减压阀启动振荡分析与抑制研究
2021-04-22徐登伟朱建国
火箭推进 2021年2期
徐登伟,朱建国
(西安航天动力研究所,陕西 西安 710100)
0 引言
减压阀是一种将入口高压气体调节至某一出口压力,并依靠自身反馈调节机构,维持出口压力稳定的阀门,被广泛应用于液体火箭、飞行器等动力系统中,其出口压力精度直接影响动力系统的工作性能。为了防止减压阀超调时对低压系统结构造成破坏,减压阀通常集成安全阀。
某挤压式发动机试车过程中,减压阀出口压力出现启动振荡现象,振荡的压力将损坏阀芯密封面,影响减压阀的调压功能。此外,高压启动冲击导致该型减压阀所集成的安全阀有70%出现漏率超标的问题,虽然安全阀造成的耗气量很小,试车、飞行中气瓶气体余量较大,但当减压阀出口压力振幅较大时,对系统及减压阀结构安全存在隐患,同时也影响系统充气裕度。因此,必须采取控制措施抑制减压阀启动振荡,提高动力系统工作可靠性。
本文针对某减压阀启动振荡的问题,分析了启动振荡的机理,利用AMESim软件建立了减压阀的动态特性仿真模型,分析了不同结构参数对减压阀启动特性的影响,优化并确定了阀芯行程和限流孔径。通过减压阀高压冲击试验及整机试车考核,改进后的减压阀启动压力振荡现象得到有效抑制。
1 减压阀的工作原理
某卸荷式减压阀结构原理如图1所示,主要由阀体、顶杆、阀芯、弹簧、安全阀、膜片组件等组成,其依靠阀芯与阀座的动态节流实现减压和稳压功能。初始状……
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