[發(fā)明專(zhuān)利]一種力補(bǔ)償式壓差回油活門(mén)及力補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011122592.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112253316B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左偉;崔利豐;李宣瑩;韓崇鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F02C7/232
• 分類(lèi)號(hào): F02C7/232;F02C9/32;G06F30/20;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請(qǐng)屬于定壓差流量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種力補(bǔ)償式壓差回油活門(mén)及力補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)方法；涉及力補(bǔ)償式壓差回油活門(mén)，包括襯套、閥芯、彈簧、齒輪泵、計(jì)量活門(mén)以及阻尼孔；閥芯內(nèi)腔中設(shè)置一擋板，圍成中心腔，閥芯筒壁上開(kāi)有第一、第二回油窗口，襯套筒壁上設(shè)置相適配的第一、第二回油腔；襯套底部開(kāi)口端連接至燃油進(jìn)出口管路上，且其內(nèi)腔中設(shè)置有活塞，活塞上部形成圍成與中心腔連通的環(huán)腔。本申請(qǐng)的力補(bǔ)償式壓差回油活門(mén)，消除了彈簧力增量和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力對(duì)壓差的影響，使回油活門(mén)壓差保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的位置，整個(gè)系統(tǒng)的流量特性更加穩(wěn)定，提高了控制系統(tǒng)的控制精度；并且，該力補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)方法可在工程上進(jìn)行應(yīng)用，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于定壓差流量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種力補(bǔ)償式壓差回油活門(mén)及力補(bǔ)償參數(shù)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)燃油控制系統(tǒng)廣泛采用定壓差流量控制原理，即通過(guò)壓差保持單元保持計(jì)量活門(mén)前后壓力差(下文“壓差”均指計(jì)量活門(mén)前后的壓力差)恒定，使燃油流量?jī)H與流通面積相關(guān)，在此前提下控制計(jì)量活門(mén)改變?nèi)加土魍娣e實(shí)現(xiàn)燃油流量的調(diào)節(jié)。

在不同類(lèi)型的燃油控制系統(tǒng)中，壓差保持單元種類(lèi)多樣，根據(jù)有無(wú)放大元件，可將壓差保持單元分為直接作用式和間接作用式。回油型直接作用式壓差保持單元(工程上通常稱(chēng)為壓差回油活門(mén))集測(cè)量與執(zhí)行功能為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)、響應(yīng)快，工程應(yīng)用較多，但受液動(dòng)力、彈簧力等因素影響，存在全計(jì)量流量范圍內(nèi)壓差保持精度較低的問(wèn)題。若采用一種力補(bǔ)償壓差回油活門(mén)，可顯著提高壓差回油活門(mén)的整體性能和工程適用范圍。

如圖1所示，為壓差回油活門(mén)的常規(guī)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)進(jìn)口的低壓油經(jīng)齒輪泵增壓后作用于計(jì)量活門(mén)前部與壓差回油活門(mén)閥芯下端，閥芯上端作用著計(jì)量活門(mén)后部壓力和彈簧力。通過(guò)彈簧力設(shè)定希望的壓差值。當(dāng)壓差偏離設(shè)定值時(shí)，以偏高為例，則壓差產(chǎn)生的液壓力大于彈簧力，閥芯上移，閥芯與襯套之間的回油窗口開(kāi)大，回油量增加，使壓差下降恢復(fù)為設(shè)定值。在計(jì)量活門(mén)后部通閥芯上端的油路上，通常需設(shè)置阻尼孔，以?xún)?yōu)化壓差活門(mén)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。

具體的，根據(jù)圖1所示的原理，由閥芯的力平衡關(guān)系可得：

式中：P₁為計(jì)量活門(mén)前壓力；P₂為計(jì)量活門(mén)后壓力；A為閥芯橫截面積；k為彈簧剛度；x為彈簧壓縮量；F_h為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力；

定義回油窗口剛打開(kāi)時(shí)的彈簧壓縮量為x₀，此時(shí)尚無(wú)油液流動(dòng)，故無(wú)液動(dòng)力，則此時(shí)：

式(2)即為通過(guò)彈簧力設(shè)定的壓差希望值，為常數(shù)；

但在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，壓差回油活門(mén)必然打開(kāi)回油窗口，將一部分燃油放回齒輪泵進(jìn)口，故：

xx₀ (3)；

定義閥芯在x₀之上的位移增量(即回油窗口開(kāi)度)為t，則：

x＝x₀+t (4)；

穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力與回油窗口開(kāi)度t成正比：

F_h＝K_ht (5)；

式中：K_h為液動(dòng)力剛度，與回油窗口形狀和進(jìn)出口壓力差等有關(guān)；

將式(4)、(5)代入式(1)得：

比較式(2)與(6)知，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，受彈簧力增量和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的影響，壓差會(huì)偏離希望值而不能保持恒定，彈簧力增量和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力就是影響壓差的兩項(xiàng)主要因素。