一种基于双运动自由度活塞泵的主/预增压一体化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种主/预增压一体化系统，能够解决现有飞行器的燃油供给系统存在的技术问题，包括驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，主后者包括冷却离心泵、减速器、双运动自由度活塞泵和增压部，双运动自由度活塞泵的泵芯采用上/下两联泵芯一体化串联结构，包括第一、二活塞结构，第一、二活塞结构均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，对于任意套筒结构，其均包括外、内侧筒，外、内侧筒上周向分别开设有多个排油口和吸油口；驱动部、冷却离心泵、减速器以及双运动自由度活塞泵依次连接，增压部设置在活塞泵的燃油上游入口，燃油经预增压后依次进入活塞泵、减速器和冷却离心泵。冷却离心泵。冷却离心泵。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双运动自由度活塞泵的主/预增压一体化系统


[0001]本专利技术属于增压
，涉及一种基于双运动自由度活塞泵的主/预增压一体化系统。

技术介绍

[0002]减重节能是飞行器永恒的发展方向。作为飞行器的主要耗能系统，轻质、高效的燃油供给系统对减少能源电池重量，提高飞行器有效载荷和性能指标至关重要。
[0003]目前，高速飞行器的燃油供给系统由预增压电动泵、主电动泵、管路系统等组成。预增压电动泵由驱动电机和离心泵组成，主电动泵由主驱动电机和齿轮泵组成。工作过程，燃油从油箱抽出，经过预增压电动泵增压后分为两路。一路通往主增压电动泵，经过齿轮泵输送至发动机燃烧；另外一路通往需要冷却的设备，对设备进行冷却后回到油箱，如图22所示。为使离心泵处于较高效率状态，预增压电动泵一般处于恒定大流量工作状态。但由于发动机燃烧用油比设备冷却用油大很多，且会根据发动机状态进行宽范围调节。因此，在发动机小状态工作(即燃烧用油少)时，预增压泵后多余流量会通过溢流回路回到预增压泵前，造成功率损失。同时，随飞行器飞行时间推进，油箱里燃油的温度会逐渐升高，燃油的粘度下降。在高温高压条件下，齿轮泵(主泵)的内泄增大，容积效率急剧下降，造成系统的整体效率降低，耗能增大，进而影响飞行器的性能指标。另外，由于该系统中具有两组驱动电机，整体体积重量较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提供了一种主/预增压一体化系统。
[0006]本专利技术技术解决方案为：提供一种主/预增压一体化系统，该主/预增压一体化系统包括待冷却设备和发动机，此外，该系统还包括：
[0007]油箱，存储有燃油；
[0008]双运动自由度主/预增压一体化电动泵，与油箱相连通，所述一体化电动泵包括驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，其中，主/预增压一体双运动自由度活塞泵包括冷却离心泵、减速器、双运动自由度活塞泵和增压部，所述双运动自由度活塞泵包括前端盖、泵壳体和后端盖，传动轴组件和泵芯，前端盖、泵壳体和后端盖依次固连形成泵壳体结构；所述泵芯设置在所述泵壳体结构内并可转动地设置在所述传动轴组件上，所述泵芯采用上/下两联泵芯一体化串联结构，所述串联结构包括第一活塞结构和第二活塞结构，两者沿传动轴组件的轴线方向间隔可转动地设置在所述传动轴组件上，第一活塞结构和第二活塞结构均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，所述凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，对于任意套筒结构，其均包括外侧筒和位于外侧筒内的内侧筒，所述外侧筒上周向开设有多个吸油口，所述内侧筒上周向开设有多个排油口，任意吸油口和任意排油口交错设置；所述外侧筒和内侧筒之间构成环形腔，两套筒结构的环形腔之间不连
通，两侧内侧筒相连通并形成活塞结构内腔；所述驱动部、冷却离心泵、减速器以及双运动自由度活塞泵依次连接，其中，减速器输出轴与所述传动轴组件转动连接，所述增压部设置在双运动自由度活塞泵的燃油上游入口，用于对燃油进行预增压，燃油经预增压后依次进入双运动自由度活塞泵、减速器和冷却离心泵，其中，所述驱动部带动冷却离心泵旋转，将冷却用油经输送至待冷却设备，离心泵通过减速器带动双运动自由度活塞泵旋转，使活塞泵运转在合适的工作区间，活塞泵并将燃油输送至发动机燃烧。
[0009]进一步地，所述驱动部为高速驱动电机。
[0010]进一步地，所述增压部为诱导轮。
[0011]进一步地，所述减速器的外壳与双运动自由度活塞泵的泵壳固定连接，减速器外壳内腔与双运动自由度活塞泵的油腔相连通，减速器内腔中的结构浸润在燃油里。
[0012]进一步地，所述减速器为行星齿轮减速器或所述减速器为弧锥齿轮减速器。
[0013]进一步地，所述串联结构还包括第一衬套、第二衬套以及泵芯支撑架，所述第一衬套、第一活塞结构、泵芯支撑架、第二活塞结构、第二衬套依次沿传动轴组件轴线同轴设置，所述第一衬套和第二衬套均包括挡板和设置在挡板上的衬套套筒，所述衬套套筒由衬套外侧筒和位于衬套外侧筒内的衬套内侧筒组成，衬套内外侧筒之间构成环形腔，所述衬套套筒沿周向均布有多个配油口，任意所述配油口同时贯通所述衬套外侧筒和衬套内侧筒，所述挡板具有贯通挡板的内孔，所述内孔与所述衬套内侧筒相连通，构成衬套的内腔；所述泵芯支撑架采用一体化缸体结构，包括泵芯支撑架本体，泵芯支撑架本体与泵壳体固定连接，泵芯支撑架本体内部开设有排油流道，泵芯支撑架本体两端分别长出第一支撑臂衬套组件和第二支撑臂衬套组件，两组件相错预设角度布置，第一支撑臂衬套组件由第一支撑臂组件和第一支架套筒组成，第二支撑臂衬套组件由第二支撑臂组件和第二支架套筒组成，第一支架套筒和第二支架套筒均与衬套套筒结构相同，其中，第一支架套筒的内侧筒与第二支架套筒的内侧筒均与所述排油流道相连通，构成泵芯支撑架的内腔；
[0014]其中，第一衬套、第一活塞结构和第一支撑臂衬套组件相配合，第二衬套、第二活塞结构和第二支撑臂衬套组件相配合，活塞结构设置在对应衬套和支撑臂衬套组件之间，第一衬套、第一活塞结构、泵芯支撑架、第二衬套的内腔依次相连通；支撑臂组件与对应衬套的挡板固定连接，衬套套筒嵌设在对应凸轮导轨一侧套筒的环形腔内，形成封闭油腔，对应支架套筒嵌设在凸轮导轨另一侧套筒的环形腔内，形成另一封闭油腔，串联结构的四个封闭油腔按规律进行吸排油工作。
[0015]进一步地，串联结构还包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖与所述第一衬套的挡板固定连接，所述第一端盖具有贯穿第一端盖的内孔并与挡板上的内孔贯通，所述第一端盖与挡板上的衬套套筒分别设置在挡板的两侧，所述第二端盖与所述第二衬套的挡板固定连接，并与挡板上的衬套套筒分别设置在挡板的两侧。
[0016]进一步地，所述活塞泵还包括第一推力轴承和第二推力轴承，分别设置在第一端盖和第二端盖处，所述传动轴组件的一端与第一推力轴承相配合并设置在第一端盖的内孔内，该端为动力输入端，所述传动轴组件的另一端与第二推力轴承相配合。
[0017]进一步地，第一活塞结构和第二活塞结构中，对于任意套筒结构，所述外侧筒上对称开设有一对吸油口，所述内侧筒上对称开设有一对排油口，一对吸油口和一对排油口正交设置；对于任意衬套套筒，所述衬套套筒上沿其周向开设有一对对称布置的所述配油口，
任意所述配油口由衬套外侧筒上的配油口和衬套内侧筒上的配油口构成，衬套外侧筒上的配油口和衬套内侧筒上的配油口互相平行设置。
[0018]进一步地，任意所述配油口还延伸至对应套筒的自由端。
[0019]进一步地，所述吸油口端面采用斜切面设计，其中，吸油口的外侧开口面积大于内侧开口面积；和/或，所述排油口端面采用斜切面设计，其中，排油口的外侧开口面积大于内侧开口面积。
[0020]进一步地，所述吸油口截面积大于所述排油口的截面积。
[0021]进一步地，所述活塞结构内腔上沿径向对称长出多个拨叉，所述拨叉上开设有直线滚珠槽道，用于滚珠传扭。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主/预增压一体化系统，所述主/预增压一体化系统包括待冷却设备和发动机，其特征在于，所述系统还包括：油箱，存储有燃油；双运动自由度主/预增压一体化电动泵，与油箱相连通，所述一体化电动泵包括驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，其中，主/预增压一体双运动自由度活塞泵包括冷却离心泵、减速器、双运动自由度活塞泵和增压部，所述双运动自由度活塞泵包括前端盖、泵壳体和后端盖，传动轴组件和泵芯，前端盖、泵壳体和后端盖依次固连形成泵壳体结构；所述泵芯设置在所述泵壳体结构内并可转动地设置在所述传动轴组件上，所述泵芯采用上/下两联泵芯一体化串联结构，所述串联结构包括第一活塞结构和第二活塞结构，两者沿传动轴组件的轴线方向间隔可转动地设置在所述传动轴组件上，第一活塞结构和第二活塞结构均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，所述凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，对于任意套筒结构，其均包括外侧筒和位于外侧筒内的内侧筒，所述外侧筒上周向开设有多个吸油口，所述内侧筒上周向开设有多个排油口，任意吸油口和任意排油口交错设置；所述外侧筒和内侧筒之间构成环形腔，两套筒结构的环形腔之间不连通，两侧内侧筒相连通并形成活塞结构内腔；所述驱动部、冷却离心泵、减速器以及双运动自由度活塞泵依次连接，其中，减速器输出轴与所述传动轴组件转动连接，所述增压部设置在双运动自由度活塞泵的燃油上游入口，用于对燃油进行预增压，燃油经预增压后依次进入双运动自由度活塞泵、减速器和冷却离心泵，其中，所述驱动部带动冷却离心泵旋转，将冷却用油经输送至待冷却设备，离心泵通过减速器带动双运动自由度活塞泵旋转，使活塞泵运转在合适的工作区间，活塞泵并将燃油输送至发动机燃烧。2.根据权利要求1所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述驱动部为高速驱动电机。3.根据权利要求1或2所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述增压部为诱导轮。4.根据权利要求1所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述减速器的外壳与双运动自由度活塞泵的泵壳固定连接，减速器外壳内腔与双运动自由度活塞泵的油腔相连通，减速器内腔中的结构浸润在燃油里。5.根据权利要求4所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述减速器为行星齿轮减速器或所述减速器为弧锥齿轮减速器。6.根据权利要求1
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5任一项所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述串联结构还包括第一衬套、第二衬套以及泵芯支撑架，所述第一衬套、第一活塞结构、泵芯支撑架、第二活塞结构、第二衬套依次沿传动轴组件轴线同轴设置，所述第一衬套和第二衬套均包括挡板和设置在挡板上的衬套套筒，所述衬套套筒由衬套外侧筒和位于衬套外侧筒内的衬套内侧筒组成，衬套内外侧筒之间构成环形腔，所述衬套套筒沿周向均布有多个配油口，任意所述配油口同时贯通所述衬套外侧筒和衬套内侧筒，所述挡板具有贯通挡板的内孔，所述内孔与所述衬套内侧筒相连通，构成衬套的内腔；所述泵芯支撑架采用一体化缸体结构，包括泵芯支撑架本体，泵芯支撑架本体与泵壳体固定连接，泵芯支撑架本体内部开设有排油流道，泵芯支撑架本体两端分别长出第一支撑臂衬套组件和第二支撑臂衬套组件，两组件相错预设角度布置，第一支撑臂衬套组件由第一支撑臂组件和第一支架套筒组成，第
二支撑臂衬套组件由第二支撑臂组件和第二支架套筒组成，第一支架套筒和第二支架套筒均与衬套套筒结构相同，其中，第一支架套筒的内侧筒与第二支架套筒的内侧筒均与所述排油流道相连通，构成泵芯支撑架的内腔；其中，第一衬套、第一活塞结构和第一支撑臂衬套组件相配合，第二衬套、第二活塞结构和第二支撑臂衬套组件相配合，活塞结构设置在对应衬套和支撑臂衬套组件之间，第一衬套、第一活塞结构、泵芯支撑架、第二衬套的内腔依次相连通；支撑臂组件与对应衬套的挡板固定连接，衬套套筒嵌设在对应凸轮导轨一侧套筒的环形腔内，形成封闭油腔，对应支架套筒嵌设在凸轮导轨另一侧套筒的环形腔内，形成另一封闭油腔，串联结构的四个封闭油腔按规律进行吸排油工作。7.根据权利要求1所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，串联结构还包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖与所述第一衬套的挡板固定连接，所述第一端盖具有贯穿第一端盖的内孔并与挡板上的内孔贯通，所述第一端盖与挡板上的衬套套筒分别设置在挡板的两侧，所述第二端盖与所述第二衬套的挡板固定连接，并与挡板上的衬套套筒分别设置在挡板的两侧。8.根据权利要求7所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述活塞泵还包括第一推力轴承和第二推力轴承，分别设置在第一端盖和第二端盖处，所述传动轴组件的一端与第一推力轴承相配合并设置在第一端盖的内孔内，该端为动力输入端，所述传动轴组件的另一端与第二推力轴承相配合。9.根据权利要求6所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，第一活塞结构和第二活塞结构中，对于任意套筒结构，所述外侧筒上对称开设有一对吸油口，所述内侧筒上对称开设有一对排油口，一对吸油口和一对排油口正交设置；对于任意衬套套筒，所述衬套套筒上沿其周向开设有一对对称布置的所述配油口，任意所述配油口由衬套外侧筒上的配油口和衬套内侧筒上的配油口构成，衬套外侧筒上的配油口和衬套内侧筒上的配油口互相平行设置。10.根据权利要求9所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，任意所述配油口还延伸至对应套筒的自由端。11.根据权利要求9或10所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述吸油口端面采用斜切面设计，其中，吸油口的外侧开口面积大于内侧开口面积；和/或，所述排油口端面采用斜切面设计，其中，排油口的外侧开...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灵锋，潘成剑，黄叶青，孙健博，郭明，关成启，
申请(专利权)人：北京空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：