CN108301928B - 燃油加热*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空发动机燃油喷射领域,具体涉及一种燃油加热装置。一种燃油加热***,包括用于测量燃油温度的油温传感器,用于从发动机转子制动过程中提取功率的附件***以及超级电容和用于测定超级电容电压的电压传感器,所述的附件***、超级电容并联连接,且在连接电路上设有第一开关;还包括有加热装置,加热装置与超级电容并联连接,且在连接电路上设有第二开关;还包括有用于控制超级电容充、放电的控制器,控制器控制第一开关和第二开关的开合,实现了对超级电容充、放电的控制。本发明可把发动机转动动能转化为超级电容的能量,在地面启动和高空再点火时对燃油加热,本发明结构简单,重量轻,无需额外能量。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机燃油喷射领域,具体涉及一种燃油加热装置。
背景技术
燃油在温度低时不易雾化,蒸发,导致在地面和高空再点火时不易启动。现有发动机冷启动技术有些采用只对一部分喷嘴加很高的压力,使这部分喷嘴喷出的油速度快。只点燃这一部分喷嘴,再由这部分喷嘴引燃其它喷嘴。有些是对燃油进行预热,使之容易雾化,蒸发。
公开号为CN 201155390 Y的实用新型提出了一种汽车燃油加热装置,其本质是一种换热器,该方案用加热棒给燃油加热。但该方案仅提到用于汽车领域,该方案的结构放在航空发动机上较为复杂,在不加热时会产生多余的流动阻力。且没有对能量的来源进行说明。
公开号为CN 1490193 A的发明专利中提出了一种电动车上的超级电容辅助电源***。把电动车制动时的能量储存在超级电容里,在爬坡和加速时超级电容对电动机供电。该专利只涉及电动车领域,且该专利方案只有控制***,没有说明具体结构。
公开号为CN 106568101 A的发明专利中提出了一种油浴型燃油加热装置,该发明采用套筒式结构,结构复杂,且不用时会有不必要的流动阻力。主要用于实验,不适用于航空发动机。
可以看出,现有的燃油加热方案并不适用于航空发动机,更无法满足航空发动机用的燃油加热的要求,无法保证燃油发动机在在地面和高空点火的动作。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种结构简单,重量轻,无需额外能量的燃油加热***。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种燃油加热***,包括用于测量燃油温度的油温传感器,用于从发动机转子制动过程中提取功率的附件***以及超级电容和用于测定超级电容电压的电压传感器,所述的附件***、超级电容并联连接,且在连接电路上设有第一开关;还包括有加热装置,加热装置与超级电容并联连接,且在连接电路上设有第二开关;还包括有用于控制超级电容充、放电的控制器,控制器控制第一开关和第二开关的开合,实现了对超级电容充、放电的控制;所述的超级电容和控制器分别与电压传感器电连接,所述的加热装置和控制器分别与油温传感器电连接;所述的控制器根据油温传感器、电压传感器采集的燃油温度与超级电容电压数据,判断并控制第一开关闭合,第二开关断开,此时,附件***对超级电容充电,保证发动机点火时的电压;或判断并控制第二开关闭合,第一开关断开,此时,超级电容对加热装置放电,保证发动机点火油温温度。
所述的加热装置包括缠绕设置在输油管上的电热丝,电热丝缠绕处的输油管上设有防止电热丝短路的绝缘漆,在所述电热丝上设有隔热包层,加热器外壳将所述的电热丝和隔热包层固定并包裹在外壳腔体内,加热器外壳与输油管之间设有用于固定的橡胶垫圈,在电热丝上连接的电导线穿过加热器外壳上设有的导线孔穿出外壳,并与超级电容电连接。
所述的电热器外壳包括两个对装壳体,两个对装壳体通过螺栓压紧固定。电热器外壳的腔体前、后端部设有与橡胶垫圈外圈匹配的圆柱面。保证加热装置固定在输油管上不能前后移动。
所述的隔热包层为石棉网或气凝胶毡或超细玻璃棉或泡沫塑料,材料还有多种形式,列出的仅为优选材料。
所述的超级电容固定在输油管上,并靠近燃烧室设置,减小导线的电阻,超级电容的电容额定电压40-60V,储能80-100kJ,重量为100-120g。
本发明的有益效果是:本发明可把发动机转子转动动能转化为超级电容的能量,再根据实际需求,在地面启动和高空再点火时对燃油加热。这些过程由控制***控制,本发明结构简单,重量轻,无需额外能量,没有增加燃油流动阻力。本发明只对发动机点火的燃油喷嘴进行加热,只加热1/10的喷嘴。对一个设计点空气流量为80kg/s,油气比为0.03的发动机来说,燃油流量为2.4kg/s,加热燃油流量为0.24kg/s.超级电容的能量在5s内放出一半,可以让燃油温度上升大概15℃。
附图说明
图1是本发明***的结构原理示意图;
图2是本发明加热装置的结构示意图;
图3是本发明加热装置的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1:见图1,图2,图3一种燃油加热***,包括用于测量燃油温度的油温传感器2,用于从发动机转子制动过程中提取功率的附件***3以及超级电容4和用于测定超级电容电压的电压传感器6,所述的附件***3、超级电容4并联连接,且在连接电路上设有第一开关1;还包括有加热装置7,加热装置7与超级电容4并联连接,且在连接电路上设有第二开关5;还包括有用于控制超级电容充、放电的控制器8,控制器8控制第一开关1和第二开关5的开合,实现了对超级电容4充、放电的控制;所述的超级电容4和控制器8分别与电压传感器6电连接,所述的加热装置7和控制器8分别与油温传感器2电连接;所述的控制器8根据油温传感器2、电压传感器6采集的燃油温度与超级电容电压数据,判断并控制第一开关1闭合,第二开关5断开,此时,附件***3对超级电容4充电,保证发动机点火时的电压;或判断并控制第二开关5闭合,第一开关1断开,此时,超级电容4对加热装置7放电,保证发动机点火油温温度。
所述的加热装置7包括缠绕设置在输油管71上的电热丝72,电热丝72缠绕处的输油管71上设有防止电热丝72短路的绝缘漆,在所述电热丝72上设有隔热包层73,加热器外壳74将所述的电热丝72和隔热包层73固定并包裹在外壳腔体内,加热器外壳74与输油管71之间设有用于固定的橡胶垫圈75,在电热丝72上连接的电导线穿过加热器外壳74上设有的导线孔76穿出外壳,并与超级电容4电连接。所述的电热器外壳74包括两个对装壳体,两个对装壳体通过螺栓77压紧固定,电热器外壳74的腔体前、后端部设有与橡胶垫圈75外圈匹配的圆柱面,保证加热装置固定在输油管上不能前后移动。所述的隔热包层73为石棉网或气凝胶毡或超细玻璃棉或泡沫塑料。所述的超级电容4固定在输油管上,并靠近燃烧室设置,减小导线的电阻,超级电容的电容额定电压40-60V,储能80-100kJ,重量为100-120g。
一种燃油加热***,在使用时,将控制器与发动机控制***相连,控制器采集电压传感器和油温传感器的信号,当发动机启动工作且油温低于-50℃,由发动机控制***给控制器信号,在点火前几秒闭合第一开关1,断开第二开关5,超级电容给加热装置供电,加热燃油,在发动机正常工作且超级电容电压低于20V时,闭合第二开关5,断开第一开关1,附件***给超级电容充电。在高空飞行时,只要油温低于-50℃,就闭合第一开关1,断开第二开关5,超级电容给加热装置供电,加热燃油,超级电容电压低于20V时,闭合第二开关5,断开第一开关1,附件***3给超级电容4充电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种燃油加热***,包括用于测量燃油温度的油温传感器,用于从发动机转子制动过程中提取功率的附件***以及超级电容和用于测定超级电容电压的电压传感器,其特征在于,所述的附件***、超级电容并联连接,且在连接电路上设有第一开关;还包括有加热装置,加热装置与超级电容并联连接,且在连接电路上设有第二开关;还包括有用于控制超级电容充、放电的控制器,控制器控制第一开关和第二开关的开合,实现了对超级电容充、放电的控制;所述的超级电容和控制器分别与电压传感器电连接,所述的加热装置和控制器分别与油温传感器电连接;所述的控制器根据油温传感器、电压传感器采集的燃油温度与超级电容电压数据,判断并控制第一开关闭合,第二开关断开,此时,附件***对超级电容充电,保证发动机点火时的电压;或判断并控制第二开关闭合,第一开关断开,此时,超级电容对加热装置放电,保证发动机点火油温温度。
2.如权利要求1所述的燃油加热***,其特征在于,所述的加热装置包括缠绕设置在输油管上的电热丝,电热丝缠绕处的输油管上设有防止电热丝短路的绝缘漆,在所述电热丝上设有隔热包层,加热器外壳将所述的电热丝和隔热包层固定并包裹在外壳腔体内,加热器外壳与输油管之间设有用于固定的橡胶垫圈,在电热丝上连接的电导线穿过加热器外壳上设有的导线孔穿出外壳,并与超级电容电连接。
3.如权利要求2所述的燃油加热***,其特征在于,所述的加热器外壳包括两个对装壳体,两个对装壳体通过螺栓压紧固定。
4.如权利要求2所述的燃油加热***,其特征在于,所述的隔热包层为石棉网或气凝胶毡或超细玻璃棉或泡沫塑料。
5.如权利要求1至4任一所述的燃油加热***,其特征在于,所述的超级电容固定在输油管上,并靠近燃烧室设置,超级电容的电容额定电压40-60V,储能80-100kJ,重量为100-120g。
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