RU2704931C2 - Гибридный электрогидравлический рулевой привод - Google Patents
Гибридный электрогидравлический рулевой привод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2704931C2 RU2704931C2 RU2016129716A RU2016129716A RU2704931C2 RU 2704931 C2 RU2704931 C2 RU 2704931C2 RU 2016129716 A RU2016129716 A RU 2016129716A RU 2016129716 A RU2016129716 A RU 2016129716A RU 2704931 C2 RU2704931 C2 RU 2704931C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- pressure
- valve
- line
- drive
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Гибридный электрогидравлический рулевой привод, относящийся к области транспортного машиностроения, а именно к системам рулевого управления колесных машин, рулевых поверхностей летательных аппаратов, речных и морских судов и т.д. Гибридный привод может работать в двух режимах энергопитания: штатном с гидропитанием от централизованной гидросистемы и в резервном режиме энергопитания с энергопитанием от электросистемы. Гидропитание пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, выходы которого подключены к линиям гидроцилиндра, осуществляется через блок переключения линий гидропитания. Переход на резервный автономный режим производится по электрической команде. Технический результат предлагаемого технического решения заключается в упрощении конструкции привода, снижении его конечной стоимости, массы и уменьшении габаритных размеров при одновременном повышении его надежности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам рулевого управления колесных машин, однако также может быть использовано в качестве исполнительного электрогидравлического механизма в системах управления летательных аппаратов, речных и морских судов и т.д.
Известны двухрежимные электрогидравлические приводы среди которых можно выделить двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом (патент на изобретение RU №2484314, МПК F15B 9/09, 2011 г.) и двухрежимный электрогидравлический привод с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена (патент на изобретение RU №2483977, МПК В64С 13/36, F15B 9/00, 2011 г.). Известны также аварийные клапаны переключения гидропитания, где переключающие элементы выполнены в виде цилиндрических золотников. Они применяются в резервированных гидроприводах с замещением гидросистем, в которых гидропитание осуществляется от двух независимых гидросистем, одна из которых является основной, а другая дублирующей. Подключение к приводу дублирующей системы гидропитания осуществляется специальным гидравлическим краном (клапаном переключения), срабатывающим автоматически по падению давления в основной гидросистеме от которой работает привод (см. Гониодский В.И. и др. Привод рулевых поверхностей самолетов. - М.: Машиностроение, 1974, стр. 181, рис. 4.26 (а).
Наиболее близким из указанных приводов является электрогидравлический привод с нереверсивным насосом RU 2484314
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.
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 датчиком обратной связи (ДОС), а также антикавитационные и предохранительные клапаны. Магистральная часть привода включает клапаны подключения привода к централизованной гидросистеме, 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 нереверсивного насоса, вал которого вращается бесконтактным электродвигателем постоянного тока (БДПТ), гидрокомпенсатора с датчиком контроля его состояния, а также системы клапанов (челночного и предохранительных), обеспечивающих работу автономной части привода. Переключение режимов работы привода осуществляет система клапанов, в которую входят двухпозиционный клапан режима работы с датчиком контроля его состояния, клапан блокировки и отключения ЭГУ и клапан полетной блокировки. Между нерегулируемым нереверсивным насосом и клапаном переключения режимов работы установлен пропорциональный клапан реверса с большой площадью рабочих окон, управляемый линейным электродвигателем. В приводе использован демпфирующий дроссель между полостями гидроцилиндра и двухпозиционный клапан демпфирования с дополнительным толкателем, отключающий этот демпфирующий дроссель при подаче высокого давления либо в торцевую камеру клапана, либо в торцевую камеру его дополнительного толкателя, при этом торцевая камера дополнительного толкателя клапана демпфирования соединена с гидроаккумулятором, с выходным каналом насоса через обратный клапан и с гидрокомпенсатором через электрогидравлический запирающий клапан. В приводе применен электрогидравлический управляющий клапан, соединяющий торцовые камеры клапана переключения и клапана демпфирования с магистралью нагнетания централизованной гидросистемы или с гидрокомпенсатором.
Недостатком известных двухрежимных электрогидравлических приводов является большое количество сложных электрогидравлических и гидравлических устройств, повышающих стоимость двухрежимного электрогидравлического рулевого привода, увеличивающих его массу и габариты, а также снижающих общую его надежность. Так, использование двух электрогидравлических сервоклапанов (клапана реверса и золотникового электрогидравлического усилителя мощности) приводит к необходимости применения в двухрежимном электрогидравлическом приводе клапана переключения активных режимов, к которому подводится обе гидросистемы и выход из строя которого может привести к выходу из строя всего двухрежимного электрогидравлического привода.
Также при отказе централизованной гидросистемы отключается исправный электрогидравлический усилитель и подключается пропорциональный клапан реверса с большой площадью рабочих окон, управляемый линейным электродвигателем, состояние которых на момент включения неизвестно т.к. при работе привода от централизованной гидросистемы они находились в выключенном состоянии и могли перейти в неисправное состояние под действием внешних факторов (вибрации, температуры и т.д
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в упрощении конструкции рулевого привода, снижении его массы и габаритов и уменьшении конечной стоимости привода при одновременном повышении его надежности.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом гибридном электрогидравлическом рулевом приводе, состоящем из гидроцилиндра, пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника с напроной и сливной гидролиниями, нереверсивного нерегулируемого гидронасоса с управляемым электродвигателем, блока управления электродвигателем, блока управления приводом, гидроаккумулятора, предохранительного клапана, датчика положения штока гидроцилиндра, напорной и сливной гидролиний централизованной гидросмстемы, согласно изобретению в конструкцию привода введен блок переключения линий гидропитания, соединенный с напорной и сливной гидролиниями централизованной гидросистемы, напорной и всасывающей гидролиниями нереверсивного нерегулируемого гидронасоса, напорной и сливной гидролиниями пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра.
Согласно изобретению в состав блока переключения линий гидропитания входят два обратных клапана, причем вход первого обратного клапана соединен с напорной гидролинией централизованной гидросистемы, вход второго обратного клапана соединен с напорной гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса, а выходы обоих обратных клапанов соединены с напорной гидролинией пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, а сливная гидролиния сервоклапана соединена с всасывающей гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса и сливной гидролинией централизованной гидросистемы, снабженной предохранительным клапаном.
Согласно изобретению в блок переключения гидропитания введен клапан включения с электрическим управлением, который в зависимости от наличия электрической команды подключает вход первого обратного клапана либо к напорной гидролинии централизованной гидросистемы, либо к ее сливной гидролинии.
Согласно изобретению блок управления приводом является многорежимным: один режим управления используется при энергопитании гибридного привода от централизованной гидросистемы, а другие - при энергопитании гибридного привода от электросистемы.
Согласно изобретению предлагаемый привод отличается от прототипа:
использованием в приводе блока переключения линий гидропитания, соединенного с напорной и сливной гидролиниями централизованной гидросистемы, напорной и всасывающей гидролиниями нереверсивного нерегулируемого гидронасоса, напорной и сливной гидролиниями пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра;
использованием в приводе блока переключения линий гидропитания в состав которого входят два обратных клапана, причем вход первого обратного клапана соединен с напорной гидролинией централизованной гидросистемы, вход второго обратного клапана соединен с напорной гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса, а выходы обоих обратных клапанов соединены с напорной гидролинией пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, а сливная гидролиния сервоклапана соединена с всасывающей гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса и сливной гидролинией централизованной гидросистемы, снабженной предохранительным клапаном;
использованием в приводе блока переключения линий гидропитания в состав которого введен клапан включения с электрическим управлением, который в зависимости от наличия электрической команды подключает вход первого обратного клапана указанного блока переключения линий гидропитания либо к напорной гидролинии централизованной гидросистемы, либо к ее сливной гидролинии;
использованием в приводе многорежимного блока управления приводом: один режим управления используется при гидропитании гибридного привода от внешней гидросистемы, а другие - при гидропитании гибридного привода от встроенного нереверсивного нерегулируемого насоса.
Указанные отличия позволяют упростить конструкцию двухрежимного электрогидравлического привода с уменьшением его конечной стоимости, снизить массу и уменьшить его габариты при одновременном повышении его надежности.
Указанные отличия являются принципиальными и создают новизну предлагаемого решения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показана схема прототипа двухрежимного электрогидравлического привода;
на фиг. 2 показана принципиальная схема заявляемого гибридного электрогидравлического рулевого привода.
Гибридный электрогидравлический рулевой привод содержит гидроцилиндр 1, пропорциональный электрогидравлический сервоклапан с непосредственным управлением положением золотника 2 с напроной 3 и сливной 4 гидролиниями, нереверсивный нерегулируемый гидронасос 5 с напорной 6 и всасывающей 7 гидролиниями, управляемый электродвигатель 8, блок управления электродвигателем 9, блок управления приводом 10, гидроаккумулятор 11, предохранительный клапан 12, датчик положения штока гидроцилиндра 13, напорную 14 и сливную 15 гидролинии централизованной гидросмстемы, блок переключения линий гидропитания 16, соединенный с напорной 14 и сливной 15 гидролиниями централизованной гидросистемы, напорной 6 и всасывающей 7 гидролиниями нереверсивного нерегулируемого гидронасоса 5, напорной 3 и сливной 4 гидролиниями пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника 2, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра 1. В состав блока переключения линий гидропитания 16 входят два обратных клапан 17 и 18, причем вход первого обратного клапана 17 соединен с напорной гидролинией 14 централизованной гидросистемы, вход второго обратного клапана 18 соединен с напорной гидролинией 6 нереверсивного нерегулируемого гидронасоса 5, а выходы обоих обратных клапанов соединены с напорной гидролинией 3 пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника 2, а сливная гидролиния 4 сервоклапана 2 соединена с всасывающей гидролинией 7 нереверсивного нерегулируемого насоса 5 и сливной гидролинией 15 централизованной гидросистемы, снабженной предохранительным клапаном 19. Блок переключения линий гидропитания 16 снабжается клапаном включения 20 с электрическим управлением, который по электрической команде о переходе на резервный автономный режим подключает вход первого обратного клапана 17 блока переключения линий гидропитания к сливной гидролинии 15 централизованной гидросистемы.
Гибридный электрогидравлический рулевой привод работает следующим образом:
Привод может работать в двух режимах энергопитания: основном с энергопитанием от централизованной гидросистемы и в резервном (автономном) с энергопитанием от электросистемы.
При наличии давления в централизованной гидросистеме привод работает в основном (штатном) режиме. Рабочая жидкость под давлением из напорной гидролинии централизованной гидросистемы 14 через один из входов блока переключения линий гидропитания 16 поступает в напорную гидролиниию 3 пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника 2. По командам блока управления приводом 10 пропорциональный электрогидравлический сервоклапан 2 распределяет потоки жидкости в полости гидроцилиндра 1. Шток гидроцилиндра 1 перемещается, датчик положения штока гидроцилиндра 13 выдает сигнал для замыкания позиционной обратной связи в блоке управления приводом 10. Скорость и направление перемещения штока гидроцилиндра 1 определяются положением золотника пропорционального электрогидравлического сервоклапана 2 т.е. управление приводом происходит в дроссельном режиме.
При отказе централизованной гидросистемы давление в ее напорной гидролинии 14 падает и привод по электрической команде, поступающей в блок управления приводом 10, переходит на резервный автономный режим работы. Из блока управления приводом 10 команда перехода в автономный режим подается на клапан включения 20 и блок управления электродвигателем 9.
Блок управления электродвигателем 9 по команде запускает электродвигатель 8 и нереверсивный нерегулируемый гидронасос 5 по напорной линии 6 подает рабочую жидкость в блок переключения линий гидропитания 16, через который она поступает в напорную гидролинию 3 пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника 2, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра.
Блок управления приводом по команде переходит на режим работы, который обеспечивает резервный автономного режима работы привода. В этом режиме блок управления приводом выдает управляющие сигналы на пропорциональный электрогидравлический сервоклапан, задавая положение его золотника, и на блок управления электродвигателем, задавая частоту вращения электродвигателя и, соответственно, подачу нерегулируемого гидронасоса. На малых сигналах управление осуществляется в основном за счет изменения положения золотника при постоянных небольших оборотах насоса (дроссельное регулирование), на больших сигналах управление осуществляется в основном за счет изменения оборотов насоса, при больших открытиях золотника (объемное регулирование), с плавным переходом от одного режима к другому, чем создаются оптимальные условия работы для управляемого электродвигателя и минимизируется потребление электроэнергии от электросистемы за счет снижения гидравлических потерь. Настройки блока управления приводом позволяют также осуществлять и иные режимы управления приводом в резервном автономном режиме его работы.
Если при отказе централизованной гидросистемы давление в ее напорной линии 14 может падать медленно или нестабильно, блок переключения линий гидропитания 16 снабжается клапаном включения 20 с электрическим управлением, который по электрической команде о переходе на резервный автономный режим подключает вход обратного клапана 17 блока переключения гидропитания к сливной гидролинии 15 централизованной гидросистемы, чем обеспечивается надежное закрытие обратного клапана 17.
Claims (5)
1. Гибридный электрогидравлический рулевой привод, состоящий из гидроцилиндра, пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника с напорной и сливной гидролиниями, нереверсивного нерегулируемого гидронасоса с напорной и всасывающей гидролиниями, управляемого электродвигателя, блока управления электродвигателем, блока управления приводом, гидроаккумулятора, предохранительного клапана, датчика положения штока гидроцилиндра, напорной и сливной гидролиний централизованной гидросистемы, отличающийся тем, что в конструкцию привода введен блок переключения линий гидропитания, соединенный с напорной и сливной гидролиниями централизованной гидросистемы, напорной и всасывающей гидролиниями нереверсивного нерегулируемого насоса, напорной и сливной гадролиниями пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра.
2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что в состав блока переключения линий гидропитания входят два обратных клапана, причем вход первого обратного клапана соединен с напорной гидролинией централизованной гидросистемы, вход второго обратного клапана соединен с напорной гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса, а выходы обоих обратных клапанов соединены с напорной гидролинией пропорционального электрогидравлического сервоклапана с непосредственным управлением положением золотника, а сливная гидролиния сервоклапана соединена с всасывающей гидролинией нереверсивного нерегулируемого гидронасоса и сливной гидролинией
централизованной гидросистемы, снабженной предохранительным клапаном.
3. Привод по п. 2, отличающийся тем, что в блок переключения гидропитания введен клапан включения с электрическим управлением, который в зависимости от наличия электрической команды на его входе подключает вход первого обратного клапана либо к напорной гидролинии централизованной гидросистемы, либо к ее сливной гидролинии.
4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что блок управления приводом является многорежимным: один режим управления используется при энергопитании гибридного привода от централизованной гидросистемы, а другие - при энергопитании гибридного привода от электросистемы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129716A RU2704931C2 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Гибридный электрогидравлический рулевой привод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129716A RU2704931C2 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Гибридный электрогидравлический рулевой привод |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016129716A RU2016129716A (ru) | 2018-01-29 |
RU2016129716A3 RU2016129716A3 (ru) | 2019-02-01 |
RU2704931C2 true RU2704931C2 (ru) | 2019-10-31 |
Family
ID=61173929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129716A RU2704931C2 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Гибридный электрогидравлический рулевой привод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2704931C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025199A (en) * | 1988-08-23 | 1991-06-18 | Teijin Seiki Company Limited | Servo control apparatus |
US5181380A (en) * | 1990-09-19 | 1993-01-26 | Aerospatial Societe Nationale Industrielle | Hydrostatic operating mode hydraulic actuator preferably for backup operation, and flight control system comprising it |
RU2484314C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" | Двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом |
RU2483977C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Двухрежимный электрогидравлический привод с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена |
RU2483978C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Автономный электрогидравлический привод с комбинированным регулированием скорости выходного звена и клапаном демпфирования |
-
2016
- 2016-07-20 RU RU2016129716A patent/RU2704931C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5025199A (en) * | 1988-08-23 | 1991-06-18 | Teijin Seiki Company Limited | Servo control apparatus |
US5181380A (en) * | 1990-09-19 | 1993-01-26 | Aerospatial Societe Nationale Industrielle | Hydrostatic operating mode hydraulic actuator preferably for backup operation, and flight control system comprising it |
RU2484314C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" | Двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом |
RU2483977C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Двухрежимный электрогидравлический привод с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена |
RU2483978C2 (ru) * | 2011-04-05 | 2013-06-10 | Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД") | Автономный электрогидравлический привод с комбинированным регулированием скорости выходного звена и клапаном демпфирования |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016129716A3 (ru) | 2019-02-01 |
RU2016129716A (ru) | 2018-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7600715B2 (en) | Local backup hydraulic actuator for aircraft control systems | |
US8020379B2 (en) | Double redundancy electro hydrostatic actuator system | |
WO2014017475A1 (ja) | 液圧駆動回路 | |
US5181380A (en) | Hydrostatic operating mode hydraulic actuator preferably for backup operation, and flight control system comprising it | |
EP3529130B1 (en) | Electro-hydraulic control system with fail-safe pilot valves | |
KR20110031905A (ko) | 하이브리드 건설기계의 제어장치 | |
CN108412847B (zh) | 一种带负载补偿高位置精度的电静液执行器及控制方法 | |
US8596575B2 (en) | Aircraft actuator | |
CN111810468A (zh) | 汽轮机油动机泵控液压系统、装置及控制方法 | |
KR102393340B1 (ko) | 조타 제어 시스템 | |
RU181538U1 (ru) | Гибридный электрогидравлический рулевой привод | |
RU2704931C2 (ru) | Гибридный электрогидравлический рулевой привод | |
KR20170018368A (ko) | 서보모터에 의한 작동유 유량제어 기능을 구비한 유압조타시스템 | |
WO2014061776A1 (ja) | 舵取機及びこれを備えた船舶 | |
RU2484314C2 (ru) | Двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом | |
JP4152609B2 (ja) | 舵面駆動装置及び舵面駆動システム | |
RU2483977C2 (ru) | Двухрежимный электрогидравлический привод с дополнительными режимами кольцевания и демпфирования выходного звена | |
JP5320143B2 (ja) | 舵取機、その制御方法及び舵取機を備えた船舶 | |
JP2007239894A (ja) | エネルギー変換装置 | |
JPH09328098A (ja) | 舵面駆動用アクチュエータの制御回路 | |
JP2004100727A (ja) | サーボアクチュエータの制御回路 | |
CN212360348U (zh) | 汽轮机油动机泵控液压系统和装置 | |
JP4252583B2 (ja) | 翼駆動装置 | |
CN219969989U (zh) | 一种水陆两栖飞机的水舵控制系统 | |
KR20230130995A (ko) | 이중화 전기 정유압 엑츄에이터 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190402 |