Электрогидравлическая рулевая машина

(72) Авторы— изобретения

Ю.Ф. Коротков и Л.Ф. Огарков (71) Заявитель (5") ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА р.3

Изобретение относится к судострое° нию»

Известна электрогидравлическая ру левая машина, содержащая силовой ис5 полнительный многокамерныи привод, связанный кинематически с баллером руля, силовые насосные установки с отсечными клапанами, соединенные гидравлическими линиями с рабочими каме-. рами силового исполнительного привода, вспомогательные насосы управления -и подпитки, связанные гидравлическими магистралями управления с полостями управления отсечных клапанов,, цистерны с реле уровня рабочей жидкости, логический блок управления силовыми насосными установками, а -также установленные на гидравлических магистралях, соединенных с рабочими- ка-щ мерами силового исполнительного привода, клапаны кольцевания последних, связанные гидравлическими магистралями управления с электромагнитными кла2 панами, соединенными гидравлически с насосами управления и подпитки $1).

Недостатком известной .электромагнитной рулевой машины является малая надежность ее в работе.

Целью изобретения является повышение надежности работы электрогидравлической рулевой машины.

Поставленная цель достигается тем, что электрогидравлическая рулевая ма" шина, содержащая силовой исполнительный многокамерный" привод, связанный кинематически с баллером руля, сило" вые насосные установки с отсечными клапанами, соединенными гидравличес" кими JlHHHRHH с рабочими камерами сило. вого исполнительного привода, вспомо" гательные насосы управления и подпитки, связанные гидравлическими магистралями управления с полостями управлений отсечных клапанов. цистерны с реле уровня рабочей жидкости, логический блок управления силовыми насосными уствновками, а также установ3 99434

47 гидравлической линией 56 и гидравлической линией 57 с гидравлической линией 58, соединяющей клапан кольцевания 10 с электромагнитным клапаном

16, соединенным гидравлической линией 44 с насосом 46 силовой установки 2.

Торцовые полости управления отсечными клапанами 30 и 31 силовой установки 2 соединены через обратные клапаны 12 и 13 соответственно с насосом 46 гидравлической линией 54 и гидравлической линией 55 с гидравлической линией 59, соединяющей клапан кольцевания 11 с электромагнитным клапаном 17, соединенным гидравличесленные на гидравлических магистралях, соединенных с рабочими камерами сило« вого исполнительного привода, клапаны кольцеванйя последних, связанные гидравлическими магистралями управле" ния с электромагнитными клапанами, соединенными гидравлически с насосами управления и подпитки, она снабже" на обратными клапанами, установленны" ми попарно и последовательно между 1в собой в гидравлических магистралях управления отсечными клапанами, а также дополнитеЛьными электромагнитными клапанами, при этом одни из обратных клапанов каждой пары расположены на участках магистралей управления от одних полостей. управления каждым отсечным клапаном до соответствующих последним вспомогательных насосов управления и подпитки своих силовых насосных установок и соединены с ними своими входами, другие обратные клапаны каждой пары расположены на участках магистралей управления, соединяющих другую полость управления соот":ветствующего отсечного клапана одной силовой насосной установки с упомянутой гидравлической магистралью управления, связывающей между собой кла" пан кольцевания и электромагнитный клапан, сообщенной со входом соответствующего другого обратного клапана и соединенной с вспомогательным насосом управления и подпитки другой силовой насосной установки, причем дренажные полости отсечных клапанов соединены с цистернами через упомянутые дополнительные электромагнитные клапаны, связанные электрическими це" пями с логическим блоком управления.

На чертеже изображена принципиальная схема электрогидравлической рулевой машины.

Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный многокамерный привод 1; силовые насос-45 ные установки 2 и 3, цистерны 4 и 5 с реле 6-9 уровня рабочей жидкости, двухпозиционные клапаны кольцевания

10 и 11, обратные клапаны 12" 15; электромагнитные клапаны 16 и 17, дополнительные электромагнитные клапаны

18 и 19, логический блок управления 20.

Силовой исполнительный привод 1 состоит иэ четырех, цилиндровых камер

21-24, плунжеров 25 и 26, связанных 55 шарнирами 27 и 28 с румпелем 29. Силовые насосные установки 2 и 3 имеют собственные гидравлические контуры, 0 4 которые через автоматически действуюдие отсечние клапане 30 31 и 32, 33 и гидравлические линии 0 33 и 36, 37 соединени с камерами привода 1. Двухпозиционные клапаны кольцевания 10 и 11 установлены на гидравлических линиях 38-43, соединяющих диагонально расположенные параллельно действующие камеры 21, 24 и 23, 22 привода

С электромагнитными клапанами 16 и 17 связаны гидравлические линии 44 и 45. Силовые насосные установки 2 и

3 имеют вспомогательные насосы 46 и

47 управления и подпитки.

Логический блок управления 20 электрически связан.с электромагнитными клапанами 16- 19; с реле уровня 6-9, установленными на цистернах 4 и 5; с аппаратурой включения и выключения электродвигателей силовых установок 2 и 3; с датчиками давления 48 и 49, установленными на гидравлических линиях 50 и 51 вспомогательных насосов

46 и 47.

Для защиты от перегрузок силового исполнительного привода 1 на гидравлических линиях 34, 35 и 36, 37 установлены коробки предохранительных клапанов 52 и 53.

С насосом 46 связана гидравлическая линия 54, соединенная с обратным клапаном 12, а к обратному клапану

13 подключена гидравлическая линия

55. С насосом 47 соединена гидравлическая линия 56, подключенная к о6ратному клапану 14, а к обратному клапану 15 подключена гидравлическая магистраль 57.

Торцовые полости управления отсечными клапанами 32 и 33 силовой установки 3 соединены через обратные клапаны 14 и 15 соответственно с насосом

994340

45

5 кой линией 45 с насосом 47 силовой установки.

Дренажные полости отсечных клапанов 32 и 33 соединены гидравлической линией 60 через дополнительный электромагнитный клапан 18 с цистернами 4 и 5. Дренажные полости отсечных клапанов 30 и 31 соединены гидравлической линией 61 через дополнительный электромагнитный клапан 19 с цистернами 4 и 5.

Злектрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

Силовой исполнительный привод на чертеже показан при среднем положении руля, при этом силовая насосная установка 2 включена и работает на холостом режиме.. При включении в работу силовой установки отсечные клапаны 30 и 31 открываются давлением жидкости, которая поступает от насоса 46 по гидравлической линии 54 через обратный клапан 12 и торцовые полости управления отсечных клапанов.

Дренаж из отсечных клапанов по гидравлической линии 61 через клапан 19 идет в цистерну 4 ° Силовая установка 3 при этом выключена.

При задании угла перекладки руля с пульта управления на чертеже t:е показан),.например,на левый борт;(по часовой стрелке) силовая установка 2, работающая до этого вхолостую, начинает подавать рабочую жидкость в камере силового привода 1.

Рабочая жидкость под давлением от силовой установки 2 через клапан 31 по гидравлической линии 35 поступает в ципиндровую камеру 21 и по гидравлической линии 39 через клапан 10„ гидравлическую линию 41, клапан ll, гидравлические линии 43 и 37 в цилиндровую камеру 24, вызывая перемещение плунжеров 2 и 26.

Из цилиндровой камеры 23 жидкость вытесняется плунжером 25 q через гидравлические линии 36 и 42, клапан 11, гидравлическую линию 40, клапан 10, гидравлическую линию 38 и 34, в которую жидкость вытесняется также иэ цилиндровой камеры 22 плунжером 26, через клапан 30 поступает в силовую установку 2.

Поступательное движение плунжеров

25 и 26 через шарниры 27 и 28 преобразуется в поворотное движение румпеля 29, а вместе с ним и руля. Руль перекладывается на левый борт.

При задании угла перекладки на . правый борт (против часовой стрелки) рабочая жидкость от силовой установки 2 через клапан 30 по гидравлической линии 34 поступает в цилиндровую камеру 22 и по гидравлической линии

38 через клапан 10, гидравлическую линию 40, клапан 11, гидравлические линии 42 и 36 s цилиндровую камеру23, 1о вызывая перемещение плунжеров 25 и 26.

Из камеры 24 жидкость вытесняется плунжером 26 и через гидравлические. линии 37 и 43, клапан 11, гидравлическую линию 41, клапан 10, гидравличе

15 скую линию 39 и гидравлическую линию

35, в которую жидкость вытесняется также из.цилиндровой камеры 21 плунжером 25, клапан 31, поступает в си" ловую установку 2.

Поступательное движение плунжеров

25 и 26 через шарниры 27 и 28 преобразуется в поворотное движение румпеля 29, а вместе с ним и руля. Руль перекладывается на правый борт. у5 Цистерны 4 и 5 компенсируют температурные изменения объема рабочей жидкости и пополняют незначительные утечки из системы электрогидравлической машины.

При остановке силовой установки 2 с пульта управления (при включении электродвигателя силовой установки) падает давление в контуре вспомога. тельного насоса 46, клапаны 30 и 31 силой пружины закрываются. Силовой

35 контур установки 2 отключается от камер силового привода 1.

При включении силовой установки 3 гидравлический контур последней через клапаны 32 и 33, открываемые давлением вспомогательного насоса управле- ния и подпитки 47 через обратный клапан 14, подключается к камерам привода 1, который управляется от силовой установки. Работа электрогидравлической рулевой машины при этом аналогична работе при управлении от силовой установки 2.

У

В случае какого-либо повреждения гидравлических линий или камер силового привода гидросистема рулевой ма" шины автоматически разделяется на две двухцилиндровые гидравлические системы.

В зависимости. от велйчины негерме. тичности {потери рабочей жидкости) источниками информации для разделения гидросистемы являются:

0 8

Клапан 17 перемещается в крайнее положение и сообщает верхнюю торцовую полость клапана 11 через гидравлические линии 45 и 59 с насосом 47.

Клапан 11 перемещается в крайнее нижнее положение и кольцует гидролынии 40, 41, 38, 39, 34, 35, а также цилиндровые камеры 21 и 22 привода 1.

Верхняя торцовая полость клапана lO сообщается со сливом, и клапан 10 занимает крайнее верхнее положение, сообщая магистрали 38, 40 и 39, 41.

При автоматическом переключении на работу от силовой установки 3 в процессе перекладки руля насос переменной производительности этой установки из-за высокой чувствительносты начинает сразу подавать рабочую жидкость в силовой привод 1, однако гидроударов на отсечных клапанах 32 и

33 не будет, так как они были заранее открыты через клапан 15 насосом 46 силовой установки 2, а при включении силовой установки 3 давление от насоса 47 поступает через клапан 14 в торцовые полости управления отсечных клапанов, при этом обратный клапан 15 исключает возможность падения давления на отсечных клапанах при отклюы.нии электромагнитных клапанов 16 и 18 силовой установки 2.Открытие отсечных клапанов 30 и 31 силовой установки 2 по магистрали 55 через обратный клапан

13 не повлияет на работу машины, так как негерметичность в гидросистеме находится со стороны этих клапанов и давления в этой закольцованной части гидросистемы рулевой машины нет, пры этом слив из этих клапанов по магистрали 61 перераспределится клапаном 19 из цистерны 4 в цистерну 5 °

Автоматическое обнаружение и изоляция поврежденного участка позволяет сохранить работоспособность машины, несмотря на наличие поврежденного участка в ее гидросистеме.

Обнаружение и изоляция поврежденного .участка рулево" машины при первоначальной работе силовой установки 3, а также предварительное включение отсечных клапанов 30 и 31 при автоматическом переходе в процессе перекладки силового исполнительного привода с силовой. установки 3 на силовую установку 2 происходит аналогично.

7 99434 реле уровня 6, 7 и 8, 9 - при не- значительных утечках рабочей жидкости; датчики давления 48 и 49 - при значительных потерях рабочей жидкости.

Например, при работе силовой уста» новки 2 и повреждении одной из гидролиний 34-43 или одной из камер 21"24 силового привода 1 происходит пониже" ip ние уровня жидкости в цистерне 4 и уменьшается давление в магистрали 50 вспомогательного насоса 46.

При срабатывании реле уровня 6 или датчика давления 48 поступает со- g ответствующий электрйческий сигнал в логический блок управления 20, который подает команду на включение электромагнитного клапана 16. Клапан 16 перемещается в крайнее положение и сообщает верхнюю торцовую полость клапана 10 по гидравлическим линиям

44 и 58 с насосом 46. Клапан 10 перемещается в крайнее нижнее положение и кольцует гидролинии 40-43, 36, 37, а также цилиндровые камеры 23-24 силового привода 1.

Одновременно рабочая жидкость по гидравлической линии 57 через обратный клапан 15 поступает в торцовые полости управления отсечных клапанов

32 и 33, открывает их и подготавливает силовую установку 3 к работе; при этом дренаж из отсечных клапанов 32 и 33 по гидролинии 60 через дополнизз тельный электромагнитный клапан 18, который срабатывает одновременно с электромагнитным клапаном 16 перераспределяется из цистерны 5 в цистерну 4е е

Если же после выполнения автомати; ческих операций уровень жидкости в цистерне 4 силовой установки 2 будет продолжать понижаться или же давление, регистрируемое датчиком 48 не восстановится, то, следовательно, потеря герметичности произошла в той части гидросистемы машины, которая осталась незакольцованной и логический блок управления 20 после неболь шой временной задержки при наличии электрического сигнала от датчика 48 или при поступлении сигнала от реле уровня 7, дает команду на включение электромагнитных клапанов 17 и 19 и электродвигателя силовой установки 3, а также на выключение электромагнит" ных клапанов 16 и 18 и электродвигателя силовой установки 2, Технико-экономический эффект заключается в повышении надежности рулевой машины. 99434.0

9 фо рмула изобретения

Злектрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный многокамерный привод, связанный кинематически с баллером руля, силовые .насосные установки с отсечными клапанами, соединенными гидравлическими линиями с рабочими камерами силового исполнительного привода, вспомогательные насосы управления и подпитки, связанные гидравлическими магистралями управления с полостями .уп« равления отсечных клапанов, цистерны с реле уровня рабочей жидкости, логический блок управления силовыми насосными установками, а также установленные на гидравлических магистралях, соединенных с рабочими камерами сило" вого исполнительного привода, клапаны кольцевания последних, связанные гидравлическими магистралями управления с электромагнитными клапанами, соединенными гидравлически с насосами управления и подпитки, о т л ич а ю щ .а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы, она снаб. жена обратными клапанами, установленными попарно и последовательно между собой в гидравлических магистралях управления отсечными клапанами, а также дополнительными электромагнитными клапанами, при этом одни из обратных клапанов каждой пары расположены на участках магистралей управле" ,ния от одних полостей управления каждым отсечным клапаном до соответствующих последним вспомогательных насо.сов управления и подпитки своих сило" вых насосных установок и соединены с ними своими входами, другие обратные

1в клапаны каждой пары расположены на участках магистралей управления, соединяющих другую полость управления соответствующего отсечного клапана одной силовой насосной установки с

1 упомянутой гидравлической магистралью управления, связывающей между собой клапан кольцевания и электромагнитный клапан, сообщенной с входом соот" ветствующего другого обратного клапа2в на и соединенной с вспомогательным насосом управления и подпитки другой силовой насосной установки, причем дренажные полости отсечных клапанов соединены с цистернами через упомяну" у тые дополнительные электромагнитные клапаны, связанные электрическими цепями с логическим блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2959905/11, кл. B 63 H 25/30, vga Фрргготип) .

9943" О

ВНИИПИ Заказ 727/11 Тираж 458 Подписное

Ю Ю ЮВЮ Ю Ю ЮЮЮЮ Ю W Ю ЮЮЮ ЮЮ Ю Июле юю ю филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4