一种直接作用式燃油计量装置及其计量方法与流程

本发明涉及航空发动机燃油喷油系统技术试验领域，具体是一种直接作用式燃油计量装置及其计量方法。

背景技术：

目前在航空领域，航空发动机普遍十分昂贵，航空发动机燃油计量装置的研究成为当前的技术改进问题。现代航空发动机的不断发展，对发动机的控制性能提出了更高的要求。控制功能的增加和控制精度的提高使得对控制系统的要求越来越高。航空发动机时常会工作在安全边际，若不能精确控制燃油流量就可能使发动机的工作状态超过安全边界，造成发动机损毁甚至机毁人亡的严重后果。在一般情况下控制发动机的燃油流量是相对比较容易的，但飞机在其飞行包线内的不同区域飞行，发动机的工作状态也在不断发生变化，所以油泵的压力和燃烧室的压力也在随时发生变化。在这样的情况下，发动机内的燃油计量装置的进出口压力都是不确定的。如何在这样的情况下保持对发动机燃油流量的精确控制是重点应该解决的技术难题。因此，需要研发设计一种装置结构简单，可靠性高，能广泛应用在航空发动机中使用的航空发动机燃油计量装置来保持对发动机燃油流量的精确控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种直接作用式燃油计量装置及其计量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种直接作用式燃油计量装置，包括管路输送系统、高温型椭圆齿轮流量计系统、当量活门计量系统和直接式等压差活门控制系统。

作为本发明进一步的方案：所述管路输送系统为用各种接头与各系统相连接牢固的圆形管。

作为本发明进一步的方案：所述管路输送系统包括一号管、二号管、三号管、四号管、五号管、六号管、七号管、八号管、九号管、十号管和十一号管。

作为本发明进一步的方案：所述高温型椭圆齿轮流量计系统包括两个端接头、外壳、两个垂直相互运动的椭圆形叶型齿轮、两根轴、四个轴承和端盖及计量显示表；端接头安装在外壳的两侧，两根轴通过在轴的两端安装轴承一上一下的固定在外壳的内部，两个椭圆形叶型齿轮安装在轴上且能垂直相互运动，在外壳的一侧还安装有端盖及计量显示表。

作为本发明进一步的方案：所述当量活门计量系统包括球壳体，球壳体包括两个半球壳，在球壳体上开有在同一直线上的两孔和楔形槽，在球壳体内放置一个带扳手的内球头当量活门。

作为本发明进一步的方案：所述直接式等压差活门控制系统包括带三个孔的活塞缸，一个孔开在活塞缸的侧壁顶部，一个孔开在活塞缸的侧壁底部，另一个孔开在活塞缸的底部上，在活塞缸内安装密封活塞、弹簧和螺纹调节杆，密封活塞安装在弹簧的底部，弹簧的顶部与螺纹调节杆的底部连接，螺纹调节杆穿过活塞缸的开口处安装的桶盖向上延伸在螺纹调节杆的端头处安装有端头直纹盖。

一种采用上述直接作用式燃油计量装置的计量方法，包括以下步骤：

a、燃油通过一号管，经二号管进入高温型椭圆齿轮流量计系统，高温型椭圆齿轮流量计系统将燃油计量和加压输出到五号管；

b、通过五号管的燃油，工作部分经过六号管进入当量活门计量系统，打开当量活门计量系统的扳手后使燃油能通过，另一稳压部分燃油则经七号管进入直接式等压差活门控制系统；

c、工作部分燃油再经过九号管进入到燃油喷嘴进行燃烧，另一稳压部分燃油经十号管、十一号管进入直接式等压差活门控制系统；

d、从七号管和十一号管进入的两部分稳压燃油，在密封活塞的两端形成压差，这个压差致使弹簧进行伸缩，从而控制密封活塞的进程而使燃油出口段的开合度变化，这就是直接作用式燃油计量的方法原理；

e、从活塞缸的出油口返回的燃油经过四号管和三号管后返回到一号管再循环。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、结构简单，效果明显，可靠性高的直接作用式燃油计量装置；

二、采用高温型椭圆齿轮流量计系统，控制的精度高，受外界影响因素小；

三、采用球形当量活门计量系统与直接式等压差活门控制系统匹配控制燃油的油压和流量；

四、采用燃油流量控制主要依靠调节等压差活门控制系统的回油窗口开度将燃油泵输出多余流量送回泵的进口来实现等压差的作用；由于没有放大元件，等压差活门既是测量元件又是执行元件，因此稳态误差较大，但装置结构简单，可靠性高，在要求精度一般的在航空发动机中能广泛应用。

附图说明

图1为直接作用式燃油计量装置的结构示意图。

图2为直接作用式燃油计量装置中高温型椭圆齿轮流量计系统的结构示意图。

图3为直接作用式燃油计量装置中当量活门计量系统的结构示意图。

图4为直接作用式燃油计量装置中直接式等压差活门控制系统的结构示意图。

图5为直接作用式燃油计量装置的工作状态下的结构示意图。

图中：1-管路输送系统、2-高温型椭圆齿轮流量计系统、3-当量活门计量系统、4-直接式等压差活门控制系统、5-端接头、6-外壳、7-椭圆形叶型齿轮、8-轴、9-轴承、10-端盖及计量显示表、11-半球壳、12-带扳手的内球头当量活门、13-端头直纹盖、14-螺纹调节杆、15-带螺纹孔的桶盖、16-弹簧、17-密封活塞、18-活塞缸、111-一号管、112-二号管、113-三号管、114-四号管、115-五号管、116-六号管、117-七号管、118-八号管、119-九号管、1110-十号管、1111-十一号管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-5，一种直接作用式燃油计量装置，包括管路输送系统1、高温型椭圆齿轮流量计系统2、当量活门计量系统3和直接式等压差活门控制系统4。

所述管路输送系统1为用各种接头与各系统相连接牢固的圆形管。

所述管路输送系统1包括一号管111、二号管112、三号管113、四号管114、五号管115、六号管116、七号管117、八号管118、九号管119、十号管1110和十一号管1111。

所述高温型椭圆齿轮流量计系统2包括两个端接头5、外壳6、两个垂直相互运动的椭圆形叶型齿轮7、两根轴8、四个轴承9和端盖及计量显示表10；端接头5安装在外壳6的两侧，两根轴8通过在轴8的两端安装轴承9一上一下的固定在外壳6的内部，两个椭圆形叶型齿轮7安装在轴8上且能垂直相互运动，在外壳6的一侧还安装有端盖及计量显示表10。

所述当量活门计量系统3包括球壳体，球壳体包括两个半球壳11，在球壳体上开有在同一直线上的两孔和楔形槽，在球壳体内放置一个带扳手的内球头当量活门12。

所述直接式等压差活门控制系统4包括带三个孔的活塞缸18，一个孔开在活塞缸18的侧壁顶部，一个孔开在活塞缸18的侧壁底部，另一个孔开在活塞缸18的底部上，在活塞缸18内安装密封活塞17、弹簧16和螺纹调节杆14，密封活塞17安装在弹簧16的底部，弹簧16的顶部与螺纹调节杆14的底部连接，螺纹调节杆14穿过活塞缸18的开口处安装的桶盖15向上延伸在螺纹调节杆14的端头处安装有端头直纹盖13。

一种采用上述直接作用式燃油计量装置的计量方法，包括以下步骤：

a、燃油通过一号管111，经二号管112进入高温型椭圆齿轮流量计系统2，高温型椭圆齿轮流量计系统2将燃油计量和加压输出到五号管115；

b、通过五号管115的燃油，工作部分经过六号管116进入当量活门计量系统3，打开当量活门计量系统3的扳手后使燃油能通过，另一稳压部分燃油则经七号管117进入直接式等压差活门控制系统4；

c、工作部分燃油再经过九号管119进入到燃油喷嘴进行燃烧，另一稳压部分燃油经十号管1110、十一号管1111进入直接式等压差活门控制系统4；

d、从七号管117和十一号管1111进入的两部分稳压燃油，在密封活塞17的两端形成压差，这个压差致使弹簧进行伸缩，从而控制密封活塞17的进程而使燃油出口段的开合度变化，这就是直接作用式燃油计量的方法原理；

e、从活塞缸18的出油口返回的燃油经过四号管114和三号管113后返回到一号管111再循环。

本发明结构简单，效果明显，可靠性高的直接作用式燃油计量装置；采用高温型椭圆齿轮流量计系统，控制的精度高，受外界影响因素小；采用球形当量活门计量系统与直接式等压差活门控制系统匹配控制燃油的油压和流量；采用燃油流量控制主要依靠调节等压差活门控制系统的回油窗口开度将燃油泵输出多余流量送回泵的进口来实现等压差的作用；由于没有放大元件，等压差活门既是测量元件又是执行元件，因此稳态误差较大，但装置结构简单，可靠性高，在要求精度一般的在航空发动机中能广泛应用。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。