油封开关的设计与应用

朱光蔚

（洪都航空工业集团，南昌 330024）

0 引言

某型飞机燃油系统设计时，从供油泵的出口支路引出一路燃油供给空气发生器使用。则当需要拆装空气发生器或者对空气发生器进行机上油封时，只需将空气发生器供油路上的自封活门直接脱开，即可实现燃油路关断或从脱开的自封活门处加注滑油，从而对空气发生器进行油封（图1）。

图1 自封活门安装位置

根据该型飞机的使用特点，为了减少对空气发生器进行油封时所做的工作，与空气发生器连接的供油管路必须具备便于关闭、同时能将滑油从燃油导管加注至空气发生器、以达到快速油封的功能。

根据上述要求，需设计一个带注油口的油封开关代替目前供油路上的自封活门。当需要关断供油路燃油时，将手柄旋转90度即可；若需对空气发生器进行机上油封，则可从开关的注油口处直接加注滑油（图 2）。

图2 油封开关安装位置

1 油封开关的组成和工作原理

油封开关直接与供油路上的导管相连 （如图2所示），通常情况下，油封开关手柄与管路平行，此时管路处于导通状态；当手柄顺时针旋转90度时，导管处于关断状态，此时可以拆装空气发生器，燃油不会从油箱漏出；当将注油口的堵头打开并接上导管，可从该处加注滑油至空气发生器，加注的滑油不会回流至油箱。

1.1 油封开关组成（图3）

图3 油封开关组成

1.2 工作原理（图4、图5）

图4 正常通路

图5 手柄旋转90°，注油时的通路

2 油封开关各零部件设计

2.1 阀芯设计

根据空气发生器燃油流量Q=70kg/h,查试验报告：打开供油泵的情况下，与油封开关相接的导管入口压力P=60kPa,查设计手册计算出理论通径d=4mm；结合空气发生器燃油入口情况，取通径d0=8mm,即与空气发生器入口管径相同。

为了减少燃油通过阀芯时的阻力，避免阀芯旋转时角度误差和轴向误差对通孔流通面积的影响，在圆柱型阀芯上钻φ=9mm的通孔；初步确定阀芯的最大直径D=17mm，阀芯与阀体之间的轴向密封方式为活动密封，查《飞机标准件手册》可得密封圈号，根据密封圈号可以查得相关的密封圈安装槽的尺寸。

因空气发生器进行油封时，其油封压力≯14MPa，阀芯与阀体圆柱面的间隙配合可保证其径向密封要求，查《飞机基础标准手册》可得阀芯与阀体的配合公差为，阀芯外形如图6所示。

图6 阀芯外形

2.2 阀体设计

阀体供油路通径d0=8mm,与供油管装配时需有防差错措施，所以一端设计成滚波形式，另外一段设计成74度锥角的螺纹连接。因目前无油封时滑油流量要求，所以注油口通径取d01=6mm，阀体外形如图7所示。

图7 阀体外形图

2.3 端盖设计

端盖的作用是给阀芯提供支撑，防止阀芯旋转时产生过量的轴向运动，导致阀芯与阀体通孔错位，减少燃油流通面积；同时端盖上的挡块具有限位功能，能保证阀芯只能按设定的角度和方向旋转，以达到关断燃油通路的同时能打开注油口与空气发生器的通路。端盖外形如图8所示。

图8 端盖外形图

2.4 手柄设计

手柄设计时需保证其旋转力矩N＞密封圈与阀体内部摩擦时产生的力矩，同时手柄上开有限位槽，保证其旋转90度后能被端盖的挡块制动。手柄外形如图9所示。

图9 手柄外形图

3 结论

油封开关设计简单，加工和装配方便；安装和操作均有防差错功能，利用该开关能有效解决对空气发生器进行油封时需拆装管路的问题。该开关还可应用于工作压力≯14MPa管路的快速关断及放油领域。

[1]飞机标准件手册.南昌飞机制造公司.

[2]飞机基础标准手册.南昌飞机制造公司.

[3]飞机设计手册第13册.航空工业出版社2006.

[4]飞机燃油系统设计.第三机械工业部第六零九研究所.