Однокаскадные электрогидравлические усилители мощности
7.2. ОДНОКАСКАДНЫЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
Рассмотрим принцип работы однокаскадного золотникового ЭГУ с цилиндрическим ЗГР (рис. 70, а). При подаче управляющего сигнала на обмотки управления 1 ЭМП на его валу развивается момент, пропорциональный этому сигналу и направленный в соответствии со знаком управляющего сигнала. Пропорционально моменту на валу ЭМП вдоль оси золотника 3 развивается усилие, которому противодействуют усилия центрирующих пружин 2 и гидродинамическая сила на золотнике 3. При этом определенному управляющему усилию (управляющему сигналу) соответствует определенное смещение h золотника от его нейтрального положения в ту или иную сторону в соответствии с направлением действия управляющего усилия (знаком управляющего сигнала). При смещении золотника 3 (например, вправо) РЖ из гидролинии нагнетания рН через кромку m золотника подается в гидролинию А, соединенную с одной из полостей (левой) ГИУ 4, а другая (правая) полость ГИУ через гидролинию Б и кромку n золотника соединяется с гидролинией слива с рСЛ. Скорость ГИУ (расход РЖ в гидролиниях A и Б) пропорциональна площади проходных сечений рабочих окон золотника по кромкам m и n.
Рис. 70. Принципиальные схемы однокаскадных ЭГУ
Положительными свойствами ЭГУ с цилиндрическим золотником являются малый расход РЖ при нейтральном положении золотника (так называемый непроизводительный расход РЖ) и способность ЭГУ работать при высоком давлении нагнетания (10 ... 30 МПа) без специальных дросселирующих устройств. Главный недостаток — наличие сил контактного трения между золотником и гильзой. Для уменьшения влияния этих сил на статические и динамические характеристики ЭГУ в некоторых случаях необходимо вводить специальное осциллирующее движение золотника (малой амплитуды и высокой частоты) за счет дополнительного электрического сигнала, подаваемого на управляющие обмотки ЭМП от специального электронного генератора.
От указанного недостатка ЭГУ с цилиндрическим ЗГР свободны некоторые другие типы ЭГУ.
Однокаскадный струйный ЭТУ (рис. 70, б) управляется ЭМП 4 и распределяет РЖ в полости ГИУ 1 при смещении h струйной трубки 2 от нейтрального положения, пропорциональном управляющему сигналу, в определенном направлении в соответствии с его знаком. Эта пропорциональность обеспечивается центрирующими пружинами 3.
Положительными свойствами струйного ЭГУ являются большие площади проходных сечений и, как следствие, возможность работы на менее чистой РЖ (по сравнению с золотниковым ЭГУ), высокая крутизна характеристики управления по перепаду давлений (силовой характеристики) вблизи нейтрального положения струйной трубки. Как недостатки следует отметить больший, чем у золотникового ЭГУ, непроизводительный расход РЖ и ограниченность давления на входе в струйную трубку (0,3 ... 0,6 МПа). Уменьшение давления на входе в струйную трубку позволяет исключить так называемые шумы (колебания струйной трубкой с заранее непредсказуемым спектром частот и амплитуд). Снижение давления обеспечивается установкой на входе в струйную трубку дросселя.
Разработаны струйные ЭГУ, в которых за счет специальных мер обеспечивается устойчивая работа струйной трубки при давлениях 15 ... 20 МПа. Известен однокаскадный ЭГУ с неподвижной струйной трубкой 2 (рис. 70, в). По принципу работы ЭГУ этого типа ничем не отличается от ЭГУ с подвижной струйной трубкой. Его преимущество — простота подвода РЖ к струйной трубке. Управление расходом РЖ и перепадом давлений обеспечивается с помощью специального разделителя-диффузора 3, жестко связанного с якорем 1 ЭМП.
Принципиальная схема однокаскадного ЭГУ с двухщелевым ГР сопло-заслонка изображена на рис. 70, в. При нейтральном положении заслонки 5, жестко связанной с якорем 2 ЭМП, площади проходных сечений в зазорах m и n равны и, следовательно, равны расходы РЖ через каждую пару дросселей (3, 4) и (3', 4'). Равны и давления в полостях ГИУ 7. При подаче управляющего сигнала на обмотки управления ЭМП якорь последнего, преодолевая усилие центрирующих пружин 1 и гидродинамическую силу от действия струи РЖ на заслонку, повернется на определенный угол, пропорциональный управляющему сигналу, и в определенном направлении в соответствии со знаком этого сигнала.
Заслонка 5 отклонится от нейтрального положения (например, вправо), проходное отверстие дросселя 4' уменьшится, а проходное отверстие дросселя 4 увеличится. Соответственно увеличится давление в гидролинии Б и в правой полости ГИУ. В гидролинии A и в левой полости ГИУ давление уменьшится. Под действием возникшего перепада давлений поршень ГИУ начнет движение влево. Скорость движения поршня ГИУ (расход РЖ в гидролиниях A и Б) будет пропорциональна смещению заслонки от нейтрального положения (управляющему сигналу),
Положительными свойствами ЭГУ сопло-заслонка являются его разгруженность от сил контактного трения, большие площади проходных сечений и, как следствие, определенная некритичность к чистоте РЖ. Как недостатки следует отметить большой по сравнению с золотниковым ЭГУ непроизводительный расход РЖ и ограниченность рабочего давления (до 0,3 ... 0,6 МПа) на входе в гидравлический мост сопротивлений (на входе в дроссели 3 и 3'), для чего в таких ЭГУ имеется специальный дроссель 6. Это связано с необходимостью ограничить гидродинамическое воздействие на заслонку струй РЖ, истекающих из сопел 4 и 4’.
В гидроусилителе с плоским золотником на упругом подвесе (рис. 77, д) за счет гарантированного зазора 6 исключен такой недостаток ЭГУ с цилиндрическим золотником, как контактное трение, хотя при этом несколько увеличивается непроизводительный расход. ГР с плоским золотником отличается от ГР других типов простотой технологии изготовления и наличием плоской пружины i, создающей дополнительную нагрузку для ЭМП 2, что необходимо учитывать при расчете статических и динамических характеристик ЭГУ.
По принципу работы ЭГУ с плоским золотником на упругом подвесе ничем не отличается от ЭГУ с цилиндрическим золотником. Для обеспечения высокой точности статических характеристик и улучшения динамических характеристик ЭГУ и управляющего ЭГУ электронного усилителя в однокаскадных ЭГУ в некоторых случаях применяют электрическую обратную связь по положению подвижной части ГР того или иного типа и жестко связанного с ней якоря ЭМП.Наиболее просто такую связь реализовать с помощью индукционного датчика угла, якорь которого кинематически связан c якорем ЭМП.
Назад | Содержание
| Вперед
