作为发动机控制系统的关键部件—燃油阀(燃油调节器)是发动机能否正常工作的重要保障,它的工作性能直接影响着发动机的工作性能,甚至影响着航天飞行器的性能。因此,对燃油阀的研究具有极其重要的现实意义。论文以耐高温燃油阀为研究对象,采用理论分析、数值仿真和实验研究相结合的方法,分别对阀控缸驱动式高温燃油阀和直动式燃油阀的驱动元件的相关技术进行了系统,深入的研究。针对阀控缸驱动式耐高温燃油阀的工作环境温度高和驱动方式特点,分析了阀体几何结构、阀体材料和冷却液体流量对液压控制部分温升的影响,给出了可以减少液压控制部分温升的方法。针对燃油阀液体控制部分的系统结构,对其控制策略和方法进行了研究。提出了分别采用单开关阀和单二位二通比例阁(或喷嘴挡板阀)作为液压系统控制阀来实施控制的方案,在对各方案的控制方法进行研究的同时分析了部分结构参数对系统控制性能的影响。针对阀控缸驱动方式燃油阀的控制系统结构和高温环境的特点,研究了喷嘴挡板阀结构参数对其温度灵敏度影响,确定了具有最小温度灵敏度喷嘴挡板阀的结构特征。针对直动式高温燃油阀特点,研制了一种新型的,能在高温环境下工作的电—机械转换器。各章的主要内容分述如下：第一章,从航空发动机技术的发展和高温燃油阀应用的角度出发,介绍了燃油阀的作用、分类、原理与结构。讨论了国内外燃油阀的研究进展和关键技术的研究现状,以及存在的问题。同时,介绍了与耐高温燃油阀相关的耐高温材料、耐高温密封、磁性材料、比例电磁铁等技术的研究进展。最后,介绍了本课题的意义,研究难点与研究内容。第二章,提出了几种高温燃油阀设计方案,分别为直动式燃油阀、面对称布置PCM燃油阀、轴对称布置PCM燃油阀、全周开口直动燃油阀和阀控缸驱动式燃油阀。阐述了各种方案的结构,工作原理,分析了各方案的优缺点和可行性。通过对比和分析,确定了较为可行的方案,明确了所要解决的问题。第三章,介绍了阀控缸驱动高温燃油阀的系统结构组成与工作原理,以及阀控缸驱动高温燃油阀需要解决的关键技术问题。通过流场仿真的方法分析了燃油阀阀体材料,几何结构和冷却流量等因素对液体控制部分温升的影响。第四章,提出了针对阀控缸驱动燃油阀液压控制系统结构的单开关阀控制方案和单二位二通比例阀控制方案,并对各控制方案条件下的控制方法进行了研究。根据阀控缸驱动方式耐高温燃油阀的系统结构特点,对液压控制部分的系统结构做了相应的简化,介绍了该控制系统的结构和工作原理。分别采用单开关阀和二位二通比例阀作为液体控制部分控制阀实施控制,通过理论分析和仿真手段,研究了在两种控制系统结构条件下的控制方法。在单开关阀控制系统中研究了开关阀公称流量对系统性能的影响,给出了根据控制要求选择开关阀公称流量的计算公式。同时,对单开关阀控制系统控制方法的进行了可行性实验验证。在单个二位二通比例阀控制系统中,提出了流量补偿和PID控制器联合控制的控制策略。研究了节流孔直径变化和控制阀固有频率对系统控制性能的影响,给出了在该系统结构参数条件下控制阀应该满足响应频率。第五章,根据阀控缸驱动方式燃油阀中控制阀的高温工作环境特点,研究了喷嘴挡板阀几何结构对其温度灵敏度的影响规律,提出了具有最小温度灵敏度的喷嘴挡板阀结构特征。在考虑流体粘度—温度特性的条件下,通过数值模拟计算,对不同形状喷嘴的喷嘴挡板阀温度灵敏度进行了研究,提出了具有较小温度灵敏度的喷嘴形状。在此基础上,进一部分研究了喷嘴挡板阀节流孔长度、节流孔入流角、喷嘴入流角、喷嘴长度和喷嘴出口斜角等几何结构参数的变化对喷嘴挡板阀温度灵敏度的影响规律。第六章,针对第二章中提出的直动式耐高温燃油阀驱动元件耐高温问题,提出并设计了一种新型的,能在高温环境下工作的电—机械转换器。介绍了耐高温电—机械转换器的物理结构,采用磁路分析的方法介绍了该电—机械转换器的工作原理。采用有限元仿真的方法分析了在该结构条件下的静、动态工作特性。介绍了静态特性测试系统和动态测试系统的原理、组成和实验方法。基于所搭建的实验平台,对该耐高温电—机械转换器的静动态特性进行了测试。测试结果表明,实验结果与有限元仿真结果趋势基本一致。在所搭建的实验平台上增加高温环境模拟装置,测试了不同温度条件下耐高温电—机械转换器的静、动态特性。实验测试结果表明,本文所研制的耐高温电—机械转换器静、动态特性随温度变化较小,说明所研制的耐高温电—机械转换器具有一定的稳定性。第七章,概括了全文的主要研究工作和成果,并对今后进一步的研究工作内容和方向进行了展望。