированное регулирование скорости выходного звена привода в автономном режиме его работы, при котором при больших и средних сигналах рассогласования реализуется преимущественно объемное регулирование скорости штока гидроцилиндра 1 за счет изменения подачи насоса 19, при малых сигналах рассогласования обеспечивается преимущественно дроссельное регулирование скорости за счет работы золотникового клапана реверса 26.The presence of the reverse valve 26 allows you to organize a combined control of the speed of the output link of the drive in an autonomous mode of its operation, in which, for large and medium misalignment signals, mainly volumetric regulation of the speed of the hydraulic cylinder rod 1 is realized due to a change in the pump 19 flow, with small misalignment signals, mainly throttle speed control due to the operation of the slide valve of the reverse 26.
При этом клапан реверса 26 управляется микровычислителем с помощью ЛЭД таким образом, что смещение золотника клапана пропорционально сигналу рассогласования позиционного контура следящего привода, образованного замыканием сигнала отрицательной обратной связи с датчика 2. Пропорциональный режим обеспечивается работой контура управления клапаном, замкнутого позиционной отрицательной обратной связью с помощью датчика 25 положения золотника клапана. Рабочие окна клапана реверса 26 имеют большую площадь, обеспечивающую малый (порядка нескольких атмосфер) перепад давления на полностью открытых окнах даже при максимальной подаче насоса 19. При больших и средних сигналах рассогласования следящего привода управляющий микровычислитель задает скорость вращения БДПТ пропорционально абсолютной величине сигнала рассогласования. В результате, при средних и больших открытиях окон клапана 26 абсолютная величина скорости перемещения штока гидроцилиндра 1 регулируется преимущественно подачей насоса 19, которая, в свою очередь, управляется скоростью вращения вала БДПТ, т.е. работа привода с комбинированным управлением похожа на работу электрогидростатического привода с той лишь разницей, что электродвигатель и насос работают в нереверсивном режиме, а изменение направления движения штока гидроцилиндра осуществляется переключением клапана реверса 26.In this case, the reverse valve 26 is controlled by the microcomputer using LED in such a way that the valve spool displacement is proportional to the signal of the mismatch of the position loop of the follower drive, formed by the closure of the negative feedback signal from the sensor 2. The proportional mode is ensured by the operation of the valve control loop closed by the position negative feedback using sensor 25 position of the valve spool. The working windows of the reverse valve 26 have a large area that provides a small (of the order of several atmospheres) pressure drop across the fully open windows even with a maximum flow of the pump 19. At large and medium misalignment signals of the servo drive, the control microcomputer sets the rotation speed of the BJT in proportion to the absolute value of the misalignment signal. As a result, with medium and large openings of the valve windows 26, the absolute value of the speed of movement of the rod of the hydraulic cylinder 1 is mainly controlled by the supply of the pump 19, which, in turn, is controlled by the speed of rotation of the BST shaft, the operation of the drive with combined control is similar to the operation of an electrohydrostatic drive with the only difference being that the electric motor and pump operate in a non-reversible mode, and the change in the direction of movement of the hydraulic cylinder rod is carried out by switching the reverse valve 26.
При малых сигналах рассогласования следящего привода управляющий микровычислитель регулирует скорость вращения электродвигателя и, соответственно, подачу насоса 19 таким образом, что поддерживает давление питания клапана реверса на некотором минимальном уровне. При этом скорость поршня гидроцилиндра 1 регулируется золотниковым клапаном 26 при его малых открытиях подобно тому, как это происходит в дроссельном приводе. Для корректировки работы микровычислителя с целью улучшения характеристик привода при его нагружении в автономном режиме используются сигналы датчиков перепада давления 21 и 3 на входных и выходных каналах клапана реверса 26.With small misalignment signals of the follower drive, the control microcomputer regulates the rotation speed of the electric motor and, accordingly, the flow of the pump 19 in such a way that maintains the supply pressure of the reverse valve at a certain minimum level. The speed of the piston of the hydraulic cylinder 1 is controlled by a slide valve 26 with its small openings, similar to what happens in a throttle actuator. To correct the operation of the microcomputer in order to improve the characteristics of the drive when it is loaded in stand-alone mode, the signals of the differential pressure sensors 21 and 3 are used on the input and output channels of the reverse valve 26.
Использование комбинированного способа регулирования скорости позволяет значительно улучшить характеристики автономного привода при малых сигналах управления и, за счет этого, расширить функциональные возможности двухрежимного привода, применяя его для управления рулевыми поверхностями летательных аппаратов с малоустойчивой или неустойчивой аэродинамической компоновкой, для которых требуется способность привода отрабатывать сигналы малой амплитуды вплоть до (0,1…0,2)% от максимальной. Кроме того, при комбинированном способе регулирования скорости от БДПТ и насоса не требуется хороших характеристик в области околонолевых скоростей вращения.Using a combined speed control method can significantly improve the characteristics of an autonomous drive with small control signals and, due to this, expand the functionality of a dual-mode drive, using it to control the steering surfaces of aircraft with an unstable or unstable aerodynamic layout, which require the drive's ability to process small signals amplitudes up to (0.1 ... 0.2)% of maximum. In addition, with the combined method of controlling the speed from the BJTT and the pump, good performance in the field of near-zero rotation speeds is not required.
Во время нагружения работающей автономной части привода происходит повышение давления подачи насоса 19 и периодическая дополнительная подкачка жидкости в гидроаккумулятор 23 и торцевую камеру клапана 8, компенсирующая возможную капельную утечку жидкости из нее через радиальные зазоры клапанов.During loading of the working autonomous part of the drive, the supply pressure of the pump 19 increases and a periodic additional pumping of liquid into the accumulator 23 and the end chamber of the valve 8, which compensates for the possible drop leakage of liquid from it through the radial clearance of the valves.
Предохранительный клапан насоса 20, открываясь при чрезмерном нагружении привода, ограничивает величину максимального давления на насосе 19.The safety valve of the pump 20, opening when the actuator is overloaded, limits the maximum pressure on the pump 19.
В случае аварийной потери управления рулевой поверхности привод переводится в режим пассивного демпфера колебаний поршня гидроцилиндра 1. Для этого снимается напряжение с обмоток управляющего клапана 13 (если оно было еще не снято) и запирающего клапана 24, при этом падает давление в торцевых камерах обоих коммутирующих клапанов 6 и 8, которые переключаются в состояние, при котором полости гидроцилиндра 1 соединены через демпфирующий дроссель 7.In the event of an emergency loss of control of the steering surface, the drive is switched to the passive vibration damper mode of the piston of hydraulic cylinder 1. To do this, the voltage is removed from the windings of the control valve 13 (if it has not yet been removed) and the shut-off valve 24, while the pressure in the end chambers of both switching valves drops 6 and 8, which switch to a state in which the cavity of the hydraulic cylinder 1 is connected through a damping throttle 7.
Схема привода позволяет в случае необходимости производить неоднократное переключение доступных режимов работы привода в любом порядке.The drive circuit allows, if necessary, to repeatedly switch the available operating modes of the drive in any order.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011113147/11A RU2483977C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011113147/11A RU2483977C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011113147A RU2011113147A (en) | 2012-10-10 |
| RU2483977C2 true RU2483977C2 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=47079266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011113147/11A RU2483977C2 (en) | 2011-04-05 | 2011-04-05 | Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483977C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704931C2 (en) * | 2016-07-20 | 2019-10-31 | общество с ограниченной ответственностью "Предприятие Гидротехника" | Hybrid electrohydraulic steering gear |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0477079A1 (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-25 | AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle | Hydraulic actuator with a hydrostatic functioning mode, for use in emergencies and flight control system provided with such a device |
| RU2029891C1 (en) * | 1991-06-27 | 1995-02-27 | Харьковское Агрегатное Конструкторское Бюро | Electrohydraulic servo drive |
| RU2052673C1 (en) * | 1982-07-26 | 1996-01-20 | Харьковское Агрегатное Конструкторское Бюро | Electrohydraulic servo drive |
| RU2267660C1 (en) * | 2004-04-20 | 2006-01-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД"-ОАО "ПМЗ ВОСХОД" | Electro-hydraulic servo drive |
-
2011
- 2011-04-05 RU RU2011113147/11A patent/RU2483977C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2052673C1 (en) * | 1982-07-26 | 1996-01-20 | Харьковское Агрегатное Конструкторское Бюро | Electrohydraulic servo drive |
| EP0477079A1 (en) * | 1990-09-19 | 1992-03-25 | AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle | Hydraulic actuator with a hydrostatic functioning mode, for use in emergencies and flight control system provided with such a device |
| RU2029891C1 (en) * | 1991-06-27 | 1995-02-27 | Харьковское Агрегатное Конструкторское Бюро | Electrohydraulic servo drive |
| RU2267660C1 (en) * | 2004-04-20 | 2006-01-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД"-ОАО "ПМЗ ВОСХОД" | Electro-hydraulic servo drive |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704931C2 (en) * | 2016-07-20 | 2019-10-31 | общество с ограниченной ответственностью "Предприятие Гидротехника" | Hybrid electrohydraulic steering gear |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011113147A (en) | 2012-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5445188A (en) | Pilot operated servo valve | |
| WO2014017475A1 (en) | Hydraulic drive circuit | |
| US7191593B1 (en) | Electro-hydraulic actuator system | |
| EP1565373B1 (en) | Augmenting flight control surface actuation system and method | |
| CN108412847B (en) | Electro-hydrostatic actuator with load compensation and high position precision and control method | |
| US8596575B2 (en) | Aircraft actuator | |
| US4257311A (en) | Control systems | |
| US3928968A (en) | Power transmission | |
| CN111810468A (en) | Pump control hydraulic system, device and control method for steam turbine servomotor | |
| EP0110501B1 (en) | Redundant control actuation system-concentric direct drive valve | |
| EP0136005B1 (en) | Servo actuator control/damping mechanism | |
| US6640833B2 (en) | Fail-freeze servovalve | |
| US11060533B2 (en) | Logic-controlled flow compensation circuit for operating single-rod hydrostatic actuators | |
| RU2483977C2 (en) | Dual-mode hydroelectric drive with additional modes of output link crossfeeding and damping | |
| RU2484314C2 (en) | Two-mode electrically-driven hydraulic drive with irreversible pump | |
| JP4169913B2 (en) | Actuator | |
| US10962032B2 (en) | Apparatus for controlling a hydraulic machine | |
| US4555974A (en) | Servo actuator control/damping mechanism and method | |
| US11535363B2 (en) | Hydraulic actuation system | |
| RU181538U1 (en) | Hybrid Electro-Hydraulic Steering | |
| CN212360348U (en) | Hydraulic system and device for pump control of steam turbine servomotor | |
| RU2483978C2 (en) | Stand-alone hydroelectric drive with combined regulation of output link and damping valve | |
| RU2704931C2 (en) | Hybrid electrohydraulic steering gear | |
| CN114396401B (en) | Hydraulic actuating device and aircraft | |
| RU2289189C1 (en) | Electrohydrostatic drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130406 |