Принцип функционирования ЭГРП в целом

Рис. №. Функциональная схема ЭГРП

Список обозначений на функциональной схеме №:

- сигнал управления ЭГРП;

- сигнал обратной связи;

- сигнал рассогласования;

- ток управления ЭМП;

- угловая величина отклонения заслонки;

- давление нагнетания рабочей жидкости ЭГП;

- давления на входе золотника;

- перемещение золотника;

- расход золотника;

- перемещение поршня силового цилиндра;

- выходная координата ЭГП.

Следящий привод состоит из магнитного или электронного уси­лителя, выполненного совместно с суммирующим устройством, В суммирующем устройстве сравниваются сигналы управления с сигналами обратной связи и определяется разность этих сигналов в виде тока рассогласова­ния .

В усилителе ток рассогласования усиливается до тока управ­ления i, ко­торый затем поступает в обмотки управления электро­механического преобразователя РЭП. В рулевом агрегате ток управления i преобразуется в механическое перемещение золотни­ка, а затем в механическую энергию движения штока исполнительного силового цилиндра, который посредством рычагов и тяг поворачивает рули управления. Потенциометр обратной связи, установленный в рулевом агрегате, выдает на суммирующее устрой­ство токовый сигнал, пропорциональный величине перемещения штока силового цилиндра от нейтрального положения. Обратная потенциометрическая связь позволяет синхронизировать угловые перемещения рулей с величиной сигналов управления, поступающих на суммирующие устройства.

Угловая скорость поворота рулей зависит от угла рассогласования между управляющим и следящим звеньями или от пропор­ционального этому углу тока рассогласования.

Теоретическое и экспериментальное исследование характеристик сле­дящего электрогидравлического привода представляет большой практи­ческий интерес для проектирования систем управления летательными аппаратами.

Структурная схема рулевого тракта с использованием электрогидравлического рулевого агрегата представлена на рис. № «Функциональная схема следящего ЭГ привода».

Условные обозначения на чертеже:

К1 – корпус электрогидравлического усилителя;

К2 – корпус исполнительного механизма;

Б – резервуар с рабочей жидкостью;

РЖ – рабочая жидкость;

ГВФ – главный входной фильтр;

ЭУМ – электронный усилитель мощности;

ЭГУ.1 – электрогидравлический усилитель;

ЭГУ.1.1 – сопло;

ЭГУ.1.2 – фильтр;

ЭГУ.1.3 – дроссель;

ЭГУ.1.4 – золотник;

ЭГУ.1.5 – пружина;

ЭГУ.1.6 – настроечная гайка;

 

 

ЭМП.1 – электромеханический преобразователь;

ЭМП.1.2 – якорь;

ЭМП.1.3 – пружина;

ЭМП.1.4 – заслонка;

ДОС – датчик обратной связи;

ИМ.1 – исполнительный механизм;

ИМ.1.1 – силовой шток;

ПрК – предохранительный клапан;

УК – уплотнительное кольцо.

Рассмотрим принцип функционирования рулевого привода.

При все сопротивления в плечах ГУ (рис. №)равны между собой и по плечам моста текут одинаковые расходы при этом на торцах золотника давления одинаковы .

При симметрия мос­та нарушается , . На торцах золот­ника появляется перепад давлений , под действием кото­рого золот­ник перемещается, а в диагонали моста течет расход
, иду­щий на перемещение золотника. Перемещение золотника пре­кратится, когда движущая сила давления жидкости на торцах золот­ника уравновесится упругой силой пружин ЭГУ.1.4.

В цилиндрической гильзе золотникового гидрораспределителя имеются четыре одинаковых калиброванных прямоугольных отверстия 2, 6, 1, 4. Отверстия 2 и 6 подсоединены к магистрали низкого давления ,а отвер­стия 1 и 4 – к магистрали высокого давления системы гидропита­ния. На золотнике имеются три цилиндрических пояска. Они расположены так, что при нейтральном положении золотника цен­тральный поясок перекрывает центральные отверстия 1 и 4 гильзы, а боковые пояски перекрывают отверстия 2 и 6. Если золот­ник перемес­тить на , т.е. вправо, то его пояски полностью перекроют отвер­стие 2 и откроют прямоугольные щели в отверстиях 1, 4 и 6 гильзы. Щели 3 и 5 называют рабочими окнами золотника. Через открытое рабочее окно 3 жидкость из магистрали нагнетания потечет в полость I гидроцилиндра (см. рис. №).

Рис. №. Функциональная схема гидроусилителя РА.

Поршень гидроцилиндра ИМ.1.1 начнет перемещать­ся, вытесняя жид­кость из полости II через открытое рабочее окно 5 в магистраль слива . Чем больше перемещение золотника , тем больше площадь рабо­чих окон и, следовательно, больший расход будет поступать из магист­рали питания в полость I гидроцилиндра и тем быстрее переме­щаются поршень и руль. При изменении знака перемещения золотника откроются окна 1, 4 и 2. Полость I через окна 3 и 2 будет соединена с магистралью слива, а полость II через окна 4 и 5 – с магистралью питания. В результате изменится направление течения жидкости от золотника к гидроцилиндру, а, следо­вательно, и знак скорости перемещения поршня и руля. Таким образом, в зависимости от величины и знака перемещения золотника можно изменять (регулировать) величину и знак скорости перемещения поршня, штока и кинематически связанного с ними руля. При перемещении у штока с датчика обратной связи ДОС, выполненно­го в виде потенциометра, снимается электрический сигнал . Сигнал является жесткой отрицательной связью, охва­тывающей весь привод. При такой связи привод работает как авто­матическая замкнутая система.

Рассмотрим принцип функционирования электрогидравлического руле­вого привода как замкнутой автоматической системы. Исходное состоя­ние системы принимаем нулевым:

; , тогда ; ;

; ; ; ;

.

Пусть теперь на вход привода подан управляющий сигнал . В первоначальный момент до начала движения поршня , тогда ; . Под действием тока обмотка управления ЭМП создает управляющий магнитный поток, который, взаимодействуя с постоянным потоком, наводимым постоянными магнитами N – S, будет поворачивать заслонку на величину , изгибая упругую трубку–пружину (ПС.1.3 и ПС.1.4). При этом в гидроусилителе сопротивление уменьшится, a – увеличится. На торцах золотника давление увеличится, появится перепад давлений и сила давления жидкости. Под дейст­вием этой силы золотник переместится влево на величину . При этом откроются рабочие окна гидро­распределителя 4 и 2. Жидкость из магистрали , протекая через рабочее окно золотника, будет заполнять полость гидроцилиндра. Поршень гидроцилиндра начнет перемещаться, вытесняя жидкость из полости через рабочее окно в магистраль слива .

Если бы в схеме привода отсутствовала обратная связь и нагрузка , то поршень и руль перемещались бы с постоянной скоро­стью, пропорциональной входному сигналу . При наличии обрат­ной связи по мере перемещения поршня величина сигнала будет возрастать, а разность , подаваемая на вход усилителя, будет уменьшаться. Следовательно, начнет уменьшаться и разность токов . Якорь ЭМП и заслонка будут возвращаться под действием упругой силы гибкой трубки к нейтральному положению. Начнет уменьшаться перепад на торцах золотника. Золотник под действием упругой силы пружин будет возвращаться к нейтральному положе­нию. Проходные сечения рабочих окон золотника 4 и 2 будут умень­шаться, а, следовательно, и количество жидкости, протекающее через них в полость гидроцилиндра, уменьшается. Скорость движения поршня будет падать.