一种分级增压燃油泵的制作方法

1.本技术涉及冲压发动机燃油领域，尤其涉及一种原分级增压燃油泵。


背景技术：

2.冲压发动机航空领域重要的动力装置，燃油泵作为冲压发动机燃料供应系统的核心部件，直接影响了冲压发动机的动力。燃油泵分别与油箱和冲压发动机连接，用于将油箱内的煤油泵出并输送至冲压发动机内，这个过程需要燃油泵内部的压强既可以满足将煤油泵出，同时可以将煤油泵送至冲压发动机。
3.现有技术中，冲压发动机在飞行过程中一般处于临近空间状态，其大气环境压力相对于地表急剧下降，同时燃油泵处于高速运行状态，进一步降低流场内部压力，容易在燃油泵内诱发空化，空化严重时燃油泵内部产生的空化泡将堵塞内部流道，降低泵出口(冲压发动机与燃油泵的连接口)压及流量。但是，在航空领域内为了降低耗电功率和电池重量，需要提高燃油泵的转速，提高转速的过程中将进一步降低燃油泵流场内最低压力点压力，进而诱发空化的产生。
4.因此，如何在保证燃油泵转速的前提下，保证燃油泵内的流量，并降低空化，成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种。
6.第一方面，本技术提供了一种分级增压燃油泵，其特征在于，包括：驱动机构、齿轮级机构和离心级机构；
7.所述驱动机构包括直流电机、齿轮传动轴、离心传动轴；
8.所述齿轮级机构包括齿轮级主动齿、齿轮级从动齿、齿轮级轴承，其中，所述齿轮传动轴驱动所述齿轮级主动齿转动，所述齿轮级主动齿与所述齿轮级从动齿啮合；
9.所述离心级机构包括减速器、离心轮、诱导轮，其中，所述减速器与所述离心传动轴连接，所述减速器用于减小离心传动轴的转速，所述离心传动轴带动所述离心轮和诱导轮转动；
10.所述离心级机构的转速小于所述齿轮级机构的转速，所述离心级机构通过管路与所述齿轮级机构连通。
11.优选的
12.所述离心级机构和齿轮级机构分别设置在所述齿轮传动轴的两端。
13.优选地，所述离心级机构管路出口的流体介质压力满足齿轮级机构管路入口临界最低压力值。
14.优选地，所述齿轮级轴承与齿轮级从动齿、齿轮级主动齿之间的间隙值为0.03～0.04mm。
15.优选地，所述临界最低压力值为30kpa。
16.优选地，所述离心轮的叶片设置为三维空间扭曲叶片；所述诱导轮设置为变螺距及入口边后掠结构。
17.优选地，所述管路设置为蜗壳螺旋流道。
18.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
19.本技术实施例提供的分级式燃油泵，将齿轮和离心功能部分分开设计，分别设置为齿轮级机构和离心级机构，在离心级机构中设置减速器，降低离心级机构的转速，离心级机构出口流体介质压力满足齿轮级入口临界最低压力要求，保证齿轮级机构正常工作，同时还能降低空化。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
21.为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。
22.图1为本技术实施例提供的一种分级增压燃油泵结构示意图。
23.1-齿轮级主动齿，2-齿轮级从动齿，3-齿轮级轴承，4-直流电机，5-减速器，6-离心轮，7-诱导轮，8-齿轮传动轴，9-离心传动轴。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在航空航天领域，大功率高转速燃油泵中空化是影响其正常工作的一个关键因素。提高燃油泵转速是减小系统耗电功率和电池重量的最有效手段，但是在提高转速的过程中，将进一步降低燃油泵流场内最低压力点的压力，容易诱发空化的产生。因此，在保证燃油泵高转速、轻量化性能的同时，降低空化，成为亟需解决的技术问题。
26.本技术提供了一种分级增压燃油泵，具体参见图1，图1为本技术实施例提供的一种分级增压燃油泵结构示意图。
27.分级增压燃油泵包括：驱动机构、齿轮级机构和离心级机构；所述驱动机构包括直流电机4、齿轮传动轴8、离心传动轴9；所述齿轮级机构包括齿轮级主动齿1、齿轮级从动齿2、齿轮级轴承3，其中，所述齿轮传动轴8驱动所述齿轮级主动齿1转动，所述齿轮级主动齿1与所述齿轮级从动齿2啮合；所述离心级机构包括减速器5、离心轮6、诱导轮7，其中，所述减速器5与所述离心传动轴9连接，所述减速器5用于减小离心传动轴9的转速，所述离心传动轴9带动所述离心轮6和诱导轮7转动；所述离心级机构的转速小于所述齿轮级机构的转速，所述离心级机构通过管路与所述齿轮级机构连通。
28.燃油泵装置位于油箱和发动机之间，其中离心级机构与油箱连通，齿轮级机构与发动机连接，用于将油箱内的油泵出，并通过离心级机构和齿轮级机构，输送至发动机内。
29.燃油泵是由齿轮级机构和离心级机构两级增压组成，传统的一体式燃油泵齿轮级机构和离心级机构采用共轴设计，同时处于高速运转状态，高速运行状态下，离心级机构流场容易诱发空化的产生，从而堵塞流道，无法及时将流体介质输送至齿轮级机构，进而影响发动机的工作。
30.为了减轻燃油泵内部空化的产生和发展，降低燃油泵入口(离心级机构与油箱连接的入口)的要求，本技术提供的实施例中，采用分级式设计。离心级机构和齿轮级机构分别设置在齿轮传动轴8的两端，其中，离心级机构通过离心级传动轴连接，齿轮级机构通过齿轮级传动轴连接。
31.离心级传动轴与直流电机4连接，直流电机4可以带动离心级传动轴转动，减速器5与离心级传动轴连接，通过减速器5的作用，将直流电机4高转速转换为中低转速，降低离心级机构在运行过程中的空化，燃油介质通过离心级机构做功提高能量，然后通过管路将经过离心级机构做功的燃油介质输送至齿轮级机构入口，提高其入口压力，满足齿轮级机构入口压力要求。
32.其中，离心级机构管路出口的流体介质压力满足齿轮级机构管路入口临界最低压力值。临界最低压力值为30kpa。
33.为了保证燃油泵运行稳定性，在设计时，应该考虑滑动轴承和齿轮之间的配合关系，选取合理的配合间隙值，在轴承内部形成良好的动压油膜和相应合理的间隙，确保在低转速低压、高转速高压等燃油泵负载变化较大的特殊情况下，达到稳定运行的条件。其中，上述间隙值为0.03～0.04mm。
34.离心轮6的叶片设置为三维空间扭曲叶片；所述诱导轮7设置为变螺距及入口边后掠结构。离心级机构和齿轮级机构之间通过蜗壳螺旋流道连通。
35.燃油泵在工作时，煤油由储罐进入离心级机构，首先经过诱导轮7初步增压，然后流入离心轮6由离心叶片推动做功，提高流体介质动能，后通过蜗壳螺旋流道将流体介质动能转换成压力势能，离心级机构出口流体介质压力满足齿轮级入口临界最低压力要求，保证齿轮级机构正常工作。
36.由上述描述可知，本技术提供的实施例中，通过设置离心级机构和齿轮级机构，降低离心级机构的转速，从而降低离心轮6和诱导轮7的转速，进而降低空化能力。另外，离心级机构的转速又能满足将煤油泵入齿轮级机构的动能，在保证齿轮级机构入口压力的前提下，降低空化能力。
37.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。