RU2484314C2 - Two-mode electrically-driven hydraulic drive with irreversible pump - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed drive relates to control system servo drives and can be used as a high-reliability hydroelectric actuator in aircraft control systems. Proposed drive may be operated as both usual pneumoelectric drive with hydraulic cylinder piston velocity throttle control and as self-contained drive supplied from aircraft electric power system. In the first case, mode selection valve connects hydraulic control valve to power hydraulic cylinder. In the second case, pump with DC motor-controlled delivery is connected thereto via slide valve of reverse with larger area of working openings controlled by linear motor.

EFFECT: expanded performances.

2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к следящим электрогидравлическим системам управления и может быть использовано в качестве высоконадежного исполнительного электрогидравлического механизма в системах управления летательных аппаратов.The proposed device relates to servo electro-hydraulic control systems and can be used as a highly reliable executive electro-hydraulic 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 №1994 PT 0001/17.10.2002).Known dual-mode electro-hydraulic drives, 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. 1994 PT 0001 / 17.10.2002).

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 (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.

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.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 с нереверсивным насосом (привод), содержащем электрогидравлический усилитель, питающийся от централизованной гидросистемы, бесконтактный электродвигатель с регулируемой скоростью вращения ротора, электронный блок его управления, нерегулируемый насос, гидроцилиндр, клапан переключения режимов работы, подключающий этот гидроцилиндр к электрогидравлическому усилителю или насосу, гидрокомпенсатор с предохранительным клапаном,The problem is solved in that in the inventive dual-mode electro-hydraulic actuator with a non-reversible pump (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 cylinder, a valve for switching operating modes, connecting this hydraulic cylinder to an electro-hydraulic amplifier or pump, hydraulic compensator with safety valve,

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 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,according to the invention, a damping throttle between the hydraulic cylinder cavities and a two-position damping valve with an additional pusher are used in the drive, which disables this damping throttle when applying high pressure either to the end chamber of the valve or to the end chamber of its additional pusher, while the end chamber of the additional pusher of the damping valve is connected to with a hydraulic accumulator, with an outlet channel of the pump through a non-return valve, and with a hydraulic compensator through an electro-hydraulic locking valve,

согласно изобретению в приводе использован электрогидравлический управляющий клапан, соединяющий торцовые камеры клапана переключения и клапана демпфирования 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 chambers of the switching valve and the damping valve with the discharge line of the centralized hydraulic system or with a hydraulic compensator.

Кроме того, согласно изобретению в приводе может быть использован пороговый клапан, включенный последовательно с обратным клапаном между торцевой камерой дополнительного толкателя клапана демпфирования и выходным каналом насоса и открывающийся только при превышении давлением подачи насоса некоторой установленной величины.In addition, according to the invention, a threshold valve can be used in the actuator, connected in series with a check valve between the end chamber of the additional pusher of the damping valve and the pump outlet and opening only when the pump 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 демпфирующего дросселя между полостями гидроцилиндра и двухпозиционного клапана демпфирования с дополнительным толкателем, для обеспечения переключения привода в отказобезопасный режим пассивного демпфирования колебаний выходного звена привода,- the use of a damping throttle between the cavities of the hydraulic cylinder and the on-off damping valve with an additional pusher, to ensure that the drive switches to the fail-safe mode of passive damping of vibrations of the drive output link,

- использованием электрогидравлического управляющего клапана для управления клапаном переключения режимов и клапаном демпфирования с целью переключения привода в магистральный режим работы,- using an electro-hydraulic control valve to control the mode switching valve and damping valve in order to switch the drive to the main mode of operation,

- использованием соединения дополнительного толкателя клапана демпфирования с выходным каналом насоса через обратный клапан для включения автономного режима привода путем подачи давления нагнетания насоса под торец этого дополнительного толкателя,- using the connection of the additional pusher of the damping valve with the outlet channel of the pump through the non-return valve to activate the autonomous drive mode by applying pump discharge pressure under the end of this additional pusher,

- использованием гидроаккумулятора для сохранения автономного режима привода путем компенсации утечек жидкости через зазоры толкателя клапана демпфирования во время падения давления нагнетания насоса,- using a hydraulic accumulator to maintain an autonomous drive mode by compensating for fluid leaks through the gaps of the pusher of the damping valve during a drop in the pump discharge pressure,

- использованием электрогидравлического запирающего клапана для переключения привода в режим демпфера путем сброса повышенного давления в торцевой камере дополнительного толкателя клапана демпфирования,- using an electro-hydraulic locking valve to switch the drive to damper mode by relieving the increased pressure in the end chamber of the additional pusher of the damping valve,

- использованием в одном из вариантов привода порогового клапана, открывающегося только при превышении давлением подачи насоса некоторой установленной величины.- using in one of the drive options a threshold valve that opens only when the pump supply pressure exceeds a certain set value.

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 large and medium mismatch signals of the servo 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 маневренных самолетов и летательных аппаратов с малоустойчивой или неустойчивой аэродинамической компоновкой, для которых требуется высокая жесткость привода и его способность 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 maneuverable aircraft and aircraft with an unstable or unstable aerodynamic layout, which require high drive stiffness and its ability to process small-amplitude signals up to (0.1 ... 0.2)% from the maximum

- использовать маломощные электрические сигналы для надежного (т.е. с большими перестановочными силами на плунжерах клапана переключения режимов и клапана демпфирования) перевода привода в любой последовательности в два активных режима работы или в режим пассивного демпфирования колебаний выходного звена.- use low-power electrical signals to reliably (i.e., with large switching forces on the plungers of the mode switching valve and damping valve) transfer the drive in any sequence into two active operating modes or into the passive damping mode of the output link oscillations.

Указанные отличия являются принципиальными и создают новизну предлагаемого решения.These differences are fundamental and create the novelty of the proposed solution.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The 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 нереверсивным насосом.figure 2 shows a schematic diagram of the inventive dual-mode electro-hydraulic drive with a non-reversible pump.

Двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом работает следующим образом.Two-mode electro-hydraulic drive with a non-reversible pump operates as follows.

При наличии давления в централизованной гидросистеме и подаче напряжения на обмотку управляющего клапана 13 этот клапан подает давление нагнетания гидросистемы под торцы клапана переключения режимов работы 9 и клапана демпфирования 7. 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 клапан демпфирования 7 размыкает цепь демпфирующего дросселя 6. В результате осуществляется включение магистрального режима работы привода. Переключение клапана 9 контролируется датчиком 10.If there is pressure in the centralized hydraulic system and a voltage is supplied to the control valve winding 13, this valve supplies the hydraulic pressure to the ends of the operating valve 9 and the damping valve 7. The plungers of these valves are shifted to the position where the EHU is connected to the centralized the hydraulic system, the cavity of the hydraulic cylinder 1 - to the output channels of the control valve 12, and the damping valve 7 opens the circuit of the damping throttle 6. As a result, The main mode of operation of the drive is on. Switching valve 9 is controlled by the sensor 10.

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.

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 обратный клапан 18 и пороговый клапан 17 (если последний установлен) и жидкость от насоса подается в гидроаккумулятор 23 и торцевую камеру дополнительного толкателя 8 клапана демпфирования 7, подготавливая возможное переключение привода в автономный режим работы. Зарядка гидроаккумулятора 23 контролируется датчиком 22.During the preflight check, the shut-off valve 24 closes, 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 check valve 18 and the threshold valve 17 (if the latter installed) and the liquid from the pump is supplied to the accumulator 23 and the end chamber of the additional pusher 8 of the damping valve 7, preparing for the possible switching of the drive into automatic genomic operation. Charging the accumulator 23 is controlled by the sensor 22.

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. Клапан демпфирования 7 остается в прежнем состоянии, удерживаемый усилием, которое развивает дополнительный толкатель 8 при запертом объеме жидкости в его торцевой камере и гидроаккумуляторе 23. Последний нужен для компенсации утечек жидкости через зазоры толкателя 8 клапана демпфирования с целью сохранения большого давления в этой торцевой камере во время падения давления нагнетания насоса 19.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. The damping valve 7 remains in the same state, held by the force that the additional pusher 8 develops while the fluid volume is locked in its end chamber and the hydraulic accumulator 23. The latter is needed to compensate for fluid leaks through the gaps of the pusher 8 of the damping valve in order to maintain high pressure in this end chamber during pump discharge pressure drop time 19.

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 могут использоваться 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 at the input and output channels of the reverse valve 26 can be used.

Использование комбинированного способа регулирования скорости позволяет значительно улучшить характеристики автономного привода при малых сигналах управления и за счет этого расширить функциональные возможности двухрежимного электрогидравлическоого привода, применяя его для управления рулевыми поверхностями маневренных самолетов и летательных аппаратов с малоустойчивой или неустойчивой аэродинамической компоновкой, для которых требуется высокая жесткость привода и его способность 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 thereby expand the functionality of a dual-mode electro-hydraulic drive, using it to control the steering surfaces of maneuverable aircraft and aircraft with an unstable or unstable aerodynamic layout, which require high drive stiffness and its ability to process small amplitude signals up to up to (0.1 ... 0.2)% of the 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 происходят повышение давления подачи насоса 19 и периодическая дополнительная подкачка жидкости в гидроаккумулятор 23 и торцевую камеру дополнительного толкателя клапана 7, компенсирующая возможную капельную утечку жидкости из нее через радиальные зазоры толкателя 8.During loading of the working autonomous part of the drive, an increase in the pump supply pressure 19 and periodic additional pumping of liquid into the accumulator 23 and the end chamber of the additional valve pusher 7, which compensates for the possible drip leakage of liquid from it through the radial clearances of the pusher 8, occur.

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.

Для перевода привода в режим пассивного демпфера колебаний поршня гидроцилиндра 1 снимается напряжение с обмоток управляющего клапана 13 и запирающего клапана 24, при этом падает давление в торцевых камерах клапана демпфирования 7 и его дополнительного толкателя 8. Клапан демпфирования под действием мощной пружины отключает гидроцилиндр от управляющих устройств и замыкает его полости через демпфирующий дроссель 6.To transfer the drive to the passive vibration damper mode of the piston of the hydraulic cylinder 1, the voltage is removed from the windings of the control valve 13 and the shut-off valve 24, while the pressure in the end chambers of the damping valve 7 and its additional pusher 8 drops. The damping valve disconnects the hydraulic cylinder from the control devices under the action of a powerful spring and closes its cavity through the damping choke 6.

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.

Возможно использование порогового клапана 17, который открывается только при превышении давлением подачи насоса 19 некоторой установленной величины. Это позволяет организовать контроль состояния насоса во время работы привода в режиме демпфера путем задания небольших тестовых управляющих сигналов, соответствующих незначительному подъему давления подачи насоса при закрытом клапане реверса 26, и проверки их отработки с помощью датчика 21.It is possible to use a threshold valve 17, which opens only when the supply pressure of the pump 19 exceeds a certain set value. This allows you to organize monitoring of the state of the pump during operation of the drive in the damper mode by setting small test control signals corresponding to a slight increase in the supply pressure of the pump with the reverse valve 26 closed, and checking their operation using the sensor 21.

Claims (2)

1. Двухрежимный электрогидравлический привод с нереверсивным насосом, содержащий электрогидравлический усилитель, питающийся от централизованной гидросистемы, бесконтактный электродвигатель с регулируемой скоростью вращения ротора, электронный блок его управления, нерегулируемый насос, гидроцилиндр, клапан переключения режимов работы, подключающий этот гидроцилиндр к электрогидравлическому усилителю или насосу, гидрокомпенсатор с предохранительным клапаном, отличающийся тем, что в нем использованы нереверсивный насос и установленный между ним и клапаном переключения режимов работы пропорциональный клапан реверса с большой площадью рабочих окон, управляемый линейным электродвигателем, 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, электрогидравлический управляющий клапан, соединяющий торцовые камеры клапана переключения и клапана демпфирования с магистралью нагнетания централизованной гидросистемы или с гидрокомпенсатором, 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.1. A dual-mode electro-hydraulic drive with a non-reversible pump, 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 uncontrolled pump, a hydraulic cylinder, an operating mode switching valve that connects this hydraulic cylinder to an electro-hydraulic amplifier or pump, hydraulic compensator with safety valve, characterized in that it uses a non-reversible pump and installed a proportional reverse valve with a large area of working windows, controlled by a linear electric motor, a damping throttle between the hydraulic cylinder cavities and a two-position damping valve with an additional pusher that switches off this damping throttle when applying high pressure either to the valve end chamber or the end chamber of its additional pusher, an electro-hydraulic control valve connecting the end chambers of the switching valve and the valve and damping with a discharge line of a centralized hydraulic system or with a hydraulic compensator, while the end chamber of the additional pusher of the damping valve is connected to the hydraulic accumulator, to the pump outlet channel through a non-return valve and to the hydraulic compensator through an electro-hydraulic shut-off valve. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что в нем применен пороговый клапан, включенный последовательно с обратным клапаном между торцевой камерой дополнительного толкателя клапана демпфирования и выходным каналом насоса и открывающийся только при превышении давлением подачи насоса некоторой установленной величины. 2. The actuator according to claim 1, characterized in that it uses a threshold valve connected in series with a check valve between the end chamber of the additional pusher of the damping valve and the pump outlet and opening only when the pump pressure exceeds a certain set value.

Images