CN114109611B - 一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，包括外衬套和螺套；在外衬套内部过盈装配有活门衬套，活门衬套中活动式装配有分油活门；在外衬套和活门衬套上对称开设有一对主油路型孔，在主油路型孔两侧的外衬套和活门衬套上开设一对副油路型孔，副油路型孔的位置比主油路型孔的位置更靠近外衬套的前端；在活门衬套后端面上连接有小弹簧座并装配有小弹簧；所述的螺套中装配有大弹簧。本发明利用双弹簧的结构优势，优化了分油活门空间，加快了衬套型孔的打开响应速度，增加了分油活门的控制精度，减小了分油活门弹簧体积与重量；分油活门采取活塞式结构，将分油活门进口处的受压面积转换为活塞杆面积，降低了分油活门进口处压力值。

Description

一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件

技术领域

本发明涉及一种机械液压元件，具体涉及一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件。

背景技术

航空发动机燃油控制***中的分油活门组件是航空发动机燃油调节器的重要零组件，分油活门组件的功能为通过分油活门两端的力平衡，使分油活门位置不断变化，分油活门上的凸台遮蔽或者打开分油活门衬套上的油孔，使衬套上油孔互相断开或者连通，以控制通往不同油路的燃油流量。

为满足分油活门组件对不同油路的燃油流量，需对分油活门衬套上油孔打开时序及打开压力进行精确控制，传统分油活门组件使用单弹簧结构，该结构控制精度差，响应时间慢，无法满足型孔不同的打开时序；为了保证分油活门两端的力平衡，分油活门前后两腔压差需通过弹簧压缩后产生的弹簧力保证，当压差较大时，常见的分油活门组件需使用较大的活门直径和较大劲度系数的分油活门弹簧，使活门与弹簧体积相对较大，导致对于产品体积重量增加，不利于产品设计。

现有的分油活门组件能够实现燃油流量的分配功能，但结构相对单一，体积、重量大，无法满足不同油路的燃油分配特性，无法快速响应使用需求，只能更改相应技术指标，给产品设计的调整带来不便，大大增加了产品的开发难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，用以解决现有活门组件存在的结构过大、大压差分油活门弹簧设计难度高的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，包括外衬套和螺套；

在外衬套内部过盈装配有活门衬套，活门衬套中活动式装配有分油活门；活门衬套的后端开设有装配孔，分油活门的活塞杆与装配孔间隙配合；分油活门的活塞杆前端设置有圆筒状的活塞式减压段，在活塞式减压段的端面上开设有连通进油腔和减压腔的过油孔；在外衬套和活门衬套上开设有用于导入燃油控制***计量活门后燃油的进油孔，进油孔与所述的进油腔连通；进油腔的端部通过管接头连接燃油控制***的燃油调节器；

在外衬套和活门衬套上对称开设有一对主油路型孔，在主油路型孔两侧的外衬套和活门衬套上开设一对副油路型孔，副油路型孔的位置比主油路型孔的位置更靠近外衬套的前端；

在活门衬套后端面上连接有小弹簧座；分油活门后端形成有装配段，所述小弹簧座套在装配段上，且通过卡扣与小弹簧座固定；小弹簧座上装配有小弹簧；

所述的螺套中装配有大弹簧，所述的大弹簧座安装在螺套内的前端，大弹簧座的前端通过环状底座支撑在活门衬套的后端面上；大弹簧座为帽状结构，大弹簧座的内腔端面上开设有导油孔；所述大弹簧的前端压紧在大弹簧座上，大弹簧的后端通过弹簧支座调节位置。

进一步地，装配时，外衬套装在燃油控制***的安装壳体内，螺套前端以螺纹配合的方式拧入到安装壳体，实现与外衬套后端的连接与密封。

进一步地，活塞式减压段将活门衬套内分为位于活塞式减压段前端的进油腔以及后端的减压腔。

进一步地，活塞式减压段的直径大于活塞杆的直径。

进一步地，主油路型孔、副油路型孔分别与发动机的主、副喷嘴连接；副油路型孔、主油路型孔在外衬套和活门衬套上间隔90°布设。

进一步地，所述小弹簧的一端固定在小弹簧座上，另一端支撑在大弹簧座的内腔中。

进一步地，所述大弹簧的劲度系数大于小弹簧。

进一步地，所述螺套的后端面上安装有调整螺钉盖，调整螺钉穿过调整螺钉盖与弹簧支座连接。

进一步地，燃油经分油活门入口流入进油腔，分油活门受油压向右移动，依次打开副油路型孔与主油路型孔，经均布的过油孔流入减压腔，减压腔将分油活门受力面积由进油腔的截面积减小至活塞杆的截面积，实现了减压的作用。

进一步地，来油腔的流量开始增大时，分油活门开始移动克服小弹簧弹力，使副油路型孔较快打开；随着来油腔的压力持续增大，当燃油流量增大到主油路型孔的最小打开压力时主油路型孔打开；小弹簧座随分油活门移动直至与大弹簧座止靠，此后分油活门继续右移克服大弹簧的作用力，满足大流量情况下分油活门组件的流量分配及压差需求。

与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：

本发明利用双弹簧的结构优势，优化了分油活门空间，加快了衬套型孔的打开响应速度，增加了分油活门的控制精度，减小了分油活门弹簧体积与重量；分油活门采取活塞式结构，将分油活门进口处的受压面积转换为活塞杆面积，降低了分油活门进口处压力值。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为分油活门的活塞腔结构图。

图中标号说明：1外衬套，2活门衬套，3分油活门，4小弹簧座，5螺套，6调整螺钉，7调整螺钉盖，8小弹簧，9大弹簧座，10大弹簧，11弹簧支座，12减压腔，13过油孔，14进油孔，15进油腔，16活塞式减压段，17底座，18导油孔，19副油路型孔，20主油路型孔，21活塞杆。

具体实施方式

本发明在传统分油活门3组件的基础上，将传统分油活门3结构改进为活塞式分油活门3，保证最大供油量及活门内流速的前提下，活塞式结构可抵消分油活门3进口的部分压力，减小分油活门3受力面积，使之具备减压功能；利用双弹簧的结构，小弹簧8负责较快打开油路型孔，提高分油活门3响应速度，当分油活门3移动到与小弹簧8规定的最大压缩量时，分油活门3克服大活门弹簧作用力继续移动，以保证各油路的燃油量要求。

参见附图，本发明公开了一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，包括外衬套1和螺套5，装配时，外衬套1装在燃油控制***的安装壳体内，螺套5前端以螺纹配合的方式拧入到安装壳体，实现与外衬套1后端的连接与密封；

在外衬套1内部过盈装配有活门衬套2，活门衬套2中活动式装配有分油活门3；活门衬套2的后端开设有装配孔，分油活门3的活塞杆21与装配孔间隙配合；分油活门3的活塞杆21前端设置有圆筒状的活塞式减压段16，活塞式减压段16将活门衬套2内分为位于活塞式减压段16前端的进油腔15以及后端的减压腔12；在活塞式减压段16的端面上开设有连通进油腔15和减压腔12的过油孔13；其中，活塞式减压段16的直径大于活塞杆21的直径；在外衬套1和活门衬套2上开设有用于导入燃油控制***计量活门后燃油的进油孔14，进油孔14与所述的进油腔15连通；进油腔15的端部通过管接头连接燃油控制***的燃油调节器。

在外衬套1和活门衬套2上对称开设有一对主油路型孔20，在主油路型孔20两侧的外衬套1和活门衬套2上开设一对副油路型孔19，主油路型孔20、副油路型孔19分别与发动机的主、副喷嘴连接；副油路型孔19、主油路型孔20在外衬套1和活门衬套2上间隔90°布设；副油路型孔19的位置比主油路型孔20的位置更靠近外衬套1的前端。这样前后错开设置的目的是，当分油活门3的活塞式减压段16在运动过程中，先打开副油路型孔19，再打开主油路型孔20，以满足发动机供油需求。

在活门衬套2后端面上连接有小弹簧座4；分油活门3后端形成有装配段，所述小弹簧座4套在装配段上，且通过卡扣与小弹簧座4固定；小弹簧座4上装配有小弹簧8，其中，小弹簧8的一端固定在小弹簧座4上，另一端支撑在大弹簧座9的内腔中。

所述的螺套5中装配有大弹簧10，大弹簧10的劲度系数大于小弹簧8；所述的大弹簧座9安装在螺套5内的前端，大弹簧座9的前端通过环状底座17支撑在活门衬套2的后端面上；大弹簧座9为帽状结构，大弹簧座9的内腔端面上开设有导油孔18；所述大弹簧10的前端压紧在大弹簧座9上，大弹簧10的后端通过弹簧支座11调节位置；所述螺套5的后端面上安装有调整螺钉盖7，调整螺钉6穿过调整螺钉盖7与弹簧支座11连接。

图1所示为本发明的带双弹簧结构的活塞式分油活门3采用活塞式结构，如图2所示，燃油经分油活门3入口流入进油腔15，分油活门3受油压向右移动，依次打开副油路型孔19与主油路型孔20，经均布的过油孔13流入减压腔12，减压腔12将分油活门3受力面积由进油腔15的截面积减小至活塞杆21的截面积，实现了减压的作用，如图2所示。

来油腔的流量开始增大时，分油活门3开始移动克服小弹簧8弹力，因小弹簧8刚度较小，可使副油路型孔19较快打开，提高了副油路型孔19的打开响应速度；随着来油腔的压力持续增大，当燃油流量增大到主油路型孔20的最小打开压力时主油路型孔20打开。小弹簧座4随分油活门3移动直至与大弹簧座9止靠，此后分油活门3继续右移需克服大弹簧10的作用力，大弹簧10刚度较大，可以满足大流量情况下分油活门3组件的流量分配及压差需求。

本发明实现了大流量大压差的分油活门3组件的结构优化设计，保证了不同油路型孔打开时序与燃油流量分配特性。本发明已在某型燃油分配器上使用，且通过了多次发动机全寿命试车考核，能够很好的满足产品的性能要求和使用寿命要求。

以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，所述分油活门组件用于航空发动机燃油控制；其特征在于，包括外衬套(1)和螺套(5)；

在外衬套(1)内部过盈装配有活门衬套(2)，活门衬套(2)中活动式装配有分油活门(3)；活门衬套(2)的后端开设有装配孔，分油活门(3)的活塞杆(21)与装配孔间隙配合；分油活门(3)的活塞杆(21)前端设置有圆筒状的活塞式减压段(16)，在活塞式减压段(16)的端面上开设有连通进油腔(15)和减压腔(12)的过油孔(13)；在外衬套(1)和活门衬套(2)上开设有用于导入燃油控制***计量活门后燃油的进油孔(14)，进油孔(14)与所述的进油腔(15)连通；进油腔(15)的端部通过管接头连接燃油控制***的燃油调节器；

在外衬套(1)和活门衬套(2)上对称开设有一对主油路型孔(20)，在主油路型孔(20)两侧的外衬套(1)和活门衬套(2)上开设一对副油路型孔(19)，副油路型孔(19)的位置比主油路型孔(20)的位置更靠近外衬套(1)的前端；主油路型孔(20)、副油路型孔(19)分别与发动机的主、副喷嘴连接；副油路型孔(19)、主油路型孔(20)在外衬套(1)和活门衬套(2)上间隔(90)°布设；

在活门衬套(2)后端面上连接有小弹簧座(4)；分油活门(3)后端形成有装配段，所述小弹簧座(4)套在装配段上，且通过卡扣与小弹簧座(4)固定；小弹簧座(4)上装配有小弹簧(8)；

所述的螺套(5)中装配有大弹簧(10)，大弹簧座(9)安装在螺套(5)内的前端，大弹簧座(9)的前端通过环状底座(17)支撑在活门衬套(2)的后端面上；大弹簧座(9)为帽状结构，大弹簧座(9)的内腔端面上开设有导油孔(18)；所述大弹簧(10)的前端压紧在大弹簧座(9)上，大弹簧(10)的后端通过弹簧支座(11)调节位置；

燃油经分油活门(3)入口流入进油腔(15)，分油活门(3)受油压向右移动，依次打开副油路型孔(19)与主油路型孔(20)，经均布的过油孔(13)流入减压腔(12)，减压腔(12)将分油活门(3)受力面积由进油腔(15)的截面积减小至活塞杆(21)的截面积，实现了减压的作用；

来油腔的流量开始增大时，分油活门(3)开始移动克服小弹簧(8)弹力，使副油路型孔(19)打开；随着来油腔的压力持续增大，当燃油流量增大到主油路型孔(20)的最小打开压力时主油路型孔(20)打开；小弹簧座(4)随分油活门(3)移动直至与大弹簧座(9)止靠，此后分油活门(3)继续右移克服大弹簧(10)的作用力，满足大流量情况下分油活门(3)组件的流量分配及压差需求。

2.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，装配时，外衬套(1)装在燃油控制***的安装壳体内，螺套(5)前端以螺纹配合的方式拧入到安装壳体，实现与外衬套(1)后端的连接与密封。

3.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，活塞式减压段(16)将活门衬套(2)内分为位于活塞式减压段(16)前端的进油腔(15)以及后端的减压腔(12)。

4.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，活塞式减压段(16)的直径大于活塞杆(21)的直径。

5.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，所述小弹簧(8)的一端固定在小弹簧座(4)上，另一端支撑在大弹簧座(9)的内腔中。

6.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，所述大弹簧(10)的劲度系数大于小弹簧(8)。

7.根据权利要求1所述的带双弹簧结构的活塞式分油活门组件，其特征在于，所述螺套(5)的后端面上安装有调整螺钉盖(7)，调整螺钉(6)穿过调整螺钉盖(7)与弹簧支座(11)连接。

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