[发明专利]一种步进电机驱动的高可靠燃油计量装置

摘要

本发明公开了一种步进电机驱动的高可靠燃油计量装置，用于燃气轮机、航空发动机燃油泵调节器中的燃油计量，具体为采用步进电机驱动旋转式计量活门动作，改变计量活门周向形孔的遮蔽面积，实现经过计量活门燃油流量的计量。该装置结构新颖、简单、容易加工和装配、控制简单灵活、可靠性高。所述计量活门采用周向形孔设计、径向进出油设计和平衡回油路设计，可以消除活门阀芯的轴向力，有效减小阀芯的运动阻力矩，降低活门卡滞风险，提高计量活门的动态响应特性和可靠性；该方案利用步进电机的保持转矩锁住计量活门阀芯的角相位置，能够抵抗机械振动、活门液动力、电机电流波动等外界扰动对活门控制的干扰，大幅提高燃油计量装置的鲁棒性和可靠性。

主权项

1.一种步进电机驱动的高可靠燃油计量装置，包括步进电机和计量活门组件，所述计量活门组件包括计量活门壳体、计量活门限位器、计量活门阀芯、计量活门阀套、计量活门动密封盖、计量活门后端盖，所述计量活门壳体整体为一两端开口的中空筒状部件，所述计量活门阀芯、计量活门阀套设置在所述计量活门壳体内，所述计量活门壳体的前端开口的内壁上至少形成一台阶面，所述计量活门动密封盖固定设置在所述台阶面上，所述计量活门后端盖固定设置在所述计量活门壳体的后端开口上，其特征在于，/n所述计量活门阀芯包括主体部以及位于其前端的第一级轴肩和第二级轴肩，其中，所述第一级轴肩位于所述计量活门动密封盖的中心孔处且二者之间设有动密封部件，所述第二级轴肩位于所述第一级轴肩的外侧，所述计量活门限位器设置在所述第二级轴肩上，且所述第二级轴肩的前端与所述步进电机传动连接，所述计量活门限位器用以限制所述计量活门阀芯的旋转运动区间；/n所述计量活门阀套同轴插装固定在所述计量活门壳体的中空筒状内壁上，且所述计量活门阀套同轴套设在所述计量活门阀芯的主体部的外表面，且所述计量活门阀芯相对于所述计量活门阀套可旋转；其中，/n所述计量活门壳体的中空筒状内壁上设有一位于第一轴向位置的进油环形油腔和一位于第二轴向位置的出油环形油腔，所述计量活门壳体上设有一与所述进油环形油腔连通的壳体进油油路和一与所述出油环形油腔连通的壳体出油油路；/n所述计量活门阀套的外壁上设有一位于所述第一轴向位置的第一阀套环形凹槽，所述第一阀套环形凹槽的底部设有沿周向延伸的阀套进油形孔；所述计量活门阀套的内壁上设有一位于所述第二轴向位置的第二阀套环形凹槽，所述第二阀套环形凹槽的底部设有若干个沿周向均匀布置的阀套出油孔；/n所述计量活门阀芯的主体部内设有一阀芯中空腔体，所述阀芯中空腔体的后端设有一堵头进行封堵；所述计量活门阀芯的主体部上设有一位于所述第一轴向位置并沿周向延伸的阀芯扇形窗口，所述计量活门阀芯的主体部的外壁上设有一位于所述第二轴向位置的阀芯环形凹槽，所述阀芯环形凹槽的底部设有若干个沿周向均匀布置的阀芯出油孔，且所述阀芯扇形窗口、各所述阀芯出油孔均与所述阀芯中空腔体连通；/n所述阀套进油形孔与阀芯扇形窗口相互配合，在二者未重叠的部分形成燃油计量通孔，且所述燃油计量通孔的通流面积随着所述计量活门阀芯的转动而改变；/n高压燃油沿径向从所述壳体进油油路的进口P进入所述进油环形油腔，并穿过由所述阀套进油形孔与阀芯扇形窗口形成的燃油计量通孔后沿径向流入所述阀芯中空腔体，计量后燃油依次通过各所述阀芯出油孔、阀套出油孔进入所述出油环形油腔，之后沿径向从所述壳体出油油路的出口T流出。/n