一种发动机应急停车机构的制作方法

1.本发明属于航空发动机控制领域，具体涉及一种发动机应急停车机构。


背景技术：

2.应急停车机构在发动机控制领域有着重要作用，其利用开关量电磁阀将伺服定压油引至带活塞结构的选择阀，当选择阀活塞从一侧移动至另一侧时，选择阀沟通计量后的高压燃油至断油活门端面面积较大的一侧，使断油阀关闭通向发动机燃烧室的燃油，实现发动机停车功能(结构示意图详见图1)。
3.传统应急停车机构中采用的定压阀为定压油路敞开式的常规定压阀，当发动机处于起动阶段时，由于供油柱塞泵转速较低，泵后燃油流量偏小且压力较低。由于定压油路为敞开式，则定压阀自发动机开始起动时就消耗泵后燃油流量，容易引发发动机起动流量不足，造成发动机起动不成功等问题。
4.另外，传统的应急停车机构在执行应急停车功能时，仅切断通向发动机燃烧室的计量后燃油的油路，但未减少计量后燃油的流量，这将造成断油阀等结构承受较大的液压冲击，产品工作稳定性和可靠性较差。


技术实现要素：

5.本发明提供一种发动机应急停车机构，解决传统应急停车机构存在容易起动不成功、应急停车时断油阀承受较大的液压冲击的问题。
6.本发明提供一种发动机应急停车机构，包括：定压阀2、燃油流量计量装置3、选择阀4、应急停车电磁阀5和断油阀7；其中，
7.定压阀2包括：第一壳体20、第一弹簧21、第一阀芯22、第一阀套23、燃油进口25、定压油径向出口26、定压油轴向出口28；
8.第一弹簧21的第一端固定设置在第一壳体20内的第一端，第一弹簧21的第二端连接有第一阀芯22的第一端，第一阀芯22外套设有第一阀套23，第一阀套23固定设置在第一壳体20内；
9.第一阀套23的第二端设置有定压油径向出口26，第一壳体20的第二端设置有定压油轴向出口28，定压油径向出口26与定压油轴向出口28连通；
10.第一壳体20上设置有燃油进口25，第一阀芯22的第二端的端面中心设置有轴向的凹腔，燃油进口25穿过第一阀套23与凹腔连通；
11.第一阀套23的第二端与第一壳体20的第二端连接，使凹腔与定压油轴向出口28不直接连通；
12.当发动机未起动时，第一阀芯22的第二端在第一弹簧21的预紧力的作用下，遮蔽定压油径向出口26，使凹腔与压油径向出口26不连通，切断燃油进口25与定压油轴向出口28之间的通路；
13.选择阀4包括：第二壳体40、第二阀芯41、第二阀套42、第一油孔43、活塞腔48、第二
弹簧49；
14.第二阀套42呈筒状，套设在第二阀芯41外侧，第二壳体40套设在第二阀套42和第二阀芯41的外侧；
15.第二阀芯41的第一端与第二壳体40的第一端之间形成低压腔，低压腔与发动机应急停车机构的低压回油系统连通；第二阀芯41的第二端设置有环状翻边，露出在第二阀套42外，并与第二壳体40内壁接触，环状翻边与第二壳体40的第二端之间形成弹簧腔，弹簧腔与低压回油系统连通，弹簧腔内设置有第二弹簧49，环状翻边、第二阀套42的第二端、第二壳体40内壁之间形成活塞腔48；
16.活塞腔48穿过第二壳体40与应急停车电磁阀5的出口端连通，应急停车电磁阀5的进口端与定压油轴向出口28连通，当发动机进行应急停车时，应急停车电磁阀5连通活塞腔48与定压油轴向出口28；
17.第二阀套42的第一端设置有第一油孔43，第二壳体40的第一端设置有第一油路，第一油孔43通过第一油路连接计量装置控制油；
18.当发动机进行应急停车时，定压油进入活塞腔48，定压油的压力大于第二弹簧49的预紧力和弹簧腔内燃油压力，第二阀芯41压缩第二弹簧49，第一油孔43与低压腔连通，使计量装置控制油与低压腔连通，降低计量装置控制油压力，使燃油流量计量装置3控制的计量后燃油流量变化至最小流量状态，减少向断油阀7提供的计量后燃油。
19.可选的，定压阀2还包括：阀芯堵头24；
20.第一阀套23的第二端与第一壳体20的第二端之间设置有阀芯堵头24，阀芯堵头24与第一壳体20固定连接。
21.可选的，第一壳体20内设置有环状台阶凸台，第一阀套23的第一端抵靠在环状台阶凸台上。
22.可选的，燃油流量计量装置3用于，接收计量装置控制油，根据计量装置控制油的压力控制计量后燃油流量。
23.可选的，所述机构还包括：旁路阀6；
24.选择阀4还包括：第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47；
25.第二阀芯41从第一端至第二端依次设置有第一环槽、第二环槽、第三环槽，第二环槽从第二阀芯41内部与低压腔连通，第三环槽从第二阀芯41内部与弹簧腔连通；
26.第二阀套42从第一端至第二端依次设置有第一油孔43、第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47；第二壳体40从第一端至第二端依次设置有第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路；第一油孔43、第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47与第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路分别一一连通；
27.第二油路连接旁路阀6的低压回油口；第三油路连接断油阀7的大腔；第四油路连接计量后燃油；第五油路连接旁路阀6的弹簧腔；
28.当发动机进行应急停车时，第二油孔44与第二油路断开，断开旁路阀6的低压回油口与断油阀7的大腔之间的通路；第四油孔46通过第一环槽与第三油孔45沟通，使计量后燃油进入断油阀7的大腔，驱动断油阀7的断油活门移动，切断计量后燃油流向发动机燃烧室的油路；旁路阀6的弹簧腔和选择阀4的低压腔通过第二环槽连通，降低旁路阀6弹簧腔压力，使旁路活门移动，将进入旁路阀6的计量后燃油流入低压回油系统；活塞腔48和第三环
槽连通。
29.可选的，当发动机取消进行应急停车时，应急停车电磁阀5切断活塞腔48与定压油轴向出口28；
30.活塞腔48压力降低至弹簧腔内燃油压力，第二弹簧49复位第二阀芯41，第一油孔43与低压腔断开，恢复计量装置控制油压力，燃油流量计量装置3根据恢复的计量装置控制油压力，控制向断油阀7提供的计量后燃油。
31.可选的，第二阀芯41的第一端的中心设置有第一中心孔，第二阀芯41的第二端的中心设置有第二中心孔；
32.第一中心孔与第二中心孔不连通；
33.第二环槽通过第一中心孔与低压腔连通，第三环槽通过第二中心孔与弹簧腔连通。
34.可选的，选择阀4还包括：节流嘴；
35.第二阀芯41的第二端的端面设置有节流嘴；第三环槽通过节流嘴与弹簧腔连通。
36.本发明提供一种发动机应急停车机构,改进了定压阀结构，增加了定压油路预遮蔽装置，避免定压阀消耗起动燃油流量的问题；同时改进了选择阀结构，在应急停车时将计量后燃油流量调节至最小流量状态，避免液压冲击，确保应急停车机构可靠工作。
附图说明
37.图1为传统应急停车机构示意图。
38.图2为改进后的应急停车机构示意图；
39.图3为定压阀结构示意图；
40.图4为选择阀结构示意图；
41.附图标记说明：
42.1-柱塞泵；2-定压阀；3-燃油流量计量装置；4-选择阀；5-应急停车电磁阀；6-旁路阀；7-断油阀；
43.20-第一壳体；21-第一弹簧；22-第一阀芯；23-第一阀套；24-阀芯堵头；25-燃油进口；26-定压油径向出口；27-回油口；28-定压油轴向出口；
44.40-第二壳体；41-第二阀芯；42-第二阀套；43-第一油孔；44-第二油孔；45-第三油孔；46-第四油孔；47-第五油孔；48-活塞腔；49-第二弹簧。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明提供的发动机应急停车机构进行具体解释说明，图2为本发明提供的发动机应急停车机构的结构示意图，图3为定压阀结构示意图，图4为选择阀结构示意图。
46.本发明提供一种发动机应急停车机构，包括：柱塞泵1、定压阀2、燃油流量计量装置3、选择阀4、应急停车电磁阀5、旁路阀6、断油阀7。
47.其中，柱塞泵1用于向发动机控制系统提供燃油油源。
48.定压阀2将柱塞泵后燃油调整为恒定压力的控制油。
49.燃油流量计量装置3依据计量装置控制油的压力和流量大小对柱塞泵后的燃油进
行计量，向后续系统输出计量后燃油。
50.选择阀4依据控制要求沟通或切断计量后燃油与断油阀7左侧大腔的油路、沟通或切断旁路阀6低压回油口与断油阀7左侧大腔的油路、沟通或切断计量装置控制油与低压回油系统的油路。
51.应急停车电磁阀5用来沟通或切断定压油与选择阀4的活塞腔的油路，控制选择阀4的阀芯移动，执行应急停车操作。
52.旁路阀6用来沟通或切断计量后燃油与低压回油系统的油路。
53.断油阀7用来沟通或切断计量后燃油通往发动机燃烧室的油路。
54.定压阀2包括：壳体20、第一弹簧21、第一阀芯22、第一阀套23、阀芯堵头24、燃油进口25、定压油径向出口26、回油口27、定压油径向出口28。
55.其中，如图3所示，第一阀芯22左侧和壳体20包络形成弹簧腔，内部装配有第一弹簧21，第一弹簧21与第一阀芯22左侧相连接，第一阀芯22外围为第一阀套23，第一阀套23固定在壳体20中，第一阀套23右侧将阀芯堵头24压紧在壳体20上。
56.在发动机停车未起动时，第一弹簧21推动第一阀芯22处于右边止靠位置，定压油径向出口26被第一阀芯22遮蔽，无定压油输出。
57.当发动机开始起动时，柱塞泵1转速逐渐升高，柱塞泵1后的燃油流量和压力逐渐增加，定压阀2的燃油进口25处的油压逐渐增加，第一阀芯22在燃油压力作用下逐渐向左移动并压缩第一弹簧21，第一阀芯22靠近第一弹簧21一侧的燃油通过回油口27适量排出，第一阀芯22对定压油径向出口26的遮蔽量逐渐减小，但在定压油径向出口26被打开之前，一直无定压油输出，定压阀2不消耗柱塞泵1后的燃油流量，确保发动机可靠地起动。当发动机转速上升至一定转速，柱塞泵1后燃油流量足够时，第一阀芯22移动至打开位置，定压油径向出口26打开，定压油压开始建立并一直保持恒定压力，产品控制系统正常工作。
58.选择阀4包括：壳体40、第二阀芯41、第二阀套42、第一油孔43、第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47、活塞腔48、第二弹簧49。
59.第二阀芯41从第一端至第二端依次设置有第一环槽、第二环槽、第三环槽。
60.第二阀套42从第一端至第二端依次设置有第一油孔43、第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47；第二壳体40从第一端至第二端依次设置有第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路；第一油孔43、第二油孔44、第三油孔45、第四油孔46、第五油孔47与第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路分别一一连通。
61.其中，如图4所示，第二阀芯41左侧与壳体40包络包络形成选择阀4的低压腔，低压腔与低压回油系统相连通，第二阀芯41外围为第二阀套42，第二阀套42固定在壳体40中，第二阀芯41右侧和壳体40包络形成弹簧腔，弹簧腔内部装配有第二弹簧49，弹簧腔与低压回油系统相沟通，第二弹簧49与第二阀芯41右侧相连接，第二阀芯41右侧的凸起翻边与壳体40、第二阀套42一起包络形成活塞腔，第二阀芯41右侧开有中心孔，中心孔内设置有节流嘴，第二阀芯41最右侧的环槽通过第二阀芯41的径向孔与节流嘴沟通，并通过节流嘴与弹簧腔沟通。
62.第二环槽从第二阀芯41内部与低压腔连通，第三环槽从第二阀芯41内部与弹簧腔连通。
63.第一油路连接计量装置控制油，第二油路连接旁路阀6的低压回油口；第三油路连
接断油阀7的大腔；第四油路连接计量后燃油；第五油路连接旁路阀6的弹簧腔。
64.当发动机进行应急停车时，第二油孔44与第二油路断开，断开旁路阀6的低压回油口与断油阀7的大腔之间的通路；第四油孔46通过第一环槽与第三油孔45沟通，使计量后燃油进入断油阀7的大腔，驱动断油阀7的断油活门移动，切断计量后燃油流向发动机燃烧室的油路；旁路阀6的弹簧腔和选择阀4的低压腔通过第二环槽连通，降低旁路阀6弹簧腔压力，使旁路活门移动，将进入旁路阀6的计量后燃油流入低压回油系统；活塞腔48和第三环槽连通。
65.当不执行应急停车操作时，活塞腔48为低压油，第二阀芯41在第二弹簧49作用下处于左边止靠位置，连接回油系统的第一油路断开，第二油路和第三油路沟通，连接计量后燃油的第四油路断开、连接回油系统的第五油路断开。
66.当执行应急停车操作时，活塞腔48为定压油，第二阀芯41在定压油压力的作用下克服第二弹簧49的作用向右移动，活塞腔48与第二阀芯41最右侧的环槽沟通，定压油通过第二阀芯41的径向孔与节流嘴沟通，此时活塞腔48形成分油压力，第二阀芯41在分油压力作用下克服第二阀芯41右侧的弹簧力和低压燃油压力的共同作用，继续向右移动，并最终处于右边止靠位置；第一油路连通计量装置控制油和低压回油系统，使计量后燃油流量调节至最小流量状态；连接旁路阀6的第二油路断开；连接断油阀7的第三油路和连接计量后燃油的第四油路沟通，使计量后燃油进入断油阀7的左侧大腔，虽然断油活门两侧压力均为计量后燃油压力，但是由于断油活门左侧端面面积大于右侧端面面积，左侧作用力大于右侧作用力，所以断油活门向右移动，最终切断计量后燃油流向发动机燃烧室的油路；第五油路使旁路阀6右侧油路与低压回油系统沟通，旁路阀6在计量后燃油压力下右移，使计量后燃油通过旁路阀6流入低压回油系统。
67.当消除应急停车信号，应急停车电磁阀5切断活塞腔48与定压油轴向出口28的油路；活塞腔48压力降低至与弹簧腔内燃油压力相同的压力，第二弹簧49使第二阀芯41恢复至原位置，第一油孔43与低压腔断开，恢复计量装置控制油压力，燃油流量计量装置3根据恢复的计量装置控制油压力，控制向断油阀7提供的计量后燃油；第二油路和第三油路沟通，使旁路阀6的的低压回油口与断油阀7的大腔之间沟通，使断油阀7复位，沟通计量后燃油通往发动机燃烧室的油路；第四油孔46与第三油孔45断开，切断计量后燃油进入断油阀7的大腔的油路；驱动断油阀7的断油活门移动，切断计量后燃油流向发动机燃烧室的油路；第五油孔47与第二阀芯41左侧中心孔的通路被切断，旁路阀6的弹簧腔的回油被切断，弹簧腔形成密闭腔，弹簧腔压力迅速升高为计量后燃油压力，此时旁路阀6两端燃油压力相同，旁路阀6在右侧弹簧预紧力最用下左移至止靠位置，切断计量后燃油和低压回油系统之间的通路。
68.本发明技术方案提供一种改进的发动机应急停车机构，原理参阅图2。该应急停车机构改进了定压阀2结构，在定压油路出口一侧加长定压阀芯和衬套的长度，并在衬套上开设径向油孔，在阀芯端面增加阀芯堵头，使定压油路由轴向中心孔出油改为径向出油，通过合理设置定压阀芯与衬套的预遮蔽量调整定压油压建立的时机；
69.在发动机起动阶段，定压油路断开，定压阀不消耗发动机起动燃油流量；当发动机转速上升至一定转速，泵后燃油流量足够时，定压阀芯移动至打开位置，定压油压开始建立，产品控制系统正常工作。
70.同时，该应急停车机构改进了选择阀结构，在选择阀一端增设了放油孔，且使放油孔与计量装置控制油路相连通；当选择阀移动时，计量装置控制油路通过放油孔连通回油系统，将计量装置调整至最小燃油控制位置，使计量后燃油流量调节至最小流量状态，避免液压冲击，使断油阀更加稳定可靠地切断通往燃烧室的燃油，实现应急停车。

技术特征：
1.一种发动机应急停车机构，其特征在于，包括：定压阀(2)、燃油流量计量装置(3)、选择阀(4)、应急停车电磁阀(5)和断油阀(7)；其中，定压阀(2)包括：第一壳体(20)、第一弹簧(21)、第一阀芯(22)、第一阀套(23)、燃油进口(25)、定压油径向出口(26)、定压油轴向出口(28)；第一弹簧(21)的第一端固定设置在第一壳体(20)内的第一端，第一弹簧(21)的第二端连接有第一阀芯(22)的第一端，第一阀芯(22)外套设有第一阀套(23)，第一阀套(23)固定设置在第一壳体(20)内；第一阀套(23)的第二端设置有定压油径向出口(26)，第一壳体(20)的第二端设置有定压油轴向出口(28)，定压油径向出口(26)与定压油轴向出口(28)连通；第一壳体(20)上设置有燃油进口(25)，第一阀芯(22)的第二端的端面中心设置有轴向的凹腔，燃油进口(25)穿过第一阀套(23)与凹腔连通；第一阀套(23)的第二端与第一壳体(20)的第二端连接，使凹腔与定压油轴向出口(28)不直接连通；当发动机未起动时，第一阀芯(22)的第二端在第一弹簧(21)的预紧力的作用下，遮蔽定压油径向出口(26)，使凹腔与压油径向出口(26)不连通，切断燃油进口(25)与定压油轴向出口(28)之间的通路；选择阀(4)包括：第二壳体(40)、第二阀芯(41)、第二阀套(42)、第一油孔(43)、活塞腔(48)、第二弹簧(49)；第二阀套(42)呈筒状，套设在第二阀芯(41)外侧，第二壳体(40)套设在第二阀套(42)和第二阀芯(41)的外侧；第二阀芯(41)的第一端与第二壳体(40)的第一端之间形成低压腔，低压腔与发动机应急停车机构的低压回油系统连通；第二阀芯(41)的第二端设置有环状翻边，露出在第二阀套(42)外，并与第二壳体(40)内壁接触，环状翻边与第二壳体(40)的第二端之间形成弹簧腔，弹簧腔与低压回油系统连通，弹簧腔内设置有第二弹簧(49)，环状翻边、第二阀套(42)的第二端、第二壳体(40)内壁之间形成活塞腔(48)；活塞腔(48)穿过第二壳体(40)与应急停车电磁阀(5)的出口端连通，应急停车电磁阀(5)的进口端与定压油轴向出口(28)连通，当发动机进行应急停车时，应急停车电磁阀(5)连通活塞腔(48)与定压油轴向出口(28)；第二阀套(42)的第一端设置有第一油孔(43)，第二壳体(40)的第一端设置有第一油路，第一油孔(43)通过第一油路连接计量装置控制油；当发动机进行应急停车时，定压油进入活塞腔(48)，定压油的压力大于第二弹簧(49)的预紧力和弹簧腔内燃油压力，第二阀芯(41)压缩第二弹簧(49)，第一油孔(43)与低压腔连通，使计量装置控制油与低压腔连通，降低计量装置控制油压力，使燃油流量计量装置(3)控制的计量后燃油流量变化至最小流量状态，减少向断油阀(7)提供的计量后燃油。2.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，定压阀(2)还包括：阀芯堵头(24)；第一阀套(23)的第二端与第一壳体(20)的第二端之间设置有阀芯堵头(24)，阀芯堵头(24)与第一壳体(20)固定连接。3.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，第一壳体(20)内设置有环状台阶凸台，第一阀套(23)的第一端抵靠在环状台阶凸台上。
4.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，燃油流量计量装置(3)用于，接收计量装置控制油，根据计量装置控制油的压力控制计量后燃油流量。5.根据权利要求1所述的机构，其特征在于，所述机构还包括：旁路阀(6)；选择阀(4)还包括：第二油孔(44)、第三油孔(45)、第四油孔(46)、第五油孔(47)；第二阀芯(41)从第一端至第二端依次设置有第一环槽、第二环槽、第三环槽，第二环槽从第二阀芯(41)内部与低压腔连通，第三环槽从第二阀芯(41)内部与弹簧腔连通；第二阀套(42)从第一端至第二端依次设置有第一油孔(43)、第二油孔(44)、第三油孔(45)、第四油孔(46)、第五油孔(47)；第二壳体(40)从第一端至第二端依次设置有第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路；第一油孔(43)、第二油孔(44)、第三油孔(45)、第四油孔(46)、第五油孔(47)与第一油路、第二油路、第三油路、第四油路、第五油路分别一一连通；第二油路连接旁路阀(6)的低压回油口；第三油路连接断油阀(7)的大腔；第四油路连接计量后燃油；第五油路连接旁路阀(6)的弹簧腔；当发动机进行应急停车时，第二油孔(44)与第二油路断开，断开旁路阀(6)的低压回油口与断油阀(7)的大腔之间的通路；第四油孔(46)通过第一环槽与第三油孔(45)沟通，使计量后燃油进入断油阀(7)的大腔，驱动断油阀(7)的断油活门移动，切断计量后燃油流向发动机燃烧室的油路；旁路阀(6)的弹簧腔和选择阀(4)的低压腔通过第二环槽连通，降低旁路阀(6)弹簧腔压力，使旁路活门移动，将进入旁路阀(6)的计量后燃油流入低压回油系统；活塞腔(48)和第三环槽连通。6.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，当发动机取消进行应急停车时，应急停车电磁阀(5)切断活塞腔(48)与定压油轴向出口(28)；活塞腔(48)压力降低至弹簧腔内燃油压力，第二弹簧(49)复位第二阀芯(41)，第一油孔(43)与低压腔断开，恢复计量装置控制油压力，燃油流量计量装置(3)根据恢复的计量装置控制油压力，控制向断油阀(7)提供的计量后燃油。7.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，第二阀芯(41)的第一端的中心设置有第一中心孔，第二阀芯(41)的第二端的中心设置有第二中心孔；第一中心孔与第二中心孔不连通；第二环槽通过第一中心孔与低压腔连通，第三环槽通过第二中心孔与弹簧腔连通。8.根据权利要求5所述的机构，其特征在于，选择阀(4)还包括：节流嘴；第二阀芯(41)的第二端的端面设置有节流嘴；第三环槽通过节流嘴与弹簧腔连通。

技术总结
本发明提供一种发动机应急停车机构，包括：定压阀(2)、燃油流量计量装置(3)、选择阀(4)、应急停车电磁阀(5)和断油阀(7)；在定压阀(2)上设置定压油径向出口(26)，使得当发动机未起动时，切断燃油进口(25)与定压油轴向出口(28)之间的通路；选择阀(4)上设置第一油孔(43)，当发动机进行应急停车时，改变活塞腔(48)内压力，使燃油流量计量装置(3)控制的计量后燃油流量变化至最小流量状态，减少向断油阀(7)提供的计量后燃油。本发明增加了定压油路预遮蔽装置，避免定压阀消耗起动燃油流量的问题；改进了选择阀结构，在应急停车时将计量后燃油流量调节至最小流量状态，避免液压冲击，确保应急停车机构可靠工作。确保应急停车机构可靠工作。确保应急停车机构可靠工作。


技术研发人员：高帅 李彩琴 赵章 王曦 张永涛 吴彦旭
受保护的技术使用者：中国航发西安动力控制科技有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/5/16