基本介紹
- 中文名：電液舵機
- 外文名：Electro-hydraulic steering gear
- 組成：電液伺服閥、作動筒和反饋元件
- 伺服閥組成：力矩電機和液壓放大器
- 作動筒組成：筒體和運動活塞等
- 功能：操縱航行方向
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背景簡介
船舶安全順利地航行，並且迅速地到達目的地或預定的泊位，除依靠主機的推進外，還必須具有良好的操縱性能，即按駕駛人員意圖保持或改變航向的能力。操縱船舶航向的方法因船舶裝備情況的不同而異，套用最普遍的是利用裝在船尾的舵來操縱船舶航行方向。完整的操舵裝置稱之為舵機，其中，電液舵機使用量最大，由遠距離操縱機構、轉舵動力機械、轉舵機構組成。
電液舵機的轉舵機構
現行的電液舵機轉舵機構主要有以下三種結構類型：擺缸式、轉葉式及撥叉式。
擺缸式
擺缸式轉舵機構主要包括雙作用油缸和舵柄，其中油缸與舵柄以及船體採用絞接連線方式，舵柄安裝在舵軸上，這樣可以將油缸活塞的直線運動通過舵柄轉換為舵軸的旋轉運動，從而控制舵葉的角度，達到控制船舶航向的目的。
實際已證明對船舶來說，隨著轉舵角的增加其所需克服的轉舵力矩是不斷增加的，因此，擺缸式轉舵機構的力矩匹配特性非常差。加工製造方面，油缸缸體與活塞要求較高同軸度和表面粗糙度，端面密封以及活塞密封要求較高。實際使用過程中，一旦鉸接點磨損較大，機構在工作中會出現撞擊。此外，為適應缸體的擺動，必須採用口徑較大的高壓軟管。但擺缸結構外形較小，質量輕，布置靈活，在中小轉矩範圍內仍獲得廣泛套用。
轉葉式
轉葉式轉舵機構是直接與舵軸安裝在一起，類似液壓馬達直接安裝在驅動軸上，不需舵柄，因而如果工作油液壓力不變，其輸出轉舵力矩為一定值，與轉舵角無關。轉葉式舵機具有易於集成、安裝方便、轉角範圍寬的優點，但加工製造精度要求高，密封技術較為複雜，通常密封條有兩種類型：金屬密封和橡膠密封；金屬密封摩擦力小，使用壽命長，但包容性和順應性差；橡膠密封摩擦阻力大，壽命短，但包容性和順應性較好，現在已經有企業開發出將兩者融合的複合密封條。長期以來，受制於密封問題，轉葉轉舵機構的只能適應中低油壓工作，套用於中小型舵機，但隨著密封技術的進步，正逐步向大型舵機拓展。
撥叉式
撥叉式轉舵機構主要由單作用油缸、柱塞、舵柄組成，柱塞在工作油液的作用下，通過滾輪（或滑塊），將直線運動通過舵柄轉化為舵軸的旋轉運動。撥叉式具有易於加工製造、密封性好，方便維護，工作可靠等眾多優點，只是外形尺寸稍大。
電液舵機的液壓動力單元
電液舵機通常採用的液壓動力單元，主要有以下三種。
普通閥控開式液壓動力單元
普通閥控開式液壓動力單元由定量泵供油，電液換向閥根據轉舵需要，控制油液方向，去驅動轉舵機構。其中雙向溢流閥的作用是設定系統工作壓力，防止浪的衝擊對舵機造成損傷；專用平衡閥的作用是為了克服負扭矩，保證轉舵機構運行平穩；溢流閥的作用是建立系統壓力，同時對系統安全起保護作用。
比例閥控開式液壓動力單元
比例閥控開式液壓動力單元與普通閥控開式液壓動力單元相比，用雙向液壓鎖取代了專用平衡閥，其功能相同。比例電液換向閥擔負換向和調速雙重功能，控制信號通常採用-10V～10V電壓，當信號為0時，轉舵機構不動作，當信號為正或負值時，轉舵機構向左或右舷動作，信號值的強度大小與轉舵速度成正比；整個系統的回響速度較快。
泵控閉式液壓動力單元
泵控閉式液壓動力單元相比開式系統，閉式系統的效率比較高，發熱量低，所需油液少，不易被污染，已越來越多被使用在大扭矩舵機上，但其造價相對較高。
