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，其包括：冷却电动泵和双运动自由度活塞泵主/预增压电动泵，分别与油箱相连通；电动泵包括第二驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，后者包括减速器和双运动自由度活塞泵，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；减速器与传动轴组件可转动地连接，第二驱动部通过减速器带动双运动自由度活塞泵运转。活塞泵运转。活塞泵运转。

【技术实现步骤摘要】
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，飞行器的燃油供给系统一般由预增压电动泵、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，具体如图24所示。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。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。另外，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。

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]冷却电动泵和双运动自由度活塞泵主/预增压电动泵，分别与油箱相连通；所述双运动自由度活塞泵主/预增压电动泵包括第二驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，所述主/预增压一体双运动自由度活塞泵包括减速器和双运动自由度活塞泵，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；减速器与所述传动
轴组件可转动地连接，第二驱动部通过减速器带动双运动自由度活塞泵运转，使活塞泵运转在合适的工作区间，双运动自由度活塞泵依靠自身的自吸能力实现腔内的燃油填充；
[0009]其中，所述系统具有第一油路和第二油路，所述第一油路为冷却油路，油箱里的燃油输送至所述冷却电动泵，由冷却电动泵进行增压并输送至待冷却设备，燃油对待冷却设备冷却后回所述油箱；所述第二油路为发动机供油输送油路，油箱里的燃油输送至双运动自由度活塞泵，由双运动自由度活塞泵输送至发动机燃烧。
[0010]进一步地，所述冷却电动泵按恒定转速供给待冷却设备所需的燃油流量。
[0011]进一步地，所述冷却电动泵包括离心泵和第一驱动部，其中，所述第一驱动部驱动动离心泵对燃油进行增压并输送至待冷却设备。
[0012]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体结构固定连接，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。
[0013]进一步地，所述减速器的输出轴与双运动自由度活塞泵传动轴组件相连接，减速器的输入轴与所述传动轴组件之间呈“一”字型或“T”字型。
[0014]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。
[0015]进一步地，所述第一驱动部为驱动电机，所述第二驱动部为高速驱动电机。
[0016]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；
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]进一步地，任意所述配油口还延伸至对应套筒的自由端。
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【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；冷却电动泵和双运动自由度活塞泵主/预增压电动泵，分别与油箱相连通；所述双运动自由度活塞泵主/预增压电动泵包括第二驱动部和主/预增压一体双运动自由度活塞泵，所述主/预增压一体双运动自由度活塞泵包括减速器和双运动自由度活塞泵，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；减速器与所述传动轴组件可转动地连接，第二驱动部通过减速器带动双运动自由度活塞泵运转，使活塞泵运转在合适的工作区间，双运动自由度活塞泵依靠自身的自吸能力实现腔内的燃油填充；其中，所述系统具有第一油路和第二油路，所述第一油路为冷却油路，油箱里的燃油输送至所述冷却电动泵，由冷却电动泵进行增压并输送至待冷却设备，燃油对待冷却设备冷却后回所述油箱；所述第二油路为发动机供油输送油路，油箱里的燃油输送至双运动自由度活塞泵，由双运动自由度活塞泵输送至发动机燃烧。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，所述冷却电动泵按恒定转速供给待冷却设备所需的燃油流量。3.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，所述冷却电动泵包括离心泵和第一驱动部，其中，所述第一驱动部驱动动离心泵对燃油进行增压并输送至待冷却设备。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种主/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体结构固定连接，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，所述减速器的输出轴与双运动自由度活塞泵传动轴组件相连接，减速器的输入轴与所述传动轴组件之间呈“一”字型或“T”字型。6.根据权利要求5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。7.根据权利要求3所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，所述第一驱动部为驱动电机，所述第二驱动部为高速驱动电机。8.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。9.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。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，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。11.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，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。12.根据权利要求11所述的一种主/预增压一体化系统，其特征在于，任意所述...

【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：