Гидравлическими усилителями (ГУ) мощности (или гидроусилителями) называют устройства, служащие для преобразования сигнала управления в виде перемещения или в виде усилия (момента) в перемещении ведомого звена гидродвигателя посредством жидкости, которая подводится под давлением, с целью управления гидрораспределителями, клапанами, регулируемыми дросселями, регулируемыми насосами, регулируемыми гидродвигателями и другими устройствами управления.
Увеличение передаваемой ГУ мощности осуществляется за счет энергии гидравлического источника питания (насосной установки, гидроаккумулятора и др.), подводимой посредством рабочей жидкости под давлением.
ГУ характеризуется числом последовательно соединенных РДР, через которые проходит сигнал управления к гидродвигателю. По этому признаку их подразделяютнаодно-, двух- и многокаскадные. Однокаскадные ГУ наиболее распространены. Они иногда различаются и по типу гидрораспределителя в первых каскадах усиления.
ГУ различают также по способу обеспечения пропорциональности между перемещением ведомого звена гидродвигателя и сигналом управления.
ГУ включает один или несколько последовательно соединенных РДР, гидродвигатель и устройство, обеспечивающее функциональную зависимость между перемещением ведомого звена гидродвигателя и сигналом управления.
Разновидностью ГУ являются электрогидравлические усилители (ЭГУ) мощности и ЭГУ преобразователи. Они широко используются в электрогидравлических системах дистанционного управления. Их сокращенно называют электрогидроусилителями.
ЭГУ мощности называют ГУ, оснащенные устройствами для преобразования входного электрического сигнала в перемещение ведомого звена гидродвигателя. В ЭГУ-преобразователях выходным сигналом является расход жидкости.
Гидроусилители по способу обеспечения пропорциональности между перемещением ведомого звена гидродвигателя и сигналом управления ГУ подразделяют на ГУ без обратной связи (по положению), с кинематической, гидромеханической и силовой обратной связью по положению (ведомого звена гидродвигателя).
Гидроусилители без обратной связи. Схема такого ГУ показана на рис.6.5. Он состоит из РДР 1, гидроцилиндра 3 и возвратных пружин 2. Обязательным является наличие гидрораспределителя, служащего для обеспечения пропорциональной связи между перемещением его управляющего элементаиперепадом давленияв междроссельных камерах. В качестве последнего применяют двух- или четырехщелевой РДР сопло–заслонка, гидрораспределительсо струйной трубкой или его разновидности, а также четырехщелевой золотниковый РДР с отрицательным перекрытием (с протоком), как это показано на рис.6.5. При перемещении управляющего элемента РДР 1 из нейтрального положения изменяется перепад давления в рабочих полостях гидроцилиндра 3. Его шток передвигается из нейтрального положения до тех пор, пока сила сжатия пружин 2 не уравновесит силу, вызванную перепадом давления.
Рис.6.5. Схема гидроусилителя без обратной связи
Постоянная времени гидроусилителя Тгу определяется суммой постоянных времени: постоянной времени ГУ без учета сжимаемости жидкости Тг и постоянной времени Тс, обусловленной сжимаемостью рабочей жидкости. Последняя зависит от объема vr (половина суммарного объема рабочих полостей гидродвигателя и междроссельных камер вместе с исполнительными гидролиниями) и модуля объемной упругости рабочей жидкости. В ГУ повышенной мощности Тг > Тс.
К недостаткам ГУ этого типа следует отнести постоянный непроизводительный расход жидкости, увеличенную постоянную времени из-за сжимаемости жидкости и повышенную чувствительность к внешней нагрузке, в том числе к контактному трению. Однако простота их конструкции и настройки в сочетании с двухщелевым РДР сопло—заслонка обеспечивали их широкое использование в электрогидравлических следящих приводах.
Гидроусилители с кинематической обратной связью. ГУ (рис.6.6а) состоит из РДР 1, рычага 2 и гидроцилиндра 3. В качестве РДР здесь можно использовать распределитель любого типа, в том числе и золотникового с нулевым или небольшим положительным перекрытием. Последний имеет в отличие от проточных малые утечки.
Если верхний конец рычага 2 сместить относительно нейтрального положения, то переместится и управляющий элемент дросселирующего гидрораспределителя 1, что приведет в движение шток гидроцилиндра 3. Последний, увлекая за собой нижний конец рычага 2, возвращает управляющий элемент распределителя 1 в нейтральное положение, что приводит к останову штока в новом положении, зависящем от величины перемещения верхнего конца рычага.
На рис.6.6б показана схема другого ГУ с кинематической обратной связью. РДР состоит из управляющего элемента 1 (золотника) и основания распределителя 2 (гильзы), рычага обратной связи 4 и гидроцилиндра 3.
Рис.6.6. Схемы гидроусилителей с кинематической обратной связью по положению
Сигнал управления (перемещение золотника относительно гильзы) приводит в движение шток гидроцилиндра, перемещающий через рычаг обратной связи гильзу, уменьшая тем самым рассогласование между гильзой и золотником.
Частным случаем данного на рис.6.6б ГУ является ГУ с единичной обратной связью (kух = 1, l1 = l2). В гидроусилителях этого типа обычно рычаг обратной связи отсутствует. Вместо этого основание РДР крепится или на штоке при неподвижном цилиндре, или на цилиндре при неподвижном штоке.
Эти гидроусилители имеют небольшие утечки при всех установившихся значениях сигнала управления при использовании в качестве распределителя золотникового РДР с незначительной величиной положительных осевых перекрытий.
Гидроусилители с гидромеханической обратной связью по положению (рис.6.7) ГУ состоит из двух двухщелевых РДР проточного типа: 1 - в цепи управления, 3 - в цепи обратной связи жестко через рычаг 4 обратной связи связан с гидроцилиндром 2. Рабочие окна обоих двухщелевых РДР соответственно соединены гидролиниями и образуют две междроссельные камеры, с которыми соединены рабочие полости гидроцилиндра.
Рис.6.7. Схема гидроусилителя с гидромеханической обратной связью по положению
Когда все подвижные элементы ГУ расположены в нейтральном положении, то давления в рабочих полостях гидроцилиндра равны. При смещении управляющего элемента РДР 1 из нейтрали появляется разность давлений, и шток гидроцилиндра 2 начинает перемещаться. При этом через рычаг 4 обратной связи его движение передается управляющему элементу РДР 3 обратной связи. Гидравлическое сопротивление рабочих окон последнего изменяется. Уменьшается при этом и перепад давления в полостях гидроцилиндра. Он станет равным нулю, как только гидравлические сопротивления соответствующих рабочих окон РДР 1 и 3 сравняются, и шток гидроцилиндра 2 остановится.
Достоинством ГУ с гидромеханической обратной связью по положению, скомпонованных по схеме рис.6.7, является возможность расположения задающего гидрораспределителя на значительном расстоянии от гидродвигателя. В этом случае не нужно прокладывать механические связи в виде рычагов и тросов. Это облегчает компоновку гидрооборудования. Однако непроизводительный большой расход и чувствительность к нагрузке, в том числе и к силам контактного трения, ограничивают применение таких ГУ. Последние применяют в сочетании с гидрораспределителями проточного типа, например, сопло-заслонка в электрогидравлических усилителях, а также в ряде систем ручного управления в качестве предварительного каскада усиления.
В гидроусилителях с силовой обратной связью по положению входным сигналом является усилие, воспринимаемое управляющим элементом дросселирующего гидрораспределителя. ГУ с силовой обратной связью по положению (рис.6.8) включает РДР 1, гидроцилиндр 2, рычаг 3 обратной связи и пружину 4 обратной связи. Рычаг и пружина обратной связи конструктивно могут быть объединены и выполнены в виде плоской, консольно закрепленной на управляющем элементе распределителя пружины.
При воздействии на золотник РДР 1 управляющего сигнала Рупр. золотник РДР сместится из нейтрального положения благодаря жесткости пружины обратной связи сос на величину x. Это вызывает перемещение штока гидроцилиндра. Последний через рычаг обратной связи и пружину обратной связи создает на управляющем элементе усилие обратной связи Рос, которое обратно по знаку управляющему усилию. При равенстве этих усилий шток гидроцилиндра остановится в положении у, пропорциональном величине управляющего усилия Pупр. Основным достоинством таких ГУ является то, что в качестве управляющего им сигнала можно использовать управляющее усилие без дополнительных преобразований. Такой вид сигнала обеспечивают все электромеханические преобразователи. Поэтому эти ГУ широко используются в конструкциях электрогидравлических усилителей с РДР типа сопло-заслонка или с РДР в виде струйной трубки.
Рис.6.8. Гидроусилитель с силовой обратной связью по положению
Электрогидравлические усилители мощности без обратной связи по положению. Простыми ЭГУ мощности без обратной связи по положению являются однокаскадные усилители, состоящие из электромеханического преобразователя и дроссселирующего гидрораспределителя. Такие ЭГУ служат для преобразования электрического сигнала управления в усиленный по мощности поток рабочей жидкости, подводимой под давлением. При подсоединении к исполнительному гидродвигателю такой усилитель обеспечивает пропорциональное регулирование его скорости.
Расход через исполнительные гидролинии РДР гидрораспределителя определяется не только смещением из нейтрального положения его управляющего элемента, а также давлением нагрузки и сжимаемостью рабочей жидкости, которые определяются параметрами рабочей жидкости и нагрузки.
Одним из наиболее простых двухкаскадных ЭГУ без обратной связи по положению является ЭГУ, показанный на рис.6.9. На корпусе 14 смонтирован электромеханический преобразователь 1. В корпусе установлен РДР сопло-заслонка, являющийся первым каскадом ГУ и состоящий из заслонки 2, сопел 3 и 13 и двух постоянных дросселей 4 и 12, а также золотниковый РДР 9 с центрирующими пружинами 8 и 10, который служит вторым каскадом гидравлического усиления. Заслонка 2 жестко соединена с входным валом преобразователя 1. Регулировочный винт 7 позволяет выставлять в нуль РДР 9. Технологические заглушки 5 и 11 служат для подсоединения к междроссельным камерам РДР сопло-заслонка манометров для его настройки. Устройство 6 предназначено для понижения давления питания, подводимого к РДР сопло-заслонка для уменьшения утечек через сопла (непроизводительного расхода) и обеспечения при этом линейности перепадной характеристики.
Рис.6.9. Схема двухкаскадного электрогидравличеекого усилителя мощности без обратной связи
Электрогидравлические усилители мощности с обратной связью по положению. Введение обратной связи по положению понижает чувствительность ЭГУ к нагрузкам, действующим на выходной элемент, и увеличивает быстродействие за счет исключения постоянной времени, обусловленной сжимаемостью жидкости. ЭГУ с обратной связью по положению по виду применяемого ГУ делят на ГУ с кинематической, гидромеханической и силовой обратной связью по положению.
Электрогидроусилители с гидромеханической обратной связью по положению. Схема ЭГУ (рис.6.10) включает: электромеханический преобразователь 1; гидрораспределитель сопло-заслонка, состоящий из четырех сопл 3, 6, 9 и 11 и двух заслонок 2 и 4; РДР 8; рычаг 7 обратной связи. Все элементы ЭГУ смонтированы в корпусе 12. Конструкция также содержит технологические заглушки 5 и 10, служащие для установки манометров во время настройки ЭГУ.
Рис.6.10. Схема двухкаскадного электрогидравлического усилителя мощности с гидромеханической обратной связью по положению
Когда ток управления в обмотках преобразователя 1 отсутствует, все подвижные элементы ЭГУ находятся в нейтральном положении. При этом гидравлические сопротивления соответствующих пар регулируемых дросселей сопло-заслонка равны. Заслонка 2 при подаче тока управления под действием электромагнитных сил смещается из нейтрали, изменяются соответственно гидравлические сопротивления сопел 3 и 11, а золотник РДР 8 начинает перемещаться. При этом он тянет за собой нижний конец рычага 7 обратной связи, заслонка 4 перемещается из нейтрали на величину, пропорциональную смещению золотника РДР 8, изменяя соответственно гидравлическое сопротивление сопел 6 и 9. При равенстве гидравлических сопротивлений сопел 3 и 6, а также 11 и 9, золотник РДР 8 остановится. Таким образом, положение золотника определяется положением заслонки 2, следовательно, величиной тока в обмотках управления электромеханического преобразователя. ЭГУ имеет недостаток, который заключается в том, что при подаче малых величин токов управления заслонка смещается на малые величины. Это вызывает появление малых перестановочных усилий на золотнике, которые обусловлены невысокой крутизной перепадной характеристики гидрораспределителя сопло-заслонка. Вследствие этого небольшое увеличение контактного трения в золотнике приводит к возникновению значительной зоны нечувствительности в статической характеристике ЭГУ.
Электрогидравлические усилители с силовой обратной связью по положению. Недостатки ЭГУ с гидромеханической обратной связью по положению и двухкаскадных ЭГУ без обратной связи по положению отсутствуют у ЭГУ с силовой обратной связью по положению (рис.6.11). На корпусе 12 расположены элементы: электромеханический преобразователь 1; гидрораспределитель сопло–заслонка, состоящий из сопел 3 и 11, заслонки 2 и постоянных дросселей 6 и 9; золотниковый РДР, состоящий из золотника 7 и гильзы 8. На торце заслонки 2 установлена плоская консольная пружина 4. На свободном конце ее смонтирована сфера. Последняя зазором 2–5 мкм размещена в кольцевой проточке золотника 7. Технологические заглушки 5 и 10 предназначены для подключения манометров во время настройки ЭГУ. При подаче тока в обмотки управления электромеханического преобразователя 1 заслонка2, преодолевая жесткость пружины 4обратной связи, перемещается из нейтрального положения. Это приводит в движение золотник7. Последний тянет нижний конец пружины4обратной связи и создает момент на валу преобразователя, пропорциональный величине его смещения изнейтрали. Момент складывается с моментом сил, обусловленным током управления. При уравнивании моментов заслонка 2 возвратится в нейтральное положение, и золотник 7 остановится.
Таким образом, положение ЭГУ определяется только моментом электромагнитных сил, зависящих от силы тока в обмотках управления преобразователя.
Рис.6.11. Схема двухкаскадного электрогидравличеекого усилителя мощности с силовой обратной связью по положению
В реальных ЭГУ такой конструкции в переходном процессе максимальное перемещение заслонки достигается при приращении тока управления, равном 5–20% его максимального значения. Это увеличивает рабочий ход заслонки до значений, которые соизмеримы с величиной начального зазора между соплами и заслонкой. Последнее обеспечивает более полное использование подводимой к ГУ энергии рабочей жидкости. Благодаря получению максимальных усилий, действующих на золотник, сокращается влияние сил контактного трения золотника на зону нечувствительности статической характеристики ЭГУ. Устранить полностью влияние указанных сил не удается. Это объясняется тем, что создаваемый этими силами перепад давления на торцах золотника через отверстия в соплах воздействует на заслонку и передается на вал электромеханического преобразователя в виде дополнительного момента. Так как этот момент прикладывается с отрицательным знаком (отрицательная обратная связь по давлению нагрузки на золотнике), то золотник не доходит до нужного положения, которое определяется величиной электромагнитного момента.
Сократить влияние отрицательной обратной связи по давлению нагрузки в исполнительных гидролиниях первого каскада ГУ можно путем применения вместо гидрораспределителя сопло–заслонка гидрораспределителя со струйной трубкой. Широкое распространение получают двухкаскадные ЭГУ с силовой обратной связью по положению. В них в качестве первого каскада гидравлического усиления используются гидрораспределители со струйной трубкой и струйные гидрораспределители с механическим отклонением струи.
Применение для этих целей гидрораспределителя со струйной трубкой, помимо исключения вредного влияния отрицательной обратной связи по давлению нагрузки в исполнительных гидролиниях первого каскада усиления, позволяет решить проблему дрейфа нуля при изменении температуры масла.
Дрейф нуля при изменении температуры масла в гидрораспределителях сопло–заслонка вызван неравномерным изменением коэффициента расхода его гидродросселей при изменении режима течения, так как гидродроссели, изготовленные даже в одинаковых условиях, имеют различную микрогеометрию из-за влияния допусков и разную микро-шероховатость поверхностей дросселирующих каналов и отверстий. Сокращению влияния температуры масла на уход нуля в гидрораспределителях сопло–заслонка способствуют высокая точность изготовления и селективный подбор их элементов после экспериментального определения проливочных характеристик в различных температурных условиях. Для гидрораспределителя со струйной трубкой эта задача решается проще, так как стабильность нуля их характеристик заложена в принципе их действия.
Общим недостатком рассмотренных ЭГУ является уменьшение скорости золотника с появлением сил, препятствующих его движению, что объясняется дроссельным эффектом. Дроссельный эффект заключается в изменении расхода в исполнительных гидролиниях распределителя при изменении давления нагрузки. Это явление при росте сил, препятствующих перемещению золотника, сокращает его скорость, что уменьшает быстродействие ЭГУ.
В ЭГУ, служащих для управления мощными потоками масла, воздействие сил на золотник оказывается существенным. Для уменьшения их влияния обычно идут на увеличение каскадов гидравлического усиления до трех. Это усложняет конструкцию ЭГУ, увеличивает стоимость и сложность регулировки.
Электрогидравлические усилители с силовой обратной связью по положению и дополнительной обратной связью по скорости регулирующего элемента второго каскада. Схема ЭГУ с силовой и дополнительной связью приведена на рис.6.12. Нечувствительность его статических характеристик к силам, действующим на управляющий элемент второго каскада гидравлического усиления, позволяет использовать его для управления РДР и другими устройствами управления, которые не могут быть выполнены заодно с ЭГУ. Место стыковки ЭГУ и регулирующего элемента устройства управления обычно содержит эластичные уплотнения, в которых всегда присутствуют силы контактного трения. Кроме того, использование такого ЭГУ решает ряд проблем, связанных с несимметрией возмущающих сил и загрязненностью рабочих жидкостей.
Рис.6.12. Схема однокаскадного электрогидравлического усилителя мощности с силовой обратной связью по положению и дополнительной обратной связью по скорости
ЭГУ (см. рис.6.12) содержит закрепленные на корпусе 10 электромеханический преобразователь 1, гидрораспределитель, состоящий из сопла питания 2, отклоняющего струю питания насадка 3 и приемных окон 4, гидроцилиндр 8 и узел обратной связи по скорости и по положению, состоящий из диска 6 и пружин обратной связи 5 и 7. Усилие обратной связи по положению поршня 8 через пружины 5 и 7, рычаг 9 передается на вал электромеханического преобразователя 1. Течение жидкости, которая заполняет полость поршня 8, при его движении вызывает в результате обтекания диска 6 усилие на диске, пропорциональное скорости поршня. Усилие обратной связи по скорости также через рычаг 9 передается на вал преобразователя. Сравнение момента обратной связи по скорости поршня с моментом электромагнитных сил, вызванных током управления, на валу электромеханического преобразователя при условии равенства нулю суммарной жесткости на валу этого преобразователя позволяет обеспечить независимость скорости поршня от нагрузки на нем.
Изменение величины скорости под действием нагрузки вызывает появление сигнала рассогласования, который приводит ее к заданной величине. Поэтому такой ЭГУ практически не чувствителен к нагрузкам на поршне и к изменению давления питания. Однако влияние вязкости жидкости на его динамику может оказаться существенным. Это объясняется тем, что силовое взаимодействие жидкости, размещенной в полом поршне, и диска зависит не только от скорости поршня, но и от вязкости жидкости.
Рис.6.13. Схема однокаскадного электрогидравлического усилителя мощности с силовой обратной связью по положению и дополнительной положительной обратной связью по давлению нагрузки
Электрогидроусилитель с силовой обратной связью по положению и дополнительной положительной обратной связью по давлению нагрузки на управляющем элементе второго каскада (рис.6.13) состоит корпуса 8, в котором размещены: электромеханический преобразователь 1 с заслонкой 2 и пружиной 4 обратной связи, сопла 3 и 9, постоянные дроссели 5 и 6 и гидроцилиндр 7. Давление напора подводится со стороны заслонки. Жидкость сначала попадает через зазор между соплами и заслонкой в междроссельные камеры ГУ, а затем через постоянные дроссели – на слив. В результате возникает положительная обратная связь по давлению нагрузки на ведомом звене ГУ. Обратная связь при росте нагрузки увеличивает смещение заслонки и создает в исполнительных линиях гидрораспределителя перепад давления, преодолевающий эту нагрузку.
Электрогидравлические усилители мощности с обратной связью по расходу служат для преобразования электрического сигнала управления в пропорциональный и усиленный по мощности расход рабочей жидкости в исполнительных гидролиниях, величина которого не зависит от давления нагрузки. С увеличением давления нагрузки расход в исполнительных гидролиниях уменьшается. Для обеспечения пропорциональности этого расхода электрическому сигналу управления и независимости егоот давления нагрузки, ЭГУ оснащается специальными гидромеханическими датчиками расхода, которые сравнивают расход в исполнительных гидролиниях с сигналом управления и пропорционально сигналу рассогласования перемещают золотник на величину, компенсирующую отличие расхода от заданного.
Рис.6.14. Схема двухкаскадного электрогидравлического усилителя мощности с обратной связью по расходу
На рис.6.14 дана схема двухкаскадного ЭГУ с обратной связью по расходу. ЭГУ содержит электромеханический преобразователь 1; гидрораспределитель сопло–заслонка, состоящий из заслонки 2, сопел 3 и 13, постоянных дросселей 7 и 10; золотниковый РДР 8 и датчик расхода. Последний состоит из плунжера 4 с двумя рабочими окнами, центрирующих пружин 5 и 12 и пружин 6 и 11 обратной связи. Все элементы ЭГУ расположены в корпусе 9.
Когда ток управления подается в обмотки электромеханического преобразователя 1, на его валу возникает электромагнитный момент сил, который перемещает заслонку 2 из нейтрального положения. Из-за изменения гидравлического сопротивления регулируемых дросселей сопло–заслонка золотник РДР 8 передвигается из нейтрального положения со скоростью, пропорциональной смещению заслонки 2. В результате смещения золотника РДР 8 в исполнительных гидролиниях последнего образуется поток, который, проходя через гидродвигатель, например, попадаетк сливным рабочим окнам этого распределителя, а затем к торцу плунжера 4 датчика расхода. На торцах датчика расхода появляется перепад давления, который, преодолевая сопротивление центрирующих пружин 5 и 12, смещает плунжер 4 из нейтрального положения. Прямоугольность рабочих окон датчика расхода и относительно малая величина рабочего хода плунжера 4 обеспечивают пропорциональность его перемещения расходу в исполнительных гидролиниях. Посредством пружин 6 и 11 обратной связи движение плунжера 4 преобразуется в момент сил обратной связи по расходу. Этот момент (с учетом знака) суммируется с моментом электромагнитных сил. Как только эти два момента сил уравниваются по абсолютной величине, заслонка 2 возвращается в нейтральное положение, и золотника РДР 8 возвращается. Положение останова золотника определяется величиной тока управления и расхода в исполнительных гидролиниях.
При появлении давления нагрузки в рабочих камерах РДР 8 за счет дроссельного эффекта изменяется и расход в исполнительных гидролиниях. Это приводит к перемещению плунжера 4 датчика расхода, который смещает заслонку 2. Это приводитк дополнительному смещению золотнику РДР 8, который доводит расход в исполнительных гидролиниях до заданного значения.
Основным недостатком, ограничивающим применение таких ЭГУ, является несоответствие расхода в исполнительных гидролиниях скорости подключенных к ним гидродвигателей из-за сжимаемости жидкости в их рабочих полостях. Поэтому устойчивая работа следящих систем, включающих ЭГУ с указанной обратной связью, возможна только при работе с ненагруженными двигателями. Если имеются даже незначительные инерционные нагрузки, такие следящие системы становятся неустойчивыми. Их устойчивость можно обеспечить только путем введения дополнительных корректирующих устройств. Разновидностью ЭГУ с обратной связью по расходу является однокаскад-ный ЭГУ, схема которого приведена на рис.6.15. Здесь в качестве сигнала отрицательной обратной связи по расходу используется осевая гидродинамическая сила, которая в общем случае пропорциональна расходу жидкости через рабочие окна РДР и направлена в сторону закрытия его рабочих окон, т.е. имеет отрицательное направление.
Этот ЭГУ включает электромеханический преобразователь 8, на валу 7 которого закреплено водило 4, РДР, состоящий из плоского золотника 2, закрепленного на пружинных шарнирах, и основания 1. Водило 4 с золотником 2 связано посредством поводка 9. Золотник и электромеханический преобразователь установлены на корпусе 10 и ограничены крышкой 3. Для регулировки ЭГУ служат
пружины 5 и регулировочный винт 6.
Рис.6.15. Схема однокаскадного электрогидравлического усилителя мощностьи с обратной связью по расходу
Отсутствие сил контактного трения в подвешенном на плоских пружинах золотнике обеспечивает хорошее прохождение сигнала обратной связи по расходу. На валу электромеханического преобразователя сравниваются два момента сил: один, обусловленный током управления, а другой - осевой гидродинамической силой, т.е. расходом через исполнительные гидролинии. Обратная связь по расходу существенно влияет на вид статических характеристик ЭГУ. Они становятся жесткими, т.е. расход через исполнительные гидролинии таких ЭГУ не зависит от давления нагрузки, а определяется только величиной тока управления.
Электрогидравлические усилители мощности с обратной связью по давлению нагрузки. Такие ЭГУ предназначены для преобразования электрического сигнала управления в пропорциональный перепад давления в исполнительных гидролиниях, не зависящий от расхода в них. Принцип их действия основан на сравнении перепада давления в исполнительных гидролиниях с перепадом давления в предварительном каскаде усиления. Эти ЭГУ используют в различных испытательных машинах и нагружателях. Применение таких ЭГУ позволяет заменить трудно осуществимые натурные испытания стендовыми испытаниями.
Рис.6.16. Схема двухкаскадного электрогидравличеекого усилителя мощности с обратной связью по давлению нагрузки
Схема ЭГУ с указанной связью показана на рис.6.16. Сигнал управления посредством электромеханического преобразователя 1 и распределителя сопло-заслонка, состоящего из сопел 3 и 9, постоянных дросселей 4 и 8 и заслонки 2, преобразуется в перепад давления, который заводится на ближние к золотнику 6 камеры управления. Две других крайних камеры управления соединены соответствующим образом с исполнительными гидролиниями ЭГУ. Питание гидроусилителя сопло-заслонка производится через специальное устройство 5, стабилизирующее давление питания. Все элементы установлены в корпусе 7. При появлении тока управления заслонка 2 сместится из нейтрального положения, и под действием перепада давления в камерах управления, расположенных ближе к золотнику гидрораспределителя, золотник начнет перемещаться в осевом направлении, соответствующем направлению смещения заслонки 2. Гидролинии обратной связи включены таким образом, чтобы обратная связь по давлению нагрузки была отрицательной. Как только осевые усилия на золотнике 6, создаваемые перепадом давления в междроссельных камерах гидрораспределителя сопло-заслонка и перепадом давления в исполнительных гидролиниях золотникового гидрораспределителя, станут равны, золотник 6 остановится. Если за счет изменения расхода в исполнительных гидролиниях перепад давления изменится, то изменится и соотношение сил, действующих на золотник 6, что приведет к его дополнительному смещению, которое восстановит перепад давления в исполнительных гидролиниях золотникового гидрораспределителя до заданного перемещением заслонки, т.е. током управления.