Золотник в штоке

Подача

Золотник в корпусе

Слив

Подача

К рулевой поверхности

От пилота

На практике широко используются специальные конструкции рулевых приводов (многокамерные), работающие одновременно от нескольких параллельных гидросистем при надёжной изоляции друг от друга. Привод включает в себя два распределительных золотника и два гидроцилиндра – камеры, расположенных тандемом, поршни которых закреплены на общем штоке. Каждая из камер управлятся собственным золотником от отдельной гидросистемы. Золотники камер связаны с общей входной точкой бустера жёстко или через пружинную тягу и перемещаются синхронно. При отказе одной из гидросистем выходит из строя соответствующая камера рулевого привода, однако его работоспособность сохраняется, хотя выходное усилие снижается в два раза.

Комбинированные приводы состоят из исполнительного механизма и встроенного сервопривода. Последний представляет собой электрогидравлический следящий привод небольшой мощности и содержит, как правило, все основные элементы такого привода: усилитель сигнала ошибки, электрогидравлический усилитель и исполнительный гидродвигатель с датчиком обратной связи по положению.

Рассмотрим основные статические характеристики бустеров.

1. Регулировочная характеристика – зависимость установившейся скорости v_п движения поршня (выходной точки) от величины открытия золотника х_з при отсутствии внешней нагрузки F_н.

В

2b₁

V_max

V_п

х_з

V_п

х_з

2b₁

V_max

x_зmax

озможные формы регулировочных характеристик показаны на рис. 9.3.

a)

б)

х_зmax

х_з

v_п

в)

2 b₁- зона нечувствительности,

- механическое ограничение хода золотника.

Возможные формы регулировочных характеристик показаны на рис. 9.3. На рис. 9.3,б показана характеристика с ограничением хода золотника, на рис. 9.3,в – линейная характеристика с тем же ограничением.

Насыщение регулировочной характеристики (рис. 9.3,а) определяется полным открытием рабочего окна золотника. Малый наклон характеристик на начальном участке (“ложка”) повышает динамическую устойчивость бустерной системы и обеспечивается профилированием рабочих кромок золотника, имеющих специальные насечки,проточки или лыски (рис. 9.4).

Лыски

Насечки

Рис. 9.4

2.Силовая характеристика – зависимость усилия F_н, развиваемого бустером на выходной точке (или перепада давлений в гидродвигателе Р_н), от величины смещения золотника х_з при нулевой скорости слежения.

Типовая силовая характеристика бустера показана на рис. 9.5 и отличается явно выраженной зоной нечувствительности (вследствие перекрытия в золотнике рабочих окон).

Р₁,Р₂,F_н

Р_н(х_з)

Р₁

Р₂

х_з

v_п=0

Рис.9.5

3. Механическая (обобщённая статическая) характеристика бустера – зависимость установившейся скорости движения поршня v_п от нагрузки F_н на выходной точке бустера при различных открытиях золотника х_з (рис. 9.6).

v_п

х_з>0

F_н

F_m

-F_m

0

x_з<0

Рис. 9.5

F_m – максимальное усилие, развиваемое бустером

Д анная характеристика соответствует аналогичной характеристики обычного дросселя и имеет вид семейства парабол с некоторым начальным наклоном в зоне х_з 0, обусловленным наличием радиального зазора и, следовательно, перетечек в золотниковой паре.

Регулировочная и силовая характеристики могут быть получены из механической как частные случаи.

Структурная схема бустера.

Ранее мы рассматривали дроссельный ГП, у которого входной координатой было перемещение золотника, а выходной – перемещение штока ГД. Рассмотрим бустер, используя рис. 9.1, для чего выделим рычаг АОБ. От проводки у рычага перемещается точка А на величину Х_а. Цетром вращения в этом случае является точка Б (позиция 2) на рис.9.6.

1

А

2

А

3

А

4

А

О

О

О

О

Б

Б

Б

Б

Х_а

Х_а

Х_а+Х_б

Х_о+Х_б

Х_о

Х_б

Затем точка А закрепляется (её держит лётчик через штурвал) и привод отрабатывает входное воздействие, при этом центром вращения рычага уже является точка А. После окончания переходного процесса и установления золотника в нейтраль точка Б переместится на величину Хб влево, а точка О переместится вправо на на величину Хо. Обратимся к кинематической схеме перемещения рычага. Для рассмотрения соотношений переместим рычаг как показано в позиции 4.

Рассматривая подобные треугольники, получим пропорцию

где а-отрезок АО, аb-отрезок ОБ. Введя k=b/a, получим

Приведённое уравнение является уравнением рассогласования для гидромеханического привода (бустера). Для описания работы бустера можно пользоваться системой уравнений, рассмотренных при анализе работы дроссельного ГП. Соответстветствующая структурная схема приведена на рис. 9.6. без учёта жёсткости проводки.

Полученная структурная схема отличается от схемы дроссельного привода только наличием множителей, определяемых соотношением плеч рычага АОБ. При учёте жёсткости проводки необходимо учесть упругость и распределённую массу элементов проводки в структурной схеме.