HB Z 153-1989 航空发动机燃油与控制系统圆截面定值节流嘴设计指南.pdf

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1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 153-89 指导性技术文件航空发动机燃油与控制系统圄截面定值节流嘴设计指南1989-07一12发布1989一12-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准航空发动机燃油与控制系统圆截面定值节流嘴设计指南HBZ 153-89 1 主题内容与适用范围本标准规定了发动机燃油与控制系统圃截面定值节流嘴(以下简称节流嘴设计的方法，参数的选择及试验内容。本标准适用于发动机燃油与控制系统的设汁，液压控制系统亦可参照使用。2 术语、符号2.1 符号Q 通过节流嘴的体积流量P 压力AP 通过节流嘴的压降d 节流嘴孔径L

2、节流嘴孔长 节流嘴进口倒角S 节流嘴内孔横截面积 流量系数R 掖阻Re 雷诺数巳执行兀件阻尼系数 阻尼比x 位移A 活塞(或活门)侧面积T 温度C 分压比K 弹簧刚性m 执行元件运动部分的质量 燃袖密度时间L/s MPa MPa 1n mm C) m m MPa s/L 自1口1m m 。cN/cm kg g!cm3 s 注:标准中符号的阿拉伯数字下标表示不同截丽的参数.2.2 术语航窑航天工业部1989-07-12发布1989-12-01实施1 HB/Z 153-89 2. 2. 1 圃截面定值节流嘴圆截面定值节流嘴系指在燃油通道中一个很短的长度内(d/LO.05)对液流加以节流的一种装置，

3、其通道横截面为圆形，面积恒定。节流嘴可以在系统中用来控制压力、分配流量、进行压力补偿和调节阻尼。节流嘴与其它节流元件有机的组合，可以组成分压器、放大器、阻尼器、校正器等。图1为其结构简图。 回1圆截面定值节流嘴结构筒图2. 2. 2 液阻节流嘴的液阻表示通过节流嘴单位流量所需要的压降，用下式表示。R = (t1P) =一一一.( dQ 2. 2. 3 分压器分压器由串联的两个节流嘴组成，真中间腔与执行元件控制腔相通。前节流嘴用于控制压降，后节流嘴用于阻尼图2)。p , )一(瓦、-P. -、.R. P l 围2由两个串联节流嘴组成的分压器示意图5 分类3. 1 按节流嘴在系统中的主要作用分为以

4、下几类za.阻尼节流嘴zb.控制压力节流嘴;C.控制流量节流嘴Ed.其它。HB/Z 153-89 每个节流嘴能够起到其中l至2种作用。3. ,. 1 阻尼节流嘴按流动状态分为两类=a.无稳态流动阻厄节流嘴(图3); m 在(n) (b) 图3无稳态流动阻尼节流嘴b.有稳态流动阻尼节流嘴(图的。P. R. (n) 图4有稳态流动阻尼节流嘴4 设计原始依据4. 1 在系统中的主要作用(c) (b) 3 4.2 工作状态a.压力降与反压zb.流量范围sC.温度范围。HB/Z 153 89 4.3 阻尼节流嘴所在系统的稳定性要求:a.阻尼比2的给定值;b.执行元件(活门或活塞)的最大位移Xm叫C.达到

5、最大位移的峰值时间tp0 5 设计内睿5.1 流量系数的选择5. 1. 1 流量系数的试验曲线(圈5)该曲线通过试验利用流量公式(2)进行计算获得Q=s./主AP . . . . . . . (2) v 4 Z目N-m 广- 可、内队1 |/ 币、1 伊阳一l | | -,-. 0.9 0.8 C. 7 0.6 100000 10000 1000 100 R. d/L dlmm节流嘴的流量系数曲线因8试验温度，1520C 燃油密度，0.775g/cm3 注3-, R1 + Rz / dt T n. - J Rl -+-R; 5.3 孔雀计算PQ .1 d = O.6345(寸)t(5)R 5.

6、 ;3.1 对控制压力或控制流量的节流嘴，式(5)中L1P R=一.付Q 5.3.2 对阻尼节流嘴5.3.2. 1 无稳态流动，式(5)中X, A2 Q=一?一-. . . . . .(门P R=百K-.;. (8) A 5. 3.2.2 有稳态流动，式(5)中C (1 -C)A(Pl一P3)。(9)有k-5R=J雨-(10) (1 -C)A 5.3.3 孔径圆整孔径的计算值必须圆整，因整后的孔径为O.05mm的整数倍，并与计算值之差的绝对值为最小。5.3.4 小孔径节流嘴当圆整后的孔径小于O.4mm时，为小孔径节流嘴。5.3.4.1 当d大于等于O.3mm小于O.4mm时，应采用两个相同孔径

7、的节流嘴串联，每个节流嘴的孔径均按J万d选取见5.10条)0 5. 3. 4. 2 当d小于O.3mm时，不能选用节流嘴，应选用下列节流元件:a.阻尼器pb.层极限制器。5. 4 径长比d/L5.4. , 一般选择班围为O.lO. 4。5. 4. 2 对流量要求严而选用薄壁型节流嘴时，d/L取0.5-0.705. 5 寝面粗糙度与倒角7 H8/Z 153-89 5.5.1 表面粗糙度节流嘴内孔表团粗糙度选RaO.8-3. 2).1m，有流量技术要求的节流嘴选RaO.8-3. 2m。5.5.2 倒角进出口倒角u为120。或无倒角。5. 6 流量技术最件5.6.1 凡属下列情况的节流嘴必须明确规定

8、流量技术条件:a.控制流量的节流嘴;b.对系统性能影响大的阻尼节流嘴。5.6.2 流量技术条件的内容必须包括ta.试验时需用的燃油牌号:b.试验时燃油的温度范围gC.试验时节流嘴前后压差Fd.试验时节流嘴后的反压;e.通过节流嘴的燃油流量范围Ff.注明试验时燃油的流向。5.6. 3 压差与反压节流嘴元件试验时，推荐压差不得大于O.lMPa，反压不得大于O.04MPa 0 5.6.4 保证流量技术条件的措施5.6.4.1 节流嘴的孔径公差与孔径的公称尺寸之比应小于流量变化范围与额定流量之比。5.6.4.2 当流量变化范围与额定流量之比小子8%时，可用下述方法保证流量技术条件的要求za.仅给出孔径

9、的公称尺寸，用研孔的方法，通过试验检验流量达到要求。但不得采用敲击、冲眼、刮削等方法改变内孔几何形状:b.采用薄壁孔型，孔的进出口均无倒角，保持锐边。规定孔长公差不超过孔长的7%，5. 7 节流嘴分组5. 7. 1 分组原则节流嘴在系统中的流量不仅取决于节流嘴的几何尺寸，还取决于系统中若干参数的匹配，则该节流嘴必须分组设计。5. 7. 2 分组方法5. 7.2.1 每两个相邻的孔径之差为Q.05mm或O.mm 。5.7.2.2 在最大与最小孔径计算值之外，按O.05mm或O.lmm的梯度各增加一个节流咀，以做备用。5. 8 材料与热处理(见费2)5. 9 结构8 结构设计应按下列顺序进行选择t

10、a.是否与活门、活塞或其它零件做成一体(见5.9. 1条hb.是否同油滤组合(见5.9.2条); HB/Z 153-89 C.是否串联使用(见5.10条); d.是否采用分压器(见5.11条)。表2热处理(按与节流嘴相配偶件的材料分材料铝件钢f牛1Cr13 3Cr13 HRC18-26 HRC30-38 (YB675-73) Hpb 59-1 一一(GB4425- 84) 5.9.1 节流嘴与活门、活塞或其它零件做成一体满足下列条件，节流嘴可以同活门、活塞或其它零件做成一体。a.流量要求不高，即流量变化范围与额定流量之比大于8%，反之亦然gb.节流嘴不作更换sC.安排的节流孔不难加工。5.9.

11、2 带油滤的节流嘴5.9.2.1 油滤设计成圆柱形或锥形，沿节流嘴轴向焊在节流嘴进油端，泊滤的外径必须小于节流嘴的引径。5.9.2.2 当额定流量通过节流嘴时，油滤前后的压降不应超过O.5 X 10-2MPa Q 5.9.3 安装固定型式(见表3)表3型式精度位置使用范围螺纹外5h6h壳体、活门、活塞、管经常更换、检查、或分组接头等使用按HB4-56-760型圈HB457一76壳体、大活门流量要求高、有时更换I型选用与其它零满足性能、易于加工结构上允许、流量精度件一体不高过盈配合过盈O.01- O. 02mm 壳体流量精度高，不再更换5.S.4 安装分解必备的结构9 H8/Z 153-89 a

12、.节流嘴装配端的外圆处应有不小于1X 45。的倒角;b.采用螺纹连接的节流嘴应在端面径向开槽，可用解维进行安装与分解;C.用0咽周周定的节流嘴应有内(外)螺纹，供专用工具进行安装与分解。5. 10 串联两个节流嘴5. 1 Q. 1 型式(见图6)基体一收口(川基体上有一节慌孔(b) 芷!在t无节流孔图6两个节流嘴的串联型式5. 10. 2 串联的两个节流嘴孔径相等，其折合面积为一个节流孔面积的丁/2。5. 1 Q. 3 两个节流孔之间的中间腔的孔径及长度应不小于节流嘴孔径的3倩。5. 11 分压器分压器用于稳定性要求高的活门、活塞的控制。两种型式，见图4(a)、(的。5. 11. 1 分压比C

13、的计算基休收口5. 11. 1. 1 基本公式(见囱2)P2 - P3 C二一一一. .(11) P1 - P3 50 11. 102 近似计算C二1.，.(12)1 + (去)i50 110 1. 3 动态计算用R句c=一一二一. (1 3) Rl + Rz 5. 11. ,. 4 分压比取值范围为0067)oB55. 11. 2 分压器稳态流量-一一一一. c .:. (1 4) Rl + R3 0 HB/Z 153-89 5. 11.3 结构分压器中间腔不能有任何引起容积变化的弹性元件，应尽量避免盲孔、凹穴。6 试验S. 1 验证试验凡已完成设计计算的节流嘴，推荐按图1的型式做成三个试验

14、件。试验件的孔径分别为:d、d+Ad、d-d;接巳选定的参数完成试验件的加工与热处理。S. ,. 1 凡控制压力、控制流量的节流嘴，分别用三个试验件在设计点(见4.2条)进行压力一流量试验(见6.2条)以验证所选择的参数是否达到要求。6. .2 凡阻尼节流嘴，应分别用三个试验件通过所在系统的动态试验，以验证动态指标是否达到要求。动态试验时，必须使用硬管测量阻尼腔压力。6. ,. 3 验证试验合格的节流嘴均要做压力一一流量试验做为确定流量技术条件的依据。验证试验不合格的节流嘴，必须进行修改设计，直到通过验证试验为止。6.2 压力一一流量试验6.2. 1 试验器6.2. 1. 1 应具备燃油温度控

15、制装置，以保证试验时燃油温度。6. 2. 1. 2 压力表精度不得低于Q.5级。6. 2. 1. 3 流量测量装置的精度不低于1级。6.2.2 试验夹具6. 2. 2. 1 节流嘴在夹具上的固定型式推荐采用螺纹连接。6.2.2.2 试验夹具进油段与出油段内孔直径不得小于节流嘴孔径的5倍，与进出口软管直径相同。夹具进油段与出口段内孔长度不得小于40mmo6.2.2.3 测压接头安排在夹具的两端，测压点与节流嘴邻近端面的距离为至lOd0 6.2.3 试验方法6. 2. 3. 1 试验台每次重新起动后，均在P二O.lMPa条件下，至少稳定工作5分钟，才可进行正式试验。 2. 3. 2 试验台在记录数

16、据的工作状态下稳定工作1分钟，才可记录数据。每个试验点连续录取3个数据，实测每分钟的流量。6.2.3.3 试验顺序按压降增加的方向进行，压降取值点推荐采用:0002、0.004、O.006、O.008、O.010、O.015、0.020、O.030、O.050、0.070、O.100、O.150、O. 200、0.400、0.500、O.600(MPa) 反压值推荐用O.02MPa。6. 2. 3. 4 调整压降时，应按从小到大的方向调到试验点。若过调，应调回试验点以下，再重调到试验点上。11 12 HB;Z 153-89 附加说明:本标准由航空航天工业部三O一所提出。本标准由航雪航天工业部一三厂负责起草。本标准起草人z宋来升、徐杏艳、金中平。