一種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動機燃油控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]航空發(fā)動機上采用的第三代全權數(shù)字電子控制系統(tǒng)(FADEC)是在一項綜合、可靠、容錯控制計劃下發(fā)展起來的，其控制參數(shù)多達12-13個，系統(tǒng)具有雙-雙余度和容錯能力，可以進行模塊重構。由于可靠性提高，已不設液壓機械備份，系統(tǒng)能對發(fā)動機及矢量噴管實行故障診斷和處理，并能根據(jù)飛機推進系統(tǒng)一體化來確定發(fā)動機的最佳工作參數(shù)。
[0003]而作為FADEC系統(tǒng)重要組成部分的燃油控制系統(tǒng)，其從早期的純機械控制日益過渡到純電氣控制，這就意味著將來的燃油控制系統(tǒng)對機械部件依賴將越來越小，對電氣成附件依賴越來越大，因此燃油控制系統(tǒng)的設計上也應當考慮精簡機械部件。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的:提出一種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門，緊湊設計，減輕重量。
[0005]本發(fā)明的技術方案:一種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門，包括:
[0006]增壓活門閥芯[I]和增壓活門閥套[2]，兩者互為對偶件；所述增壓活門閥套[2]為空心圓柱體，其中心為環(huán)形通孔，且壁厚在2mm以上；所述增壓活門閥套[2]最右端為限位凸臺面，沿著限位凸臺面往左端側面依次為計量窗口 [3]、過油孔[4];所述計量窗口 [3]為長寬比超過10的矩形狹縫，共有兩個，沿圓周方向均布；所述過油孔[3]為圓形通孔，共有8個，沿圓周方向均布，8個過油孔[3]面積之和超過兩個計量窗口 [3]的面積之和；所述增壓活門閥芯[I]分為三部分，最右端部分為圓柱體的活塞段，活塞段的最右端為環(huán)形限位凸臺；中間部分為封閉油腔段；最左端為環(huán)形凹槽[5];所述增壓活門閥芯[I]封閉油腔段為一細長圓柱體與一個大圓柱體組合而成，細長圓柱體直徑為大圓柱體直徑的1/3，細長圓柱體長度為大圓柱體10倍，大圓柱體直徑等于所述增壓活門閥芯[I]活塞段直徑；當處于初始狀態(tài)時，所述增壓活門閥芯[I]的活塞段限位凸臺下表面與所述增壓活門閥套[2]限位凸臺上表面貼合；且封閉油腔段大圓柱體左邊端面和所述增壓活門閥套[2]左端面平齊，活塞段其余部分與封閉油腔段處于所述增壓活門閥套[2]環(huán)形通孔內，活塞段能完全遮蔽計量窗口 [3]，而封閉油腔段與所述增壓活門閥套[2]形成一個環(huán)形空間，環(huán)形空間通過過油孔[4]與外部連通；所述環(huán)形凹槽段[5]通過一個細長圓柱體與所述增壓活門閥芯
[I]封閉油腔段大圓柱體相連。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點:本文提到的增壓活門，在與力矩馬達/電液伺服閥聯(lián)合工作下，可以達到取消計量活門、減輕重量的目的。
【附圖說明】
:
[0008]圖1是本發(fā)明增壓活門結構圖?！揪唧w實施方式】:
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。
[0010]傳統(tǒng)設計方案中，增壓活門只用于燃油栗運轉初期“憋”起來壓差活門前后壓差，或在控制油控制下，打開或者切斷出口供油，本方案通過相關設計使通過增壓活門閥套計量窗口的燃油流量為增壓活門閥芯位移量的單值函數(shù)，再通過測量出位移量，達到完全計量燃油流量的目的。
[0011]圖1中，I代表增壓活門閥芯；2代表增壓活門閥套；3代表增壓活門閥套上的計量窗口 ；4代表增壓活門閥套過油孔；5代表增壓活門閥芯環(huán)形凹槽。
[0012]—種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門，所述增壓活門分為增壓活門閥芯I和增壓活門閥套2，兩者互為對偶件。所述增壓活門閥套2為空心圓柱體，其中心為環(huán)形通孔，且壁厚必須保證2mm以上；所述增壓活門閥套2最右端為限位凸臺面，沿著限位凸臺面往左端側面依次為計量窗口 3、過油孔4 ;所述計量窗口 3為長寬比超過10的矩形狹縫，共有兩個，沿圓周方向均布；所述過油孔3為圓形通孔，共有8個，沿圓周方向均布(注意8個過油孔3面積之和必須要超過兩個計量窗口 3的面積之和)。所述增壓活門閥芯I分為三部分，最右端部分為活塞段，而活塞段的最右端為環(huán)形限位凸臺；中間部分為封閉油腔段；最左端為環(huán)形凹槽5。所述增壓活門閥芯I活塞段為圓柱體，其最右端為環(huán)形限位凸臺；所述增壓活門閥芯I封閉油腔段為一細長圓柱體與一個大圓柱體組合而成，細長圓柱體直徑僅為大圓柱體直徑的1/3，但長度為其10倍，大圓柱體直徑等于所述增壓活門閥芯I活塞段直徑；當處于初始狀態(tài)時，所述增壓活門閥芯I的活塞段限位凸臺下表面與所述增壓活門閥套2限位凸臺上表面緊密貼合；且封閉油腔段大圓柱體左邊端面正好和所述增壓活門閥套2左端面平齊，活塞段其余部分與封閉油腔段處于所述增壓活門閥套2環(huán)形通孔內，活塞段剛好能完全遮蔽計量窗口 3，而封閉油腔段與所述增壓活門閥套2形成一個環(huán)形空間，環(huán)形空間通過過油孔4與外部連通。所述環(huán)形凹槽段5通過一個細長圓柱體與所述增壓活門閥芯I封閉油腔段大圓柱體相連，連接用的細長圓柱體直徑略大于所述增壓活門閥芯I封閉油腔段細長圓柱體的直徑，且所述環(huán)形凹槽5直徑略小于所述增壓活門閥芯I活塞段直徑。
[0013]當處于工作狀態(tài)時，燃油通過過油孔4進入封閉油腔段，在液壓力的作用下推動增壓活門閥芯I移動，一旦增壓活門閥芯I移動，將失去對增壓活門閥套2側面的計量窗口3的完全遮蔽，燃油將通過計量窗口 3泄漏。假定增壓活門閥芯I移動的位移為X，由于計量窗口 3為矩形，則可以得到計量窗口 3的泄露面積S(X);另外根據(jù)胡克定律，作用于增壓活門閥芯I的彈簧力可以得到，設定為F(X)，而彈簧力作用面積為增壓活門閥芯I活塞段截面積，上述面積已知，設為A，則計量窗口 3泄漏燃油前后壓差為AP = F(X)ZA ;根據(jù)流量公式(I)可以得到通過計量窗口 3的流量Q，
[0014]Q= μ X S (x) X (2 X Δ P/ P )1/2........................(I)
[0015]式中μ為流量系數(shù)，P為燃油密度，均為可查常數(shù)。
[0016]為了方便測量出位移量X，所以設置了增壓活門閥芯環(huán)形凹槽5，通過杠桿原理，將杠桿的一頭固定于增壓活門閥芯環(huán)形凹槽5中，杠桿的另一頭連接位置傳感器，即可測量出位移量X。整個轉換過程如流量信號一一>位移信號一一> 電信號，通過電子控制器 (ECU)解算，即可計量出燃油流量。
【主權項】
1.一種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門，其特征在于，包括: 增壓活門閥芯[I]和增壓活門閥套[2]，兩者互為對偶件；所述增壓活門閥套[2]為空心圓柱體，其中心為環(huán)形通孔，且壁厚在2mm以上；所述增壓活門閥套[2]最右端為限位凸臺面，沿著限位凸臺面往左端側面依次為計量窗口 [3]、過油孔[4];所述計量窗口 [3]為長寬比超過10的矩形狹縫，共有兩個，沿圓周方向均布；所述過油孔[3]為圓形通孔，共有8個，沿圓周方向均布，8個過油孔[3]面積之和超過兩個計量窗口 [3]的面積之和；所述增壓活門閥芯[I]分為三部分，最右端部分為圓柱體的活塞段，活塞段的最右端為環(huán)形限位凸臺；中間部分為封閉油腔段；最左端為環(huán)形凹槽[5];所述增壓活門閥芯[I]封閉油腔段為一細長圓柱體與一個大圓柱體組合而成，細長圓柱體直徑為大圓柱體直徑的1/3，細長圓柱體長度為大圓柱體10倍，大圓柱體直徑等于所述增壓活門閥芯[I]活塞段直徑；當處于初始狀態(tài)時，所述增壓活門閥芯[I]的活塞段限位凸臺下表面與所述增壓活門閥套[2]限位凸臺上表面貼合；且封閉油腔段大圓柱體左邊端面和所述增壓活門閥套[2]左端面平齊，活塞段其余部分與封閉油腔段處于所述增壓活門閥套[2]環(huán)形通孔內，活塞段能完全遮蔽計量窗口 [3]，而封閉油腔段與所述增壓活門閥套[2]形成一個環(huán)形空間，環(huán)形空間通過過油孔[4]與外部連通；所述環(huán)形凹槽段[5]通過一個細長圓柱體與所述增壓活門閥芯[I]封閉油腔段大圓柱體相連。
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空發(fā)動機燃油控制系統(tǒng)。提出一種杠桿式的流量-位移轉換功能的增壓活門，包括：增壓活門閥芯1和增壓活門閥套2，兩者互為對偶件；所述增壓活門閥套2為空心圓柱體，其中心為環(huán)形通孔，所述增壓活門閥套2最右端為限位凸臺面，沿著限位凸臺面往左端側面依次為計量窗口3、過油孔4；所述計量窗口3共有兩個，沿圓周方向均布；所述過油孔3為圓形通孔，共有8個，沿圓周方向均布，8個過油孔3面積之和超過兩個計量窗口3的面積之和；所述增壓活門閥芯1分為三部分，最右端部分為圓柱體的活塞段，活塞段的最右端為環(huán)形限位凸臺；中間部分為封閉油腔段；最左端為環(huán)形凹槽5。
【IPC分類】F02D41/00, F15B13/02
【公開號】CN105604711
【申請?zhí)枴緾N201410649411
【發(fā)明人】劉菁, 馮剛, 廖遠洋
【申請人】北京航科發(fā)動機控制系統(tǒng)科技有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2014年11月14日