【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)控制，涉及燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制設(shè)計，尤其涉及一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置、方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、航空發(fā)動機作為現(xiàn)代航空器的核心動力裝置，其燃油系統(tǒng)的設(shè)計直接影響發(fā)動機的性能和可靠性。為了降低發(fā)動機的耗油率，拓寬燃燒室熄火邊界，航空發(fā)動機目前普遍采用多燃油供油路設(shè)計方案，這種設(shè)計通常包含主燃油供油系統(tǒng)和副燃油供油系統(tǒng)等，以實現(xiàn)不同工況下的精確供油控制。然而，多油路設(shè)計的引入也增加了燃油系統(tǒng)的復(fù)雜性，特別是在發(fā)動機停車狀態(tài)下，為了防止燃油噴嘴和燃油總管積碳，必須及時將燃油油路總管內(nèi)的燃油排泄出來。同時，在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，泄油系統(tǒng)不能影響各自燃油油路的正常供油，這對燃油泄油控制裝置提出了更高的要求。
2、目前，常規(guī)的燃油泄油控制裝置多是通過液壓驅(qū)動的各類活門進行通斷切換，主要通過活門的啟閉動作來實現(xiàn)燃油的密封與排放，然而，這種傳統(tǒng)的機械式燃油放油控制裝置存在一些固有的缺陷：一是長時間的機械運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致活門、密封件等關(guān)鍵部件產(chǎn)生不同程度的磨損，對系統(tǒng)的運動靈敏性會有所影響，容易出現(xiàn)卡頓、密封性能降低等問題，甚至可能引發(fā)燃油泄漏問題，尤其是在高溫、高壓等復(fù)雜工況下，泄漏的燃油會進一步加劇積碳問題，甚至可能引發(fā)火災(zāi)等安全隱患，直接威脅飛行安全。二是為了滿足多油路同時泄油的需求，傳統(tǒng)泄油控制裝置通常需要為每條油路配置獨立的泄油通道，導(dǎo)致泄油控制裝置中的機械傳動結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不僅增加了系統(tǒng)的總體重量，還顯著加大了裝置的空間尺寸，不易實現(xiàn)燃油系統(tǒng)的小型化
3、綜上所述，現(xiàn)有燃油泄油控制裝置主要存在機械磨損導(dǎo)致密封性能下降、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以實現(xiàn)小型化、控制精度和響應(yīng)速度不足以及運行穩(wěn)定性和適應(yīng)性不足等缺陷和不足，因此，如何設(shè)計一種高效、可靠、結(jié)構(gòu)緊湊且適應(yīng)多工況需求的多油路航空發(fā)動機燃油泄油控制裝置，是航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、（一）專利技術(shù)目的
2、針對現(xiàn)有燃油泄油控制裝置存在的上述缺陷和不足，為解決現(xiàn)有液壓作動泄油在密封性能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、響應(yīng)速度及可靠性等方面的局限性，本專利技術(shù)旨在提供一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置、方法及應(yīng)用，通過采用電磁控制方式驅(qū)動活門，結(jié)合雙端面可靠密封結(jié)構(gòu)以及多油路泄油通道的模塊化設(shè)計，代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械液壓作動的啟停方式，在減輕尺寸與重量的同時，實現(xiàn)更多獨立油路燃油的泄油與密封。同時，本專利技術(shù)通過優(yōu)化襯套內(nèi)部通道設(shè)計，以及在多組參考油腔與活門通孔之間的聯(lián)通，實現(xiàn)多油路燃油的同步泄放，滿足發(fā)動機停車時快速排空燃油的需求。本專利技術(shù)不僅能夠維持系統(tǒng)的小型化與輕量化，還顯著提高了泄油裝置的運行效率和適應(yīng)性，尤其適用于高溫、高壓、多通道燃油系統(tǒng)的復(fù)雜工況條件。
3、（二）技術(shù)方案
4、為實現(xiàn)該專利技術(shù)目的，解決其技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
5、本專利技術(shù)的第1個專利技術(shù)目的在于提供一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，用于在發(fā)動機停車狀態(tài)下多條燃油供油路徑快速、安全、可靠地排泄燃油，同時保證各油路在正常運行狀態(tài)下的獨立運行和可靠密封，防止燃油殘留引發(fā)積碳或泄漏并提高燃油系統(tǒng)可靠性，至少包括一上殼體、一端蓋、一襯套、一活門、一頂桿以及一電磁驅(qū)動部件，其中：
6、所述上殼體固定安裝于多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機，其內(nèi)部形成為一沿軸向延伸且頂部封閉、底部開口的上殼體內(nèi)腔，其頂部設(shè)有副燃油油路通道，側(cè)壁設(shè)有主燃油油路通道和燃油泄放通道，所述主燃油油路通道臨近上殼體中部位置設(shè)置，所述燃油泄放通道臨近上殼體底部設(shè)置；
7、所述襯套為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)體，同軸設(shè)置于上殼體內(nèi)腔中，其頂部與上殼體內(nèi)腔頂壁間具有軸向間隙，其外壁與上殼體內(nèi)腔側(cè)壁間具有徑向間隙，且其外壁的頂部、中部偏下位置、底部分別設(shè)有第一、二環(huán)形臺階部及外螺紋部，所述第一、二環(huán)形臺階部與上殼體內(nèi)腔側(cè)壁間形成主燃油進油空間，所述第二環(huán)形臺階部、外螺紋部與上殼體內(nèi)腔側(cè)壁間形成燃油泄放空間，并通過所述外螺紋部固定連接于電磁驅(qū)動部件的頂部；其外壁上還設(shè)有連通襯套內(nèi)腔與主燃油進油空間的主燃油通孔，及連通襯套內(nèi)腔與燃油泄放空間的燃油泄放通孔；其內(nèi)壁于中部偏下位置設(shè)有錐面結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁錐面結(jié)構(gòu)將襯套內(nèi)腔在軸向上分隔為上部空間和下部空間，且該下部空間形成為放油油腔；
8、所述端蓋固定于襯套頂部，頂部與上殼體內(nèi)腔頂壁間形成副燃油進油空間，中心設(shè)連通副燃油進油空間與襯套內(nèi)腔的副燃油通孔，端蓋底部設(shè)階梯槽；
9、所述活門為頂部開口、底部封閉的筒狀結(jié)構(gòu)體，同軸設(shè)置在襯套內(nèi)腔的上部空間，包括活門主體部和直徑縮小部，其中：所述活門主體部的外壁直徑與襯套內(nèi)壁直徑相適配，活門內(nèi)腔設(shè)有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧頂部抵于端蓋階梯槽中，底部推動活門復(fù)位；所述直徑縮小部的外壁與襯套內(nèi)壁間形成參考油壓腔，且其外壁上設(shè)有連通活門內(nèi)腔與參考油壓腔的副油路泄油口，其底部形成為錐面凸臺結(jié)構(gòu)，并與襯套內(nèi)壁錐面相適配并形成為錐面密封配合；
10、所述電磁驅(qū)動部件設(shè)置在上殼體底部，其頂部加工形成為帶有法蘭翻邊的襯套安裝槽，底部設(shè)計為電磁驅(qū)動組件，所述襯套安裝槽的底壁設(shè)有允許頂桿通過的頂桿過孔，并通過所述法蘭翻邊與上殼體底部實現(xiàn)端面密封；
11、所述頂桿為軸向延伸的桿狀結(jié)構(gòu)，其底部固定于電磁驅(qū)動部件的動鐵芯，頂部頂?shù)钟诨铋T底部的錐面凸臺，當(dāng)電磁驅(qū)動部件通電時，動鐵芯產(chǎn)生的驅(qū)動力沿頂桿軸向傳遞，推動活門向上移動打開泄油通道。
12、本專利技術(shù)的第2個專利技術(shù)目的在于提供一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制方法，基于本專利技術(shù)的上述多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，所述控制方法在實施時至少包括如下步驟：
13、ss1.?燃油供油路徑的初始化操作：
14、檢查發(fā)動機主燃油油路、副燃油油路和泄油通路分別與上殼體的主燃油油路通道、副燃油油路通道及燃油泄放通道連通，確保燃油供油路徑與泄油路徑的物理連接；確認(rèn)燃油泄油控制裝置中襯套、活門、端蓋及電磁驅(qū)動部件的安裝狀態(tài)，確保活門處于復(fù)位彈簧的初始密封位置，主燃油進油空間、副燃油進油空間和燃油泄放空間均處于密封狀態(tài)，燃油供油路徑保持正常運行；
15、ss2.?發(fā)動機正常運行狀態(tài)下的燃油供油控制：
16、在發(fā)動機正常運行狀態(tài)下，電磁驅(qū)動部件斷電，復(fù)位彈簧使活門的錐面凸臺與襯套內(nèi)壁的錐面密封結(jié)構(gòu)貼合；主燃油油路通道與燃油泄放通道斷開，副燃油油路通道與燃油泄放通道斷開，主燃油通孔本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，包括上殼體、端蓋、襯套、活門、頂桿以及電磁驅(qū)動部件，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述上殼體中，所述副燃油油路通道沿軸向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中副燃油進油空間與發(fā)動機副燃油油路之間的連通；所述主燃油油路通道沿徑向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中主燃油進油空間與發(fā)動機主燃油油路之間的連通；所述燃油泄放通道沿徑向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中燃油泄放空間與發(fā)動機泄油通路之間的連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套的第一、二環(huán)形臺階部均設(shè)有環(huán)形密封圈槽，其中安裝有密封圈，襯套底部的外螺紋部與電磁驅(qū)動部件的襯套安裝槽間、端蓋與襯套頂部間、襯套內(nèi)壁錐面與活門底部錐面凸臺間均設(shè)有密封墊圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套中，第一環(huán)形臺階部與第二環(huán)形臺階部之間以及第二環(huán)形臺階部與外螺紋部之間的軸向距離，均根據(jù)發(fā)動機燃油流量需求進行
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套中，其內(nèi)壁錐面結(jié)構(gòu)的軸向設(shè)置位置與第二環(huán)形臺階部相當(dāng)，并采用圓弧過渡的倒角設(shè)計，且錐面密封配合處的表面粗糙度加工至Ra≤0.4?μm，并且該錐面密封配合的接觸面積經(jīng)優(yōu)化設(shè)計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套的外壁上設(shè)置的主燃油通孔、燃油泄放通孔均沿徑向延伸，其數(shù)量均設(shè)置為多個并均沿周向均勻分布，且所述主燃油通孔的軸向位置低于上殼體的主燃油油路通道并位于第一環(huán)形臺階部與第二環(huán)形臺階部之間，所述燃油泄放通孔的軸向位置低于上殼體的燃油泄放通道并位于第二環(huán)形臺階部與外螺紋部之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述端蓋的階梯槽中設(shè)有調(diào)整墊片，所述調(diào)整墊片與復(fù)位彈簧的頂部端面相接，所述復(fù)位彈簧的自由長度、圈數(shù)和剛度系數(shù)的設(shè)計根據(jù)活門的質(zhì)量和電磁驅(qū)動部件的最大輸出推力進行匹配設(shè)計。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述活門中，活門內(nèi)腔中活門主體部與直徑縮小部的過渡部形成為用于限制復(fù)位彈簧下端位置的環(huán)形臺階面，且所述環(huán)形臺階面與端蓋階梯槽之間的軸向距離經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，使得復(fù)位彈簧在電磁驅(qū)動部件斷電狀態(tài)下保持穩(wěn)定壓縮狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述直徑縮小部的外壁上設(shè)置的副油路泄油口沿徑向延伸并沿周向均布設(shè)置為多個，以確保副油路泄油過程中具有足夠的流通面積，且所述副油路泄油口的軸向設(shè)置位置需確保在活門向上移動過程中能夠同時連通活門內(nèi)腔、參考油壓腔與放油油腔，同時所述副油路泄油口在活門復(fù)位至密封位置時完全與參考油壓腔隔斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述電磁驅(qū)動組件包括線圈、靜鐵芯和動鐵芯，所述動鐵芯的行程設(shè)計為不小于3mm，所述線圈的設(shè)計參數(shù)需確保在24V工作電壓下能產(chǎn)生足夠的電磁驅(qū)動力，克服復(fù)位彈簧力和油壓力的作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述頂桿采用非磁性材料制成，其與動鐵芯的連接采用螺紋固定方式，頂端與活門底部的接觸面經(jīng)表面硬化處理，頂桿的軸向長度根據(jù)電磁驅(qū)動部件的行程要求優(yōu)化設(shè)計。
12.一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制方法，基于權(quán)利要求1~11任一項所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于，所述控制方法在實施時至少包括如下步驟：
13.一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機，其特征在于，包括權(quán)利要求1~11任一項所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，包括上殼體、端蓋、襯套、活門、頂桿以及電磁驅(qū)動部件，其特征在于：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述上殼體中，所述副燃油油路通道沿軸向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中副燃油進油空間與發(fā)動機副燃油油路之間的連通；所述主燃油油路通道沿徑向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中主燃油進油空間與發(fā)動機主燃油油路之間的連通；所述燃油泄放通道沿徑向延伸，用于實現(xiàn)上殼體內(nèi)腔中燃油泄放空間與發(fā)動機泄油通路之間的連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套的第一、二環(huán)形臺階部均設(shè)有環(huán)形密封圈槽，其中安裝有密封圈，襯套底部的外螺紋部與電磁驅(qū)動部件的襯套安裝槽間、端蓋與襯套頂部間、襯套內(nèi)壁錐面與活門底部錐面凸臺間均設(shè)有密封墊圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套中，第一環(huán)形臺階部與第二環(huán)形臺階部之間以及第二環(huán)形臺階部與外螺紋部之間的軸向距離，均根據(jù)發(fā)動機燃油流量需求進行優(yōu)化設(shè)計，以確保主燃油進油空間和燃油泄放空間在高壓燃油泄放狀態(tài)下維持穩(wěn)定的流量分配，并降低排泄過程中可能產(chǎn)生的流動噪聲和脈動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套中，其內(nèi)壁錐面結(jié)構(gòu)的軸向設(shè)置位置與第二環(huán)形臺階部相當(dāng)，并采用圓弧過渡的倒角設(shè)計，且錐面密封配合處的表面粗糙度加工至ra≤0.4?μm，并且該錐面密封配合的接觸面積經(jīng)優(yōu)化設(shè)計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多油路燃?xì)廨啓C或航空發(fā)動機的燃油泄油控制裝置，其特征在于：所述襯套的外壁上設(shè)置的主燃油通孔、燃油泄放通孔均沿徑向延伸，其數(shù)量均設(shè)置為多個并均沿周向均勻分布，且所述主燃油通孔的軸向位置低于上殼體的主燃油油路通道并位于第一環(huán)形臺階部與第二環(huán)形臺階部之間，所述燃油泄放通孔的軸向位置低于上殼體的燃油泄放通道并位于第二環(huán)形臺階部與外螺紋部之間。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅凱凱，潘浩然，王銳，陳士龍，袁帥，廉澤清，劉彬，田富棟，溫崢，周琳翔，李偉，盧新根，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院工程熱物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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