[go: up one dir, main page]

RU2230944C2 - Redundant electrohydraulic servo drive - Google Patents

Redundant electrohydraulic servo drive Download PDF

Info

Publication number
RU2230944C2
RU2230944C2 RU2002124650/06A RU2002124650A RU2230944C2 RU 2230944 C2 RU2230944 C2 RU 2230944C2 RU 2002124650/06 A RU2002124650/06 A RU 2002124650/06A RU 2002124650 A RU2002124650 A RU 2002124650A RU 2230944 C2 RU2230944 C2 RU 2230944C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
hydraulic
channel
seat
control
Prior art date
Application number
RU2002124650/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002124650A (en
Inventor
П.Г. Редько (RU)
П.Г. Редько
С.В. Таркаев (RU)
С.В. Таркаев
А.В. Амбарников (RU)
А.В. Амбарников
А.С. Чугунов (RU)
А.С. Чугунов
К.В. Нахамкес (RU)
К.В. Нахамкес
Н.А. Верин (RU)
Н.А. Верин
А.Б. Тихонов (RU)
А.Б. Тихонов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" filed Critical Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД"
Priority to RU2002124650/06A priority Critical patent/RU2230944C2/en
Publication of RU2002124650A publication Critical patent/RU2002124650A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230944C2 publication Critical patent/RU2230944C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Servomotors (AREA)

Abstract

FIELD: flying vehicle control system drives.
SUBSTANCE: proposed servo drive has housing with working fluid delivery and drain channels, single-chamber hydraulic actuator with housing channels, series-connected closing/cross-feed valve, electrohydraulic booster and servo cylinder, hydraulic distributor with mechanical non-power wire lead coupled with servo cylinder rod, and hydraulic system selector valve communicating with two independent hydraulic supply systems; hydraulic system selector valve is made in the form of two control devices built in common cylindrical channel at opposite ends of body and separated by isolating bushing; they have shut-off members of valve-seat type each incorporating cap, guide sleeve, and seat-bushing fixed in position in body channel and provided with sealing rings on outer cylindrical surfaces and inner stepped drillings, as well as kinematically intercoupled spring-loaded check valve installed in small-step drilling of seat-bushing and spring-loaded plunger hermetically disposed in large-step drilling of guide sleeve and provided with inner partition carrying spring on one end and control chamber, on other end, this chamber communicating with delivery line and through check valve built in small step of guide sleeve drilling, with delivery channel of actuating mechanism; large-step drillings of seat-bushings of both control devices are interconnected and communicate with drain channel of actuating mechanism; mentioned kinematic coupling is made in the form of stepped cylindrical pusher disposed in small-step drilling of seat-bushing for their axial displacement and engagement with end surface of plunger partition and with ball-shaped shut-off member of check valve through their working butt-ends; guaranteed annular clearance is provided between outer surface of pusher small step and small-step drilling surface of seat-bushing for passing working medium.
EFFECT: enhanced reliability.
2 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к резервированным следящим гидромеханическим, одноканальным и многоканальным электрогидравлическим приводам, нашедшим широкое распространение в качестве исполнительных механизмов в системах управления летательных аппаратов, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где находят применение высоконадежные системы автоматического управления.The present invention relates to redundant follow-up hydromechanical, single-channel and multi-channel electro-hydraulic drives, which are widely used as actuators in aircraft control systems, and can be used in any industry where highly reliable automatic control systems are used.

Известны резервированные гидроприводы 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 гидросистеме, от которой работает привод (см. Гониодский В.И. и др. Привод рулевых поверхностей самолетов. М.: Машиностроение, 1974 г., стр. 181, рис. 4.26 (а). Наиболее близким по технической сущности является резервированный следящий электрогидравлический привод системы управления вертолетом (см. патент ФРГ №2931533, кл. F 15 В 20/00, фиг.2).Redundant hydraulic drives with replacement of hydraulic systems are known, in which hydropower is supplied from two independent hydraulic systems, one of which is the main one and the other one is a backup. Connection to the drive of the backup hydropower system is carried out by a special hydraulic valve (switching valve), which is automatically activated by the pressure drop in the hydraulic system from which the drive works (see Goniodsky VI and others. Aircraft steering surfaces drive. M.: Engineering, 1974 ., p. 181, Fig. 4.26 (a). The closest in technical essence is the redundant servo electro-hydraulic drive of the helicopter control system (see Germany patent No. 2931533, class F 15 V 20/00, figure 2).

Известный резервированный следящий электрогидравлический привод (привод) содержит максимальное количество сходных с заявляемым приводом признаков, а именно оба привода относятся к резервированным следящим электрогидравлическим приводам для систем управления летательными аппаратами и содержат однокамерный гидродвигатель с полостными каналами, последовательно соединенные элементы автоматической системы управления (электромагнитный клапан включения, электрогидравлический усилитель мощности и сервоцилиндр), гидрораспределители с механической несиловой проводкой управления приводом, связанной со штоками сервоцилиндров, и клапан переключения гидросистем, сообщенный с двумя независимыми гидравлическими источниками питания.The known redundant servo electro-hydraulic actuator (actuator) contains the maximum number of features similar to the claimed actuator, namely both actuators belong to redundant servo electro-hydraulic actuators for aircraft control systems and contain a single-chamber hydraulic motor with cavity channels, connected in series elements of an automatic control system (solenoid valve , electro-hydraulic power amplifier and servocylinder), hydrodistributors mechanical non-force-wired drive control associated with stocks servo cylinders, hydraulic valve and switch communication with two independent hydraulic power sources.

Достоинством известного привода является то, что в нем за счет применения однокамерного исполнительного гидродвигателя сокращено количество сложных конструктивных элементов, значительно сокращены габариты и масса привода.The advantage of the known drive is that due to the use of a single-chamber executive hydraulic motor, the number of complex structural elements is reduced, the dimensions and weight of the drive are significantly reduced.

Однако существенным недостатком указанного привода является то, что для обеспечения герметичности и минимальных перетоков из одной гидросистемы в другую применяемый в клапане переключения известного привода цилиндрический распределительный золотник по наружной цилиндрической поверхности должен выполняться с высокой точностью и очень незначительной шероховатостью и устанавливаться во внутренний канал гильзы или корпуса с минимально допускаемыми кольцевыми зазорами (4...6 мкм).However, a significant drawback of this drive is that in order to ensure tightness and minimal overflows from one hydraulic system to another, the cylindrical spool valve used in the switching valve of the known actuator on the outer cylindrical surface must be made with high accuracy and very little roughness and installed in the inner channel of the sleeve or housing with the minimum permissible annular gaps (4 ... 6 microns).

Большая вероятность “заклинивания” или затяжеления перемещения такого золотника в процессе работы (например, в случае возможного загрязнения рабочей жидкости) приводит или к отказу привода, или к нестабильности и увеличению времени перекладки золотника, чем существенно снижается надежность работы привода, в то время когда переключение на резервную (аварийную) систему гидропитания летательного аппарата должно быть безотказным и осуществляться практически мгновенно, ибо потеря управления скоростным самолетом хотя бы на доли секунды, в особенности в процессе его послепосадочного пробега, может привести к аварии.The greater likelihood of “jamming” or aggravating the movement of such a spool during operation (for example, in the event of a possible contamination of the working fluid) leads either to a drive failure, or to instability and an increase in the transfer time of the spool, which significantly reduces the reliability of the drive, while switching on the reserve (emergency) aircraft power supply system should be trouble-free and be carried out almost instantly, because the loss of control of a high-speed aircraft at least for a split second, especially during its post-landing run, may lead to an accident.

Кроме того, в известном приводе не исключена возможность просадки исполнительного штока гидродвигателя под воздействием внешней нагрузки - шарнирного момента от действия аэродинамических нагрузок на рулевую поверхность в момент, когда они превышают максимальное усилие, развиваемое гидроприводом. Просадка штока, в свою очередь, сопровождается резким толчком (ударом) ручки управления, который психологически воспринимается летчиком как отказ или потеря управления летательным аппаратом, что также относится к существенным недостаткам известного привода.In addition, the known drive does not exclude the possibility of subsidence of the actuator rod of the hydraulic motor under the influence of an external load - the articulated moment from the action of aerodynamic loads on the steering surface at a time when they exceed the maximum force developed by the hydraulic drive. The drawdown of the rod, in turn, is accompanied by a sharp push (stroke) of the control handle, which is psychologically perceived by the pilot as a failure or loss of control of the aircraft, which also relates to significant disadvantages of the known drive.

Недостатком известного привода является также конструктивная сложность выполнения клапана переключения гидросистем, которая во многом обусловлена его расположением между распределительными устройствами (золотниками) и исполнительным гидродвигателем, а также введением специальных устройств, предотвращающих переключение источников гидропитания при кратковременном падении давления или полностью отключающих отказавшую гидросистему питания.A disadvantage of the known actuator is also the structural complexity of the hydraulic valve switching valve, which is largely due to its location between switchgears (spools) and the hydraulic actuator, as well as the introduction of special devices that prevent the switching of hydraulic power sources during a short-term pressure drop or completely turn off the failed hydraulic power system.

Решаемой технической задачей является повышение надежности привода и, следовательно, надежности системы управления летательного аппарата за счет повышения надежности и быстродействия срабатывания клапана переключения гидросистем привода путем подключения клапана к источникам командного давления, дистанционно управляемым из кабины по сигналам летчика, исключения из клапана прецизионной золотниковой пары с переходом на клапанную систему распределения рабочей среды, при которой обеспечивается высокая чувствительность из-за нулевых перекрытий проходных окон и исключаются условия для возникновения ударной (толчковой) нагрузки на ручке управления летчика в момент воздействия максимальных аэродинамических нагрузок на рулевые поверхности.The technical task to be solved is to increase the reliability of the drive and, therefore, the reliability of the control system of the aircraft by increasing the reliability and speed of operation of the switching valve of the hydraulic systems of the drive by connecting the valve to command pressure sources remotely controlled from the cockpit by the signals of the pilot, excluding the precision spool pair from the valve transition to a valve system for distributing the working medium, which ensures high sensitivity due to zero overlap-through windows are eliminated and the conditions for occurrence of the shock (jogging) the load on the pilot control handle at the time of exposure to the maximum air loads on the control surfaces.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом приводе для системы управления летательным аппаратом, содержащим корпус с нагнетательными и сливными каналами для рабочей жидкости, однокамерный гидродвигатель с полостными каналами, последовательно соединенные электромагнитный клапан включения-кольцевания, электрогидравлический усилитель мощности и сервоцилиндр, гидрораспределитель с механической несиловой проводкой привода, связанной со штоком сервоцилиндра, и клапан переключения гидросистем, сообщенный с двумя независимыми гидравлическими системами питания, согласно изобретению клапан переключения гидросистем выполнен в виде двух опозитно встроенных в общий цилиндрический канал корпуса и разделенных между собой разобщающей втулкой устройств управления с запирающими элементами типа “клапан-седло”, каждое из которых состоит из неподвижно установленных в канале корпуса крышки, направляющего стакана и втулки-седла с уплотнительными кольцами на наружных цилиндрических поверхностях и внутренними ступенчатыми расточками и кинематически связанных между собой подпружиненного обратного клапана, установленного в расточке малой ступени втулки-седла, и подпружиненного плунжера, герметично размещенного в расточке большей ступени направляющего стакана и снабженного внутренней перегородкой, с одной стороны которой размещена пружина, а с другой образована рабочая камера управления с возможностью сообщения ее с подводящей напорной магистралью и через обратный клапан, встроенный в малую ступень расточки направляющего стакана, с напорным каналом исполнительного механизма, при этом расточки больших ступеней втулок-седел обоих устройств управления закольцованы между собой и сообщены со сливным каналом исполнительного механизма, а указанная кинематическая связь выполнена в виде размещенного в расточке малой ступени втулки-седла ступенчатого цилиндрического толкателя с возможностью его осевого перемещения и взаимодействия своими рабочими торцами с торцовой поверхностью перегородки плунжера и поверхностью запорного элемента обратного клапана, выполненного в виде шарика, причем между наружной поверхностью малой ступени толкателя и поверхностью расточки малой ступени втулки-седла установлен гарантированный кольцевой зазор для прохода рабочей среды, а клапан переключения подключен к дистанционно управляемым источникам командного давления.The problem is solved in that in the proposed drive for the aircraft control system, comprising a housing with discharge and drain channels for the working fluid, a single-chamber hydraulic motor with cavity channels, a servo-ring solenoid valve, an electro-hydraulic power amplifier and a servocylinder, and a non-power mechanical control valve actuator wiring connected to the servo-cylinder rod and hydraulic switching valve in communication with two independent hydraulic power systems, according to the invention, the hydraulic switching valve is made in the form of two control devices integrated in the common cylindrical channel of the housing and separated by a disconnecting sleeve with locking elements of the valve-seat type, each of which consists of a cover fixedly installed in the channel of the housing body, guide cup and sleeve-saddle with o-rings on the outer cylindrical surfaces and the inner stepped boring and kinematically connected between a spring-loaded check valve installed in the bore of a small stage of the sleeve-seat, and a spring-loaded plunger hermetically placed in the bore of a larger stage of the guide cup and provided with an internal partition, on one side of which a spring is placed, and on the other a working control chamber is formed with the possibility of communicating with inlet pressure line and through a check valve integrated in the small stage of the bore of the guide cup, with the pressure channel of the actuator, while the bore of the larger steps of the sleeve-saddles of both control devices are looped together and communicated with the drain channel of the actuator, and the specified kinematic connection is made in the form of a stepped cylindrical pusher located in the bore of a small stage of the sleeve-saddle with the possibility of axial movement and interaction of its working ends with the end surface the walls of the plunger and the surface of the shut-off element of the non-return valve, made in the form of a ball, and between the outer surface of the small stage olkatelya and the surface of bore bushings low stage-mounted seat guaranteed annular gap for passage of the working medium, and the switching valve is connected to a remotely controlled control pressure sources.

Перевод работы клапана переключения на клапанную систему распределения рабочей среды и принудительно-дистанционное управление клапаном переключения гидросистем с помощью электромагнитных клапанов, дистанционно управляемых по сигналу летчика, обеспечивает надежное и мгновенное срабатывание клапана переключения при экстремальных и аварийных ситуациях, а установка в клапане переключения гидросистем обратных шариковых клапанов в линиях напорных магистралей (в малых ступенях расточек направляющих стаканов) обеспечивает перекрытие каналов подачи (напора) на момент воздействия внешней нагрузки, превышающей максимальное усилие, развиваемое приводом, чем исключается просадка его исполнительного штока и возникновение удара (толчка) на ручке управления летчика.Transferring the switching valve to a valve system for distributing the working medium and forcing remote control of the hydraulic switching valve using electromagnetic valves remotely controlled by the pilot's signal ensures reliable and instantaneous operation of the switching valve in extreme and emergency situations, and installing ball valves in the hydraulic switching valve valves in the lines of the pressure lines (in small steps of the bores of the guide glasses) provides overlap to feed (pressure) at the moment of external load exceeding the maximum force developed by the drive, which eliminates the drawdown of its actuator rod and the occurrence of a shock (push) on the pilot's control handle.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена общая схема привода с клапаном переключения гидросистем с дистанционно управляемыми источниками командного давления - электромагнитными клапанами при работе в составе резервированного следящего электрогидравлического привода в режиме комбинированного управления, при котором ручное управление через входное звено (рычаг) корректируется системой автоматического управления, функционирующей от сигналов автопилота с помощью рулевой машины, включенной по дифференциальной схеме.Figure 1 shows a general diagram of a drive with a hydraulic switching valve with remotely controlled sources of command pressure - electromagnetic valves when operating as part of a redundant servo electro-hydraulic actuator in combined control mode, in which manual control through the input link (lever) is corrected by an automatic control system functioning from autopilot signals with the help of a steering machine engaged in a differential circuit.

Привод оснащен гидрораспределительным устройством с плоским поворотным золотником, отличающимся более высокой надежностью в работе, герметичностью и отсутствием опасности “заклинивания” подвижных элементов (Башта Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1967 г., с.239).The drive is equipped with a hydraulic distribution device with a flat rotary valve, characterized by higher reliability, tightness and the absence of danger of “jamming” of moving elements (TM Bashta. Hydraulic drives of aircraft. M .: Mashinostroenie, 1967, p.239).

На фиг.2 представлен общий вид, разрез клапана переключения гидросистем.Figure 2 presents a General view, section of a valve switching hydraulic systems.

На фиг.3 показана общая схема клапана переключения гидросистем с дистанционно управляемыми источниками командного давления -электромагнитными клапанами при работе в составе гидромеханического рулевого привода с ручным управлением, содержащего гидрораспределитель с плоским поворотным золотником.Figure 3 shows the General diagram of the switching valve of hydraulic systems with remotely controlled sources of command pressure - electromagnetic valves when operating as part of a hydromechanical steering gear with manual control containing a directional valve with a flat rotary valve.

На фиг.4 показана общая схема клапана переключения гидросистем с электромагнитными клапанами при работе в составе резервированного следящего электрогидравлического привода с дистанционным управлением, содержащего гидрораспределитель с плоским поворотным золотником.Figure 4 shows the General diagram of the valve switching hydraulic systems with electromagnetic valves when operating as part of a redundant servo electro-hydraulic actuator with remote control containing a valve with a flat rotary valve.

На фиг.5 показан общий вид, разрез клапана переключения при работе от первой гидросистемы питания. На электромагнитный клапан 16 подан электрический сигнал управления. Электромагнитный клапан 17 второй гидросистемы питания обесточен.Figure 5 shows a General view, a section of a switching valve when operating from the first hydraulic power system. An electromagnetic control signal is applied to the solenoid valve 16. The solenoid valve 17 of the second hydraulic power supply is de-energized.

На фиг.6 показан общий вид, разрез клапана переключения при работе от второй гидросистемы питания. На электромагнитный клапан 17 подан электрический сигнал управления. Электромагнитный клапан 16 первой гидросистемы питания обесточен.Figure 6 shows a General view, a section of a switching valve when operating from a second hydraulic power system. An electromagnetic control signal is supplied to the solenoid valve 17. The electromagnetic valve 16 of the first hydraulic power supply is de-energized.

Привод (фиг.1) содержит корпус 1 с нагнетательными 2 (3) и сливными 4 (5) каналами для рабочей жидкости, однокамерный гидродвигатель 6 с полостными каналами 7 и 8, электромагнитный клапан включения-кольцевания 9, электрогидравлический усилитель мощности (ЭГУ) 10 и сервоцилиндр 11, гидрораспределитель 12 с механической несиловой проводкой привода 13, связанной со штоком 14 сервоцилиндра 11, и клапан переключения гидросистем 15, сообщенный с двумя независимыми гидравлическими системами питания 2 (4) и 3 (5).The actuator (figure 1) contains a housing 1 with discharge 2 (3) and drain 4 (5) channels for the working fluid, a single-chamber hydraulic motor 6 with cavity channels 7 and 8, an on-ring solenoid valve 9, an electro-hydraulic power amplifier (EHU) 10 and a servocylinder 11, a control valve 12 with non-mechanical mechanical wiring of the actuator 13 connected to the rod 14 of the servocylinder 11, and a hydraulic switching valve 15 connected to two independent hydraulic power systems 2 (4) and 3 (5).

Клапан переключения гидросистем 15 подключен к источникам командного давления - электромагнитным клапанам 16 и 17, дистанционно управляемым из кабины по сигналу летчика.The hydraulic switching valve 15 is connected to command pressure sources - electromagnetic valves 16 and 17, remotely controlled from the cockpit by a pilot signal.

Клапан переключения гидросистем 15 (фиг.1, 2) выполнен в виде двух опозитно встроенных в общий цилиндрический канал 18 корпуса 1 и разделенных между собой разобщающей втулкой 19 устройств управления 20 и 21 с запирающими элементами типа “клапан-седло”, каждое из которых состоит из неподвижно установленных в канале 18 крышки 22, направляющего стакана 23 и втулки-седла 24, имеющих внутренние ступенчатые расточки 25 и 26 соответственно и кинематически связанных между собой подпружиненного обратного клапана 27, установленного в расточке малой ступени 26 втулки-седла 24 и подпружиненного плунжера 28, герметично размещенного в расточке большей ступени 25 направляющего стакана 23 и имеющего внутреннюю перегородку 29, с одной стороны которой размещена пружина 30, а с другой образована рабочая камера управления 31, сообщающаяся через радиальные каналы 32 плунжера 28 и направляющего стакана 23 с подводящими напорными магистралями 33 и 34, а через обратный клапан 35, встроенный в малую ступень расточки 25 направляющего стакана 23, с напорным каналом 36 исполнительного механизма (гидрораспределителя и рулевой машины).The hydraulic valve switching valve 15 (Figs. 1, 2) is made in the form of two oppositely inserted into the common cylindrical channel 18 of the housing 1 and separated by a disconnecting sleeve 19 of control devices 20 and 21 with locking elements of the valve-seat type, each of which consists of from a cover 22 fixedly installed in the channel 18, a guide cup 23 and a saddle sleeve 24 having internal step-boring bores 25 and 26, respectively, and kinematically connected to each other by a spring-loaded check valve 27 installed in the bore of a small stage 26 in saddles 24 and a spring-loaded plunger 28, hermetically placed in the bore of a larger stage 25 of the guide cup 23 and having an internal baffle 29, on one side of which a spring 30 is placed, and on the other a working control chamber 31 is connected, communicating through the radial channels 32 of the plunger 28 and a guide cup 23 with inlet pressure lines 33 and 34, and through a check valve 35 integrated into the small stage of the bore 25 of the guide cup 23, with a pressure channel 36 of the actuator (valve and steering m ashina).

Расточки 26 больших ступеней втулок-седел 24 обоих устройств управления 20 и 21 закольцованы между собой каналом 37 и соединены со сливным каналом 38 исполнительного механизма. Кинематическая связь между подпружиненным обратным клапаном 27 и подпружиненным плунжером 28 осуществляется через ступенчатый цилиндрический толкатель 39, который своими рабочими торцами 40 и 41 взаимодействует с торцовой поверхностью перегородки 29 плунжера 28 и поверхностью запорного шарика обратного клапана 27. Между наружной поверхностью малой ступени толкателя 39 и поверхностью расточки 26 малой ступени втулки-седла 24 установлен гарантированный кольцевой зазор 42 для прохода рабочей среды в сливной канал 43 или 44.Bores 26 of the large steps of the sleeve-saddles 24 of both control devices 20 and 21 are looped together by a channel 37 and connected to a drain channel 38 of the actuator. The kinematic connection between the spring-loaded check valve 27 and the spring-loaded plunger 28 is through a stepped cylindrical pusher 39, which interacts with its working ends 40 and 41 with the end surface of the baffle 29 of the plunger 28 and the surface of the check ball of the check valve 27. Between the outer surface of the small pusher stage 39 and the surface the bores 26 of the small stage of the sleeve-saddle 24, a guaranteed annular gap 42 is installed for the passage of the working medium into the drain channel 43 or 44.

Привод в режиме ручного управления работает следующим образом.The drive in manual control mode operates as follows.

На электромагнитный клапан 16 первой гидросистемы питания подан электрический сигнал управления (фиг.1, 5). Электромагнитный клапан 17 второй гидросистемы питания обесточен. Под действием электрического сигнала управления якорь электромагнитного клапана 16 выдвигается наружу (по схеме влево), аксиально перемещая подпружиненный золотник на рабочий ход. При этом радиальные каналы высокого давления клапана соединяются и обеспечивают проход рабочей среды в камеру управления 31 устройства управления 20 клапана переключения гидросистем. Далее рабочая жидкость под давлением через обратный клапан 35 и внутренний канал разобщающей втулки 19 поступает в полость обратного клапана 35 другого опозитно расположенного устройства управления 21.An electrical control signal is supplied to the electromagnetic valve 16 of the first hydraulic power supply system (Figs. 1, 5). The solenoid valve 17 of the second hydraulic power supply is de-energized. Under the influence of the electric control signal, the armature of the electromagnetic valve 16 extends outward (according to the scheme to the left), axially moving the spring-loaded spool on the stroke. In this case, the high pressure radial channels of the valve are connected and provide the passage of the working medium into the control chamber 31 of the control device 20 of the hydraulic switching valve. Further, the working fluid under pressure through the check valve 35 and the inner channel of the uncoupling sleeve 19 enters the cavity of the check valve 35 of another opositely located control device 21.

Запорный орган (шарик) клапана 35, закрывая центральный канал подвода напора из второй гидросистемы, обеспечивает проход рабочей среды в канал 36 подающей магистрали к исполнительному механизму (электрогидравлическому усилителю 10 (фиг.1), сервоцилиндру 11, гидрораспределителю 12.The locking element (ball) of the valve 35, closing the central channel for supplying pressure from the second hydraulic system, ensures the passage of the working medium into the channel 36 of the supply line to the actuator (electro-hydraulic amplifier 10 (Fig. 1), servocylinder 11, valve 12.

Летчик через тягу механической несиловой проводки 13 перемещает управляющий плоский золотник гидрораспределителя 12. Управляющий золотник, перемещаясь (поворачиваясь на определенный от нейтрального положения угол в ту или другую сторону), сообщает соответствующие полости гидродвигателя 6 с напорным 2 и сливным 4 каналами источника питания.The pilot through the thrust of mechanical non-power wiring 13 moves the control flat spool of the valve 12. The control spool, moving (turning to a certain angle from a neutral position in one direction or another), communicates the corresponding cavity of the hydraulic motor 6 with pressure 2 and drain 4 channels of the power source.

Под действием рабочего давления в камере управления 31 плунжер 28 устройства управления 20, сжимая пружину 30, перемещается вправо до упора своей торцовой поверхностью перегородки 29 в наружный торец малой ступени втулки-седла 24, аксиально перемещая в ту же сторону ступенчатый цилиндрический толкатель 39, который торцом малой ступени 41 отжимает подпружиненный запорный орган (шарик) 27 от седла-втулки 24, обеспечивая проход сливного давления, поступающего от гидродвигателя по каналу 37, через кольцевой зазор 42 в сливной канал 43, в каналы электромагнитного клапана 16 и в сливную магистраль первой гидросистемы.Under the action of operating pressure in the control chamber 31, the plunger 28 of the control device 20, compressing the spring 30, moves to the right with its end surface of the partition 29 into the outer end of the small step of the sleeve-seat 24, axially moving the stepped cylindrical pusher 39, which end of a small stage 41 presses a spring-loaded locking element (ball) 27 from the saddle-sleeve 24, providing passage of the drain pressure coming from the hydraulic motor through the channel 37, through the annular gap 42 into the drain channel 43, into the electromagnet channels valve 16 and into the drain line of the first hydraulic system.

Аналогично при подаче электрического сигнала управления на электромагнитный клапан 17 (фиг.1, 6) рабочее давление второй гидросистемы подается в камеру управления 31 устройства управления 21, откуда через обратный клапан 35 поступает в тот же канал 36 подающей магистрали к гидрораспределителю 12, при этом слив от гидродвигателя в сливную магистраль второй гидросистемы происходит через отжатый толкателем 39 обратный клапан 27 устройства управления 21 и сливной канал 44.Similarly, when the electric control signal is applied to the electromagnetic valve 17 (Figs. 1, 6), the working pressure of the second hydraulic system is supplied to the control chamber 31 of the control device 21, from where it enters the same channel 36 of the supply line to the control valve 12 through the check valve 35, and the drain from the hydraulic motor to the drain line of the second hydraulic system occurs through the check valve pressed by the pusher 39, the check valve 27 of the control device 21 and the drain channel 44.

Привод в режиме комбинированного управления (ручное управление с коррекцией от автоматической системы управления) работает следующим образом.The drive in combined control mode (manual control with correction from the automatic control system) works as follows.

Поданы электрические сигналы на электромагнитный клапан 16 первой гидросистемы питания, на электрогидравлический усилитель мощности (ЭГУ) 10 от автоматической системы управления (автопилота), электромагнитный клапан включения-кольцевания 9 (фиг.1,5).Electrical signals are sent to the electromagnetic valve 16 of the first hydraulic power system, to an electro-hydraulic power amplifier (EGU) 10 from an automatic control system (autopilot), and an on-ring solenoid valve 9 (Fig. 1,5).

При этом, как и в первом случае, рабочая жидкость из первой гидросистемы питания подается на гидрораспределитель 12, чем обеспечивается ручное управление гидродвигателем 6. Полости сервоцилиндра 11 раскольцовываются и рабочая жидкость поступает к ЭГУ. Рабочая жидкость от ЭГУ через клапан включения-кольцевания 9 поступает в рабочие полости сервоцилиндра 11, который, перемещаясь, передвигает жестко связанный с ним плоский золотник гидрораспределителя 12. Управляющий золотник, перемещаясь, сообщает соответствующие рабочие полости гидродвигателя с напорным 2 или сливным 4 каналами источника питания.In this case, as in the first case, the working fluid from the first hydraulic supply system is supplied to the control valve 12, which provides manual control of the hydraulic motor 6. The cavities of the servocylinder 11 are slid off and the working fluid flows to the EHU. The working fluid from the EHU through the on-ring valve 9 enters the working cavities of the servocylinder 11, which, moving, moves the flat spool of the hydraulic distributor rigidly connected to it 12. The control spool, moving, communicates the corresponding working cavities of the hydraulic motor with a pressure 2 or drain 4 channels of the power source .

Управляющие сигналы летчика и сигналы от сервоцилиндра суммируются, чем определяется направление, величина и скорость перемещения исполнительного штока привода.The pilot's control signals and signals from the servocylinder are summed up, which determines the direction, magnitude and speed of movement of the actuator's actuator rod.

Привод в момент воздействия максимальных аэродинамических нагрузок на рулевые поверхности летательного аппарата работает следующим образом (фиг.1, 2).The drive at the time of exposure to maximum aerodynamic loads on the steering surfaces of the aircraft operates as follows (Fig.1, 2).

Рабочие полости цилиндра гидродвигателя 6 соединены через систему канализации и гидрораспределитель с шариковыми обратными клапанами 35, смонтированными на входе каналов нагнетания 33 и 34 клапана переключения 15. В момент воздействия максимальной аэродинамической нагрузки любого знака на рулевые поверхности летательного аппарата обратный клапан 35 клапана переключения функционирующей системы управления запирает рабочую жидкость цилиндра гидродвигателя 6, благодаря чему ударная нагрузка от шарнирного момента на ручку управления воспринимается запертой в цилиндре жидкостью. Привод в этом случае работает как демпфер, обеспечивая легкое и плавное управление летательным аппаратом.The working cavity of the hydraulic motor cylinder 6 is connected through a sewage system and a control valve to ball check valves 35 mounted at the inlet of the discharge channels 33 and 34 of the shift valve 15. At the time of the maximum aerodynamic load of any sign on the steering surfaces of the aircraft, the check valve 35 of the switch valve of the functioning control system locks the working fluid of the hydraulic cylinder 6, so that the shock load from the articulated moment on the control handle Niemann fluid trapped in the cylinder. The drive in this case works as a damper, providing easy and smooth control of the aircraft.

Привод с клапаном переключения позволяет повысить надежность и эффективность работы самого привода и, следовательно, надежность системы управления летательного аппарата, за счет:An actuator with a shift valve improves the reliability and efficiency of the actuator itself and, therefore, the reliability of the aircraft control system, due to:

- исключения из конструкции клапана переключения прецизионной золотниковой пары, склонной к “заклиниванию” в случаях работы на загрязненной рабочей жидкости, и перехода на клапанную систему распределения рабочей среды,- exceptions to the design of the switching valve of a precision spool pair, prone to “jamming” in cases of operation on a contaminated working fluid, and the transition to a valve system for distributing a working medium,

- подключения клапана переключения к дистанционно управляемым источникам командного давления,- connecting the switching valve to remotely controlled sources of command pressure,

- исключения возникновения ударной нагрузки на ручке управления летчика в момент воздействия максимальных аэродинамических нагрузок на рулевые поверхности летательного аппарата.- eliminating the occurrence of shock load on the pilot's control handle at the time of the maximum aerodynamic loads on the steering surfaces of the aircraft.

Claims (2)

1. Резервированный следящий электрогидравлический привод для системы управления летательным аппаратом, содержащий корпус с нагнетательными и сливными каналами для рабочей жидкости, однокамерный гидродвигатель с полостными каналами, последовательно соединенные электромагнитный клапан включения-кольцевания, электрогидравлический усилитель мощности и сервоцилиндр, гидрораспределитель с механической несиловой проводкой привода, связанной со штоком сервоцилиндра, и клапан переключения гидросистем, сообщенный с двумя независимыми гидравлическими системами питания, отличающийся тем, что клапан переключения гидросистем выполнен в виде двух оппозитно встроенных в общий цилиндрический канал корпуса и разделенных между собой разобщающей втулкой устройств управления с запирающими элементами типа “клапан-седло”, каждое из которых состоит из неподвижно установленных в канале корпуса крышки, направляющего стакана и втулки-седла с уплотнительными кольцами на наружных цилиндрических поверхностях и внутренними ступенчатыми расточками и кинематически связанных между собой подпружиненного обратного клапана, установленного в расточке малой ступени втулки-седла, и подпружиненного плунжера, герметично размещенного в расточке большей ступени направляющего стакана и снабженного внутренней перегородкой, с одной стороны которой размещена пружина, а с другой образована рабочая камера управления с возможностью сообщения ее с подводящей напорной магистралью и через обратный клапан, встроенный в малую ступень расточки направляющего стакана, с напорным каналом исполнительного механизма, при этом расточки больших ступеней втулок-седел обоих устройств управления закольцованы между собой и сообщены со сливным каналом исполнительного механизма, а указанная кинематическая связь выполнена в виде размещенного в расточке малой ступени втулки-седла ступенчатого цилиндрического толкателя с возможностью его осевого перемещения и взаимодействия своими рабочими торцами с торцовой поверхностью перегородки плунжера и поверхностью запорного элемента обратного клапана, выполненного в виде шарика, причем между наружной поверхностью малой ступени толкателя и поверхностью расточки малой ступени втулки-седла установлен гарантированный кольцевой зазор для прохода рабочей среды.1. A redundant servo electrohydraulic actuator for the aircraft control system, comprising a housing with discharge and drain channels for the working fluid, a single-chamber hydraulic motor with cavity channels, a servo-ring solenoid valve, an electro-hydraulic power amplifier and a servo cylinder, a control valve with mechanical non-power drive wiring, connected to the stem of the servo-cylinder, and a hydraulic switching valve, coupled with two independent hydraulic power systems, characterized in that the hydraulic switching valve is made in the form of two oppositely built-in control devices with locking valve-saddle elements, separated into the common cylindrical channel of the housing, each of which consists of fixedly installed in the housing channel cover, guide cup and sleeve-saddles with O-rings on the outer cylindrical surfaces and the inner stepped boring and kinematically connected between the battle of a spring-loaded check valve installed in the bore of a small step of the sleeve-seat and a spring-loaded plunger hermetically placed in the bore of a larger stage of the guide cup and provided with an internal partition, on one side of which a spring is placed, and on the other a working control chamber is formed with the possibility of communicating with supply pressure line and through a check valve integrated in the small stage of the bore of the guide cup, with the pressure channel of the actuator, while the bores are more The upper stages of the sleeve-saddles of both control devices are looped together and communicated with the drain channel of the actuator, and the specified kinematic connection is made in the form of a stepped cylindrical pusher placed in the bore of a small stage of the sleeve-saddle with the possibility of axial movement and interaction of its working ends with the end surface the walls of the plunger and the surface of the shut-off element of the non-return valve, made in the form of a ball, and between the outer surface of the small stage Catel and the surface of the bore of the sleeve of the saddle-mounted low level guaranteed annular gap for passage of the working medium. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что клапан переключения гидросистем подключен к дистанционно управляемым источникам командного давления.2. The actuator according to claim 1, characterized in that the hydraulic valve switching valve is connected to remotely controlled sources of command pressure.
RU2002124650/06A 2002-09-16 2002-09-16 Redundant electrohydraulic servo drive RU2230944C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124650/06A RU2230944C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Redundant electrohydraulic servo drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124650/06A RU2230944C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Redundant electrohydraulic servo drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002124650A RU2002124650A (en) 2004-04-10
RU2230944C2 true RU2230944C2 (en) 2004-06-20

Family

ID=32846101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002124650/06A RU2230944C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Redundant electrohydraulic servo drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230944C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2271306C1 (en) * 2004-10-18 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Redundant hydraulic servo drive for flying vehicle control system
RU2313699C2 (en) * 2006-02-28 2007-12-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Steering set
RU2375609C1 (en) * 2008-04-10 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Electrohydraulic two-channel servo drive
RU2685115C1 (en) * 2018-01-22 2019-04-16 Акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД"-АО "ПМЗ "ВОСХОД" Unit of combined hydraulic actuators

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2931533A1 (en) * 1979-08-03 1981-02-12 Messerschmitt Boelkow Blohm SERVO CONTROL SYSTEM
RU2092388C1 (en) * 1993-06-15 1997-10-10 Акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "Восход" Redundant electrohydraulic drive
RU2153435C2 (en) * 1998-04-20 2000-07-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "Восход" Volumetric speed control pump hydraulic drive

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2931533A1 (en) * 1979-08-03 1981-02-12 Messerschmitt Boelkow Blohm SERVO CONTROL SYSTEM
RU2092388C1 (en) * 1993-06-15 1997-10-10 Акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "Восход" Redundant electrohydraulic drive
RU2153435C2 (en) * 1998-04-20 2000-07-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "Восход" Volumetric speed control pump hydraulic drive

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОДИОНСКИЙ В.И. и др. Привод рулевых поверхностей самолетов. - М.: Машиностроение, 1974, с.181, рис.4.26 (а). *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2271306C1 (en) * 2004-10-18 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Redundant hydraulic servo drive for flying vehicle control system
RU2313699C2 (en) * 2006-02-28 2007-12-27 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Steering set
RU2375609C1 (en) * 2008-04-10 2009-12-10 Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД" Electrohydraulic two-channel servo drive
RU2685115C1 (en) * 2018-01-22 2019-04-16 Акционерное общество "Павловский машиностроительный завод "ВОСХОД"-АО "ПМЗ "ВОСХОД" Unit of combined hydraulic actuators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6981439B2 (en) Redundant flow control for hydraulic actuator systems
CN101983289B (en) Hydraulic actuator with floating pistons
EP0110501B1 (en) Redundant control actuation system-concentric direct drive valve
EP0311276B1 (en) Bladed rotor assemblies
US3585902A (en) Gain mechanism and system therefor
US3529514A (en) Redundant servomechanism with bypass provisions
RU2230944C2 (en) Redundant electrohydraulic servo drive
RU2241143C1 (en) Electrohydraulic redundant servo drive
GB1583358A (en) Valve operating device
EP0080888B1 (en) Electro-mechanical direct drive valve servo system with rotary to linear valve drive mechanism
US8677885B2 (en) Floating piston actuator for operation with multiple hydraulic systems
RU2261195C1 (en) Self-contained hydraulic drive- electrohydraulic servo unit module
US4534273A (en) Control actuation system including staged direct drive valve with fault control
US4414881A (en) Hydraulic control device
US6446432B1 (en) Hydraulic logic cross-coupling between physically-separate redundant servoactuators
RU2237826C2 (en) Backed-up electrohydraulic drive
CN110848198A (en) Zero-oil-leakage energy conversion valve of double hydraulic system
US3640185A (en) Servocontrol for dual hydraulic systems
EP0068728A1 (en) Servo system
JPH07301207A (en) Hydraulic device
EP0115925A1 (en) Control actuation system including staged direct drive valve with fault control
EP0000445B1 (en) Servo valve
EP4692566A1 (en) Three-function hydraulic valve
EP4306810A1 (en) Main control valve with integrated hydraulic scas
RU2266234C1 (en) Redundant hydromechanical servo drive for flying vehicle control system

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070817

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100917