CN105604744B - 气动加速装置及具有该加速装置的发动机燃气汽化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动加速装置，包括：转接座，转接座上设有混合气通道、安装腔、进气腔、以及出气通道，安装腔和进气腔之间设有活门膜片，进气腔与混合气通道连通，安装腔与进气腔通道出气通道连通；转接座上设有第一安装通道，第一安装通道内卡设有顶针套和顶针座，顶针座上和顶针套内分别设有贯通的进油通道和燃油通道，燃油通道内上下滑动设有与活门膜片相连的顶针杆，安装腔内设有抵顶活门膜片使顶针杆封堵进油通道的弹性件；转接座上设有使燃油雾化的雾化管，雾化管的进油端与燃油通道连通，其喷射端与混合气通道连通。本发明还公开了一种设有气动加速装置的发动机的燃气汽化系统，其可满足发动机在寒冷气候条件下的加速需求。

Description

气动加速装置及具有该加速装置的发动机燃气汽化系统

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种气动加速装置。此外，本发明还涉及一种包括气动加速装置的发动机的燃气汽化系统。

背景技术

当发动机加速工作时，汽化器上的节气门急速打开，以使发动机获得加速所需要的混合气，这时流过汽化器喉管的空气量虽能获得迅速增加，但是燃油则不能迅速增加，这是因为燃油相对于空气具有相当大的惯性，燃油加速需要一定的时间，因此在节气门急速打开时，混合气明显变稀了，这种物理现象不仅使发动机性能恶化，而且有可能使发动机由于混合气过稀而熄火。

现有的发动机的汽化器加速油系为机械加速泵，如附图图1所示，当发动机加速时，主油针4随着节气门5的打开而急剧向远离活塞6的方向移动，当主油针4移动时，盘状活门7将被燃油压向活塞6，因而堵死活塞6顶面上的孔，强迫装设有盘状活门7的右腔室内的燃油急剧的由孔8喷向节流室9内，从而使混合气出现富油现象。但当主油针4慢慢的移动时，则右腔室的油压慢慢的增加，其压力不足以使盘状活门7堵死活塞6上的孔，因而燃油从活塞的右腔室经活塞上的孔8流入左腔室，故燃油并不急剧的喷入节流室9内，此时加速泵不起作用。

现有的汽化器加速油系在一般气候条件下可满足发动机的加速需求，但当发动机处于寒冷的气候条件下时，由于主油针4慢慢的移动，使燃油不能急剧的喷入节流室9内，从而使该汽化器加速油系不能满足发动机的加速需求，导致发动机出现加速性气喘现象，影响飞行安全。

发明内容

本发明提供了一种气动加速装置及具有该加速装置的发动机燃气汽化系统，以解决现有的发动机燃气汽化系统不能满足寒冷气候条件下发动机的加速需求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种气动加速装置，气动加速装置用于当发动机加速时向喷入发动机的混合气中额外加入雾化的燃油，其包括：转接座，转接座上设有供混合气通过的混合气通道，混合气通道的进气端与用于输出混合气的装置相连，其出气端与发动机相连；转接座上设有压力腔，压力腔内设有将其分隔为上下依次布置的安装腔和进气腔的活门膜片，活门膜片可在外力作用下朝外力施加的方向凸出形变，进气腔与混合气通道连通，转接座上还设有连通进气腔和安装腔的出气通道；进气腔的底部设有与用于提供高压燃油的燃油供应系统连通的第一安装通道，第一安装通道内卡设有顶针套和顶针座，顶针座位于顶针套的下方且与顶针套抵顶，顶针座上设有贯通的进油通道；顶针套内设有贯通的燃油通道，燃油通道内上下滑动设有与活门膜片相连的顶针杆，安装腔内设有抵顶活门膜片以使顶针杆封堵进油通道的弹性件；转接座上设有使燃油雾化的雾化管，雾化管的进油端与燃油通道连通，其喷射端与混合气通道连通。

进一步地，顶针杆包括依次相连的第一段和第二段；第一段为与燃油通道相匹配的直径段，第一段的顶端穿过活门膜片后与活门膜片固定，弹性件的端部与第一段的顶部抵顶；第二段为直径等于或小于燃油通道的内径的直径段，第二段的底端为用于封堵进油通道的锥形段。

进一步地，顶针套包括第一套筒和第二套筒，第一套筒的顶端伸入进气腔内；第二套筒套装于第一套筒外，其外周壁上加工有多个与燃油通道连通的出油孔，多个出油孔均与雾化管的进油端连通。

进一步地，第一套筒外设有呈环状的安装凸缘，第一套筒上套装有用于密封第一安装通道的密封套，密封套位于安装凸缘和第二套筒的顶端的端部之间。

进一步地，转接座上加工有与第一安装通道相交的第二安装通道，第二安装通道与混合气通道连通；雾化管装设于第二安装通道内，且其喷射端伸入混合气通道内。

进一步地，转接座上设有排气通道，排气通道的一端为盲端，其另一端与混合气通道连通，燃油通道与排气通道连通。

进一步地，转接座上设有进气通道，进气通道的两端分别与进气腔和混合气通道连通，进气通道内设有进气管，进气管的进气端伸入混合气通道内。

进一步地，第一安装通道内卡设有用于对流入顶针座的进油通道内的燃油的流量进行控制的燃油节流嘴，燃油节流嘴位于顶针座的下方；进气腔的顶部具有开口，开口处设有安装座，安装座上设有底部开口的安装腔，出气通道穿过转接座和安装座，且安装座上的出气通道内卡设有用于对流入安装腔内的气体的流量进行控制的空气节流嘴。

根据本发明的另一方面，还提供了一种发动机燃气汽化系统，其包括用于使高压燃油汽化后与高压气体混合形成混合气的汽化装置，汽化装置的输入端连接有用于提供高压燃油的燃油供应系统和用于提供高压气体的气体供应系统，其输出端连接有如上述的气动加速装置。

进一步地，汽化装置上设有进气口、进油口以及出气口；进气口与气体供应系统相连；进油口与燃油供应系统相连；出气口与气动加速装置的混合气通道连通；气动加速装置的第一安装通道与进油口连通。

本发明具有以下有益效果：

1、当发动机加速时，由用于输出混合气的装置输出的混合气的压力急剧上升，升压后的混合气首先由混合气通道进入进气腔，使进气腔内的压力急剧上升，该压力将推动活门膜片向上凸出形变，由于顶针件与活门膜片相连，从而在活门膜片的带动下，顶针件向上滑动，进油通道与燃油通道连通，燃油供应系统内的高压燃油经过第一安装通道、顶针座、顶针套后进入雾化管，并在雾化管的作用下喷入混合气通道内，从而实现对混合气额外加入雾化的燃油的目的，故采用本发明的气动加速装置，可在发动机加速时向即将喷入发动机的混合气中额外加入雾化的燃油，使喷入发动机的混合气富油，从而即使当发动机处于寒冷的气候条件下时，也能满足发动机的加速需求，消除发动机的加速性气喘现象，提高发动机的加速性能；

2、本发明的发动机燃气汽化系统当发动机加速时，由于汽化装置输出端输出高压的混合气，该高压混合气将促使气动加速装置1向混合气通道内喷入额外的雾化燃油，从而实现对混合气额外加入雾化的燃油的目的，故本发明的发动机的燃气汽化系统，由于额外的加入本发明的气动加速装置，故可满足发动机在寒冷气候条件下的加速需求，消除发动机的加速性气喘现象，提高发动机的安全性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的汽化器机械加速泵的剖视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的气动加速装置的剖视结构示意图；以及

图3是本发明优选实施例的发动机的燃气汽化系统的剖视结构示意图。

图例说明

1、气动加速装置；11、转接座；110、混合气通道；111、进气腔；112、第一安装通道；113、第二安装通道；114、排气通道；115、进气通道；116、出气通道；12、安装座；120、安装腔；13、活门膜片；14、弹性件；15、顶针套；150、燃油通道；151、第一套筒；1510、安装凸缘；152、第二套筒；1520、出油孔；154、密封套；16、顶针座；160、进油通道；17、顶针杆；18、雾化管；19、进气管；20、燃油节流嘴；21、空气节流嘴；3、汽化装置；31、进气口；32、进油口；33、出气口；4、主油针；5、节气门；6、活塞；7、盘状活门；8、孔；9、节流室。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图2所示，本发明的优选实施例提供了一种气动加速装置，气动加速装置1用于当发动机加速时向喷入发动机的混合气中额外加入雾化的燃油，其包括：转接座11，转接座11上设有供混合气通过的混合气通道110，混合气通道110的进气端与用于输出混合气的装置相连，其出气端与发动机相连；转接座11上设有压力腔，所述压力腔内设有将其分隔为上下依次布置的安装腔120和进气腔111的活门膜片13，活门膜片13可在外力作用下朝外力施加的方向凸出形变，进气腔111与混合气通道110连通，转接座11上还设有连通进气腔111和安装腔120的出气通道116；进气腔111的底部设有与用于提供高压燃油的燃油供应系统连通的第一安装通道112，第一安装通道112内卡设有顶针套15和顶针座16，顶针座16位于顶针套15的下方且与顶针套15抵顶，顶针座16上设有贯通的进油通道160；顶针套15内设有贯通的燃油通道150，燃油通道150内上下滑动设有与活门膜片13相连的顶针杆17，安装腔120内设有抵顶活门膜片13以使顶针杆17封堵进油通道160的弹性件14；转接座11上设有使燃油雾化的雾化管18，雾化管18的进油端与燃油通道150连通，其喷射端与混合气通道110连通。本发明的气动加速装置的工作原理为：正常状态下，在弹性件14的作用下顶针杆17封堵进油通道160，从而使进油通道160与燃油通道150隔断，从而燃油供应系统内的高压燃油将不能通过进油通道160进入雾化管18内；当发动机加速时，由用于输出混合气的装置输出的混合气的压力急剧上升，升压后的混合气首先由混合气通道110进入进气腔111，使进气腔111内的压力急剧上升，该压力将推动活门膜片13向上凸出形变，由于顶针杆17与活门膜片13相连，从而在活门膜片13的带动下，顶针杆17向上滑动，进油通道160与燃油通道150连通，燃油供应系统内的高压燃油经过第一安装通道112、顶针座16、顶针套15后进入雾化管18，并在雾化管18的作用下喷入混合气通道110内，从而实现对混合气额外加入雾化的燃油的目的；随着混合气由进气腔111，通过出气通道116进入安装腔120，进气腔111和安装腔120两者的压力趋于平衡，在弹性件14的作用下使顶针杆17重新下滑封堵进油通道160，这时，发动机已完成加速操作。采用本发明的气动加速装置，可在发动机加速时向即将喷入发动机的混合气中额外加入雾化的燃油，使喷入发动机的混合气富油，从而即使当发动机处于寒冷的气候条件下时，也能满足发动机的加速需求，消除发动机的加速性气喘现象，提高发动机的加速性能。

具体地，如图2所示，顶针杆17包括依次相连的第一段和第二段；第一段为与燃油通道150相匹配的直径段，第一段的顶端穿过活门膜片13后与活门膜片13固定，弹性件14的端部与第一段的顶部抵顶。由于第一段为与燃油通道150相匹配的直径段，故当第一段装设于燃油通道150内时，其将使进气腔111与燃油通道150隔断，第一段的顶端穿过活门膜片13后通过固定件与活门膜片13固定，本发明中，固定件指锁紧螺母和挡片，第一段的上部加工有外螺纹，其穿过活门膜片13后通过锁紧螺母与活门膜片13固定连接，且第一段上穿过活门膜片13的部分上套装有挡片，弹性件14指被压缩的弹簧，弹簧的两端分别与安装腔120的顶部和挡片抵顶。

本发明具体的实施例中，如图2所示，第二段包括与第一段相连且直径小于燃油通道150的内径的第一小段、与第一小段相连且直径与燃油通道150的内径相等的第二小段、以及与第二小段相连且直径与第一小段的直径相等的第三小段，第三小段的末端为用于封堵进油通道160的锥形段。

优选地，本发明中，如图2所示，第二段的外周壁上具有呈环形的导向凸缘，导向凸缘的外径与燃油通道150的内径相匹配，用于对顶针杆17在燃油通道150内的滑行进行导向。

具体地，如图2所示，顶针套15包括第一套筒151和第二套筒152，第一套筒151的顶端伸入进气腔111内；第二套筒152套装于第一套筒151外，其外周壁上加工有多个与燃油通道150连通的出油孔1520，多个出油孔1520均与雾化管18的进油端连通。

可选地，如图2所示，本发明优选的实施例中，第一套筒151外设有呈环状的安装凸缘1510，第一套筒151上套装有用于密封第一安装通道112的密封套154，密封套154位于安装凸缘1510和第二套筒152的顶端的端部之间。通过在第一套筒151上套装用于密封第一安装通道112的密封套154，可防止进气腔111内的气体由顶针套15与第一安装通道112之间的间隙进入第一安装通道112内，也可防止第一安装通道112内的燃油进入进气腔111内。

可选地，本发明中，如图2所示，转接座11上加工有与第一安装通道112相交的第二安装通道113，第二安装通道113与混合气通道110连通；雾化管18装设于第二安装通道113内，且其喷射端伸入混合气通道110内。燃油通道150内的燃油首先由第二套筒152上开设的出油孔1520进入第一安装通道112内，然后再进入与第一安装通道112相交的第二安装通道113内，最后再进入雾化管18中，并在雾化管18的作用下向外喷出。

可选地，本发明中，如图2所示，转接座11上设有排气通道114，排气通道114的一端为盲端，其另一端与混合气通道110连通，燃油通道150与排气通道114连通。通过在转接座11上设置与燃油通道150和混合气通道110均连通的排气通道114，可使燃油通道150内存在的气体向外排出，便于顶针杆17在燃油通道150内顺利的滑动。

可选地，本发明中，如图2所示，转接座11上设有进气通道115，进气通道115的两端分别与进气腔111和混合气通道110连通，进气通道115内设有进气管19，进气管19的进气端伸入混合气通道110内。

可选地，本发明中，如图2所示，第一安装通道112内卡设有用于对流入顶针座16的进油通道160内的燃油的流量进行控制的燃油节流嘴20，燃油节流嘴20位于顶针座16的下方。进气腔111的顶部具有开口，开口处设有安装座12，安装座12上设有底部开口的安装腔120，出气通道116穿过转接座11和安装座12，且安装座12上的出气通道116内卡设有用于对流入安装腔120内的气体的流量进行控制的空气节流嘴21。

本发明中，气动加速装置的燃油供给量通过燃油节流嘴20的直径、弹簧的张力、或空气节流嘴21的直径调节，燃油节流嘴20的直径越大，喷入混合气通道110内的燃油越多，反之，则越少；弹簧的张力越弱，活门膜片13凸出形变的形变量就越大，从而进油通道160的的开度也越大，同等时间内喷入混合气通道110内的燃油越多，反之，则越少；空气节流嘴21的直径越大，进气腔111和安装腔120内的压力越快趋于平衡，同等时间内喷入混合气通道110内的燃油越少，反之，则越多。

如图3所示，本发明的一种发动机燃气汽化系统，包括用于使高压燃油汽化后与高压气体混合形成混合气的汽化装置3，汽化装置3的输入端连接有用于提供高压燃油的燃油供应系统和用于提供高压气体的气体供应系统，其输出端连接有如上述的气动加速装置1。本发明的发动机的燃气汽化系统的工作原理为：在慢车状态时，汽化装置3的输出端为负压，该负压状态通过气动加速装置1的进气管19传入进气腔111，并通过出气通道116传入安装腔120，此时在弹簧的作用下，顶针杆17封堵进油通道160，阻断燃油通过燃油节流嘴20进入雾化管18；当发动机加速时，由于汽化装置3输出端输出高压的混合气，该高压混合气将促使气动加速装置1向混合气通道110内喷入额外的雾化燃油，从而实现对混合气额外加入雾化的燃油的目的。本发明的发动机的燃气汽化系统，由于额外的加入本发明的气动加速装置1，故可满足发动机在寒冷气候条件下的加速需求，消除发动机的加速性气喘现象，提高发动机的安全性能。

具体地，本发明中，汽化装置3上设有进气口31、进油口32以及出气口33；进气口31与气体供应系统相连；进油口32与燃油供应系统相连；出气口33与气动加速装置1的混合气通道110连通；气动加速装置1的第一安装通道112与进油口32连通。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种气动加速装置，其特征在于，

所述气动加速装置(1)用于当发动机加速时向喷入发动机的混合气中额外加入雾化的燃油，其包括：

转接座(11)，所述转接座(11)上设有供混合气通过的混合气通道(110)，所述混合气通道(110)的进气端与用于输出混合气的装置相连，其出气端与发动机相连；

所述转接座(11)上设有压力腔，所述压力腔内设有将其分隔为上下依次布置的安装腔(120)和进气腔(111)的活门膜片(13)，所述活门膜片(13)可在外力作用下朝外力施加的方向凸出形变，所述进气腔(111)与所述混合气通道(110)连通，所述转接座(11)上还设有连通所述进气腔(111)和所述安装腔(120)的出气通道(116)；

所述进气腔(111)的底部设有与用于提供高压燃油的燃油供应系统连通的第一安装通道(112)，所述第一安装通道(112)内卡设有顶针套(15)和顶针座(16)，所述顶针座(16)位于所述顶针套(15)的下方且与所述顶针套(15)抵顶，顶针座(16)上设有贯通的进油通道(160)；

所述顶针套(15)内设有贯通的燃油通道(150)，所述燃油通道(150)内上下滑动设有与所述活门膜片(13)相连的顶针杆(17)，所述安装腔(120)内设有抵顶所述活门膜片(13)以使所述顶针杆(17)封堵所述进油通道(160)的弹性件(14)；

所述转接座(11)上设有使燃油雾化的雾化管(18)，所述雾化管(18)的进油端与所述燃油通道(150)连通，其喷射端与所述混合气通道(110)连通。

2.根据权利要求1所述的气动加速装置，其特征在于，

所述顶针杆(17)包括依次相连的第一段和第二段；

所述第一段为与所述燃油通道(150)相匹配的直径段，所述第一段的顶端穿过所述活门膜片(13)后与所述活门膜片(13)固定，所述弹性件(14)的端部与所述第一段的顶部抵顶；

所述第二段为直径等于或小于所述燃油通道(150)的内径的直径段，所述第二段的底端为用于封堵所述进油通道(160)的锥形段。

3.根据权利要求2所述的气动加速装置，其特征在于，

所述顶针套(15)包括第一套筒(151)和第二套筒(152)，所述第一套筒(151)的顶端伸入所述进气腔(111)内；

所述第二套筒(152)套装于所述第一套筒(151)外，其外周壁上加工有多个与所述燃油通道(150)连通的出油孔(1520)，多个所述出油孔(1520)均与所述雾化管(18)的进油端连通。

4.根据权利要求3所述的气动加速装置，其特征在于，

所述第一套筒(151)外设有呈环状的安装凸缘(1510)，所述第一套筒(151)上套装有用于密封所述第一安装通道(112)的密封套(154)，所述密封套(154)位于所述安装凸缘(1510)和所述第二套筒(152)的顶端的端部之间。

5.根据权利要求1所述的气动加速装置，其特征在于，

所述转接座(11)上加工有与所述第一安装通道(112)相交的第二安装通道(113)，所述第二安装通道(113)与所述混合气通道(110)连通；

所述雾化管(18)装设于所述第二安装通道(113)内，且其喷射端伸入所述混合气通道(110)内。

6.根据权利要求1所述的气动加速装置，其特征在于，

所述转接座(11)上设有排气通道(114)，所述排气通道(114)的一端为盲端，其另一端与所述混合气通道(110)连通，所述燃油通道(150)与所述排气通道(114)连通。

7.根据权利要求1所述的气动加速装置，其特征在于，

所述转接座(11)上设有进气通道(115)，所述进气通道(115)的两端分别与所述进气腔(111)和所述混合气通道(110)连通，所述进气通道(115)内设有进气管(19)，所述进气管(19)的进气端伸入所述混合气通道(110)内。

8.根据权利要求1所述的气动加速装置，其特征在于，

所述第一安装通道(112)内卡设有用于对流入所述顶针座(16)的所述进油通道(160)内的燃油的流量进行控制的燃油节流嘴(20)，所述燃油节流嘴(20)位于所述顶针座(16)的下方；

所述进气腔(111)的顶部具有开口，所述开口处设有安装座(12)，所述安装座(12)上设有底部开口的所述安装腔(120)，所述出气通道(116)穿过所述转接座(11)和所述安装座(12)，且所述安装座(12)上的所述出气通道(116)内卡设有用于对流入所述安装腔(120)内的气体的流量进行控制的空气节流嘴(21)。

9.一种发动机燃气汽化系统，其特征在于，

包括用于使高压燃油汽化后与高压气体混合形成混合气的汽化装置(3)，所述汽化装置(3)的输入端连接有用于提供高压燃油的燃油供应系统和用于提供高压气体的气体供应系统，其输出端连接有如权利要求1～8中任一项所述的气动加速装置(1)。

10.根据权利要求9所述的发动机燃气汽化系统，其特征在于，

所述汽化装置(3)上设有进气口(31)、进油口(32)以及出气口(33)；

所述进气口(31)与所述气体供应系统相连；

所述进油口(32)与所述燃油供应系统相连；

所述出气口(33)与所述气动加速装置(1)的所述混合气通道(110)连通；

所述气动加速装置(1)的所述第一安装通道(112)与所述进油口(32)连通。