[發明專利]一種渦輪泵功率自動調節裝置

有效

• 申請號: 201010221424.2
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101865143A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 尤裕榮;逯婉若
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種用于航空、航天領域的發動機液壓伺服系統的渦輪泵功率自動調節裝置，可以廣泛應用于航空、航天發動機上的各類采用渦輪泵作為動力源的液壓伺服系統，如噴管調節系統，可調進氣道控制系統，同時可用于飛行器的機翼、液壓舵機控制等系統，也可以用于發動機燃料供應調節系統。

背景技術

隨著各類吸氣式發動機的發展，特別是亞燃/超燃沖壓發動機技術的快速發展，其飛行馬赫數不斷的提高，工作空域范圍變寬，發動機必須采用尾噴管調節控制技術，以及進氣道調節控制技術，從而使得發動機能夠更好發揮其性能效益。發動機可調噴管液壓伺服系統的動力源由空氣渦輪泵提供，為了滿足調節系統能夠穩定、可靠的工作，需要在渦輪進氣工況隨空域連續變化的情況下保證泵揚程恒定，因此，需要對渦輪取氣量進行調節，即調節渦輪的輸入功率，來實現泵輸出功率的調節以及揚程的恒定。

目前，航空、航天發動機上使用的液壓伺服系統基本上都是通過電機等方式帶動容積泵(齒輪泵、柱塞泵等)來提供動力源，或采用高壓氣瓶增壓的方式。另外，采用柱塞泵進行系統增壓或供油的方案中，其中也有采用功率自動調節機構，它是通過調節柱塞泵的斜盤角度來保證泵輸出功率的恒定，而在發動機液壓伺服系統與燃油供應調節系統上所使用的渦輪泵都為不可調方式。

發明內容

本發明目的是提供一種可根據系統負載的變化而對渦輪進氣量進行調節、系統能夠穩定可靠工作、節能的渦輪泵功率自動調節裝置，其解決了大空域、寬馬赫數、大范圍變工況工作的吸氣式發動機噴管、進氣道調節難的技術問題。

本發明的技術解決方案是：

一種渦輪泵功率自動調節裝置，包括設置在渦輪進氣殼體1外的揚程閥15、設置在渦輪進氣殼體1內的進氣閥2、用于連接進氣閥2油路和揚程閥15油路的進口腔控制通道13和出口腔回流通道14；

所述揚程閥15包括揚程閥殼體12、設置在揚程閥殼體12內并與揚程閥進口通道32相通的揚程閥進口腔33、設置在揚程閥殼體12內并與揚程閥出口通道31相通的揚程閥出口腔34、設置在揚程閥進口腔33和揚程閥出口腔34之間的揚程閥閥芯19、設置在揚程閥出口腔34內并且頂住揚程閥閥芯19的揚程閥調節彈簧22、設置在揚程閥閥芯19中部與揚程閥殼體12間的回油腔37，所述回油腔37通過設置在揚程閥殼體12上的調節窗口26與進口腔控制通道13相通；

所述進氣閥2包括進氣閥殼體38、設置在進氣閥殼體38內的進氣閥出口腔36、設置在進氣閥殼體38內的進氣閥進口腔35、設置在進氣閥出口腔36和進氣閥進口腔35之間的進氣閥閥芯5、設置在進氣閥出口腔36內并頂住進氣閥閥芯5的進氣閥調節彈簧3、設置在渦輪進氣殼體頭部40的調節環10，所述調節環10與進氣閥閥芯5同軸固連，所述調節環10可在進氣閥閥芯5的帶動下改變渦輪泵進氣調節口30的流通面積；

所述進氣閥出口腔36通過回油腔通道14與揚程閥出口腔34相通，所述進氣閥進口腔35通過進口腔控制通道13與揚程閥回油腔33相通；所述進口腔控制通道13通過節流圈27與揚程閥進口通道32相通，所述揚程閥進口腔33的入口處設置有阻尼孔28；

所述回油腔37和揚程閥出口腔34之間設置有用于連通的中間通道39。

上述揚程閥還包括直徑小于揚程閥閥芯19的小閥芯16，所述小閥芯16與揚程閥閥芯19同軸固連設置。

本發明的優點如下：

1)本發明采用高精度調節方案——間接作用調節方式，能夠確保大范圍負載變化下的泵揚程調節精度，它由伺服機構(揚程閥)和執行機構(進氣閥)兩部分組成，揚程閥的閥芯在泵進、出口壓差不平衡作用力驅動下移動，通過改變調節窗口26的流通面積，來改變進氣閥進口腔35的壓力，驅動進氣閥2的閥芯5，帶動調節環10對進氣調節口流通面積的調節，從而實現渦輪取氣量的調節，保證渦輪泵輸出功率在額定值范圍之內；

2)本發明揚程閥15的閥芯組件采用兩個直徑不同的分體式活塞(即閥芯19和小閥芯16)組合而成，其中液壓不平衡力所作用的活塞(即小閥芯16)直徑比調節活塞(即閥芯19)直徑小，即使泵揚程很大，但整個閥芯組件的作用力可以設計成很小，從而減小了揚程閥調節彈簧22的負荷，大大縮小揚程閥15的體積大小。另外，采用揚程閥15的閥芯組件分體式閥芯組成方案，能夠降低襯套與閥芯之間的同軸度要求，提高其加工與裝配的工藝性。

3)本發明調節窗口26采用方形與梯形組合方案，既能夠保證其調節精度需求，又能夠滿足其穩定性要求。