減壓閥啟動振蕩分析與抑制研究

徐登偉，朱建國

(西安航天動力研究所，陜西 西安 710100)

0 引言

減壓閥是一種將入口高壓氣體調節至某一出口壓力，并依靠自身反饋調節機構，維持出口壓力穩定的閥門，被廣泛應用于液體火箭、飛行器等動力系統中，其出口壓力精度直接影響動力系統的工作性能。為了防止減壓閥超調時對低壓系統結構造成破壞，減壓閥通常集成安全閥。

某擠壓式發動機試車過程中，減壓閥出口壓力出現啟動振蕩現象，振蕩的壓力將損壞閥芯密封面，影響減壓閥的調壓功能。此外，高壓啟動沖擊導致該型減壓閥所集成的安全閥有70%出現漏率超標的問題，雖然安全閥造成的耗氣量很小，試車、飛行中氣瓶氣體余量較大，但當減壓閥出口壓力振幅較大時，對系統及減壓閥結構安全存在隱患，同時也影響系統充氣裕度。因此，必須采取控制措施抑制減壓閥啟動振蕩，提高動力系統工作可靠性。

本文針對某減壓閥啟動振蕩的問題，分析了啟動振蕩的機理，利用AMESim軟件建立了減壓閥的動態特性仿真模型，分析了不同結構參數對減壓閥啟動特性的影響，優化并確定了閥芯行程和限流孔徑。通過減壓閥高壓沖擊試驗及整機試車考核，改進后的減壓閥啟動壓力振蕩現象得到有效抑制。

1 減壓閥的工作原理

某卸荷式減壓閥結構原理如圖1所示，主要由閥體、頂桿、閥芯、彈簧、安全閥、膜片組件等組成，其依靠閥芯與閥座的動態節流實現減壓和穩壓功能。初始狀……