一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件的制作方法

1.本发明涉及一种发动机油源切换技术领域，特别是一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件。


背景技术：

2.某型航空发动机进行模态转换时，油源切换装置要在两股来油的压差达到特定值时实现油源双向切换，并向喷口控制机构供油。传统的油源切换装置普遍采用电磁阀输出控制油，来使转换机构完成油源切换。但电磁阀在高温、高压力工况下可靠性有所降低，无法稳定输出控制油，使得油源切换装置不能稳定实现油源双向切换功能。
3.中国专利201911016003.3提供了一种双油路航空发动机燃油泄油装置，该装置由端盖、上阀套、下阀套、阀芯、底座、弹簧、节流元件和密封结构组成。所述燃油泄油装置通过端面密封圈和阀芯径向密封圈保证各油路的可靠密封，通过引入燃调泵后高压保证发动机工作时泄油活门始终处于关闭状态。该方案采用采用单阀芯设计结构，通过控制节流元件两端腔压压差，来驱动阀芯动作实现双油路泄油，且其阀芯需在弹簧作用下复位。但阀芯与阀套间的密封圈结构在高压力、高温情况下多次工作后较易磨损。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件。由压差滞后活门组件替代电磁阀来输出控制油，解决油源切换装置在高温、高压力工况下不能稳定实现油源双向切换功能的问题。
5.本发明的技术方案：一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，包括压差滞后活门，压差滞后活门装在压差滞后活门衬套内；弹簧一端压在压差滞后活门上，另一端压在调整垫片上，并与调整垫片一起装在弹簧座上，弹簧座装在螺盖内；螺盖通过止动座将压差滞后活门衬套压在垫块上，整个组件装在壳体内。
6.上述航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，所述压差滞后活门底部设有底部圆柱体，压差滞后活门中间设有2个中部圆柱体，2个中部圆柱体之间形成第二环形槽，下方中部圆柱体和底部圆柱体之间形成第一环形槽，所述压差滞后活门衬套内设有底部内孔和中部内孔，底部内孔的内径和底部圆柱体外径匹配，中部内孔内径和中部圆柱体外径匹配，压差滞后活门衬套侧壁设有第一孔、第二孔和第三孔，压差滞后活门衬套小径端沿径向方向均布有槽。
7.上述航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，所述压差滞后活门的第二环形槽与压差滞后活门衬套形成回油腔，第一环形槽与压差滞后活门衬套形成控制腔，回油腔连接回油油路，控制腔连接p2来油。
8.上述航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，所述压差滞后活门、壳体以及垫块之间形成底部腔。
9.上述航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，所述螺盖、止动座、压差滞
后活门以及壳体之间形成弹簧腔，弹簧腔连接p1来油。
10.本发明的有益效果：传统的油源切换装置普遍采用电磁阀输出控制油来完成油源切换，在高温、高压力工况下可靠性有所降低，不能稳定实现油源双向切换功能。而该发明的压差滞后活门组件采用机械式活门组件来输出控制油，运用机械密封及对称的双阀芯结构使油源切换装置在高温、高压力工况下稳定实现油源双向切换功能，提高了发动机的可靠性。
11.本发明和专利文件201911016003.3的一种双油路航空发动机燃油泄油装置相比，阀芯阀套间采用机械密封，满足本专利在高压力、高温情况下多次工作的要求；将两股高压来油分别引入弹簧腔q1和控制腔q3进行压力比较，当两股来油压差大于特定值时，阀芯打开使控制腔q3与底部腔q4沟通，输出控制油；当两股来油压差小于特定值时，阀芯在弹簧腔q1高压油与弹簧共同作用下复位，切断底部腔q4的控制油。并通过对称的双阀芯结构实现油源的双向切换。
附图说明
12.附图1是本发明的结构示意图；附图2是本发明压差滞后活门结构图；附图3是本发明压差滞后活门衬套结构图。
13.附图标记说明：1-螺盖、2-弹簧座、3-调整垫片、4-弹簧、5-止动座、6-压差滞后活门、7-压差滞后活门衬套、8-壳体、9-垫块、61-底部圆柱体、62-中部圆柱体、71-底部内孔、72-中部内孔、a-槽、
ⅰ‑
第一孔、ii-第二孔、iii-第三孔、q1-弹簧腔、q2-回油腔、q3-控制腔、q4-底部腔、第一环形槽c1、第二环形槽c2
实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
15.本发明的实施例1：一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，包括压差滞后活门6，压差滞后活门6装在压差滞后活门衬套7内；弹簧4一端压在压差滞后活门6上，另一端压在调整垫片3上，并与调整垫片3一起装在弹簧座2上，弹簧座2装在螺盖1内；螺盖1通过止动座5将压差滞后活门衬套7压在垫块9上，整个组件装在壳体8内。
16.所述压差滞后活门6底部设有底部圆柱体61，压差滞后活门6中间设有2个中部圆柱体62，2个中部圆柱体62之间形成第二环形槽c2，下方中部圆柱体62和底部圆柱体61之间形成第一环形槽c1，所述压差滞后活门衬套7内设有底部内孔71和中部内孔72，底部内孔71的内径和底部圆柱体61外径匹配，中部内孔72内径和中部圆柱体62外径匹配，压差滞后活门衬套7侧壁设有第一孔ⅰ、第二孔ii和第三孔iii，压差滞后活门衬套7小径端沿径向方向均布有槽a。
17.所述压差滞后活门6的第二环形槽c2与压差滞后活门衬套7形成回油腔q2，第一环形槽c1与压差滞后活门衬套7形成控制腔q3，回油腔q2连接回油油路，控制腔q3连接p2来油。
18.所述压差滞后活门6、壳体8以及垫块9之间形成底部腔q4。
19.所述螺盖1、止动座5、压差滞后活门6以及壳体8之间形成弹簧腔q1，弹簧腔q1连接p1来油。
20.本发明的核心是压差滞后活门组件的形状。压差滞后活门6结构如图2所示，压差滞后活门6的形状为几段不同直径的台阶状圆柱体，所述压差滞后活门6底部设有底部圆柱体61, 底部圆柱体61外径为d1，压差滞后活门6中间设有2个中部圆柱体62，2个中部圆柱体62的外径为d2， d1、d2两段不同外径的圆柱体与压差滞后活门衬套7配合形成回油腔q2与控制腔q3。第一环形槽c1用于比较p1来油与p2来油的压差，以及p2来油与控制油的沟通；第二环形槽c2用于控制油与回油的沟通。
21.压差滞后活门衬套7结构如图3所示，压差滞后活门衬套7的形状为多个大小不等的圆柱体相连而成，设计有两段不同内径的内孔，底部内孔71的内径为d1，中部内孔72的内径为d2，与压差滞后活门6配合形成回油腔q2与控制腔q3。压差滞后活门衬套7的第一圆柱体h1沿径向方向均布有若干个第一孔ⅰ，用于将p2来油引进到控制腔q3；第二圆柱体h2沿径向方向均布有若干个第二孔ⅱ，用于沟通控制油与回油腔q2或控制腔q3；第三圆柱体h3沿径向方向均布有若干个第三孔ⅲ，用于将回油腔q2引出至回油；压差滞后活门衬套7小径端沿径向方向均布有若干个槽a，用于沟通控制油与底部腔q4。
22.工作时，p1来油进入弹簧腔q1，p2来油经过孔ⅰ进入控制腔q3。在p2来油与p1来油压差没有达到特定值时，压差滞后活门组件处于关闭状态，即图1所示状态；此时控制油通过回油腔q2与回油沟通，压差滞后活门组件不输出控制油，油源切换装置不进行油源切换。在p2来油与p1来油压差达到特定值时，压差滞后活门6在控制腔q3油压的作用下压缩弹簧4运动，关闭控制油与回油腔q2的沟通，同时使控制油与控制腔q3以及底部腔q4沟通，从而使压差滞后活门组件保持打开状态并输出控制油，油源切换装置进行油源切换。在压差滞后活门组件打开状态下，当p2来油与p1来油压差下降到特定值时，压差滞后活门6在弹簧腔q1油压及弹簧4的作用下运动,直到压差滞后活门6外径为d3段圆柱体与压差滞后活门衬套7大径端端面接触止动，即图1所示状态；关闭控制油与控制腔q3的沟通，同时使控制油与回油腔q2沟通，从而关闭控制油的输出，油源切换装置再次进行油源切换，完成油源的双向切换。
23.实施例2.某型号设计的压差滞后活门6的底部圆柱体61外径d1为ф5.5mm, 中部圆柱体62外径d2为ф9mm, 第一环形槽c1为ф4.3mm，第二环形槽c2为ф5mm。压差滞后活门衬套7的底部内孔71内径d1为ф5.5mm,中部内孔72内径d2为ф9mm；第一圆柱体h1直径为ф15mm,沿径向方向均布有4个直径为ф5mm的第一孔ⅰ；第二圆柱体h2直径为ф13mm,沿径向方向均布有4个直径为ф5mm的第二孔ⅱ，第三圆柱体h3直径为ф14mm,沿径向方向均布有4个直径为ф5mm的第三孔ⅲ，衬套小径端沿径向方向均布有4个边长为2mm的正方形槽a。
24.工作时，p1来油进入弹簧腔q1，与弹簧4共同作用，使压差滞后活门6受到向活门关闭方向的轴向力f1。p2来油经过压差滞后活门衬套7直径ф15mm上的4个ф5mm第一孔ⅰ进入控制腔q3，作用在压差滞后活门6的第一环形槽c1两端面上，两端面外径d2为ф9mm，d1为ф5.5mm；由于外径d2端面环形面积大于外径d1端面环形面积，所以油压作用在外径d2端面上的力大于作用在外径d1端面上的力，从而使压差滞后活门6受到向活门打开方向的轴向力f2。在p2来油与p1来油压差没有达到特定值时，压差滞后活门6所受轴向力f2小于f1，压差滞后活门组件处于关闭状态，即图1所示状态，此时控制油通过回油腔q2与回油沟通，压差
滞后活门组件不输出控制油，油源切换装置不进行油源切换。在p2来油与p1来油压差达到特定值时，压差滞后活门6所受轴向力f2大于f1，开始向活门打开方向运动，从而压缩弹簧4，切断控制油与回油的沟通，同时使控制腔q3中的p2来油经过压差滞后活门衬套7直径ф13mm上的4个ф5mm第二孔ⅱ进入底部腔q4，压差滞后活门组件输出控制油，油源切换装置进行油源切换。在压差滞后活门组件打开状态下，当p2来油与p1来油压差下降到特定值时，压差滞后活门6所受轴向力f2小于f1，开始向活门关闭方向运动，关闭控制油与控制腔q3的沟通，同时使控制油与回油腔q2沟通，从而使控制油经过压差滞后活门衬套7直径ф14mm上的4个ф5mm第三孔ⅲ通回油；压差滞后活门组件恢复至关闭状态，即图1所示状态，关闭控制油的输出，油源切换装置再次进行油源切换，完成油源的双向切换，满足发动机的要求。

技术特征：
1.一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，包括压差滞后活门（6），其特征在于：压差滞后活门（6）装在压差滞后活门衬套（7）内；弹簧（4）一端压在压差滞后活门（6）上，另一端压在调整垫片（3）上，并与调整垫片（3）一起装在弹簧座（2）上，弹簧座（2）装在螺盖（1）内；螺盖（1）通过止动座（5）将压差滞后活门衬套（7）压在垫块（9）上，整个组件装在壳体（8）内。2.根据权利要求1所述的航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，其特征在于：所述压差滞后活门（6）底部设有底部圆柱体（61），压差滞后活门（6）中间设有2个中部圆柱体（62），2个中部圆柱体（62）之间形成第二环形槽（c2），下方中部圆柱体（62）和底部圆柱体（61）之间形成第一环形槽（c1），所述压差滞后活门衬套（7）内设有底部内孔（71）和中部内孔（72），底部内孔（71）的内径和底部圆柱体（61）外径匹配，中部内孔（72）内径和中部圆柱体（62）外径匹配，压差滞后活门衬套（7）侧壁设有第一孔（i）、第二孔（ii）和第三孔（iii），压差滞后活门衬套（7）小径端沿径向方向均布有槽（a）。3.根据权利要求2所述的航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，其特征在于：所述压差滞后活门（6）的第二环形槽（c2）与压差滞后活门衬套（7）形成回油腔（q2），第一环形槽（c1）与压差滞后活门衬套（7）形成控制腔（q3），回油腔（q2）连接回油油路，控制腔（q3）连接p2来油。4.根据权利要求2所述的航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，其特征在于：所述压差滞后活门（6）、壳体（8）以及垫块（9）之间形成底部腔（q4）。5.根据权利要求2所述的航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，其特征在于：所述螺盖（1）、止动座（5）、压差滞后活门（6）以及壳体（8）之间形成弹簧腔（q1），弹簧腔（q1）连接p1来油。

技术总结
本发明公开了一种航空发动机油源切换装置中的压差滞后活门组件，包括压差滞后活门（6），其特征在于：压差滞后活门（6）装在压差滞后活门衬套（7）内；弹簧（4）一端压在压差滞后活门（6）上，另一端压在调整垫片（3）上，并与调整垫片（3）一起装在弹簧座（2）上，弹簧座（2）装在螺盖（1）内；螺盖（1）通过止动座（5）将压差滞后活门衬套（7）压在垫块（9）上，整个组件装在壳体（8）内。该发明的压差滞后活门组件采用机械式活门组件来输出控制油，运用机械密封及对称的双阀芯结构使油源切换装置在高温、高压力工况下稳定实现油源双向切换功能，提高了发动机的可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：娄振群 刘兵 罗杰 刘旭阳 黄奥 杨磊
受保护的技术使用者：中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/6/28