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

燃油加热***
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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基于超级电容的汽车冷起动辅助电源***研究;范刚;朱云江;;汽车电器(第12期);全文 *

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