双油路航空发动机燃油泄油装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911016003.3 (22)申请日 2019.10.23 (71)申请人 中国科学院工程热物理研究所 地址 100190 北京市海淀区北四环西路11 号 (72)发明人 李伟刘富强胡春艳王锐 韩博高猛卢新根 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 吴梦圆 (51)Int.Cl. F02C 7/232(2006.01) (54)发明名称 一种双油路航空发动机燃油泄油装置 (57)摘要 本发明提供了一种双油路航空发动机燃油 泄油装置， 该装。

2、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 燃油泄油装置结构新颖、 简单、 可靠性高， 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， 保证发动机停车时， 泄油活 门快速打开， 双燃油油路同时泄油， 防止燃油喷 嘴和燃油总管积碳； 同时， 采用双端面密封设计 结构， 保证发动机在正常运转状态下， 双燃油油 路的可靠密封， 不影响发动机的燃油供给和分 配。 权利要求书2页 说明书5页 附图。

3、3页 CN 110608100 A 2019.12.24 CN 110608100 A 1.一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 包括： 端盖、 上阀套、 下阀套、 阀 芯、 底座、 复位弹簧、 节流元件、 径向密封圈、 格莱圈、 径向密封圈、 径向密封圈、 格莱圈、 端面 密封圈、 径向密封圈、 蓄能密封圈、 径向密封圈， 副油路进油口、 主油路进油口、 泄油口、 泵后 高压油进油口、 阀芯径向油路、 阀芯内高压腔、 阀芯外高压腔、 参考油压腔、 端盖回油口； 其中， 所述端盖， 上阀套， 下阀套按顺序同轴对接， 所述阀芯安装在上阀套和下阀套内 部的容置腔中， 所述阀芯内设有节流。

4、元件， 所述复位弹簧安装在端盖和上阀套内部的容置 腔中， 且两端分别与端盖和上阀套连接， 所述底座与下阀套通过螺纹连接。 2.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 其中， 端 盖沿轴向开有第一凹槽； 上阀套沿轴向分为第一段与第二段， 其中第一段的内径大于第二 段的内径， 第一段与端盖连接， 第二段与下阀套连接； 下阀套沿轴线分为第一段与第二段， 第一段的内径小于上阀套第二段的内径， 且与上阀套的第二段连接， 下阀套第二段开有第 二凹槽； 底座沿轴向分为第一段与第二段， 第一段通过螺纹同轴连接在下阀套的第二凹槽 中； 阀芯安装在上阀套和下阀套内部形成的容置腔中， 。

5、该容置腔与端盖的第一凹槽相连通， 阀芯沿轴向分为五段， 第一段的外径小于上阀套第一段的内径， 第二段的侧壁紧贴上阀套 第一段的内壁实现密封， 第三段的外径小于上阀套第二段的内径， 第四段的侧壁紧贴上阀 套第二段的内部实现密封， 第五段的直径小于下阀套第一段的内径； 复位弹簧位于第一凹 槽中， 一端连接第一凹槽的底面， 另一端连接阀芯的第二段， 阀芯的第一段插入复位弹簧 中； 阀芯的第一段、 第二段和第三段沿轴向开有与阀芯外部连通的腔体， 腔体内部设有节流 元件， 节流元件在腔体内形成阀芯内高压腔。 3.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 其中， 在 下阀套第一。

6、段靠近第二段的侧壁开通的主油路进油口与发动机主燃油油路连通； 在底座上 轴向开通的副油路进油口与发动机副燃油油路连通； 在上阀套第二段靠近下阀套的位置开 通泄油口与发动机泄油油路连通； 在上阀套第二段靠近上阀套第一段的位置和阀芯第三段 中部开通径向的泵后高压油进油口和阀芯径向油路， 与燃调泵后高压油路连通， 将高压燃 油引入阀芯内高压腔和阀芯外高压腔； 在端盖的端面处紧邻上阀套的位置开通有径向的端 盖回油口， 将参考油压腔与控制油路相连通， 通过控制端盖回油口的通断继而改变参考油 压腔的压力。 4.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 在所述端 面的外壁开有一退。

7、刀槽， 该退刀槽安装有径向密封圈， 在所述上阀套的第一段外壁紧邻第 二段的位置和第二段外壁中间分别设有一凹槽， 且分别安装有径向密封圈； 在所述下阀套 第一段外壁中间设有一凹槽， 且安装有径向密封圈； 在所述底座的第二段外壁设有一凹槽， 且安装有径向密封圈。 5.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 在所述阀 芯的第二段外壁中间设有一凹槽， 且安装有格莱圈， 用以实现阀芯与上阀套之间的动密封， 其两侧分别隔离了参考油压腔与阀芯外高压腔； 在所述阀芯的第四段侧壁靠近第三段处设 有一凹槽， 且安装有另一格莱圈， 同样用以实现阀芯与上阀套之间的动密封。 6.根据权利要。

8、求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 在所述下 阀套与上阀套的对接端面处设有一凹槽， 且安装有端面密封圈， 同时接触上阀套和阀芯； 在 所述底座与下阀套的的对接端面处设有一凹槽， 且安装有蓄能密封圈， 同时接触下阀套与 权利要求书 1/2 页 2 CN 110608100 A 2 阀芯。 7.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 根据发动 机运行状态的改变， 通过控制端盖回油口的通断， 以控制节流元件两侧的腔压平衡， 推动阀 芯运动。 8.根据权利要求1至7所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 当发 动机处于正常运行状态时。

9、， 参考油压腔的出口端盖回油口油路被切断， 通过节流元件的流 量为0， 节流元件两侧腔压平衡， 在参考油压腔高压力和复位弹簧的弹簧力双重作用下， 阀 芯处于关闭状态， 保证发动机主、 副油路正常供油。 9.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 当发动机 处于停止运行状态时， 打开参考油压腔的出口端盖回油口油路回油， 此时参考油压腔的腔 压降低至高压泵进口压力， 在阀芯两端压差的作用下， 阀芯被推开， 发动机主、 副油路燃油 管内的燃油通过副油路进油口、 主油路进油口从泄油口放泄至发动机泄油油路或余油收集 装置。 10.根据权利要求1所述的一种双油路航空发动机燃油。

10、泄油装置， 其特征在于， 当发动 机燃油泵停转后， 阀芯在复位弹簧的作用下复位关闭。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110608100 A 3 一种双油路航空发动机燃油泄油装置 技术领域 0001 本发明涉及航空发动机燃油系统技术领域， 尤其涉及一种双油路航空发动机的燃 油泄油装置。 背景技术 0002 为了降低发动机的耗油率， 拓宽燃烧室熄火边界， 现代航空发动机多采用双燃油 供油路设计方案， 而对于双油路航空发动机而言， 为了防止燃油喷嘴和燃油总管积碳， 停车 时同样需要将双燃油油路总管内的燃油排泄出来， 且在发动机正常运行时， 不能影响各自 燃油油路的正常供油。 常规的燃油泄油方案需。

11、要针对双燃油总管设计两套泄油装置， 或采 用两位四通电磁阀方案， 这种泄油装置结构复杂， 不易实现燃油系统的小型化设计； 另一方 面， 传统的燃油泄油装置大多采用单向阀结构或者滑阀结构， 可能会在发动机运行过程中 出现漏油问题， 可靠性差。 因此， 迫切需要设计一种更优的双油路航空发动机燃油泄油装 置， 以简化燃油系统结构， 提高燃油系统的可靠性。 发明内容 0003 (一)要解决的技术问题 0004 本发明提供了一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 该装置采用单阀芯设计结 构， 通过控制节流元件两端腔压压差， 来驱动阀芯动作， 保证发动机停车时， 泄油活门快速 打开， 双燃油油路同时泄油； 同。

12、时， 采用双端面密封设计结构， 保证发动机在正常运转状态 下， 双燃油油路的可靠性密封， 不影响发动机的燃油供给和分配。 0005 (二)技术方案 0006 本发明提供了一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 其特征在于， 包括： 0007 端盖、 上阀套、 下阀套、 阀芯、 底座、 复位弹簧、 节流元件、 径向密封圈、 格莱圈、 径向 密封圈、 径向密封圈、 格莱圈、 端面密封圈、 径向密封圈、 蓄能密封圈、 径向密封圈， 副油路进 油口、 主油路进油口、 泄油口、 泵后高压油进油口、 阀芯径向油路、 阀芯内高压腔、 阀芯外高 压腔、 参考油压腔、 端盖回油口。 0008 其中， 所述端盖， 上。

13、阀套， 下阀套按顺序同轴对接， 所述阀芯安装在上阀套和下阀 套内部的容置腔中， 所述阀芯内设有节流元件， 所述复位弹簧安装在端盖和上阀套内部的 容置腔中， 且两端分别与端盖和上阀套连接， 所述底座与下阀套通过螺纹连接。 0009 其中， 端盖沿轴向开有第一凹槽； 上阀套沿轴向分为第一段与第二段， 其中第一段 的内径大于第二段的内径， 第一段与端盖连接， 第二段与下阀套连接； 下阀套沿轴线分为第 一段与第二段， 第一段的内径小于上阀套第二段的内径， 且与上阀套的第二段连接， 下阀套 第二段开有第二凹槽； 底座沿轴向分为第一段与第二段， 第一段通过螺纹同轴连接在下阀 套的第二凹槽中； 阀芯安装在上。

14、阀套和下阀套内部形成的容置腔中， 该容置腔与端盖的第 一凹槽相连通， 阀芯沿轴向分为五段， 第一段的外径小于上阀套第一段的内径， 第二段的侧 壁紧贴上阀套第一段的内壁实现密封， 第三段的外径小于上阀套第二段的内径， 第四段的 说明书 1/5 页 4 CN 110608100 A 4 侧壁紧贴上阀套第二段的内部实现密封， 第五段的直径小于下阀套第一段的内径； 复位弹 簧位于第一凹槽中， 一端连接第一凹槽的底面， 另一端连接阀芯的第二段， 阀芯的第一段插 入复位弹簧中； 阀芯的第一段、 第二段和第三段沿轴向开有与阀芯外部连通的腔体， 腔体内 部设有节流元件， 节流元件在腔体内形成阀芯内高压腔。 0。

15、010 其中， 在下阀套第一段靠近第二段的侧壁开通的主油路进油口与发动机主燃油油 路连通； 在底座上轴向开通的副油路进油口与发动机副燃油油路连通； 在上阀套第二段靠 近下阀套的位置开通泄油口与发动机泄油油路连通； 在上阀套第二段靠近上阀套第一段的 位置和阀芯第三段中部开通径向的泵后高压油进油口和阀芯径向油路， 与燃调泵后高压油 路连通， 将高压燃油引入阀芯内高压腔和阀芯外高压腔； 在端盖的端面处紧邻上阀套的位 置开通有径向的端盖回油口， 将参考油压腔与控制油路相连通， 通过控制端盖回油口的通 断继而改变参考油压腔的压力。 0011 在所述端面的外壁开有一退刀槽， 该退刀槽安装有径向密封圈， 在。

16、所述上阀套的 第一段外壁紧邻第二段的位置和第二段外壁中间分别设有一凹槽， 且分别安装有径向密封 圈； 在所述下阀套第一段外壁中间设有一凹槽， 且安装有径向密封圈； 在所述底座的第二段 外壁设有一凹槽， 且安装有径向密封圈。 0012 在所述阀芯的第二段外壁中间设有一凹槽， 且安装有格莱圈， 用以实现阀芯与上 阀套之间的动密封， 其两侧分别隔离了参考油压腔与阀芯外高压腔； 在所述阀芯的第四段 侧壁靠近第三段处设有一凹槽， 且安装有另一格莱圈， 同样用以实现阀芯与上阀套之间的 动密封。 0013 在所述下阀套与上阀套的对接端面处设有一凹槽， 且安装有端面密封圈， 同时接 触上阀套和阀芯； 在所述底。

17、座与下阀套的的对接端面处设有一凹槽， 且安装有蓄能密封圈， 同时接触下阀套与阀芯。 根据发动机运行状态的改变， 通过控制端盖回油口的通断， 以控制 节流元件两侧的腔压平衡， 推动阀芯运动。 0014 当发动机处于正常运行状态时， 参考油压腔的出口端盖回油口油路被切断， 通过 节流元件的流量为0， 节流元件两侧腔压平衡， 在参考油压腔高压力和复位弹簧的弹簧力双 重作用下， 阀芯处于关闭状态， 保证发动机主、 副油路正常供油。 当发动机处于停止运行状 态时， 打开参考油压腔的出口端盖回油口油路回油， 此时参考油压腔的腔压降低至高压泵 进口压力， 在阀芯两端压差的作用下， 阀芯被推开， 发动机主、 。

18、副油路燃油管内的燃油通过 副油路进油口、 主油路进油口从泄油口放泄至发动机泄油油路或余油收集装置。 0015 当发动机燃油泵停转后， 阀芯在复位弹簧的作用下复位关闭。 0016 (三)有益效果 0017 从上述技术方案可以看出， 本发明具有以下有益效果： 0018 (1)本发明通过设计单一阀门结构实现了双油路航空发动机停车时主、 副燃油油 路同时泄油的功能， 系统结构简单， 易工程实现。 0019 (2)本发明采用双端面密封设计结构， 保证双燃油油路的可靠密封， 同时在发动机 正常运转状态下， 泵后高压和弹簧力的双重作用能保证任何工况下泄油装置阀芯处于关闭 状态， 且有一定的压紧力， 可以有效。

19、避免出现燃油泄漏或滴油现象， 不影响发动机的燃油供 给和分配。 0020 (3)本发明通过控制节流元件两端腔压压差来驱动阀芯动作， 动态特性好， 阀门响 说明书 2/5 页 5 CN 110608100 A 5 应快， 能够保证发动机停车时， 泄油活门快速打开， 无需等待主、 副燃油油路压力降低。 附图说明 0021 图1为本发明实施例的双油路航空发动机燃油泄油装置的结构示意图。 0022 图2为本发明实施例的上阀套零件结构示意图。 0023 图3为本发明实施例的下阀套零件结构示意图。 0024 图4为本发明实施例的阀芯零件结构示意图。 0025 图5为本发明实施例的底座零件结构示意图。 00。

20、26 符号说明 0027 1 端盖 0028 2 上阀套 0029 3 下阀套 0030 4 阀芯 0031 5 底座 0032 6 复位弹簧 0033 7 节流元件 0034 8 径向密封圈 0035 9 格莱圈 0036 9 凹槽 0037 10 径向密封圈 0038 10 凹槽 0039 11 径向密封圈 0040 11 凹槽 0041 12 格莱圈 0042 12 凹槽 0043 13 端面密封圈 0044 13 凹槽 0045 14 径向密封圈 0046 14 凹槽 0047 15 蓄能密封圈 0048 15 凹槽 0049 16 径向密封圈 0050 16 凹槽 0051 17 副。

21、油路进油口 0052 18 主油路进油口 0053 19 泄油口 0054 20 泵后高压油进油口 0055 21 阀芯径向油路 0056 22 阀芯内高压腔 说明书 3/5 页 6 CN 110608100 A 6 0057 23 阀芯外高压腔 0058 24 参考油压腔 0059 25 端盖回油口 具体实施方式 0060 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下结合具体实施例， 并参照 附图， 对本发明进一步详细说明。 需要说明的是， 在附图或说明书描述中， 相似或相同的部 分都使用相同的图号。 附图中未绘示或描述的实现方式， 为所属技术领域中普通技术人员 所知的形式。 另外。

22、， 虽然本文可提供包含特定值的参数的示范， 但应了解， 参数无需确切等 于相应的值， 而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。 实施例中提到的 方向用语， 例如 “上” 、“下” 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 等， 仅是参考附图的方向。 因此， 使用的方 向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。 0061 本发明提供了一种双油路航空发动机燃油泄油装置， 如图1至图5所示， 包括： 端盖 1、 上阀套2、 下阀套3、 阀芯4、 底座5、 复位弹簧6、 节流元件7、 径向密封圈8、 格莱圈9、 径向密 封圈10、 径向密封圈11、 格莱圈12、 端面密封圈13、 径向密。

23、封圈14、 蓄能密封圈15、 径向密封 圈16， 副油路进油口17、 主油路进油口18、 泄油口19、 泵后高压油进油口20、 阀芯径向油路 21、 阀芯内高压腔22、 阀芯外高压腔23、 参考油压腔24、 端盖回油口25。 0062 其中， 端盖1， 上阀套2， 下阀套3按顺序同轴对接， 端盖1沿轴向开有第一凹槽， 上阀 套2沿轴向分为第一段与第二段， 其中第一段的内径大于第二段的内径。 第一段与端盖1连 接， 第二段与下阀套3连接。 下阀套3沿轴线分为第一段与第二段， 第一段的内径小于上阀套 2第二段的内径。 下阀套3的第一段与上阀套2的第二段连接， 第二段开有第二凹槽。 底座5沿 轴向分。

24、为第一段与第二段， 第一段通过螺纹同轴连接在下阀套3的第二凹槽中。 上阀套2和 下阀套3内部形成容置腔， 容置腔与端盖1的第一凹槽连通。 阀芯4安装在上阀套2和下阀套3 内部的容置腔中， 阀芯4沿轴向(图1中从左到右的方向)分为五段， 其中， 第一段的外径小于 上阀套2第一段的内径， 第二段的侧壁紧贴上阀套2第一段的内壁实现密封， 第三段的外径 小于上阀套2第二段的内径， 第四段的侧壁紧贴上阀套2第二段的内部实现密封， 第五段的 直径小于下阀套3第一段的内径。 0063 复位弹簧6位于第一凹槽中， 一端连接第一凹槽的底面， 另一端连接阀芯4的第二 段， 阀芯4的第一段插入复位弹簧6中。 阀芯4。

25、的第一段、 第二段和第三段沿轴向开有与阀芯4 外部连通的腔体。 腔体内部设有节流元件7， 节流元件7在腔体内形成阀芯内高压腔22。 0064 在端盖1的外壁开有一退刀槽， 退刀槽安装径向密封圈8； 如图2所示， 在上阀套2的 第一段外壁紧邻第二段的位置设有一凹槽10 ， 径向密封圈10安装在凹槽10 中， 在上阀套2 的第二段外壁中间设有一凹槽11 ， 径向密封圈11安装在凹槽11 中； 如图3所示， 在下阀套3 第一段外壁中间设有一凹槽14 ， 径向密封圈14安装在凹槽14 中； 如图5所示， 在底座5的第 二段外壁设有一凹槽16 ， 径向密封圈16安装凹槽16 中； 如图4所示， 在阀芯4。

26、的第二段外壁 中间设有一凹槽9 ， 格莱圈9安装在凹槽9 中， 在阀芯4的第四段侧壁靠近第三段处设有一 凹槽12 ， 格莱圈12安装在凹槽12 中， 以实现阀芯4与上阀套2之间的动密封； 如图3所示， 在 下阀套3与上阀套2的对接端面处设有一凹槽13 ， 端面密封圈13安装在凹槽13 中， 同时接 触上阀套2和阀芯4； 如图5所示， 在底座5与下阀套3的对接端面处设有一凹槽15 ， 蓄能密封 说明书 4/5 页 7 CN 110608100 A 7 圈15安装在凹槽15 中， 同时接触下阀套3与阀芯4。 0065 如图1或3所示， 在下阀套3第一段靠近第二段的侧壁开通的主油路进油口18与发 动。

27、机主燃油油路连通； 如图1或5所示， 在底座5轴向开通的副油路进油口17与发动机副燃油 油路连通； 如图1或2所示， 在上阀套2第二段靠近下阀套的位置开通泄油口19与发动机泄油 油路连通， 在上阀套2第二段靠近上阀套2第一段的位置和阀芯4第三段中部开通径向的泵 后高压油进油口20和阀芯径向油路21， 与燃调泵后高压油路连通， 将高压燃油引入阀芯内 高压腔22和阀芯外高压腔23； 如图1所示， 在端盖1端面处紧邻上阀套2的位置开通径向的端 盖回油口25， 将参考油压腔24与控制油路相连通， 通过控制端盖回油口25的通断继而改变 参考油压腔24的压力。 0066 当处于发动机正常运行状态时， 参考。

28、油压腔24的出口端盖回油口25油路被切断， 通过节流元件7的流量为零， 此时节流元件7两侧的腔压平衡， 在参考油压腔24的高压力和 复位弹簧6的弹簧力双重作用下， 阀芯4处于关闭状态， 保证发动机主、 副油路的正常供油； 当发动机停车时， 打开参考油压腔的出口端盖回油口25油路回油， 此时参考油压腔24的腔 压降低至高压泵进口压力， 阀芯内高压腔22、 阀芯外高压腔23的压力远大于参考油压腔24 压力， 在阀芯4两端压差的作用下， 阀芯4被推开， 发动机主油路、 发动机副油路燃油管内的 燃油通过副油路进油口17、 主油路进油口18从泄油口19放泄至发动机泄油油路或余油收集 装置， 继而实现发动。

29、机停车过程， 发动机主、 副油路燃油管的同时泄油功能； 当发动机燃油 泵停转后， 阀芯4在复位弹簧6的作用下复位关闭。 0067 以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限制本发明， 凡 在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。 说明书 5/5 页 8 CN 110608100 A 8 图1 图2 说明书附图 1/3 页 9 CN 110608100 A 9 图3 图4 说明书附图 2/3 页 10 CN 110608100 A 10 图5 说明书附图 3/3 页 11 CN 110608100 A 11 。