一种多时序的计量活门及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种军用航空发动机加力系统控制执行元件的结构，特别是在实现加力泵接通及给加力燃烧室供油时的多时序的计量活门及其使用方法。


背景技术：

2.军用航空发动机燃油控制系统是发动机的核心系统，其中加力系统控制的工作是根据发动机的工作状态需求改变发动机加力的接通或关断。在进入加力状态时，系统需实现从加力泵接通到提供指令油再到计量燃油输出三个时序要求。在此基础上，为了提高发动机的安全性，控制系统需进行回路检测，回路检测中不能出现加力泵温升过大等问题。针对该需求，提出一种多时序的活门结构。


技术实现要素：

3.为解决加力泵温升过高及加力燃烧室异常不供油问题，本发明提供了一种多时序的计量活门及其使用方法。
4.本发明的技术方案：一种多时序的计量活门，包括壳体，壳体中装设有计量活门,计量活门装设在计量活门衬套内；所述计量活门的右端为小径端，装设有弹簧，左端为大径端，装设有线位移传感器；所述弹簧的一端止靠在计量活门上，另一端止靠在弹簧座的一端，弹簧座的另一端止靠在端盖上，调整钉装配于端盖内。
5.前述的多时序的计量活门中，所述壳体上从左至右，依次设有计前油腔、计后油腔、定压油腔一、指令油腔、回油腔、定压油腔二和加力泵控制腔。
6.前述的多时序的计量活门中，所述计量活门的形状为大径段和小径段组成的台阶状圆柱体；所述计量活门从左至右依次开设有环形槽d1、环形槽d2、环形槽d3、环形槽d4和环形槽d5；所述环形槽d1用于与计前油腔中的计量前燃油沟通；所述环形槽d2用于与指令油腔中的指令油沟通；所述环形槽d3用于与指令油腔中的指令油与回油腔中的回油沟通；所述环形槽d4用于与加力泵控制腔中的加力泵控制油沟通；所述环形槽d5用于与加力泵控制油与回油的沟通，同时回油通过设于小径段上的细长孔沟通至系统回油腔。
7.前述的多时序的计量活门中，所述计量活门衬套的形状为多个大小不等的圆柱体交叉相连而成；所述计量活门衬套从左至右依次设有圆柱体d1、圆柱体d2、圆柱体d3、圆柱体d4、圆柱体d5、圆柱体d6和圆柱体d7；所述圆柱体d1沿径向方向均布有若干个孔ⅰ，用于沟通计量前燃油；所述圆柱体d2沿径向方向均布有若干个孔ⅱ，用于沟通计后油腔中的计量后燃油；所述圆柱体d3沿径向方向均布有若干个两边小中间大的特殊型孔ⅲ，用于与定压油腔一和定压油腔二中的定压油沟通；所述圆柱体d4沿径向方向均布有若干个孔ⅳ，用于沟通指令油；所述圆柱体d5沿径向方向均布有若干个孔
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，用于沟通回油；所述圆柱体d6沿径向方向均布有若干个孔ⅵ，用于沟通加力泵控制腔与回油；所述圆柱体d7沿径向方向均布有若干个孔ⅶ，用于沟通定压油与加力泵控制腔，控制加力泵的接通。
8.所述计量活门的左端设有螺纹孔，用于计量活门和线位移传感器固定。
9.一种多时序的计量活门的使用方法，所述多时序的计量活门用于实现加力泵接通及给加力燃烧室供油；当所述多时序的计量活门接受指令向右移动时，在未进入加力之前，计量活门通过向右移动一定距离实现回路检测，此时加力泵控制油、指令油、计量燃油均未建立；当需要进入加力时，计量活门继续向右移动，首先由环形槽d4将来自定压油的压力沟通到加力泵控制腔，加力泵控制腔的压力随之建立，加力泵进入加力工作状态；接着由环形槽d5沟通定压油和指令油，实现指令油的输出；最后由环形槽d1沟通计量前燃油和计量后燃油，实现计量燃油的输出；当退出加力时，计量活门向左移动，移动的过程中，按序退出加力。
10.有益效果本发明在满足发动机时序需求的情况下，提出一种计量活门的结构，可按序实现控制系统的安全回路检测、加力泵接通及加力燃烧室正常供油，有效避免回路检测时加力泵温升过高及加力燃烧室异常不供油的问题，提高发动机工作的安全性。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
12.图1是本发明结构的装配示意图（图中22-27标注的箭头表示了油向）；图2是计量活门的结构示意图；图3是计量活门衬套的结构示意图。
13.附图中的标记为：线位移传感器1、壳体2、计量活门衬套3、计量活门4、弹簧5、弹簧座6、端盖7、调整钉8、计前油腔21、计后油腔22、定压油腔一23、指令油腔24、回油腔25、定压油腔二26、加力泵控制腔27。
具体实施方式
14.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
15.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
16.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
17.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，
可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
19.实施例。一种多时序的计量活门。其结构如图1所示，包括线位移传感器1、壳体2、计量活门衬套3、计量活门4、弹簧5、弹簧座6、端盖7、调整钉8等。计量活门4装在计量活门衬套3内，计量活门4结构小径端装有弹簧5，大径端装有线位移传感器1，弹簧5一端止靠在计量活门4上，另一端止靠在弹簧座6上，弹簧座6另一端止靠在端盖7上，调整钉8装配于端盖7内，整个组件装在壳体2内。计量活门4的必须按照大小径端来设计，这样做的目的是便于装配。
20.计量活门结构如图2所示，计量活门4的形状为大径段和小径段组成的台阶状圆柱体。大径段端面有一定尺寸的螺纹孔，便于计量活门与线位移传感器的固定；大径段圆柱体上开有环形槽d1、d2、d3、d4、d5。其中，d1用于计量前燃油的沟通；d2用于指令来油的沟通；d3用于指令油与回油的沟通；d4用于加力泵控制油的沟通；d5用于加力泵控制油与回油的沟通，同时回油通过小径段上细长的孔沟通至系统回油腔。
21.计量活门衬套结构如图3所示，计量活门衬套3的形状为多个大小不等的圆柱体交叉相连而成。圆柱体d1沿径向方向均布有若干个孔ⅰ，用于计量前燃油的沟通；d2沿径向方向均布有若干个孔ⅱ，用于沟通计量后燃油；d3沿径向方向均布有若干个两边小中间大的特殊型孔ⅲ，用于沟通定压油；d4沿径向方向均布有若干个孔ⅳ，用于沟通指令油；d5沿径向方向均布有若干个孔
ⅴ
，用于沟通回油；d6沿径向方向均布有若干个孔ⅵ，用于沟通加力泵控制腔与回油；d7沿径向方向均布有若干个孔ⅶ，用于沟通定压油与加力泵控制腔，控制加力泵的接通。两边小中间大的特殊型孔ⅲ是根据本活门的控制规律算出来的，若不按照两边小中间大的形式设计“特殊型孔
ⅲ”
就无法实现计量活门的计量要求。
22.经过计算，设计的计量活门的环形槽d1为ф12mm,环形槽d2为ф15mm,环形槽d3为ф15mm,环形槽d4为ф15mm,环形槽d5为ф15mm。计量活门衬套上圆柱体d1直径为ф25mm,沿径向方向均布有4个长10.5mm、宽6mm、两边半圆为r3的腰型孔i；圆柱体d2直径为ф26mm,沿径向方向均布有2个长为9.5mm、宽为1.78mm的矩形孔ⅱ；圆柱体d3直径为ф25mm,沿径向方向均布有4个长8mm、宽1mm、四个角倒圆角为r0.3的矩形孔ⅲ；圆柱体d4直径为ф25mm,沿径向方向均布有4个长6mm、宽3.5mm、四个角倒圆角为r0.3的矩形孔ⅳ；圆柱体d5直径为ф25mm,沿径向方向均布有4个长8mm、宽1mm、四个角倒圆角为r0.3的矩形孔
ⅴ
；圆柱体d6直径为ф25mm,沿径向方向均布有6个直径为ф2的孔ⅵ；圆柱体d5直径为ф25mm,沿径向方向均布有4个长8mm、宽1.5mm、四个角倒圆角为r0.3的矩形孔ⅶ。此处提供的参数是大量实验后优化的参数，按照如上参数生产的活门具有既满足强度要求，重量轻，同时还有很好的装配工艺性的优点。如果调整前述尺寸参数，所制备的活门就会出现技术问题。
23.当计量活门接受指令向右移动时，在未进入加力之前，计量活门通过移动特定距离实现回路检测，此时加力泵控制油、指令油、计量油均未建立；当需要进入加力时，计量活门继续向右移动，首先由环形槽d4将来自定压油的压力沟通到加力泵控制腔，加力泵控制腔的压力随之建立，加力泵进入加力工作状态；接着由环形槽d5沟通定压油和指令油，实现
指令油的输出；最后由环形槽d1沟通计量前燃油（计前油）和计量后燃油（计后油），实现计量燃油的输出。退出加力时，计量活门向左移动，移动的过程中，按序退出加力。三个时序正向依次是接通加力泵、提供指令油、计量燃油输出；对应的按序退出加力，就是反向的先不输出计量燃油，然后不接通指令油，最后不接通加力泵。
24.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。