ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД
ELECTROHYDRAULIC FOLLOW-UP DRIVE

Изобретение относится к области гидроавтоматики и гидропривода и может быть использовано, например, в системах управления объектов с высокими динамическими свойствами при воздействии на них электромагнитных помех, повышенной радиации и работе во взрывоопасных помещениях.
Известен электрогидравлический следящий привод большой мощности (Б.Г.Крымов, Л.В.Рабинович, В.Г.Стеблецов. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами, Москва, «Машиностроение», 1987 г., стр.100), содержащий электронный усилитель привода, управляющий электрогидравлический привод, электронный усилитель управляющего привода, электрогидравлический усилитель, гибкую трубку, гибкую пластинчатую пружину, золотник электрогидравлического усилителя, мощный силовой дроссельный гидропривод, золотник силового дроссельного гидропривода, силовой гидроцилиндр, датчик обратной связи привода, поршень силового гидроцилиндра, гидроцилиндр управляющего привода, датчик обратной связи управляющего привода.
Недостатком известного привода является потеря работоспособности при воздействии электромагнитных помех, повышенной радиации, выходе из строя электронных блоков.
Известен электрогидравлический следящий привод (Keyser D.R. «Flight Test and Evaluation of Fluidic Flight Control», - SAE Technical Paper Series, 1987, №871864, p.1-90), принятый за прототип, содержащий клапан включения струйного канала управления, электрогидравлический усилитель, выход которого гидравлически соединен с гидроцилиндром, электрический датчик перемещения штока гидроцилиндра, сигнал с которого поступает на вход суммирующего электронного усилителя, а выход усилителя подключен к обмотке управления электрогидравлического усилителя. На подвижной механической части электрогидравлического усилителя установлены упругие элементы в виде двух сильфонов, в полости которых поступает пневматический сигнал давления с суммирующего струйного усилителя мощности, на вход которого поступает сигнал с устройства преобразования перемещения штока гидроцилиндра в пневматический сигнал давления. Устройство содержит кулису, передающую движение привода к кулачку, который при вращении передвигает толкатель, соединенный с заслонкой, два дросселя, два сопла. При перемещении заслонки пропорционально перемещению штока изменяется выходное давление, которое поступает на суммирующий струйный усилитель мощности.
Недостатком известного привода является влияние нагрузки на его характеристики.
Техническим результатом является получение динамических характеристик привода, приемлемых для использования в режиме резервного управления летательными аппаратами при большой мощности нагрузки и функционирование привода при воздействии электронных помех и радиации.
Технический результат достигается тем, что электрогидравлический следящий привод, содержащий клапан включения струйного канала управления, электрогидравлический усилитель, упругие элементы в виде двух сильфонов, установленные на подвижной механической части электрогидравлического усилителя, гидроцилиндр, электрический датчик перемещения гидроцилиндра, суммирующий электронный усилитель, вход которого подключен к выходу электрического датчика перемещения гидроцилиндра, а выход - к управляющей обмотке электрогидравлического усилителя, два дросселя, два сопла, суммирующий струйный усилитель мощности, выход которого подключен к полостям сильфонов, снабжен управляющим электрогидравлическим приводом, шток которого механически соединен с золотником силового гидроцилиндра, электрическим датчиком перемещения штока силового гидроцилиндра, который соединен со входом электронного усилителя, а его выход - с суммирующим электронным усилителем, датчиком преобразования перемещения штока управляющего электрогидравлического привода в пневматический сигнал давления, причем в датчике размещены два дросселя и два сопла, и в него дополнительно введена упругая жесткая пластина, соединенная со штоком управляющего электрогидравлического привода, датчиком преобразования перемещения штока силового гидроцилиндра в пневматический сигнал давления, содержащим дополнительно два дросселя и два сопла, упругую жесткую пластину, соединенную со штоком силового гидроцилиндра, привод также снабжен двумя струйными усилителями, выходы которых соединены с входами суммирующего струйного усилителя мощности, вход одного из струйных усилителей соединен с выходом датчика преобразования перемещения штока управляющего электрогидравлического привода в пневматический сигнал давления, а вход второго соединен с выходом датчика преобразования перемещения штока силового гидроцилиндра в пневматический сигнал давления.
На чертеже изображена схема электрогидравлического следящего привода. Привод содержит: управляющий электрогидравлический привод 1, механически соединенный с золотником 2 силового гидроцилиндра 3. На штоке силового гидроцилиндра 3 установлен электрический датчик перемещения 4, соединенный с электронным усилителем 5. На штоке управляющего электрогидравлического привода 1 установлен электрический датчик перемещения 6, соединенный с суммирующим электронным усилителем 7. Выход электронного усилителя 5 соединен с входом суммирующего электронного усилителя 7, выход которого подключен к обмотке управления 8 электрогидравлического усилителя 9, который содержит устройство 10 с упругими элементами в виде двух сильфонов 11, 12, установленных на механической подвижной части 13 электрогидравлического усилителя 9 управляющего электрогидравлического привода 1. Датчик преобразования перемещения штока управляющего электрогидравлического привода в пневматический сигнал давления 14, установленный на штоке управляющего электрогидравлического привода 1, имеет два дросселя 15, 16, два сопла 17, 18, упругую жесткую пластину 19, соединенную тягой 20 со штоком управляющего электрогидравлического привода. Выход датчика 14 подключен к входу струйного усилителя 21. Датчик преобразования перемещения штока силового гидроцилиндра в пневматический сигнал давления 22, установленный на штоке силового гидроцилиндра 3, имеет два дросселя 23, 24, два сопла 25, 26, жесткую гибкую пластину 27, соединенную тягой 28 со штоком силового гидроцилиндра 3. Выход датчика 22 подключен к входу струйного усилителя 29, а выходы струйных усилителей 21 и 29 подключены к суммирующему струйному усилителю мощности 30, выходы которого подключены к полостям сильфонов 11, 12 соответственно. Клапан включения струйного канала управления 31 в случае отсутствия электропитания или по желанию оператора подключает сильфоны 11, 12 к выходам суммирующего струйного усилителя мощности 11 и 12. Управляющий электрогидравлический привод 1 содержит гидроцилиндр 32 со штоком 33.
Привод работает следующим образом. При наличии электропитания клапан включения струйного канала управления 31 отключает каналы дифференциального давления, так что в камерах сильфонов 11, 12 устанавливается одинаковое давление. Привод работает по обычной электрической схеме. В случае отсутствия электропитания или по желанию оператора клапан включения струйного канала управления 31 подключает сильфоны 11, 12 к выходам суммирующего струйного усилителя мощности 30. Привод в этом случае работает следующим образом: входной сигнал поступает на вход суммирующего струйного усилителя мощности 30, где сравнивается с суммарным сигналом от струйных усилителей 21, 29, которые усиливают сигналы с датчиков 14, 22 преобразования перемещения штока управляющего электрогидравлического привода и штока силового цилиндра соответственно в пневматические сигналы давления. При появлении сигнала рассогласования на выходе суммирующего струйного усилителя мощности 30 на сильфоны 11, 12 поступает дифференциальное давление, которое перемещает механическую подвижную часть 13 электрогидравлического усилителя 9 управляющего электрогидравлического привода 1, который перемещает золотник 2 силового гидроцилиндра 3, создавая перепад давления в полостях силового гидроцилиндра 3, и привод отрабатывает входной сигнал.
Повышение динамической точности при нагрузке большой мощности достигается наличием золотника силового гидроцилиндра, который перекрытием своих окон уменьшает воздействие нагрузки на характеристики элементов управляющего привода. Функционирование привода при воздействии помех и радиации обеспечивается струйным каналом управления, который имеет место при отключении электропитания. Применение элементов струйных систем автоматического управления позволяет за счет малых мощностей порядка 5-10 Вт и пропускаемых частот управлять большими усилиями, например приводом с усилием 20 т.с. и скоростью выходного звена (штока силового гидроцилиндра) 300 мм/с. Введение струйных датчиков перемещения позволяет преобразовать большие ходы приводов, порядка 110 мм, в малые сигналы давления порядка 10 кПа.