CN111779577B - 一种加力燃烧室点火系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡轮喷气发动机点火系统技术领域，具体是一种加力燃烧室点火系统，用于解决现有技术中小型涡轮喷气发动机加力燃烧室的点火系统、油路系统复杂，发动机推重比不足的问题。本发明包括点火油路系统，所述点火油路系统包括油泵，所述油泵通过管路分别连接有点火装置和加力燃油总管，所述点火装置包括壳体，所述壳体的内部安装有电热塞，所述电热塞的上方设有线缆，所述壳体上设有加力点火油管，所述加力点火油管与管路连接，所述电热塞和壳体内壁间的环缝形成油路通道，所述油路通道与加力点火油管连通。本发明中点火系统的油路只有两条，油路系统的设计更加简单，通过对点火装置和油路系统的改进可以提高发动机推重比。

Description

一种加力燃烧室点火系统

技术领域

本发明涉及涡轮喷气发动机点火系统技术领域，尤其涉及小型带加力涡轮喷气发动机点火系统，更具体的是涉及一种加力燃烧室点火系统。

背景技术

发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，高性能的发动机应该有比较宽的加力点火范围，比较快的接通加力的能力，这对加力燃烧室点火性能提出较高的要求，国外常用热射流点火方式。

如图1所示，现有技术中的热射流点火系统包括油路、油泵、射流喷嘴、接力喷嘴、加力燃油总管，该点火系统的油路系统有三条油路，即油泵通过油路分别与射流喷嘴、接力喷嘴、燃油总管连接。其中，射流喷嘴(一般是直射喷嘴)安装在主燃烧室中后段，射流喷嘴喷出的燃油在主燃烧室内的高温燃气作用下破碎、雾化、蒸发、燃烧，形成第一段热射流点燃加力燃烧室进口的接力喷嘴(一般为离心喷嘴)，形成第二段热射流点燃加力燃油总管喷出的燃油。传统的带加力涡轮喷气发动机推力、尺寸较大，其射流喷嘴、接力喷嘴轴向间距大，射流点火方式可靠性较高。

但是，现有技术中的点火方式油路系统(需要配置大型机械燃油泵、点火燃油计量活门、控制活门、燃油调节器等附件)、控制系统较为复杂，应用在小型带加力涡轮喷气发动机的难度加大，附件重量占系统重量百分比较大，难以满足小型发动机推重比要求。因此，我们迫切的需要一种点火系统、油路系统更加简单，更能满足小型发动机推重比的点火系统。

发明内容

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种加力燃烧室点火系统，用于解决现有技术中小型涡轮喷气发动机加力燃烧室的点火系统、油路系统复杂，发动机推重比不足的问题。本发明中点火系统的油路只有两条，即油泵通过管路与点火装置连接和油泵通过管路与加力燃油总管连接的这两条油路，油路系统的设计更加简单，与之匹配的点火装置的设计也更加简单，并且通过对点火装置和油路系统的改进可以提高发动机推重比。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种加力燃烧室点火系统，包括点火油路系统，所述点火油路系统包括油泵，所述油泵通过管路分别连接有点火装置和加力燃油总管，所述点火装置包括壳体，所述壳体的内部安装有电热塞，所述电热塞的上方设有线缆，所述壳体上设有加力点火油管，所述加力点火油管与管路连接，所述电热塞和壳体内壁间的环缝形成油路通道，所述油路通道与加力点火油管连通。

作为一种优选的方式，所述点火装置的数量为多个。

作为一种优选的方式，相邻两个所述点火装置的夹角为15°-30°。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明中加力燃烧室点火系统相比传统热射流点火方式，更适合小型涡轮喷气发动机加力燃烧室点火方案，油路系统和点火系统更加简单、重量更轻，有利于提高发动机推重比。

(2)本发明中油路系统由两部分组成：点火装置和加力燃油总管，加力燃烧室背压基本相同，两部分油路根据燃油喷口节流面积调节燃油流量分配，减少燃油分配器或燃油调节器等附件；因带加力小型涡喷发动机使用寿命较短，采用电动燃油取代传统机械泵，系统复杂度降低、重量降低。

(3)本发明中点火装置集成油路设计，点火原理简单，点火装置成本低、重量轻，对降低发动机技术指标和经济指标均有利。

附图说明

图1为本发明现有技术中加力燃烧室点火系统的布局简图；

图2为本发明加力燃烧室点火系统的布局简图；

图3为本发明的侧面结构简图；

图4为本发明图3中A-A处的剖视结构简图；

图5为本发明点火装置的正面结构简图；

图6为本发明点火装置的正面剖视局部结构简图；

附图标记：1油泵，2管路，3加力燃油总管，4点火装置，41线缆，42电热塞，43壳体，44加力点火油管，45油路通道。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：

如图2-6所示，一种加力燃烧室点火系统，包括点火油路系统，点火油路系统包括油泵1，油泵1通过管路2分别连接有点火装置4和加力燃油总管3，点火装置4包括壳体43，壳体43的内部安装有电热塞42，电热塞42的上方设有线缆41，壳体43上设有加力点火油管44，加力点火油管44与管路2连接，电热塞42和壳体43内壁间的环缝形成油路通道45，油路通道45与加力点火油管44连通。

工作原理：管路2与油泵1、点火装置4、加力燃油总管3通过机械结构密封连接，点火装置4通过机械结构固定在加力燃烧室扩压器的前端，加力燃油总管3通过机械结构固定在扩压器的后端，点火装置4周向角度与加力燃油总管3的燃油浓度、火焰稳定器的流场相匹配，可实现高效点火。根据加力点火联焰性能要求，可布置多个点火装置4，相邻两个点火装置4的夹角控制在15°-30°范围内，此结构简单、重量轻，对发动机性能影响较小，提高了火性能。

点火装置4中的线缆41缠绕在电热塞42上方形成组件(线缆41另一端与电源连接)，加力点火油管44焊接至点火装置4的壳体43上形成组件，将电热塞42的组件固定至点火装置4的壳体43内形成点火装置后，固定至加力燃烧室扩压器的上。当电热塞42的线缆41接通电源后，在电势差作用下将电能转化为热能，使电热塞42末端的温度急剧升高至800℃，对流经电热塞42和壳体43内壁间的燃油预热，降低燃油粘性、促进燃油雾化、蒸发，局部形成可燃火团。

当发动机核心机在某一工况稳定工作，控制系统接通加力信号，即油泵1工作，油泵1将油箱中的燃油以一定的压力通过管路2输送至点火装置4和加力燃油总管3，通过常规手段控制点火装置4内喷油口面积或间隙、以及加力燃油总管3喷口面积，使得一定量的燃油实现预设的燃油流量分配，并使燃油在一定的压力下实现初始雾化；与此同时常规的控制器发出点火指令，电热塞42在电势差作用下将电能转化为热能，电热塞42的末端温度升高至800℃以上，进而预热电热塞42与壳体43环缝间的燃油，并形成局部可燃火团以及涡轮出口高温燃气对初始雾化的燃油共同作用下形成局部高温热射流，并进一步点燃加力燃油总管3喷出的初始雾化燃油，加力燃油总管3被点燃后关闭油泵1和点火装置4。这样小型涡轮喷气发动机加力燃烧室的供油装置燃烧效率更高、油路系统及控制系统更简单、重量更轻，与之匹配的点火装置的设计也更加简单，并且通过对点火装置和油路系统的改进可以提高发动机推重比。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种加力燃烧室点火系统，其特征在于：包括点火油路系统，所述点火油路系统包括油泵(1)，所述油泵(1)通过管路(2)分别连接有点火装置(4)和加力燃油总管(3)，所述点火装置(4)包括壳体(43)，所述壳体(43)的内部安装有电热塞(42)，所述电热塞(42)的上方设有线缆(41)，所述壳体(43)上设有加力点火油管(44)，所述加力点火油管(44)与管路(2)连接，所述电热塞(42)和壳体(43)内壁间的环缝形成油路通道(45)，所述油路通道(45)与加力点火油管(44)连通。

2.根据权利要求1所述的一种加力燃烧室点火系统，其特征在于：所述点火装置(4)的数量为多个。

3.根据权利要求2所述的一种加力燃烧室点火系统，其特征在于：相邻两个所述点火装置(4)的夹角为15°-30°。

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