[發明專利]一種微小型航空發動機燃油控制系統與起動控制方法

有效

• 申請號: 201710663135.X
• 申請日: 2017-08-05
• 公開（公告）號: CN107255050B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 胡春艷;李偉;郭磊;劉存喜;韓博;劉富強;穆勇;鄭斐華
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F02C9/30
• 分類號: F02C9/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種微小型航空發動機燃油控制系統與起動控制方法。該系統包括燃油箱、燃油濾、電機燃油泵、主供油閥、優先供油閥、點火供油閥、泵后壓力傳感器、發動機狀態傳感器、點火器、起動電機和發動機電子控制器。所述方法是由發動機電子控制器根據發動機狀態傳感器和泵后壓力傳感器信息自適應控制起動時序和供油量。本發明全部采用電控組件，無需回油路，減輕控制系統重量，同時彌補了微小型航空發動機冷態起動燃油不易霧化的缺陷，大大提高寬環境范圍內的起動可靠性。

技術領域

本發明屬于航空發動機控制技術領域，涉及一種微小型航空發動機燃油控制系統與起動控制方法。

背景技術

隨著軍用、民用小型無人機技術的發展，要求具有推重比大、低成本的動力裝置，為微小型渦噴、渦軸發動機開辟了廣闊的市場前景。蒸發管式燃燒室由于結構簡單、尺寸小成本低等特點，在微小型航空發動機中獲得了廣泛的應用。但蒸發管式燃燒室存在冷態起動燃油不易霧化的問題，尤其在低溫高原環境，燃油點火起動困難的問題更為突出。目前主要有兩種方法來應對起動困難問題，一種是提高噴嘴壓力，這種方法會導致燃油泵的功耗大幅上升，目前小型電機燃油泵無法滿足高輸出壓力的要求，通常用機械液壓燃調來實現燃油控制，此類系統重量遠高于電機燃油泵。另一種是采用電機燃油泵供油，先用丙烷氣點火形成火苗，再對燃油進行點火的方式來起動發動機，該方法的點火成功率很高，但起動設備復雜且不安全，大大增加外場保障工作難度。因此，需要設計一種結構簡單、重量輕、操作簡單且可靠性高的微小型航空發動機燃油控制系統。

發明內容

針對現有技術的缺點和不足，本發明的目的是提供一種微小型航空發動機燃油控制系統與起動控制方法，以簡化微小型航空發動機燃油系統、降低成本，同時解決包括高原環境在內的寬工作環境范圍內，微小型航空發動機燃油點火起動可靠性問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種微小型航空發動機燃油控制系統，包括燃油箱、燃油濾、電機燃油泵、多通接頭、主供油閥、優先供油閥、點火供油閥、泵后壓力傳感器、發動機的狀態傳感器、點火器、起動電機和發動機電子控制器，所述燃油箱通過油路經電動燃油泵與所述多通接頭的進油口連通，其特征在于，

所述多通接頭包括出油口Ⅰ、出油口Ⅱ、出油口Ⅲ等三個出油口，其中，所述出油口Ⅰ經所述主供油閥輸出端連接到發動機的主噴嘴，所述出油口Ⅱ經優先供油閥輸出端連接到發動機的優先噴嘴，所述出油口Ⅲ經點火供油閥輸出端連接到發動機的點火噴嘴；所述多通接頭上還設有信號輸出端，所述信號輸出端經泵后壓力傳感器與所述發動機電子控制器連接；

所述電動燃油泵、主供油閥、優先供油閥、點火供油閥以及發動機的狀態傳感器、點火器、起動電機均與所述發動機電子控制器通信連接；

所述發動機電子控制器根據發動機狀態傳感器和泵后壓力傳感器的信息，產生PWM信號來調節所述電機燃油泵供油量的大小，通過控制所述主供油閥、優先供油閥和點火供油閥的通斷來控制燃油輸送到發動機的不同噴嘴。

優選地，所述發動機的狀態傳感器包括發動機進口總壓P1t傳感器、排氣溫度T5(或T45)傳感器和發動機燃氣渦輪轉速Ng傳感器，用于分別測量發動機進口總壓P1t、排氣溫度T5(或T45)和發動機燃氣渦輪轉速Ng，并將發動機的進口總壓P1t、排氣溫度T5(或T45)和發動機燃氣渦輪轉速Ng等信息傳輸給所述發動機電子控制器，所述發動機電子控制器根據發動機狀態傳感器和泵后壓力傳感器的信息，自適應控制起動時序和供油量。

優選地，所述的主供油閥、優先供油閥和點火供油閥為電磁閥，由所述發動機電子控制器用以控制各電磁閥的通斷。

優選地，發動機的起動控制過程分為電機帶轉、點火供油、優先供油和主供油4個階段。