CN108087124A - 一种负反馈控制间接回油式压差活门 - Google Patents

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Abstract

本发明属于控制系统结构设计领域，具体涉及一种负反馈控制间接回油式压差活门。本发明包括压差控制器和回油控制器。所述压差控制器内部由其内部压差阀芯顺次分隔出A腔、B腔、C腔、D腔、E腔，回油控制器内部由相互套接的皮碗和回油阀芯顺次分成F腔、I腔、G腔和H腔。其中，所述压差活门A腔连通计量活门出口，B腔和E腔分别与计量活门入口连通，C腔与低压腔连通，D腔与回油活门的F腔连通，回油活门的G腔、I腔与连通计量活门入口连通，H腔与低压腔连通。本发明负反馈控制间接回油式压差活门设计采用负反馈原理、间接式回油结构设计，大流量调节器精度高，稳定性好，并采用双阀芯分体式柔性连接结构设计，机加工艺性好，成本低。

Description

一种负反馈控制间接回油式压差活门
技术领域
本发明属于航空、航天、船舶、汽车等控制系统结构设计领域，具体涉及一种可保证计量活门实现精确计量功能的负反馈控制间接回油式压差活门。
背景技术
航空发动机燃油控制系统中，通过电子控制器控制调节器中计量活门位置，与等压差控制活门联合工作，实现对燃油流量的精确供给。等压差控制活门的调节精度直接影响控制系统的控制品质。随着调节器供油量需求越来越高，对等压差活门的控制精度和系统稳定性要求也越来越高。
传统活门一般采用单阀芯一体式结构设计，对于功能复杂、沟通油路多的活门，其阀芯阀套尺寸较长、台阶较多，加工和使用存在很多劣势：为了保证高精度的形状公差，对生产和检测设备及能力要求极高，制造成本高；在实际使用中经常会出现卡滞问题，产品可靠性低，维护成本高。
发明内容
本发明的目的是：本发明设计了一种控制精度高、可靠性好、成本低的负反馈控制间接回油式压差活门。
本发明的技术方案是：一种负反馈控制间接回油式压差活门，包括压差控制器和回油控制器，所述压差控制器内部由其内部压差阀芯顺次分隔出A腔、B腔、C腔、D腔、E腔，回油控制器内部由相互套接的皮碗和回油阀芯顺次分成F腔、I腔、G腔和H腔，其中，所述压差活门A腔连通计量活门出口，B腔和E腔分别与计量活门入口连通，C腔与低压腔连通，D腔与回油活门的F腔连通，回油活门的G腔、I腔与连通计量活门入口连通，H腔与低压腔连通，且所述通计量活门入口连通高压油。
所述压差阀芯采用双阀芯分体式结构。
所述压差活门控制口设置在C腔。
所述回油活门控制口设置在G腔。
所述压差控制器内还设置有压差调整钉1、活门端盖Ⅰ2、压差止动钉3、大弹簧座7、压差大弹簧8、固定支座9、压差衬套17，其中，固定支座9固定压差阀芯，位于A腔内的压差止动钉3端部套接压差大弹簧8，压差大弹簧8与压差阀芯挤压接触，并由大弹簧座7固定支撑，压差止动钉3另一端根部同轴设置有压差调整钉1，二者由活门端盖Ⅰ2固定，位于D腔的压差衬套17与压差阀芯端部接触。
所述压差止动钉3根部顺次套接有调整垫圈4、温度补偿片5，并由半圆头6固定。
所述压差阀芯包括压差阀芯Ⅰ10、调整垫圈11、座子12、连接杆13、压差小弹簧14、卡圈15、压差阀芯Ⅱ16，所述压差阀芯Ⅰ10与固定支座9连接固定，所述压差小弹簧14套接在连接杆13上，连接杆13一端经调整垫圈11连接压差阀芯Ⅰ10,另一端连接压差阀芯Ⅱ16，所述压差阀芯Ⅱ16与压差衬套17套接，另外，座子12和卡圈15分别设置在压差小弹簧14两端。
所述回油控制器包括回油止动钉20、活门端盖Ⅱ21、回油弹簧22、回油螺钉23、皮碗座24、皮碗25、回油衬套26、回油阀芯27，所述活门端盖Ⅱ21与皮碗25对接，二者与皮碗座24以及贯穿皮碗座24的回油螺钉23构成F腔，回油弹簧22设置在F腔内，一端套接在回油螺钉23上，另一端套接在设置在活门端盖Ⅱ21底部的回油止动钉20上，所述回油阀芯27一端套接在回油螺钉23外，并与皮碗内壁接触，另一端套接在回油衬套26内。
所述回油止动钉20根部与活门端盖Ⅱ21接触位置以及与回油弹簧22接触位置处均设置有调整垫圈。
本发明的技术效果是:本发明负反馈间接回油式设计解决了大流量调节器对控制精度和系统稳定性要求高的问题；压差控制器与回油控制器并联、压差控制器阀芯采用双阀芯分体式柔性连接设计，增加了容错能力，解决了单阀芯结构制造及维护成本高、运行不灵活易卡滞的问题。
附图说明
图1是本发明压差控制器结构示意图；
图2是本发明回油控制器结构示意图；
图3是本发明负反馈控制间接回油式压差活门供油示意图，
其中，1—压差调整钉；2—活门端盖Ⅰ；3—压差止动钉；4—调整垫圈；5—温度补偿片；6—半圆头；7—大弹簧座；8—压差大弹簧；9—固定支座；10—压差阀芯Ⅰ；11—调整垫圈；12—座子；13—连接杆；14—压差小弹簧；15—卡圈；16—压差阀芯Ⅱ；17—压差衬套；18—调整垫圈；19—调整垫圈；20—回油止动钉；21—活门端盖Ⅱ；22—回油弹簧；23—回油螺钉；24—皮碗座；25—皮碗；26—回油衬套；27—回油阀芯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
本发明负反馈控制间接回油式压差活门采用压差控制器与回油控制器并联、压差控制器阀芯采用双阀芯分体式柔性连接设计，增加了容错能力，解决了单阀芯结构制造及维护成本高、运行不灵活易卡滞的问题。
请参阅图1，所述压差控制器内还设置有压差调整钉1、活门端盖Ⅰ2、压差止动钉3、所述大弹簧座7、压差大弹簧8、固定支座9、压差衬套17及压差阀芯。其中，所述压差阀芯包括压差阀芯Ⅰ10、调整垫圈11、座子12、连接杆13、压差小弹簧14、卡圈15、压差阀芯Ⅱ16。所述压差阀芯Ⅰ10与固定支座9连接固定，二者一侧为A腔，另一侧为B腔。所述压差小弹簧14套接在连接杆13上。所述连接杆13两端具有球窝，用于柔性连接，一端经调整垫圈11连接压差阀芯Ⅰ10,另一端连接压差阀芯Ⅱ16。所述压差阀芯Ⅱ16与密封垫及壳体分隔出C腔和D腔，所述C腔上设置有压差活门控制口。所述压差阀芯Ⅱ16与位于D腔内的压差衬套17套接。另外，座子12和卡圈15分别设置在压差小弹簧14两端。
所述压差止动钉3位于A腔内，其端部套接压差大弹簧8，压差大弹簧8与压差阀芯Ⅰ10挤压接触，并由大弹簧座7固定支撑。所述压差止动钉3另一端根部同轴设置有压差调整钉1，二者由活门端盖Ⅰ2固定。另外，位于D腔的压差衬套17与压差阀芯端部接触。
另外，所述压差止动钉3根部顺次套接有调整垫圈4、温度补偿片5，并由半圆头6固定。
请参阅图2，所述回油控制器包括回油止动钉20、活门端盖Ⅱ21、回油弹簧22、回油螺钉23、皮碗座24、皮碗25、回油衬套26、回油阀芯27。所述活门端盖Ⅱ21与皮碗25对接，二者与皮碗座24以及贯穿皮碗座24的回油螺钉23构成F腔。所述回油弹簧22设置在F腔内，一端套接在回油螺钉23上，另一端套接在设置在活门端盖Ⅱ21底部的回油止动钉20上。所述回油阀芯27一端套接在回油螺钉23外，并与皮碗内壁接触，形成I腔，另一端套接在回油衬套26内，并分隔形成有G腔，端部的H腔。所述G腔设置有回油活门控制口。
所述回油止动钉20根部与活门端盖Ⅱ21接触位置以及与回油弹簧22接触位置处均设置有调整垫圈。
请参阅图2，所述压差活门A腔连通计量活门出口，B腔和E腔分别与计量活门入口连通，C腔与低压腔连通，D腔与回油活门的F腔连通，回油活门的G腔、I腔与连通计量活门入口连通，H腔与低压腔连通，且所述通计量活门入口连通高压油。所述稳态时压差控制器计前压力p1与计后压力p2产生的压差力与压差大弹簧力F1相等，压差控制器阀芯处于平衡状态。此时压差活门控制口的面积为定值A，则高压油通过层板2和压差活门控制口调制的回油活门控制油压力为定值f0，回油活门控制油压力f0与回油弹簧力F2的合力与回油控制器右侧的高压力p1与低压力p0的合力平衡，整个系统处于稳定状态。
所述压差活门压差控制器阀芯感受计量活门前、后的压力差，并与压差大弹簧8进行平衡，使得压差控制器阀芯处于平衡位置。具体，当所述压差活门压差Δp(＝p1-p2)增加或减小时，该平衡被破坏，压差控制器阀芯位置随之左移或右移，增大或减小回油活门控制腔(D腔)燃油回低压腔C腔的窗口面积A，使得回油活门控制腔(D腔)压力f0相应地减少或增加，由回油控制器间接实现计量活门前高压到低压的回油流量的控制功能，使D腔连通F腔，则f0减少或增加控制回油阀芯27左移或右移，使得G腔计量活门前高压燃油回低压腔H腔的窗口面积B增加或减小，使G腔连通E腔，E腔计前压力p1随之减小或增加，从而引起计量活门前后的压力差Δp减小或增加，实现负反馈控制，使得上述的压差变化与原始压差的变化相反，压差活门在新的状态产生平衡。
本发明负反馈控制间接回油式压差活门通过对压差大弹簧8的弹簧参数、压差活门控制窗口形状及面积A、回油活门回油窗口形状及面积B的设计，使得全工作状态过程中，上述平衡状态时压差活门实际压差值Δp变动较小，基本维持恒定，利用AMESim软件仿真计算，验证设计方案有效性，并优化压差活门控制窗口和回油窗口结构，进一步提高控制精度。通过性能试验验证，本文所述压差活门控制精度高、稳定性好、经济性好。另外，通过实现双阀芯分体式柔性连接设计，增加容错能力和运动灵活性，各零件结构简单，加工工艺性好，制造难度和制造成本低。

Claims (9)

1.一种负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，包括压差控制器和回油控制器，所述压差控制器内部由其内部压差阀芯顺次分隔出A腔、B腔、C腔、D腔、E腔，回油控制器内部由相互套接的皮碗和回油阀芯顺次分成F腔、I腔、G腔和H腔，其中，所述压差活门A腔连通计量活门出口，B腔和E腔分别与计量活门入口连通，C腔与低压腔连通，D腔与回油活门的F腔连通，回油活门的G腔、I腔与连通计量活门入口连通，H腔与低压腔连通，且所述通计量活门入口连通高压油。
2.根据权利要求1所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述压差阀芯采用双阀芯分体式结构。
3.根据权利要求2所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述压差活门控制口设置在C腔。
4.根据权利要求2所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述回油活门控制口设置在G腔。
5.根据权利要求2所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述压差控制器内还设置有压差调整钉(1)、活门端盖Ⅰ(2)、压差止动钉(3)、大弹簧座(7)、压差大弹簧(8)、固定支座(9)、压差衬套(17)，其中，固定支座(9)固定压差阀芯，位于A腔内的压差止动钉(3)端部套接压差大弹簧(8)，压差大弹簧(8)与压差阀芯挤压接触，并由大弹簧座(7)固定支撑，压差止动钉(3)另一端根部同轴设置有压差调整钉(1)，二者由活门端盖Ⅰ(2)固定，位于D腔的压差衬套(17)与压差阀芯端部接触。
6.根据权利要求5所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述压差止动钉(3)根部顺次套接有调整垫圈(4)、温度补偿片(5)，并由半圆头(6)固定。
7.根据权利要求5所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述压差阀芯包括压差阀芯Ⅰ(10)、调整垫圈(11)、座子(12)、连接杆(13)、压差小弹簧(14)、卡圈(15)、压差阀芯Ⅱ(16)，所述压差阀芯Ⅰ(10)与固定支座(9)连接固定，所述压差小弹簧(14)套接在连接杆(13)上，连接杆(13)一端经调整垫圈(11)连接压差阀芯Ⅰ(10),另一端连接压差阀芯Ⅱ(16)，所述压差阀芯Ⅱ(16)与压差衬套(17)套接，另外，座子(12)和卡圈(15)分别设置在压差小弹簧(14)两端。
8.根据权利要求4所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，所述回油控制器包括回油止动钉(20)、活门端盖Ⅱ(21)、回油弹簧(22)、回油螺钉(23)、皮碗座(24)、皮碗(25)、回油衬套(26)、回油阀芯(27)，所述活门端盖Ⅱ(21)与皮碗(25)对接，二者与皮碗座(24)以及贯穿皮碗座(24)的回油螺钉(23)构成F腔，回油弹簧(22)设置在F腔内，一端套接在回油螺钉(23)上，另一端套接在设置在活门端盖Ⅱ(21)底部的回油止动钉(20)上，所述回油阀芯(27)一端套接在回油螺钉(23)外，并与皮碗内壁接触，另一端套接在回油衬套(26)内。
9.根据权利要求8所述的负反馈控制间接回油式压差活门，其特征在于，回油止动钉(20)根部与活门端盖Ⅱ(21)接触位置以及与回油弹簧(22)接触位置处均设置有调整垫圈。
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