Диссертация (Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки), страница 11

4.7.72Рис. 4.6. Промышленный контроллерРис. 4.7. Лабораторный стендСтендовыйкомплексснабженнаборомвнешнихустройствобслуживания, преобразователем переменного напряжения 380В, 50Гц впостоянное напряжение для питания мехатронного модуля и блокомуправления мехатронным модулем. Система управлениялабораторнымкомплексом, как было сказано ранее, построена на базе модульной платформыNational Instruments PXIe, программная часть которой разработана на основетехнологии LabView [2,39].734.2.

Выводы1. Разработанный экспериментальный образец привода и стендовыйкомплекспозволяютпроводитьэкспериментальныеисследованияхарактеристик привода и его базовых компонентов. На разработанномстендовом комплексе возможно получение характеристик отдельных узлов иагрегатов привода, снятие статических и динамических характеристик приводапри режиме питания как от централизованной гидросистемы, так и отвстроенного источника энергии.2.

Экспериментальный образец привода содержит в своей конструкцииряд отработанных серийных агрегатов и узлов (клапан реверса СГ6.20, насосНП-170, исполнительный механизм привода РП-86, клапан переключенияактивных режимов с известной проводимостью окон). Данные компонентыимеют известные [30,37] и отработанные математические модели, что вдальнейшем упрощает создание математической модели привода, существенноудешевляет его конструкцию, сроки изготовления и повышает достоверностьисследований.3.

В созданном экспериментальном образце привода были учтеныособенности установки рулевых приводов на борту самолета: ДГРП имеетминимальный размер по одной из осей (высоту) и его центр тяжестимаксимально приближен к продольной оси крепления привода. Данный фактположительно отражается на опыте проектирования последующих опытныхобразцов таких приводов.74Глава 5. Экспериментальные исследования характеристик базовыхкомпонентов электрогидравлического привода с комбинированнымрегулированием скоростиКонструкция привода и описание основных его элементов представленыв главе 2 и главе 4. Экспериментальное исследование проводилось с цельюопределения основных характеристик привода и его агрегатов, проверкисоответствия расчетных данных экспериментальным результатам и дляуточнения параметров разработанной математической модели.Исследовательским образцом являлся гибридный электрогидравлическийрулевой привод с комбинированным регулированием скорости ДРП-1.

Длязадач, обозначенных в целях диссертации, исследовалась работа привода врежиме работы с питанием от электрической энергосистемы.5.1. Объект исследованийОбъектомисследованийявляетсяэкспериментальныйобразецдвухрежимного электрогидравлического рулевого привода с комбинированнымрегулированием скорости выходного звена, принципиальная схема которогопоказана на рисунке 2.3 раздела 2.

Указанный привод был разработан приактивном участии автора и изготовлен по ТЗ, сформированному кафедрой 702МАИ, на ОАО «ММЗ Рассвет» с целью проверки научных инноваций,эффективноститехническихрешений,отработкиразработанныхматематических моделей и оценки возможности использования подобныхтипов приводов в системах управления самолётом [36]. Условия проведенияэкспериментальных исследований представлены в таблице 5.1.Таблица 5.1Температура рабочей жидкости, оС30...402Давление нагнетания, МПа (кгс/см )20 (200)2Давление слива, МПа (кгс/см ), не более0,5 (5)оТемпература окружающей среды, С25Рабочая жидкостьАМГ-10 ГОСТ 6794-75Чистота рабочей жидкости, класс по ГОСТ 1721682001, не грубее755.2.

Результаты экспериментальных исследованийСкоростная характеристика разомкнутого ненагруженного привода приуправлении только клапаном реверса (гидрораспределителем СГ6.20).Характеристики привода определялись при давлении нагнетания вовнешней гидросистеме 20МПа (200кгс/см2) и давлении слива 0,7МПа(7кгс/см2). Давление в сливной полости привода по датчику ДД1 равно 0,7МПа(7кгс/см2). При различных значениях управляющего сигнала Uэгу клапанареверса СГ6.20 были замерены скорости перемещения штока v и давления вполостях гидроцилиндра P1, P2.Для определения зоны нечувствительности и момента страгиванияпоршня на вход обмоток клапана реверса подавалось медленно нарастающееуправляющее напряжение. При лабораторном анализе было установлено, что вмомент страгивания поршня при выдвижении и втягивании величинанапряжения составляет Uст=0.05В. Данное напряжение соответствует зоненечувствительности клапана реверса, равной 0.1В (1% от максимальногосигнала управления клапана), что соответствует паспортным данным наизделие.

Значения измерений параметров представлены в таблицах 5.2 и 5.3.Графики зависимости v=f(Uрев) представлены на рисунке 5.1.Таблица 5.2. Движение штока на втягиваниеUрев, Вv, мм/сP1, кгс/см2P2, кгс/см2P1-P2, кгс/см20,053,0810610060,15,87112100120,2530,011895230,560,31,01132,01453,0155Таблица 5.3. Движение штока на выдвижениеUрев, Вv, мм/сP1, кгс/см2P2, кгс/см2P1-P2, кгс/см20,052,3296112-160,15,8896117-210,2527.892121-290,566,61,01112,01453,016276200150v, мм/с100500Выпуск-50Уборка-100-150-200-4-3-2-101234Uвх, ВРис.

5.1. График экспериментальной скоростной (регулировочной)характеристики привода при управлении только клапаном реверса v=f(Uрев)На рисунке 5.2 показана зависимость перепада давления на поршнегидроцилиндра от скорости перемещения поршня (P1-P2)=f(v) при управленииим только клапаном реверса. При этом в процессе эксперимента на входе вгидрораспределитель поддерживалось постоянное давление на уровне 20 МПа.В реальных эксплуатационных режимах этот сервоклапан работает приразличныхуровняхдавления.Вданномэкспериментеоцениваласьвозможность симметричного регулирования скорости перемещения поршня.Представленные на рис.5.2 зависимости показывают, что клапан реверса,включённый на выходе насоса,обеспечивает практически симметричноерегулирование скорости поршня.

Однако потери давления в соединительныхканалах между клапаном реверса и гидроцилиндром, а также в клапанепереключения режимов работы значительны и составляют 2…3 МПа, чтопоказывают графики на рис.5.2.773020ΔP, атм100Выпуск-10Уборка-20-30-40-40-200Vp, мм/с2040Рис.

5.2. Экспериментальная зависимость изменения перепада давленияна поршне гидроцилиндра от скорости перемещения поршня при управлениипотоками жидкости в гидроцилиндр только клапаном реверса (P1-P2)=f (v)Силовая характеристика разомкнутого привода при управлении толькоклапаном реверса (гидрораспределитель СГ6.20).Силовая(перепадная)характеристикаприводаопределяласьпридавлении нагнетания во внешней гидросистеме 21 МПа (210 кгс/см 2) идавлении слива 0,7 МПа (7кгс/см2) при неподвижном поршне гидроцилиндра.При различных значениях управляющего сигнала Uкр клапана реверса СГ6.20были замерены давления в полостях гидроцилиндра P1, P2.

Данные замеренныхпараметров представлены в таблице 5.4 и 5.5. Графики зависимостейP1=f(Uкр),P2=f(Uкр)и(P1-P2)=f(Uкр)принеподвижномпоршнепредставлены на рисунке 5.3и 5.4.Таблица 5.4. Шток втянутUэгу, ВP1, кгс/см2P2, кгс/см2P1-P2, кгс/см20445280,1170531170,15192271650,2200171830,25203131900,5205919678Таблица 5.5. Шток выдвинутUэгу, ВP1, кгс/см2P2, кгс/см2P1-P2, кгс/см20,117198-1810,1513200-1870,211203-1920,2510203-1930,58205-197Представленные на рис.5.3 графики показывают, что включённый вгидравлическую систему привода клапан реверса потока рабочей жидкостиобеспечивает симметричное регулирование скоростью поршня.

При этом зонаформирования силовой характеристики составляет около 3% от максимальногосигнала на клапан реверса. Можно предположить, что такой диапазонформирования силовой характеристики привода определяется утечками позазорам в клапане реверса. Эта характеристика, перестроенная в видезависимости перепада давления на поршне от сигнала управления клапаномреверса, показана на рис.5.4.220200180P1, Р2, атм160140120100806040200-0,6-0,4-0,20,00,20,40,6Ukr, BРис.

5.3. График экспериментальной силовой характеристики приводапри управлении потоками жидкости клапаном реверса, коммутирующимпотоки жидкости от насоса к гидроцилиндру P1=f(Uвх), P2=f(Uвх)79250200150dP, атм100500-50-100-150-200-250-0,6-0,4-0,200,20,40,6Ukr, BРис. 5.4. График экспериментальной силовой характеристики приводапри управлении потоками жидкости клапаном реверса, коммутирующимпотоки жидкости от насоса к гидроцилиндру (P1-P2)=f (Uвх)Зависимость перемещения золотника клапана реверса СГ6 от входногосигнала Uкр разомкнутого привода.При различных значениях управляющего сигнала Uкр клапаном реверсаСГ6 были замерены перемещения золотника клапана.