[發明專利]一種微小型智能可調點火系統及調節方法

有效

• 申請號: 202110053881.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112761819B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 付蒙;王玉清;陳靜敏;蔣妮;李立翰;殷建鋒
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F02K7/10
• 分類號: F02K7/10;F02C7/266
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

1.一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，包括等離子體點火器、駐油箱、截止閥、助推器及控制器；

所述駐油箱入口與主沖壓發動機油路連接，駐油箱出口與等離子體點火器連接；所述截止閥設置在駐油箱入口，當駐油箱內油壓大于主沖壓發動機油路油壓時處于關閉狀態；所述助推器位于駐油箱內，用于調節駐油箱內油壓大小；所述控制器分別與助推器、等離子體點火器連接，控制器根據等離子體點火器需要的燃油流量控制助推器，并調節等離子體點火器的放電頻率和電流，完成多次點火；

控制器包括等離子體點火器燃油流量控制算法和等離子體點火器電流控制算法；

所述燃油流量根據沖壓發動機的貧油、富油工作邊界、沖壓發動機入口的空氣流量、沖壓發動機油路的燃油流量解算得到；

所述貧油、富油工作邊界根據飛行器的飛行高度、飛行馬赫數、攻角和來流總溫計算得到；

等離子體點火器放電頻率和電流由控制器根據貧油、富油工作邊界及燃燒室溫度進行調節。

2.如權利要求1所述的一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，

所述沖壓發動機油路的燃油流量根據沖壓發動機的余氣系數和沖壓發動機入口的空氣流量解算得到；

所述余氣系數根據飛行器的飛行高度、飛行馬赫數、攻角和來流總溫計算得到；

所述空氣流量根據飛行高度、飛行馬赫數、攻角、側滑角、來流總壓和來流總溫計算得到。

3.如權利要求1所述的一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，所述等離子體點火器包括高壓電極、絕緣介質、低壓電極及環形殼體；

所述低壓電極通過絕緣介質固定在高壓電極外圓周，高壓電極與低壓電極之間形成放電空間；所述高壓電極內部為中空結構，一端為油氣入口，另一端為射流出口；環形殼體一端固定在低壓電極外圓周一端，另一端作為火焰噴口，環形殼體與低壓電極之間形成旋流空間；所述低壓電極上設有進氣孔；所述環形殼體上設有切向進氣口；

等離子體點火器與沖壓發動機燃燒室共用燃油，高速射流可燃混合氣由高壓電極油氣入口和切向進氣口進入；由高壓電極油氣入口進入的可燃混合氣在高壓電極中空部分形成直流射流火焰直接噴出；由切向油氣入口進入的可燃混合氣在旋流空間內形成旋轉氣流，并向火焰噴口運動；同時可燃混合氣通過低壓電極上的進氣孔進入放電空間，被電離形成等離子體燃氣并燃燒，噴入沖壓發動機燃燒室完成點火。

4.如權利要求3所述的一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，所述絕緣介質采用聚四氟乙烯。

5.如權利要求3所述的一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，所述高壓電極朝向火焰噴口一端設有放電凸臺。

6.如權利要求5所述的一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，所述高壓電極上設有絕緣介質限位臺，所述進氣孔設置在低壓電極中部，所述中部與絕緣介質限位臺、放電凸臺之間的區域對應。

7.一種微小型智能可調點火系統的調節方法，基于權利要求1-6任意一項所述一種微小型智能可調點火系統，其特征在于，調節方法步驟如下：

步驟1，根據飛行器的飛行高度、飛行馬赫數、攻角和來流總溫計算不同飛行條件下沖壓發動機的余氣系數及貧油、富油工作邊界；

步驟2，根據飛行高度、飛行馬赫數、攻角、側滑角、來流總壓和來流總溫計算沖壓發動機入口的空氣流量；

步驟3，根據步驟1和步驟2計算的余氣系數、空氣流量解算沖壓發動機油路的燃油流量；

步驟4，根據所述貧油、富油工作邊界、空氣流量和沖壓發動機油路的燃油流量解算等離子體點火器需要的燃油流量，控制器根據等離子體點火器需要的燃油流量控制助推器調節油壓大小；

步驟5，根據步驟1計算的貧油、富油工作邊界及燃燒室溫度，控制器調節等離子體點火器放電頻率和電流完成多次點火。