一种燃气发动机及其连续流量阀的制作方法

本发明涉及发动机，特别涉及一种燃气发动机及其连续流量阀。

背景技术：

1、连续流量阀是一种燃气调节阀，广泛应用在气体发动机的燃料供给和航天飞行器高温燃气调节上，其作用是通过对于连续流量阀腔体内气体压力的调节使通过laval喷管的气体流达成超音速状态，通过对于laval喷管通流截面的控制，达成对于流量的控制，目前连续流量阀对于连续流量阀腔体内气体压力的调节一般依靠一级阀体之中的一级电机执行器，对于流量的控制一般依靠置于二级阀体之中的二级电机执行器，然而这种调节控制方式中一级电机执行器与二级电机执行器同时使用会导致产品功耗、重量较大，也需要关联更复杂的驱动电路软硬件设计，系统复杂，产品潜在失效项目增多，可靠性变差，且一级电机执行器会带来更为复杂的磁场环境，对于二级电机位置反馈系统磁场产生干扰，影响二级电机控制机构精度，除此之外，一级阀体的设计会受限于内部一级电机执行器的结构、体积，使产品不能紧凑设计，产品整体尺寸大，不利于其在整机或系统中的布置。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种连续流量阀，以改善现有连续流量阀重量、功耗较大，控制系统复杂，可靠性差，容易产生电磁干扰，连续流量阀结构不紧凑的问题，降低连续流量阀的制造及使用成本。

2、本发明的第二个目的在于提供一种包括上述连续流量阀的燃气发动机。

3、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

4、一种连续流量阀，包括：

5、阀体，所述阀体内设置有稳压腔、执行腔以及容置腔，所述稳压腔以及所述容置腔分别与所述执行腔连通，所述稳压腔设置有与外界连通的气流入口，所述执行腔设置有与外界连通的气流出口；

6、laval喷管，所述laval喷管密封装配于所述气流出口；

7、压力调节装置，设置于所述稳压腔内，所述压力调节装置的入口与所述laval喷管的出口连通，所述压力调节装置用于根据所述laval喷管的出口压力调节所述laval喷管的入口压力；

8、执行装置，所述执行装置的主体设置于所述容置腔内，所述执行装置的执行端穿过所述执行腔与阀芯连接，所述阀芯与所述laval喷管配合以控制所述laval喷管的通流截面。

9、可选地，所述阀体包括主体、第一阀盖以及第二阀盖，所述执行腔设置于所述主体，所述稳压腔设置于所述第一阀盖，所述第一阀盖与所述主体可拆卸密封连接，所述第二阀盖与所述主体可拆卸密封连接围成所述容置腔。

10、可选地，所述第一阀盖与所述主体之间通过第一法兰结构可拆卸连接，且所述第一法兰结构的配合面上设置有用于容纳密封圈的容槽。

11、可选地，所述第二阀盖与所述主体之间通过第二法兰结构可拆卸连接，且所述第二法兰结构的配合面上设置有用于容纳密封圈的容槽。

12、可选地，所述压力调节装置包括：

13、装置主体，所述装置主体内设置有膜片，所述膜片将所述装置主体的内腔分隔为第一腔体以及第二腔体，所述第一腔体与所述气流入口连通，所述第二腔体与所述laval喷管的出口连通；

14、第一弹性调压机构，包括第一弹性件以及第一施压件，所述第一施压件在所述第一腔体内可沿垂直于所述膜片的方向往复移动，所述第一弹性件设置于所述第一施压件与所述装置主体之间，以使所述第一施压件抵压于所述膜片一侧表面；

15、第二弹性调压机构，包括第二弹性件以及第二施压件，所述第二施压件在所述第二腔体内可沿垂直于所述膜片的方向往复移动，所述第二弹性件设置于所述第二施压件与所述装置主体之间，以使所述第二施压件与所述第一施压件相对地抵压于所述膜片的另一侧表面。

16、可选地，所述装置主体包括可拆卸连接的第一壳体以及第二壳体，所述膜片夹持于所述第一壳体与所述第二壳体之间，所述第一腔体设置于所述第一壳体内，所述第二腔体设置于所述第二壳体内。

17、可选地，所述第一壳体与所述阀体为一体结构，所述第二壳体与所述阀体可拆卸连接并将所述膜片夹紧，所述第二壳体与所述阀体之间形成供所述膜片往复移动的活动腔。

18、可选地，所述第一施压件包括驱动杆以及第一压片，所述驱动杆的第一端与所述阀体之间设置所述第一弹性件，所述驱动杆靠近所述驱动杆的第一端的外周壁设置环形凸台，所述驱动杆的第二端穿过所述气流入口以及所述阀体的侧壁伸入所述活动腔内将所述第一压片抵压于所述膜片，所述驱动杆的第二端与所述阀体的侧壁之间滑动密封配合。

19、可选地，所述第二施压件为第二压片，所述第二弹性调压机构还包括预紧力调节结构，所述预紧力调节结构包括：

20、调节压板，所述调压压板设置于所述第二腔体内，所述第二弹性件设置于所述调压压板与所述第二压片之间；

21、调节杆，所述调节杆与所述第二壳体螺纹配合，所述调节杆的第一端伸入所述第二腔体内并抵接于所述调节压板，所述调节杆的第二端设置有用于将所述调节杆相对于所述第二壳体锁定的锁紧螺母。

22、可选地，所述气流出口包括大径段以及小径段，所述大径段与所述小径段之间形成有止挡台阶面，所述小径段与所述执行腔连通，所述laval喷管的外壁设置有环形限位止挡，所述laval喷管的一端与所述小径段密封配合连接，所述环形限位止挡与所述止挡台阶面接触配合对所述laval喷管进行限位。

23、可选地，所述laval喷管在所述环形限位止挡的两侧的外壁面分别设置有用于容纳密封圈的环槽。

24、可选地，所述laval喷管远离所述执行腔的一端设置有导向锥面。

25、可选地，所述执行装置为电磁执行器。

26、可选地，还包括阀芯位置检测装置以及控制器，所述阀芯位置检测装置与所述控制器的信号输入端连接，所述执行装置与所述控制器的信号输出端连接，所述控制器集成有温度采集模块以及压力采集模块，所述温度采集模块用于采集所述执行腔内的气流温度，所述压力采集模块用于采集所述执行腔内的气流压力；

27、所述控制器用于根据所述温度采集模块以及所述压力采集模块的检测信息以及所述阀芯位置检测装置的反馈信息控制所述执行装置动作以调节所述阀芯的位置。

28、可选地，所述阀芯位置检测装置为霍尔传感器。

29、一种燃气发动机，包括如上任意一项所述的连续流量阀。

30、由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种连续流量阀，该连续流量阀包括阀体、laval喷管、压力调节装置以及执行装置，其中，阀体内设置有稳压腔、执行腔以及容置腔，稳压腔以及容置腔分别与执行腔连通，稳压腔设置有与外界连通的气流入口，执行腔设置有与外界连通的气流出口；laval喷管密封装配于气流出口；压力调节装置设置于稳压腔内，压力调节装置的入口与laval喷管的出口连通，压力调节装置用于根据laval喷管的出口压力调节laval喷管的入口压力，压力调节装置可以为膜片式调压阀；执行装置的主体设置于容置腔内，执行装置的执行端穿过执行腔与阀芯连接，阀芯与laval喷管配合以控制laval喷管的通流截面。

31、在应用时，气流由气流入口进入稳压腔中，稳压腔能够起到一定的稳压作用，使流体压力波动范围维持一个较低的水平，在laval喷管的入口的气体气压与出口的气体背压达到临界压比后，laval喷管中形成音速流，此时连续流量阀的出口背压波动不再影响出口流量，连续流量阀的流量在此情况下随laval喷管的入口的气流参数(压力、密度与温度)而变化，因为稳压腔的设计，使压力参数保持稳定，同时通过对于密度与温度的修正，实现连续流量阀出口流量的稳定；与此同时，laval喷管的出口的中的气体导流回稳压腔中的压力调节装置，利用压力调节装置使在laval喷管的入口的气流压力，能够随laval喷管的出口的压力形成线性关系(如维持压差恒定)，这种设计对于常规的压力波动就起到滤波的作用，使之不会对于连续流量阀的气体流量控制精度产生不利影响。

32、由此可见，上述连续流量阀取消原有的一级电机执行器结构，改为设计稳压腔，可以实现连续流量阀laval喷管的入口的气体气压波动在较低的水平，由于稳压腔体为机械结构，减少内部的一级电机执行器，能够更简单的实现连续流量阀对于气体流量的控制，同时降低连续流量阀的重量、成本及功耗，并且稳压腔的结构设计不会受限于以往方案中内部一级电机执行器的结构、体积的限制，能够使连续流量阀结构更为紧凑，有利于其在整机或系统中的布置，同时由于减少了一级电机执行器，还能够简化以往方案中的控制逻辑、驱动电路软硬件设计，使连续流量阀的潜在失效项减少，提高连续流量阀的可靠性，避免以往一级电机执行器产生的电磁干扰，提高执行装置的控制精度，同时，利用稳压腔中压力调节装置中的弹簧机构的硬度与阻尼系数的设计，能够实现连续流量阀laval喷管前后端压力关系的解耦，使laval喷管出口的压力的正常波动不会影响到laval喷管入口的压力稳定性，使连续流量阀的流量调节更为精准。

33、本发明还公开了一种燃气发动机，该燃气发动机包括上述连续流量阀，由于该燃气发动机采用了上述连续流量阀，因此燃气发动机理应具有与连续流量阀相同的有益效果，在此不再赘述。