CN115185319B - 一种航空发动机燃油进口温度控制系统与方法 - Google Patents

一种航空发动机燃油进口温度控制系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种航空发动机燃油进口温度控制系统与方法,所述控制系统包括:用于高低温燃油存储的燃油箱、用于燃油箱补油的补油路、用于排出低温环境下燃油箱中的湿空气的除湿路、用于加速燃油箱内燃油的循环以加快燃油温度变化的内循环路、用于燃油箱中燃油通过内循环路的循环达到目标温度后消除燃油管路的热惯性的外循环路、用于向发动机供油的高低温供油路和用于在所述高低温供油路异常情况下的应急供油的常温供油路。该系统在发动机燃油进口布置压力测点和温度测点,测点之后布置回油路,高低温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度、压力波动量大大降低。

Description

一种航空发动机燃油进口温度控制系统与方法
技术领域
本发明属于航空发动机环境试验技术领域,具体涉及一种航空发动机燃油进口温度控制系统与方法。
背景技术
随着现代战争发展的需要,军用飞机作战范围和全天候使用要求不断提高,不仅要求飞机发动机在常温环境条件下具备良好的起动及加速性能,而且更强调其在高低温极端气候环境条件下的起动及加速性能。高低温极端气候环境对发动机性能影响十分严重,而高低温极端气候环境条件下起动性能的好坏直接关系到装备该型发动机的飞机能否在高温高寒极端气候环境条件下部署。为保障飞机在高温高寒极端气候环境条件下的转场与执勤,航空发动机需具备在高低温极端气候环境条件下起动并加速到最大的能力。
按照《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》(GJB241A-2010)的要求,航空发动机在开展高低温起动试验时,输送燃油需达到HB5652.1-1981规定的热天最高温度、冷天最低温度,通常采用燃油加温和冷冻的方式实现。
现有的技术手段燃油温度调节装置布置于供油管路上,受供回油管路流通面积限制,供回油流量小,且油箱热惯性大,严重影响燃油温度调节装置换热效率,导致燃油达到目标温度所需时间长。燃油加温采用加热器直接加热的方式进行,燃油与加热器表面接触时,容易出现燃油温度过高而碳化的现象,影响燃油品质。回油管路布置于进油电磁阀前,进油电磁阀与发动机燃油进口之间存在封闭管路,封闭管路内的燃油无法达到目标温度,且发动机进口未布置燃油温度及压力测点,不能真实反映发动机起动时发动机进口燃油的温度和压力。高低温燃油相较于常温燃油,密度等物理属性会发生变化,燃油流量测量装置缺乏温度修正,高低温条件下势必影响燃油流量的准确测量,不利于分析燃油流量对发动机起动性能的影响。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种能适用于航空发动机的燃油进口温度控制系统与方法,以解决现有技术中燃油降温时间长、低温燃油流量测量准确度低和发动机进口燃油温度压力波动量大的问题,向发动机供给满足温度、压力和流量要求的高低温燃油。
为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案,提供一种航空发动机燃油进口温度控制系统,所述控制系统包括:燃油箱,用于高低温燃油的存储;补油路,与燃油箱连接,用于燃油箱补油;除湿路,与燃油箱连接,用于排出低温环境下燃油箱中的湿空气;内循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于加速燃油箱内燃油的循环以加快燃油温度变化,使得燃油箱中燃油尽快达到目标温度;外循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于燃油箱中燃油通过内循环路的循环达到目标温度后消除燃油管路的热惯性;高低温供油路,与所述燃油箱和发动机燃油进口连接,用于向发动机供油;常温供油路,直接与发动机燃油进口连接,用于在所述高低温供油路异常情况下的应急供油。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述燃油箱外侧设有保温层,所述燃油箱的箱体上安装有用于本地和远程监测燃油液位的液位计、用于监测燃油温度的燃油箱温度测点、用于监测燃油箱压力的燃油箱压力测点、用于防止大气中的湿空气进入燃油箱的单向呼吸阀、用于燃油加温或降温时搅拌燃油的搅拌电机、用于监测燃油箱空气湿度的湿度计、用于排出燃油箱中变质燃油的排污常闭手动阀以及与所述燃油箱连接的用于燃油降温的制冷机组。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述补油路包括并联设置的补油主路和补油旁路,所述补油主路用于正常情况下的燃油箱自动补油,所述补油旁路用于在所述补油主路异常情况下的燃油箱应急补油。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述除湿路包括用于氮气瓶出口减压的除湿减压阀和用于自动控制氮气供给的除湿常闭电磁阀。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述内循环路包括顺次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、系统燃油压力测点、压力调节模块和加热器,所述压力调节模块包括并联设置的安全阀、内循环常闭电磁阀和比例溢流阀,
电机泵组为燃油输送提供压力,单向阀用于防止燃油反流,燃油滤用于过滤高低温燃油中的杂质,系统燃油压力测点用于监测系统压力,安全阀用于系统压力超限时泄压,内循环常闭电磁阀用于内外循环路的切换,比例溢流阀用于调节系统压力和发动机进口压力,加热器用于燃油的间接加温。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述外循环路包括依次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、高低温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点、发动机进口燃油温度测点、外循环常闭调节阀和加热器,在燃油滤和高低温燃油常闭电动开关之间设有系统燃油压力测点, 系统燃油压力测点用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点和燃油箱回油口之间设有带安全阀的泄压回路,
高低温燃油常闭电动开关用于应急供油时常温燃油与高低温燃油的快速切换,质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计用于准确测量进入发动机的燃油流量,供油常闭电动开关用于发动机紧急断油,发动机进口燃油温度测点和发动机进口燃油压力测点分别用于监测发动机进口燃油温度和压力。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述高低温供油路包括依次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、高低温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点和发动机进口燃油温度测点,在燃油滤和高低温燃油常闭电动开关之间设有系统燃油压力测点, 系统燃油压力测点用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点和燃油箱回油口之间设有带安全阀的泄压回路。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统,还具有这样的特征,所述常温供油路包括依次连接的常温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点和发动机进口燃油温度测点。
本发明的另一目的在于,提供一种基于前述任一项所述的航空发动机燃油进口温度控制系统的控制方法,所述方法包括如下步骤:
S1:对所述控制系统进行上电自检、供回油管路检查、系统压力和供油压力设置;
S2:进行油箱补油;
S3:进行燃油的温度调节;
S4:对发动机进行供油。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制方法,还具有这样的特征,所述S2包括如下步骤:
设置燃油箱液位限制值;触发油箱自动补油使能,液位计远程监测燃油液位,液位低于下限时,补油常闭电磁阀自动打开,燃油箱自动补油;液位高于上限时,补油常闭电磁阀自动关闭,燃油箱补油结束,
在补油常闭电磁阀故障时,液位计本地监测燃油液位,液位低于下限时,手动打开补油手动常闭阀,燃油箱手动应急补油;液位高于上限时,手动关闭补油手动常闭阀,燃油箱补油结束。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制方法,还具有这样的特征,所述S3中对温度的调节包括对燃油的加温调节和对燃油的降温调节,在温度的调节过程中燃油密度修正温度测点监测燃油温度,用于修正高低温燃油流量测量精度,
所述加温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度,触发温控使能,燃油箱燃油温度测点监测燃油实际温度,温度低于目标温度时,加热器启动,导热硅油间接加热燃油箱燃油;搅拌电机启动,增大燃油与导热硅油接触面积,提高燃油加热效率;内循环路投用,加速燃油升温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
燃油箱燃油温度达到目标温度,加热器关闭,内循环路切换至外循环路,高温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;高温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度;
所述降温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度、燃油湿度阈值和燃油箱压力阈值;
燃油箱燃油温度测点监测燃油实际温度,温度高于目标温度时,制冷机组启动,冷冻燃油箱燃油;搅拌电机启动,增大燃油与冷媒接触面积,提高燃油冷冻效率;内循环路投用,加速燃油降温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
湿度计远程监测燃油箱湿度,湿度高于上限时,除湿常闭电磁阀自动打开,氮气经除湿路进入燃油箱,将燃油箱内的湿空气经单向呼吸阀排出;湿度低于下限时,除湿常闭电磁阀自动关闭,燃油除湿结束;
燃油除湿过程中,燃油箱压力测点监测燃油箱压力,压力高于上限时,除湿常闭电磁阀自动关闭,燃油除湿暂停;压力低于下限时,除湿常闭电磁阀自动打开,继续燃油除湿,直至燃油箱湿度满足要求;
若燃油箱湿度未超限,燃油箱燃油温度达到目标温度,制冷机组关闭,内循环路切换至外循环路,低温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;低温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制方法,还具有这样的特征,所述S4包括如下步骤:
发动机进口燃油温度达到规定温度,外循环路切换至高低温供油路,即外循环常闭调节阀关闭,调节供油压力,向发动机供给满足温度、压力和流量要求的高低温燃油,保证发动机试验的正常进行。
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制方法,还具有这样的特征,所述方法还包括:若发动机起动或工作过程中,涡轮流量计监测到燃油流量突降,同时发动机进口燃油压力测点监测到燃油压力突降,0.5s内常温燃油常闭电动开关打开、高低温燃油常闭电动开关关闭,完成常温应急供油与高低温供油的快速切换,保证发动机供油安全。
有益效果
本发明所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统将制冷机组与燃油箱直接连接,盘管式冷凝器布置于油箱中,增大了燃油与冷媒的接触面积,换热效率成倍提高,燃油降温时间大大缩短;涡轮流量计前布置温度测点,增加了燃油密度的温度修正,消除了低温对燃油流量测量的影响,低温燃油流量测量准确度大大提高;发动机燃油进口布置压力测点和温度测点,测点之后布置回油路,高低温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度、压力波动量大大降低。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所提供的航空发动机燃油进口温度控制系统的结构示意图;
图2为本发明实施例所提供的降温时的航空发动机燃油进口温度控制方法的流程图;
图3为本发明实施例所提供的升温时的航空发动机燃油进口温度控制方法的流程图;
其中:1-补油常闭电磁阀,2-补油常闭手动阀,3-液位计,4-燃油箱温度测点,5-燃油箱压力测点,6-单向呼吸阀,7-搅拌电机,8-湿度计,9-排污常闭手动阀,10-制冷机组,11-除湿减压阀,12-除湿常闭电磁阀,13-电机泵组,14-单向阀,15-燃油滤,16-系统燃油压力测点,17-安全阀,18-内循环常闭电磁阀,19-比例溢流阀,20-加热器,21-高低温燃油常闭电动开关,22-质量流量计,23-燃油密度修正温度测点,24-涡轮流量计,25-供油常闭电动开关,26-发动机进口燃油压力测点,27-发动机进口燃油温度测点,28-外循环常闭调节阀,29-常温供油常闭电动开关。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
在本发明实施例的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1所示,本发明实施例提供了一种航空发动机燃油进口温度控制系统,所述控制系统包括:
燃油箱,用于高低温燃油的存储;
补油路,与燃油箱连接,用于燃油箱补油;
除湿路,与燃油箱连接,用于排出低温环境下燃油箱中的湿空气;
内循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于加速燃油箱内燃油的循环以加快燃油温度变化,使得燃油箱中燃油尽快达到目标温度;
外循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于燃油箱中燃油通过内循环路的循环达到目标温度后消除燃油管路的热惯性;
高低温供油路,与所述燃油箱和发动机燃油进口连接,用于向发动机供油;
常温供油路,直接与发动机燃油进口连接,用于在所述高低温供油路异常情况下的应急供油。
在部分实施例中,所述燃油箱外侧设有保温层,所述燃油箱的箱体上安装有用于本地和远程监测燃油液位的液位计3、用于监测燃油温度的燃油箱温度测点4、用于监测燃油箱压力的燃油箱压力测点5、用于防止大气中的湿空气进入燃油箱的单向呼吸阀6、用于燃油加温或降温时搅拌燃油的搅拌电机7、用于监测燃油箱空气湿度的湿度计8、用于排出燃油箱中变质燃油的排污常闭手动阀9以及与所述燃油箱连接的用于燃油降温的制冷机组10。
在部分实施例中,所述补油路包括并联设置的补油主路和补油旁路,所述补油主路用于正常情况下的燃油箱自动补油,所述补油旁路用于在所述补油主路异常情况下的燃油箱应急补油;补油主路上设有补油常闭电磁阀1,补油旁路上设有补油常闭手动阀2。
在部分实施例中,所述除湿路包括用于氮气瓶出口减压的除湿减压阀11和用于自动控制氮气供给的除湿常闭电磁阀12。
在部分实施例中,所述内循环路包括顺次连接的电机泵组13、单向阀14、燃油滤15、系统燃油压力测点16、压力调节模块和加热器20,所述压力调节模块包括并联设置的安全阀17、内循环常闭电磁阀18和比例溢流阀19,电机泵组13为燃油输送提供压力,单向阀14用于防止燃油反流,燃油滤15用于过滤高低温燃油中的杂质,系统燃油压力测点16用于监测系统压力,安全阀17用于系统压力超限时泄压,内循环常闭电磁阀18用于内外循环路的切换,比例溢流阀19用于调节系统压力和发动机进口压力,加热器20用于燃油的间接加温。
在部分实施例中,所述外循环路包括依次连接的电机泵组13、单向阀14、燃油滤15、高低温燃油常闭电动开关21、质量流量计22、燃油密度修正温度测点23、涡轮流量计24、供油常闭电动开关25、发动机进口燃油压力测点26、发动机进口燃油温度测点27、外循环常闭调节阀28和加热器20,在燃油滤15和高低温燃油常闭电动开关21之间设有系统燃油压力测点16,系统燃油压力测点16用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点16和燃油箱回油口之间设有带安全阀17的泄压回路,
高低温燃油常闭电动开关21用于应急供油时常温燃油与高低温燃油的快速切换,质量流量计22、燃油密度修正温度测点23、涡轮流量计24用于准确测量进入发动机的燃油流量,供油常闭电动开关25用于发动机紧急断油,发动机进口燃油温度测点27和发动机进口燃油压力测点26分别用于监测发动机进口燃油温度和压力。
在部分实施例中,所述高低温供油路包括依次连接的电机泵组13、单向阀14、燃油滤15、高低温燃油常闭电动开关21、质量流量计22、燃油密度修正温度测点23、涡轮流量计24、供油常闭电动开关25、发动机进口燃油压力测点26和发动机进口燃油温度测点27,在燃油滤15和高低温燃油常闭电动开关21之间设有系统燃油压力测点16,系统燃油压力测点16用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点16和燃油箱回油口之间设有带安全阀17的泄压回路。
在部分实施例中,所述常温供油路包括依次连接的常温燃油常闭电动开关29、质量流量计22、燃油密度修正温度测点23、涡轮流量计24、供油常闭电动开关25、发动机进口燃油压力测点26和发动机进口燃油温度测点27。
如图2-图3所示,在部分实施例中,提供一种基于前述任一实施例所提供航空发动机燃油进口温度控制系统的控制方法,所述方法包括如下步骤:
S1:对所述控制系统进行上电自检、供回油管路检查、系统压力和供油压力设置;
S2:进行油箱补油;
S3:进行燃油的温度调节;
S4:对发动机进行供油。
在部分实施例中,所述S2包括如下步骤:
设置燃油箱液位限制值;触发油箱自动补油使能,液位计3远程监测燃油液位,液位低于下限时,补油常闭电磁阀1自动打开,燃油箱自动补油;液位高于上限时,补油常闭电磁阀1自动关闭,燃油箱补油结束;
在补油常闭电磁阀1故障时,液位计3本地监测燃油液位,液位低于下限时,手动打开补油手动常闭阀2,燃油箱手动应急补油;液位高于上限时,手动关闭补油手动常闭阀2,燃油箱补油结束。
在部分实施例中,所述S3中对温度的调节包括对燃油的加温调节和对燃油的降温调节,在温度的调节过程中燃油密度修正温度测点23监测燃油温度,用于修正高低温燃油流量测量精度,
所述加温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度,触发温控使能,燃油箱燃油温度测点4监测燃油实际温度,温度低于目标温度时,加热器启动,导热硅油间接加热燃油箱燃油;搅拌电机7启动,增大燃油与导热硅油接触面积,提高燃油加热效率;内循环路投用,加速燃油升温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
燃油箱燃油温度达到目标温度,加热器关闭,内循环路切换至外循环路,高温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;高温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度;
所述降温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度、燃油湿度阈值和燃油箱压力阈值;
燃油箱燃油温度测点4监测燃油实际温度,温度高于目标温度时,制冷机组10启动,冷冻燃油箱燃油;搅拌电机7启动,增大燃油与冷媒接触面积,提高燃油冷冻效率;内循环路投用,加速燃油降温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
湿度计8远程监测燃油箱湿度,湿度高于上限时,除湿常闭电磁阀12自动打开,氮气经除湿路进入燃油箱,将燃油箱内的湿空气经单向呼吸阀6排出;湿度低于下限时,除湿常闭电磁阀12自动关闭,燃油除湿结束;
燃油除湿过程中,燃油箱压力测点5监测燃油箱压力,压力高于上限时,除湿常闭电磁阀12自动关闭,燃油除湿暂停;压力低于下限时,除湿常闭电磁阀12自动打开,继续燃油除湿,直至燃油箱湿度满足要求;
若燃油箱湿度未超限,燃油箱燃油温度达到目标温度,制冷机组10关闭,内循环路切换至外循环路,低温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;低温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点27监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度。
在部分实施例中,所述S4包括如下步骤:
发动机进口燃油温度达到规定温度,外循环路切换至高低温供油路,即外循环常闭调节阀28关闭,调节供油压力,向发动机供给满足温度、压力和流量要求的高低温燃油,保证发动机试验的正常进行。
在部分实施例中,若发动机起动或工作过程中,涡轮流量计24监测到燃油流量突降,同时发动机进口燃油压力测点监测到燃油压力突降,0.5s内常温燃油常闭电动开关打开、高低温燃油常闭电动开关21关闭,完成常温应急供油与高低温供油的快速切换,保证发动机供油安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种航空发动机燃油进口温度控制系统,其特征在于,所述控制系统包括:
燃油箱,用于高低温燃油的存储;
补油路,与燃油箱连接,用于燃油箱补油;
除湿路,与燃油箱连接,用于排出低温环境下燃油箱中的湿空气;
内循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于加速燃油箱内燃油的循环以加快燃油温度变化,使得燃油箱中燃油尽快达到目标温度;
外循环路,与所述燃油箱形成闭环回路,用于燃油箱中燃油通过内循环路的循环达到目标温度后消除燃油管路的热惯性;
高低温供油路,与所述燃油箱和发动机燃油进口连接,用于向发动机供油;
常温供油路,直接与发动机燃油进口连接,用于在所述高低温供油路异常情况下的应急供油;
所述内循环路包括顺次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、系统燃油压力测点、压力调节模块和加热器,所述压力调节模块包括并联设置的安全阀、内循环常闭电磁阀和比例溢流阀,
电机泵组为燃油输送提供压力,单向阀用于防止燃油反流,燃油滤用于过滤高低温燃油中的杂质,系统燃油压力测点用于监测系统压力,安全阀用于系统压力超限时泄压,内循环常闭电磁阀用于内外循环路的切换,比例溢流阀用于调节系统压力和发动机进口压力,加热器用于燃油的间接加温;
所述外循环路包括依次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、高低温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点、发动机进口燃油温度测点、外循环常闭调节阀和加热器,在燃油滤和高低温燃油常闭电动开关之间设有系统燃油压力测点,系统燃油压力测点用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点和燃油箱回油口之间设有带安全阀的泄压回路,
高低温燃油常闭电动开关用于应急供油时常温燃油与高低温燃油的快速切换,质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计用于准确测量进入发动机的燃油流量,供油常闭电动开关用于发动机紧急断油,发动机进口燃油温度测点和发动机进口燃油压力测点分别用于监测发动机进口燃油温度和压力;
所述高低温供油路包括依次连接的电机泵组、单向阀、燃油滤、高低温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点和发动机进口燃油温度测点,在燃油滤和高低温燃油常闭电动开关之间设有系统燃油压力测点,系统燃油压力测点用于监测系统油压,在油压超过阈值时,系统燃油压力测点和燃油箱回油口之间设有带安全阀的泄压回路;
所述常温供油路包括依次连接的常温燃油常闭电动开关、质量流量计、燃油密度修正温度测点、涡轮流量计、供油常闭电动开关、发动机进口燃油压力测点和发动机进口燃油温度测点。
2.根据权利要求1所述的航空发动机燃油进口温度控制系统,其特征在于,所述燃油箱外侧设有保温层,所述燃油箱的箱体上安装有用于本地和远程监测燃油液位的液位计、用于监测燃油温度的燃油箱温度测点、用于监测燃油箱压力的燃油箱压力测点、用于防止大气中的湿空气进入燃油箱的单向呼吸阀、用于燃油加温或降温时搅拌燃油的搅拌电机、用于监测燃油箱空气湿度的湿度计、用于排出燃油箱中变质燃油的排污常闭手动阀以及与所述燃油箱连接的用于燃油降温的制冷机组。
3.根据权利要求1所述的航空发动机燃油进口温度控制系统,其特征在于,所述补油路包括并联设置的补油主路和补油旁路,所述补油主路用于正常情况下的燃油箱自动补油,所述补油旁路用于在所述补油主路异常情况下的燃油箱应急补油。
4.根据权利要求1所述的航空发动机燃油进口温度控制系统,其特征在于,所述除湿路包括用于氮气瓶出口减压的除湿减压阀和用于自动控制氮气供给的除湿常闭电磁阀。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述的航空发动机燃油进口温度控制系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S1:对所述控制系统进行上电自检、供回油管路检查、系统压力和供油压力设置;
S2:进行油箱补油;
S3:进行燃油的温度调节;
S4:对发动机进行供油。
6.根据权利要求5所述的航空发动机燃油进口温度控制方法,其特征在于,所述S2包括如下步骤:
设置燃油箱液位限制值;触发油箱自动补油使能,液位计远程监测燃油液位,液位低于下限时,补油常闭电磁阀自动打开,燃油箱自动补油;液位高于上限时,补油常闭电磁阀自动关闭,燃油箱补油结束,
在补油常闭电磁阀故障时,液位计本地监测燃油液位,液位低于下限时,手动打开补油手动常闭阀,燃油箱手动应急补油;液位高于上限时,手动关闭补油手动常闭阀,燃油箱补油结束。
7.根据权利要求5所述的航空发动机燃油进口温度控制方法,其特征在于,所述S3中对温度的调节包括对燃油的加温调节和对燃油的降温调节,在温度的调节过程中燃油密度修正温度测点监测燃油温度,用于修正高低温燃油流量测量精度,
所述加温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度,触发温控使能,燃油箱燃油温度测点监测燃油实际温度,温度低于目标温度时,加热器启动,导热硅油间接加热燃油箱燃油;搅拌电机启动,增大燃油与导热硅油接触面积,提高燃油加热效率;内循环路投用,加速燃油升温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
燃油箱燃油温度达到目标温度,加热器关闭,内循环路切换至外循环路,高温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;高温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度,
所述降温调节包括如下步骤:
设置燃油箱燃油温度、燃油湿度阈值和燃油箱压力阈值;
燃油箱燃油温度测点监测燃油实际温度,温度高于目标温度时,制冷机组启动,冷冻燃油箱燃油;搅拌电机启动,增大燃油与冷媒接触面积,提高燃油冷冻效率;内循环路投用,加速燃油降温,直至燃油箱燃油温度达到目标温度;
湿度计远程监测燃油箱湿度,湿度高于上限时,除湿常闭电磁阀自动打开,氮气经除湿路进入燃油箱,将燃油箱内的湿空气经单向呼吸阀排出;湿度低于下限时,除湿常闭电磁阀自动关闭,燃油除湿结束;
燃油除湿过程中,燃油箱压力测点监测燃油箱压力,压力高于上限时,除湿常闭电磁阀自动关闭,燃油除湿暂停;压力低于下限时,除湿常闭电磁阀自动打开,继续燃油除湿,直至燃油箱湿度满足要求;
若燃油箱湿度未超限,燃油箱燃油温度达到目标温度,制冷机组关闭,内循环路切换至外循环路,低温燃油流经供、回油管路,消除供、回油管路热惯性;低温燃油流经发动机进口,发动机进口燃油温度测点监测发动机进口燃油温度,直至发动机进口燃油温度达到规定温度。
8.根据权利要求5所述的航空发动机燃油进口温度控制方法,其特征在于,所述S4包括如下步骤:
发动机进口燃油温度达到规定温度,外循环路切换至高低温供油路,即外循环常闭调节阀关闭,调节供油压力,向发动机供给满足温度、压力和流量要求的高低温燃油,保证发动机试验的正常进行。
9.根据权利要求5所述的航空发动机燃油进口温度控制方法,其特征在于,所述方法还包括:若发动机起动或工作过程中,涡轮流量计监测到燃油流量突降,同时发动机进口燃油压力测点监测到燃油压力突降,0.5s内常温燃油常闭电动开关打开、高低温燃油常闭电动开关关闭,完成常温应急供油与高低温供油的快速切换,保证发动机供油安全。
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