CN109489982A - 发动机试车台燃油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机试车台燃油系统，包括进油管路、加温油箱、出油管路、回油管路、回油箱和控制系统，加温油箱设置进油口、出油口和回油口，加温油箱设置有用于对加温油箱燃油进行加热的加热元件；出油管路的一端与出油口连接，另一端连接至发动机进油口；回油管路的一端连接至发动机回油口，另一端连接至回油箱的进口，回油箱的出口通过回油管道连接至加温油箱的回油口；回油箱用于盛装发动机多余的燃油；控制系统用于控制进油管路自动输入燃油至加温油箱中、用于控制加温油箱自动加热其内储存的燃油、用于控制加温油箱经出油口由出油管路向发动机供油、以及用于控制回油箱内的燃油经回油管道流回加温油箱中。

Description

发动机试车台燃油系统

技术领域

本发明涉及发动机燃油系统试验领域，特别地，涉及一种发动机试车台燃油系统。

背景技术

目前，通用航空发动机试车台有两种供油方式，其中一种为发动机燃油调节器(简称发动机燃调)自行调节供油量的大小，根据发动机状态自行调节进油量多少，没有外部回油；第二种为发动机燃调主要靠调节发动机回油来控制发动机的状态。针对第二种发动机工作状态，亟需设计一种发动机试车台燃油系统以满足发动机燃油试车需求。

发明内容

本发明提供了一种发动机试车台燃油系统，以满足航空发动机试车台燃油进回油需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种发动机试车台燃油系统，包括进油管路、加温油箱、出油管路、回油管路、回油箱和控制系统，其中，进油管路用于供燃油流入；加温油箱用于储存以及加热燃油，加温油箱设置有与进油管路一端连接的进油口，加温油箱设置有用于对加温油箱燃油进行加热的加热元件，加温油箱还设置有出油口和回油口；出油管路的一端与出油口连接，另一端连接至发动机进油口；回油管路的一端连接至发动机回油口，另一端连接至回油箱的进口，回油箱的出口通过回油管道连接至加温油箱的回油口；回油箱用于盛装发动机多余的燃油，多余的燃油自发动机回油口经回油管路流入回油箱；控制系统用于控制进油管路自动输入燃油至加温油箱中、用于控制加温油箱自动加热其内储存的燃油、用于控制加温油箱经出油口由出油管路向发动机供油、以及用于控制回油箱内的燃油经回油管道流回加温油箱中。

进一步地，进油管路的一端通过进油泵与油库连接，进油管路上设置有用于控制管路通断的阀门、用于对油库来油进行过滤的过滤器；出油管路与进油管路之间还连接有用于实现加温油箱内燃油外循环的外循环管路，外循环管路上设置有用于控制管路通断的阀门。

进一步地，加温油箱上还设置有用于测量加温油箱内油位的第一液位传感器，第一液位传感器与控制系统电气连接；进油管路上的阀门包括与控制系统电气连接的进油电磁阀；控制系统还与进油泵电气连接，用于根据第一液位传感器检测到的油位实时控制进油电磁阀以及进油泵的开闭。

进一步地，进油管路上设置有第一过滤器和第二过滤器；外循环管路连接于第二过滤器入口之前；进油管路上设置有用于测量燃油实时密度的密度计；进油管路上设置有用于测量燃油实时压力的压力表。

进一步地，出油管路上设置有增压泵和溢流阀，增压泵的吸油口通过出油管路与加温油箱的出油口连接，溢流阀与增压泵通过管路并联连接，溢流阀用于粗调增压泵的出口燃油压力及防止燃油系统压力过冲；控制系统与增压泵电气连接，用于在发动机试车时控制增压泵打开为发动机供油。

进一步地，出油管路上于发动机进油口之前设置有用于控制燃油流量的电动调节阀、以及用于测量燃油压力的压力变送器；控制系统与电动调节阀和压力变送器电气连接，用于根据压力变送器所测得的压力值自动调节电动调节阀的位置开度。

进一步地，出油管路上于增压泵之后设置有用于测量燃油流量的流量测量装置，流量测量装置包括相互并联连接的涡轮流量计和质量流量计。

进一步地，出油管路上还设置有用于对出油管路中燃油进行过滤的第三过滤器；和/或

出油管路上设置有用于控制管路通断的电磁阀，控制系统还与电磁阀电气连接，用于在发动机试车时控制电磁阀打开为发动机供油。

进一步地，回油箱上还设置有用于测量回油箱内油位的第二液位传感器，第二液位传感器与控制系统电气连接；回油管道上设置有回油泵和回油电磁阀；控制系统与回油泵及回油电磁阀分别电气连接，用于根据第二液位传感器检测到的油位实时控制回油泵及回油电磁阀的开闭。

进一步地，回油管路上设置有用于控制管路通断的电磁阀、用于测量回油管路中燃油流量的涡轮流量计。

本发明具有以下有益效果：

本发明的发动机试车台燃油系统，采用加温油箱为发动机提供满足需求的高温燃油，采用回油箱承接经发动机燃调多余的燃油，并可将回油箱中燃油输送回加温油箱中实现燃油的循环利用，有利于实现发动机的进油和回油调节，完全能够满足发动机试车工艺的燃油需求，采用控制系统对各管路进行控制，可实现发动机试车时外部燃油系统的自动控制，有利于发动机试车试验的可靠进行。

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。下面将参照附图，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是本发明优选实施例的发动机试车台燃油系统的结构示意图；

图2是图1中A部分的结构示意图；

图3是图1中B部分的结构示意图。

附图标号说明：

1、进油管路；2、加温油箱；3、出油管路；4、回油管路；5、回油箱；6、回油管道；7、进油泵；8、外循环管路；9、第一液位传感器；10、进油电磁阀；11、第一过滤器；12、第二过滤器；13、密度计；14、压力表；15、增压泵；16、溢流阀；17、电动调节阀；18、压力变送器；19、涡轮流量计；20、质量流量计；21、第三过滤器；22、第二液位传感器；23、回油泵；24、回油电磁阀；25、涡轮流量计；26、电磁阀；27、电磁阀；28、第一球阀；29、第二球阀；30、第三球阀；31、第四球阀；32、第五球阀；a、发动机进油口；b、发动机回油口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1至图3，本发明的优选实施例提供了一种发动机试车台燃油系统，其特征在于，包括进油管路1、加温油箱2、出油管路3、回油管路4、回油箱5和控制系统(未图示)，其中，进油管路1用于供燃油流入；加温油箱2用于储存以及加热燃油，加温油箱2设置有与进油管路1一端连接的进油口，加温油箱2设置有用于对加温油箱2内燃油进行加热的加热元件，加温油箱2还设置有出油口和回油口；出油管路3的一端与出油口连接，另一端连接至发动机进油口a；回油管路4的一端连接至发动机回油口b，另一端连接至回油箱5的进口，回油箱5的出口通过回油管道6连接至加温油箱2的回油口；回油箱5用于盛装发动机多余的燃油，多余的燃油自发动机回油口b经回油管路4流入回油箱5；控制系统用于控制进油管路1自动输入燃油至加温油箱2中、用于控制加温油箱2自动加热其内储存的燃油、用于控制加温油箱2经出油口由出油管路3向发动机供油、以及用于控制回油箱5内的燃油经回油管道6流回加温油箱2中。

本发明的发动机试车台燃油系统，采用加温油箱2为发动机提供满足需求的高温燃油，采用回油箱5承接经发动机燃调多余的燃油，并可将回油箱5中燃油输送回加温油箱2中实现燃油的循环利用，有利于实现发动机的进油和回油调节，完全能够满足发动机试车工艺的燃油需求，采用控制系统对各管路进行控制，可实现发动机试车时外部燃油系统的自动控制，有利于发动机试车试验的可靠进行。

图1中框形A部分内管路和元件均设置在燃油间内，具体如图2中所示。进油管路1的一端通过进油泵7与油库连接，进油管路1上设置有用于控制管路通断的阀门、用于对油库来油进行过滤的过滤器。控制系统与进油泵7电气连接，用于在试车前控制进油泵7打开使油库来油经进油管路1自动输入至加温油箱2中。

具体地，进油管路1上设置有第一过滤器11和第二过滤器12。油库来油采用两级过滤器，第一过滤器11为粗过滤，第二过滤器12为精过滤，通过两级过滤充分保证燃油的清洁度，有利于保证发动机试车的安全可靠进行，以及延长发动机的使用寿命。

进油管路1上的阀门包括多个球阀以及一个进油电磁阀10。具体地，进油管路1上在进油泵7之后连接有第一球阀28，第一球阀28与第一过滤器11之间设置有用于测量燃油实时压力的压力表14。进油管路1上在第一过滤器11之后设置有用于测量燃油实时密度的密度计13。密度计13之后连接一个第二球阀29，第二球阀29之后再连接有一个进油电磁阀10，进油电磁阀10之后为第二过滤器12。燃油经过第二过滤器12之后由进油口进入加温油箱2中。各球阀可采用电动球阀，由控制系统实现自动控制开闭，有利于实现自动化控制。

本发明中，于出油管路3与进油管路1之间还连接有用于实现加温油箱2内燃油外循环的外循环管路8，外循环管路8上设置有用于控制管路通断的阀门。在加温油箱2中的加热元件对燃油进行加热的过程中，通过外循环管路8可将加温油箱2中燃油由外循环管路8再次经进油管路1流入加温油箱2中，实现燃油的循环加热，加热效果更好，可避免燃油因长时间高温加热烧焦，确保燃油质量。

具体地，外循环管路8的一端连接在进油电磁阀10之前，另一端则连接在出油管路3上。如此设计，可将加温油箱2中燃油进一步进行过滤，保证燃油清洁度。外循环管路8上的阀门采用球阀。加温油箱2上的加热元件可采用电加热器，加温油箱2上还可以设置温度传感器以检测燃油是否达到工艺要求温度。

当需要使用高温燃油时，先启动加热元件对加温油箱2内燃油进行加热，并通过出油管路3上的增压泵15经外循环管路8进行外循环，当加温油箱2内的燃油温度达到试车工艺要求时，停止加热并向发动机提供高温燃油。如此可实现加温油箱2的自动加热控制和调节。

进一步地，加温油箱2上还设置有用于测量加温油箱2其内油位的第一液位传感器9，第一液位传感器9与控制系统电气连接。进油管路1上的阀门包括与控制系统电气连接的进油电磁阀10。控制系统用于根据第一液位传感器9检测到的油位实时控制进油电磁阀10以及进油泵7的开闭。

具体地，当第一液位传感器9检测到加温油箱2内的油位处于或低于预设低位时，控制系统自动控制打开进油电磁阀10，并同时控制打开进油泵7，第一球阀28、29也均处于打开状态，由进油管路1将油库来油输入加温油箱2中。当第一液位传感器9检测到加温油箱2内的油位上升到预设的高位时，控制系统控制进油电磁阀10自动停止，并关闭进油泵7。如此可实现加温油箱2进油的自动控制，节省人力。

进一步地，出油管路3上于出油口之后设置有增压泵15以及溢流阀16。增压泵15的吸油口通过出油管路3与加温油箱2的出油口连接。溢流阀16与增压泵15通过管路并联连接，用于粗调增压泵15的出口燃油压力及防止燃油系统压力过冲。控制系统与增压泵15电气连接，用于在发动机试车时控制增压泵15打开为发动机供油。增压泵15之后设置有第三球阀30，第三球阀30之后连接外循环管路8的一端，紧接其后设置有一个第四球阀31。

出油管路3上于第四球阀31之后设置有用于测量燃油流量的流量测量装置。具体地，本实施例中，流量测量装置包括相互并联连接的涡轮流量计19和质量流量计20。涡轮流量计19和质量流量计20均用于测量燃油流量，二者并联连接，使得当拆走其中一个流量计送校时，还可以有另外一个可以使用，不会影响试车试验的进行。

出油管路3上于流量测量装置之后还设置有第三过滤器21。第三过滤器21为精过滤器，用于对出油管路3中燃油进行第三级过滤，确保进入发动机的燃油清洁度。

图1中框形B部分内管路和元件均设置在试车间内，具体如图3中所示。出油管路3上于第三过滤器21之后设置有用于控制管路通断的电磁阀26，控制系统与电磁阀26电气连接，用于根据需求控制出油管路3的通断。具体地，在发动机试车时且当加温油箱2中燃油温度达到试车工艺要求时，控制系统控制电磁阀26和增压泵15均打开，第三球阀30、31也均处于打开状态，通过出油管路3向发动机供油。

于电磁阀26之后、发动机进油口a之前设置有用于控制燃油流量的电动调节阀17、以及用于测量燃油压力的压力变送器18。控制系统与电动调节阀17和压力变送器18电气连接，用于根据压力变送器18所测得的压力值自动调节电动调节阀17的位置开度。

具体地，当发动机试车需要进行供油时，控制系统控制增压泵15打开、电磁阀26打开，第三球阀30、31处于打开状态，并控制电动调节阀17进行自动调节，电动调节阀17缓慢关闭阀门，燃油系统压力缓慢上升；当压力变送器18所测得的燃油压力达到设定值时，电动调节阀17停止并保持在当前位置开度。本发明的发动机试车台燃油系统，当燃油供油压力随着发动机状态等因素影响有波动时，电动调节阀17可以根据压力设定值与当前压力测量值进行比较并自动进行调节，自动调节到设定值后电动调节阀17停止并保持在当前位置开度。

出油管路3上于压力变送器18之后还设置有温度传感器，用于检测进入发动机的燃油温度，以判断其是否符合试车工艺要求。

本发明中，发动机燃调根据发动机的状态控制回油流量，多余的燃油(即回油)直接依靠发动机提供的动能经回油管路4流入回油箱5。回油管路4上设置有用于控制管路通断的电磁阀27，以及用于测量回油管路4中燃油流量的涡轮流量计25。

进一步地，回油箱5上还设置有用于测量回油箱5其内油位的第二液位传感器22，第二液位传感器22与控制系统电气连接。回油管道6上设置有回油泵23和回油电磁阀24。控制系统与回油泵23及回油电磁阀24分别电气连接，用于根据第二液位传感器22检测到的油位实时控制回油泵23及回油电磁阀24的开闭。回油管道6上进一步还设置有第五球阀32。

具体地，当第二液位传感器22检测到回油箱5中液位达到预设高位时，控制系统控制回油泵23自动启动，并控制回油电磁阀24打开，第五球阀32处于打开状态，从而回油泵23将回油箱5中的燃油经回油管道6抽回至加温油箱2。当第二液位传感器22检测到回油箱5中液位下降至预设低位时，控制系统控制回油泵23停止、回油电磁阀24关闭。

本发明的发动机试车台燃油系统，根据设计的燃油管路系统图进行成附件采购、零件制造，在试车台现场进行现场实施安装。安装时元器件及管路/管道等要进行仔细清洗，要求无污物杂质。管路/管道要求横平竖直，弯曲半径为管径的3～5倍。涡轮流量计19应水平安装，其进口、出口前后的直管段应不小于20D(D为管段的内直径)。安装完成后对各管路系统进行密封性试验检验，燃油管路系统在0.7MPa压力下，保持15min不许有泄漏，对各系统管道及成附件要进行明显的标识，管道按试车台常规刷黄色油漆。

本发明的燃油系统安装完毕后进行调试，完全能够满足发动机燃油试车需求，适用于航空发动机试车时外部燃油系统自动调整压力、流量的场合。

本发明适用当前航空发动机试车台燃油系统进回油，并可以进行高温试验，通用性强，可以推广至其它类似系统进行使用。

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)

1.一种发动机试车台燃油系统，其特征在于，包括进油管路(1)、加温油箱(2)、出油管路(3)、回油管路(4)、回油箱(5)和控制系统，其中，

所述进油管路(1)用于供燃油流入；

所述加温油箱(2)用于储存以及加热燃油，所述加温油箱(2)设置有与所述进油管路(1)一端连接的进油口，所述加温油箱(2)设置有用于对加温油箱(2)燃油进行加热的加热元件，所述加温油箱(2)还设置有出油口和回油口；

所述出油管路(3)的一端与所述出油口连接，另一端连接至发动机进油口(a)；

所述回油管路(4)的一端连接至发动机回油口(b)，另一端连接至所述回油箱(5)的进口，所述回油箱(5)的出口通过回油管道(6)连接至所述加温油箱(2)的回油口；

所述回油箱(5)用于盛装发动机多余的燃油，多余的燃油自发动机回油口(b)经所述回油管路(4)流入所述回油箱(5)；

所述控制系统用于控制所述进油管路(1)自动输入燃油至所述加温油箱(2)中、用于控制所述加温油箱(2)自动加热其内储存的燃油、用于控制所述加温油箱(2)经所述出油口由所述出油管路(3)向发动机供油、以及用于控制所述回油箱(5)内的燃油经所述回油管道(6)流回所述加温油箱(2)中。

2.根据权利要求1所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述进油管路(1)的一端通过进油泵(7)与油库连接，所述进油管路(1)上设置有用于控制管路通断的阀门、用于对油库来油进行过滤的过滤器；

所述出油管路(3)与所述进油管路(1)之间还连接有用于实现所述加温油箱(2)内燃油外循环的外循环管路(8)，所述外循环管路(8)上设置有用于控制管路通断的阀门。

3.根据权利要求2所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述加温油箱(2)上还设置有用于测量加温油箱(2)内油位的第一液位传感器(9)，所述第一液位传感器(9)与所述控制系统电气连接；

所述进油管路(1)上的阀门包括与控制系统电气连接的进油电磁阀(10)；

所述控制系统还与所述进油泵(7)电气连接，用于根据所述第一液位传感器(9)检测到的油位实时控制所述进油电磁阀(10)以及所述进油泵(7)的开闭。

4.根据权利要求2所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述进油管路(1)上设置有第一过滤器(11)和第二过滤器(12)；

所述外循环管路(8)连接于所述第二过滤器(12)入口之前；

所述进油管路(1)上设置有用于测量燃油实时密度的密度计(13)；

所述进油管路(1)上设置有用于测量燃油实时压力的压力表(14)。

5.根据权利要求1所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述出油管路(3)上设置有增压泵(15)和溢流阀(16)，所述增压泵(13)的吸油口通过出油管路(3)与所述加温油箱(2)的出油口连接，所述溢流阀(16)与所述增压泵(15)通过管路并联连接，所述溢流阀(16)用于粗调所述增压泵(15)的出口燃油压力及防止燃油系统压力过冲；

所述控制系统与所述增压泵(15)电气连接，用于在发动机试车时控制所述增压泵(15)打开为发动机供油。

6.根据权利要求5所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述出油管路(3)上于发动机进油口(a)之前设置有用于控制燃油流量的电动调节阀(17)、以及用于测量燃油压力的压力变送器(18)；

所述控制系统与所述电动调节阀(17)和所述压力变送器(18)电气连接，用于根据压力变送器(18)所测得的压力值自动调节所述电动调节阀(17)的位置开度。

7.根据权利要求5所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述出油管路(3)上于所述增压泵(15)之后设置有用于测量燃油流量的流量测量装置，所述流量测量装置包括相互并联连接的涡轮流量计(19)和质量流量计(20)。

8.根据权利要求5所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述出油管路(3)上还设置有用于对所述出油管路(3)中燃油进行过滤的第三过滤器(21)；和/或

所述出油管路(3)上设置有用于控制管路通断的电磁阀(26)，所述控制系统还与电磁阀(26)电气连接，用于在发动机试车时控制电磁阀(26)打开为发动机供油。

9.根据权利要求1所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述回油箱(5)上还设置有用于测量回油箱(5)内油位的第二液位传感器(22)，所述第二液位传感器(22)与所述控制系统电气连接；

所述回油管道(6)上设置有回油泵(23)和回油电磁阀(24)；

所述控制系统与所述回油泵(23)及所述回油电磁阀(24)分别电气连接，用于根据所述第二液位传感器(22)检测到的油位实时控制所述回油泵(23)及所述回油电磁阀(24)的开闭。

10.根据权利要求1所述的发动机试车台燃油系统，其特征在于，

所述回油管路(4)上设置有用于控制管路通断的电磁阀(27)、用于测量回油管路(4)中燃油流量的涡轮流量计(25)。