[發明專利]一種燃油計量裝置起動流量特性設計及調整方法

有效

• 申請號: 201210436383.8
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102980622A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 左偉;崔利豐;金鑫;張東;江盛;榮芹芳;毛曉奇;朱傳龍;楊柳;曾強;吳新;欒東;李軍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽發動機設計研究所
• 主分類號: G01F9/00
• 分類號: G01F9/00;G01F1/36
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

1.一種燃油計量裝置起動流量特性設計及調整方法，其特征在于：所述的燃油計量裝置起動流量特性設計及調整方法分以下6步驟：

1）燃油計量裝置采用定壓差燃油流量計量方法，并且其中的計量活門采用或部分采用矩形控油窗口，使起動流量特性為線性；

2）設置一個與計量活門并聯的流通面積可調的旁路調整元件，使起動流量特性的截距可調整；

3）燃油計量裝置作為標準件，其壓差活門或壓差回油活門壓強差、計量活門閥芯初始位置反饋值、計量活門控油窗口寬度、旁路調整元件流通面積等參數均在設計公差的中間范圍；錄取此標準件的起動流量特性和計量活門的初始位置反饋值，作為其它待調整產品的標準值；

4）調整計量活門閥芯位移傳感器的安裝位置，使被調整產品計量活門閥芯的初始位置反饋值與標準件相同；

5）通過改變壓差活門或壓差回油活門的壓差彈簧預緊力調整起動流量特性的斜率，使被調整產品起動流量特性的斜率與標準件相同；

6）通過改變旁路調整元件的流通面積調整起動流量特性的截距，使被調整產品起動流量特性的截距與標準件相同。

2.按照權利要求1所述的燃油計量裝置起動流量特性設計及調整方法，其特征在于：所述的計量方法為采用燃油計量裝置計量燃油流量的方法：

根據流體力學，流經一個節流元件的流量Q與其流通面積A和前后壓強差ΔP有關，即：

Q=KΔPA---A]]>

其中，K為常數；

若使用一個具有壓強差保持功能的元件將上式中的壓強差ΔP保持為恒定值，則此時，流經節流元件的流量只與其流通面積有關；若節流元件的流通面積可調節，我們就可以通過調節其流通面積實現對燃油流量的計量；這就是燃油計量裝置計量燃油流量的基本原理，該原理通常稱為定壓差燃油流量計量原理；

其中，流通面積可調的節流元件通常稱為計量活門，計量活門用面積可調的窗口，稱為控油窗口，來改變流通面積，其控油窗口的形狀對流量特性有重要影響；具有壓強差保持功能的元件通常稱為壓差活門，其種類繁多、形式多樣，但都要通過一個彈簧的預緊力來設定希望的壓強差；

計量活門和壓差活門均有多種不同的結構形式，但本發明闡述的設計及調整方法對二者的基本結構無要求；目前國內外現有的燃油計量裝置，基本均采用上述工作原理，本發明闡述的起動流量設計及調整方法即適用于采用上述燃油流量計量原理的燃油計量裝置。

3.按照權利要求2所述的燃油計量裝置起動流量特性設計及調整方法，其特征在于：所述的燃油計量裝置包括計量活門與壓差活門，對起動流量特性及其設計與調整方法有直接影響，計量活門和壓差活門的具體結構包括中，壓差活門由閥芯（10）、襯套（11）、壓差彈簧（9）等組成，是集壓差測量與回油功能為一體的壓差回油活門；閥芯（10）下端作用著計量活門前燃油（1）壓力，上端作用著計量活門后燃油（4）壓力和壓差彈簧（9）的預緊力，襯套（11）上對稱開有偶數個將計量活門前燃油（1）返回低壓回油腔的回油窗口（12）；計量活門前后的壓強差由壓差彈簧（9）的預緊力及閥芯（10）面積決定；當壓差活門處于穩定狀態，由閥芯（10）的力平衡方程可得到如下關系：

ΔP=4F0πd2---B]]>

其中，F0：壓差彈簧（9）預緊力，d：閥芯（10）直徑；

當壓差彈簧（9）剛度不大，且閥芯（10）位移變化較小時，可近似認為壓差彈簧（9）預緊力不變，故計量活門前后壓強差為恒定值；通過（B）式亦可知道，調整壓差彈簧（9）的預緊力即可改變計量活門前后的壓強差；燃油計量裝置穩定工作時，作用在閥芯（10）上的力是平衡的；若某種干擾因素破壞了閥芯（10）的力平衡，閥芯（10）將通過調整回油流量，自動使其重新平衡；以增加計量油流量為例，若令計量活門的閥芯（5）上移擴大其控油窗口（3）流通面積，使燃油計量裝置的計量油流量增加，則由于計量活門的流阻下降，計量活門前燃油（1）的壓強將降低；計量活門前燃油（1）壓強降低使壓差活門閥芯（10）下移，減小了回油窗口（12）的流通面積以及回油流量，計量活門前燃油（1）壓強上升，則閥芯（10）重新回到受力平衡的穩定狀態；

為了增加壓差活門閥芯（10）的阻尼，使其運動平穩，在壓差彈簧（9）所在油腔的出口油路中設置有節流嘴（8）；

計量活門由閥芯（5）、襯套（2）、復位彈簧（6）、位移傳感器（7）等組成；閥芯（5）受上下兩腔的控制油驅動，控制油來自受電子控制器控制的電液轉換元件，能夠沿軸向上下移動，其位置由位移傳感器（7）反饋回電子控制器，可實現精確的位置閉環控制；襯套（2）上對稱開有偶數個控油窗口（3），控油窗口（3）一部分被閥芯（5）遮蔽，閥芯（5）的位置決定了控油窗口（3）的實際流通面積；由于壓差活門已經將計量活門前后的壓強差保持為恒定值，故計量油流量僅與控油窗口（3）的實際流通面積有關；閥芯（5）上移時控油窗口（3）實際流通面積增加，輸出的計量油增加；反之，計量油減少；燃油計量裝置停止工作時，復位彈簧（6）將閥芯（5）下壓至使控油窗口（3）完全關閉的初始位置；

計量活門的控油窗口（3）形式有：矩形、三角形或圓形，不同的形狀有不同的流量特性；流量特性就是計量油流量與計量活門閥芯（5）位置的對應關系，也即計量油流量與計量活門閥芯（5）反饋值的對應關系，起動流量特性就是燃油計量裝置整體流量特性的小流量部分。