CN111058949B - 一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其结构包括外壳体、壳体连接组件、弹簧、活塞和活门密封圈；其中，外壳体通过壳体连接组件固定连接形成壳体内腔，通过活门密封圈密封；弹簧、活塞安装于壳体内腔内，壳体内腔底部为活塞腔室，顶部为燃油流道，壳体外部设有两个燃油油管接口，活塞在弹簧的配合下随着油压的变化在活塞腔室内做往复运动，调节燃油流道的连通，从而控制起动放油活门的开闭。优点：只有一根进油管与一根放油管，减少一路油路，无需易老化失效的薄膜，结构简单，显著提升工作稳定性和使用寿命。活门内部流道依靠圆柱形活塞的侧面密封，对轴向装配精度要求不高，密封可靠，装拆便利，便于后期维护。
Description
技术领域
本发明是一种基于航空燃油压力控制的涡轴发动机起动放油活门，属于燃油控制技术领域。
背景技术
涡轴发动机的燃油控制系统中设有一个起动放油活门。该活门的作用是当发动机准备起动时，用直升机自身的增压泵对燃油进行增压，使燃油充满整个管道，此时起动放油活门在油压的作用下打开，燃油通过起动放油活门流回油箱。这一步的目的是为了排空管路内的空气，确保发动机接下来起动时能迅速为发动机燃油喷嘴供油；当发动机起动后，起动放油活门在油压的作用下关闭，燃油流向燃油喷嘴；当发动机停车后，随着油压的下降，活门再次打开，排掉管路中的部分余油；当发动机完全停车后，油压降为零，活门再次关闭。
根据某型涡轴发动机维护手册，该发动机目前所使用的起动放油活门内部有一个薄膜将活门内部分为上下两个腔体。上腔体内通入发动机起动喷嘴的喷油压力，下腔体内通入发动机燃油齿轮增压泵后的燃油压力。薄膜两侧油压压差的变化将会推动活门内部的活塞改变其位置，进而控制起动放油活门的开闭。该结构最大的问题就是夹在上下壳体之间的薄膜一方面需要不断感受油压，通过自身变形来推动活塞，一方面又要起到上下壳体间的密封衬垫的作用，工作环境恶劣。薄膜在持续的交变载荷下容易老化失效。根据现有技术中使用情况的反馈，该起动放油活门发生多次漏油故障，进而引起发动机起动缓慢甚至不起动。其中有一半的故障是由于此处的薄膜老化破损引起的。同时，由于薄膜的变形有限，放油活门需要依赖较高的零件加工精度与装配精度，以确保活塞能够准确对活门完成密封，故整套装置装配过程复杂，不利于后期对内部进行维护。
发明内容
本发明提出的是一种基于航空燃油压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其目的旨在解决现有起动放油活门结构复杂，不便于后期对内部进行维护，以及内部薄膜易老化失效的难题，提出了一种基于航空燃油压力控制的可有效延长使用寿命、方便设备装配维护的涡轴发动机起动放油活门。
本发明的技术解决方案：一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其结构包括外壳体1、多个壳体连接组件2、弹簧3、活塞4和活门密封圈5；其中，所述外壳体1包括尺寸配合的上半壳体和下半壳体，壳体连接组件2包括螺栓、螺母、垫片，上半壳体和下半壳体通过多个壳体连接组件2固定连接形成壳体内腔，通过活门密封圈5密封；所述弹簧3、活塞4安装于壳体内腔内。
所述壳体内腔为“凸”字形，底部为活塞腔室，顶部为燃油流道，
壳体外部一侧设有两个燃油油管接口，连接活塞腔室，一侧接口通入发动机燃油调节系统中的‘喷油压力’，另一侧接口连接发动机燃油箱，活塞4安装于活塞腔室内，弹簧3连接活塞一端，活塞在弹簧的配合下随着油压的变化在活塞腔室内做往复运动，调节燃油流道的连通，从而控制起动放油活门的开闭。
所述活塞密封圈为工业格莱圈，用于滑动密封。所述活门密封圈5为环形密封圈。
所述壳体连接组件2有5个，外壳体燃油流道侧设有两个，分别位于两端，活塞腔室侧设有3个。
所述活塞腔室内弹簧侧腔室体积始终小于腔室另一侧体积，从而确保活弹簧侧油压始终小于另一侧油压，且活塞两侧压差能够随着燃油压力的升高而升高。
所述的活塞两端尺寸为φ10。
所述流道入口截面为7×5mm的矩形，出口截面为5×5mm的矩形。
其使用方法，包括以下步骤：
（1）发动机起动前油压为零时，活塞处于初始位置，堵住燃油流道一侧端口，放油活门处于关闭状态；
（2）发动机起动后，随着油压的增大，活塞在油压的作用下向弹簧压缩方向移动，露出原本被堵住的燃油流道一侧端口，从而放油活门处于开启的状态；
（3）随着发动机转速的上升，油压进一步升高，活塞继续向弹簧压缩方向移动，将燃油流道的另一侧端口堵住，从而放油活门进入关闭状态；
（4）当发动机停车后，随着油压的下降，活塞在弹簧力的作用下复位，放油活门再次回归至最初的关闭状态。
本发明的有益效果：
（1）本发明只需连接一根进油管与一根放油管，减少了一路油路，结构简单、零件少，有助于减小发动机的重量，降低成本，提供稳定性。
（2）本发明无需最易老化失效的薄膜，大大提升了起动放油活门的工作稳定性，延长了活门的使用寿命。
（3）活门内部流道依靠圆柱形活塞的侧面密封，活塞的轴向位置偏差对活门的密封性能影响不大，故该方案对轴向装配精度要求不高，密封可靠，装拆便利，便于后期对内部进行维护。
附图说明
附图1 新型起动放油活门结构示意图。
附图2 新型起动放油活门内部主要零件相对位置示意图。
附图3是实施例1结构示意图。
图中1是外壳体、2是壳体连接组件、3是弹簧、4是活塞、5是活门密封圈。
具体实施方式
一种基于航空燃油压力控制的涡轴发动机起动放油活门，由一对可拆卸的外壳体、壳体连接组件、密封圈、活塞、弹簧组成。壳体连接组件由螺栓、螺母、垫片组成。
放油活门壳体外部有两个燃油油管接口，左侧接口通入发动机燃油调节系统中的‘喷油压力’，右侧接口连接发动机燃油箱。
壳体内部负责构成燃油流道的流道。活塞在弹簧的配合下随着油压的变化在壳体内部做往复运动，从而控制起动放油活门的开闭。
下面结合附图对本发明技术方案进一步说明
如附图1、2所示，一种基于航空燃油压力控制的涡轴发动机起动放油活门，起动放油活门由一对可拆卸的外壳体、壳体连接组件、密封圈、活塞、弹簧组成；所述的可拆卸的外壳体由一个上半壳体与一个下半壳体通过壳体连接组件对接而成；所述的壳体连接组件由五组螺栓、螺母、垫片组成，每组包含一个螺栓、一个螺母、一个垫片；所述的密封圈为一只环形密封圈，用于对上下壳体接触面进行密封；所述的活塞由一个在两端套有密封圈的活塞组成，所述的密封圈为工业格莱圈，用于滑动密封。活塞的位置由发动机燃油调节系统中的喷油压力（以下简称油压）的大小决定，活塞的位置控制活门的开闭；所述的弹簧用于在燃油压力下降的时候令活塞复位。
所述的活塞在发动机起动前油压为零的时候所处的位置会堵住壳体上的燃油流道（以下简称流道），从而放油活门出于关闭的状态；当发动机起动后，随着油压的增大，在油压的作用下活塞向弹簧压缩的方向移动，露出原本被堵住的流道，从而放油活门处于开启的状态；随着发动机转速的上升，油压进一步升高，活塞继续向弹簧压缩的方向移动，活塞将流道的另一端堵住，从而放油活门进入关闭状态；当发动机停车后，随着油压的下降，活塞在弹簧力的作用下复位，放油活门再次回归至最初的关闭状态。
所述的壳体上的流道尺寸能够确保活塞从活门开启至关闭的这段行程里，活塞左侧腔室的体积始终大于活塞右侧的体积，起到了‘节流阀’的作用。从而确保活塞左侧的油压始终大于右侧的油压，且活塞两侧压差能够随着燃油压力的升高而升高。
实施例1
一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，外壳体长62mm，宽36mm，高20.2mm，长边上两个壳体连接组件间距离26.5mm，宽边上外侧两个壳体连接组件间距离28mm，活塞两端为φ10的圆面，进油口相连的流道端口为7×5mm的矩形，与出油口相连的端口为5×5mm的矩形，所述燃油流道长27mm，直径5mm。
Claims (8)
1.一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是其结构包括外壳体（1）、多个壳体连接组件（2）、弹簧（3）、活塞（4）和活门密封圈（5），其中，所述外壳体（1）包括尺寸配合的上半壳体和下半壳体，上半壳体和下半壳体通过多个壳体连接组件（2）固定连接形成壳体内腔，通过活门密封圈（5）密封；所述弹簧（3）、活塞（4）安装于壳体内腔内；所述壳体内腔为“凸”字形，底部为活塞腔室，顶部为燃油流道，壳体外部一侧设有两个燃油油管接口，连接活塞腔室，一侧接口通入发动机燃油调节系统中的‘喷油压力’，另一侧接口连接发动机燃油箱，活塞（4）安装于活塞腔室内，弹簧（3）连接活塞一端，活塞在弹簧的配合下随着油压的变化在活塞腔室内做往复运动，调节燃油流道的连通，从而控制起动放油活门的开闭。
2.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是所述活塞腔室内弹簧侧腔室体积始终小于腔室另一侧体积，从而确保活弹簧侧油压始终小于另一侧油压，且活塞两侧压差能够随着燃油压力的升高而升高。
3.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是所述活门密封圈（5）为环形密封圈。
4.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是活塞两端为φ10的圆面。
5.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是与进油口相连的流道端口为7×5mm的矩形，与出油口相连的端口为5×5mm的矩形。
6.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是所述壳体连接组件（2）包括螺栓、螺母、垫片。
7.如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门，其特征是所述壳体连接组件（2）有5个，外壳体燃油流道侧设有2个，分别位于两端，活塞腔室侧设有3个。
8.使用如权利要求1所述的一种压力控制的涡轴发动机起动放油活门的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）发动机起动前油压为零时，活塞处于初始位置，堵住燃油流道一侧端口，放油活门处于关闭状态；
（2）发动机起动后，随着油压的增大，活塞在油压的作用下向弹簧压缩方向移动，露出原本被堵住的燃油流道一侧端口，从而放油活门处于开启的状态；
（3）随着发动机转速的上升，油压进一步升高，活塞继续向弹簧压缩方向移动，将燃油流道的另一侧端口堵住，从而放油活门进入关闭状态；
（4）当发动机停车后，随着油压的下降，活塞在弹簧力的作用下复位，放油活门再次回归至最初的关闭状态。
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