13.7. Гидрораспределители с электрическим управлением

Электрическое управление в гидрораспределителях применяется при условных проходах D_y ≤ 10 мм, так как у управляющих электромагнитов обычно ограничены тяговое усилие и ход. Для больших условных проходов такие гидрораспределители делают двухступенчатыми, причем первая из ступеней является гидравлическим устройством предварительного усиления мощности входного управляющего сигнала. Эти гидрораспределители называются еще гидрораспределителями с электрогидравлическим управлением, а если гидрораспределитель дросселирующий – электрогидравлическими усилителями (ЭГУ). Для такого устройства входным является электрический сигнал, а выходным – некоторый поток рабочей жидкости с параметром (расходом или давлением), пропорциональным мощности входного сигнала. Направление потока

и знак перепада давления при этом соответствуют знаку входного электрического сигнала.

ЭГУ состоит из электромеханического преобразователя, в котором электрический сигнал преобразуется в некоторое механическое перемещение (поворот вала или перемещение толкателя электромагнита), и гидравлического усилителя мощности.

На рис. 13.9, а в качестве примера изображен двухступенчатый гидрораспределитель, в состав которого входят два золотниковых гидрораспределителя: распределитель первой ступени, состоящий из корпуса 2, золотника 1 и двух центрирующих пружин 3, с управлением от двух электромагнитов ЭМ1 и ЭМ2; гидрораспределитель второй ступени, состоящий из корпуса 4, золотника 5 и двух центрирующих пружин 6, с гидравлическим управлением. Гидрораспределитель имеет присоединительные отверстия Р, Т, А, В. Торцевые полости распределителя второй ступени соединены с выходными отверстиями распределителя первой ступени каналами Х и У

При отсутствии электрического управляющего сигнала золотники обоих распределителей под действием пружин находятся в средних (нейтральных) позициях. При этом золотник 1 соединяет торцевые полости распределителя второй ступени со сливом, а золотник 5 перекрывает все проходные сечения (см. рис. 13.9, а, б).

При поступлении сигнала, например на электромагнит ЭМ1, золотник 1 смещается до упора вправо, т.е. распределитель первой ступени переключается в позицию 1 (см. рис. 13.9, 6). При этом по каналу Х поток жидкости под давлением поступает в левую торцевую полость гидрораспределителя второй ступени, а ею правая торцевая полость через канал У соединяется со сливом. На торцах золотника 5 возникает перепад давлений, под действием которого он смещается вправо, т.е. основной гидрораспределитель переключается в позицию I. При этом соединяются гидролинии Р с А и В с Т.

При поступлении управляющего сигнала на вход электромагнита ЭМ2 золотники 1 и 5 перемещаются влево, т.е. гидрораспределитель переключается в позицию II. При этом соединяются гидролинии Р с В и А с Т.

На практике наиболее широкое распространение получили двух- дроссельные (по числу регулируемых гидродросселей) гидроусилители типа «сопло-заслонка» (рис. 13.10, а). Этот гидроусилители состоит из двух регулируемых гидродросселей типа «сопло–заслонка» и двух постоянных (балансных) гидродросселей 1 и 6. Важный элемент этого устройства – подпружиненный центрирующими пружинами 8 золотник 7 дросселирующего гидрораспределителя, который является гидроусилителем второго каскада усиления ЭГУ.

Рассматриваемый электрогидравлический усилитель можно представить в виде блок-схемы (рис. 13.10, 6). В соответствии с ней электрический сигнал управления i поступает на электромеханический преобразователь 3, который поворачивает заслонку 4 на некоторый угол а, пропорциональный сигналу (силе электрического тока) i. При этом гидравлическое сопротивление одного из

регулируемых дросселей типа «сопло–заслонка» (с соплом 2 или 5) возрастает, а другого – уменьшается. В результате образуется перепад давления Δр = р₁ – р₂, пропорциональный углу α. Таким образом, для гидроусилителя типа «сопло – заслонка» входным сигналом служит угол поворота а заслонки, а выходным – перепад давления Δр. Гидроусилитель типа «сопло-заслонка» является гидроусилителем первого каскада.

Так как давления р₁ и р₂ подводятся к торцевым полостям дросселирующею гидрораспределителя, то образовавшийся перепад давления Δр создает соответствующее усилие, действующее на золотник 7. Это приводит к тому, что золотник 7 смещается из нейтрального положения на некоторое расстояние х. Это смещение определяется жесткостью центрирующих пружин 8 золотника 7, а значит, пропорционально перепаду давления Δр на его торцах, т.е. центрирующие пружины 8 и торцевые поверхности золотника 7 выполняют роль гидромеханического преобразователя, который преобразует возникший перепад давления Δр на торцах золотника 7 в его смещение х.

Смещение золотника 7 из нейтрального положения на расстояние х приводит к тому, что открываются соответствующие проходные сечения дросселирующего гидрораспределителя. Например, если золотник 7 сместится вправо, то гидролиния А соединится с напорным трубопроводом, а гидролиния В – со сливным. Через открывшиеся дросселирующие окна гидрораспределителя начнется движение рабочей жидкости с расходом Q, пропорциональным смещению золотника х. Таким образом, для дросселирующего гидрораспределителя, являющегося гидроусилителем второго каскада, входным сигналом управления служит смещение золотника х, а выходным – расход рабочей жидкости Q, поступающей к потребителю.

Лекция №11