CN214309492U - 发动机燃烧室的试验器的燃油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机燃烧室的试验器的燃油系统，该燃油系统包括回油管路和依次设置在回油管路上的流量调节单元、流量检测单元、电动针阀和控制器；流量调节单元用于采用第一调节幅度将回油管路中的燃油的流量值调节至预设值；电动针阀用于采用第二调节幅度调节回油管路中的燃油直至发动机燃烧室熄灭；控制器用于采集流量检测单元在发动机燃烧室从预设状态至熄灭状态对应的流量值以生成发动机燃烧室对应的熄火边界。本实用新型中的试验器燃油系统能够对极小的燃油流量如0.01g/s量级进行精确调节，满足了航空发动机的燃烧室熄火试验对极小燃油流量的精确调节需求，保障了熄火试验可以顺利进行。

Description

发动机燃烧室的试验器的燃油系统

技术领域

本实用新型涉及航空发动机燃烧室性能试验技术领域，特别涉及一种发动机燃烧室的试验器的燃油系统。

背景技术

燃烧室是航空发动机三大核心动力输出部件之一，需在任何环境状态下都能保障发动机的正常工作。在发动机研发初期，需要对其开展基础性的燃烧室熄火试验，摸索燃烧室的熄火边界。为开展燃烧室熄火试验，首先需要根据综合试验需求建设燃烧室试验器以满足试验供气、供油和供电等条件。由于燃烧室熄火试验要求逐步降低燃烧室供油量至以摸索准确的燃烧室熄火边界，也即试验器燃油系统必须能够对极小的燃油流量进行精确调节，然而现有的试验器燃油系统根本无法满足对极小的燃油流量的调节要求，导致无法顺利开展燃烧室熄火试验。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中试验器燃油系统根本无法满足对极小的燃油流量的调节要求，导致无法顺利开展燃烧室熄火试验的缺陷，提供一种发动机燃烧室的试验器的燃油系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种发动机燃烧室的试验器的燃油系统，所述燃油系统用于对发动机燃烧室进行熄火试验，所述燃油系统包括回油管路和依次设置在所述回油管路上的流量调节单元、流量检测单元、电动针阀和控制器，所述控制器与所述流量检测单元电连接；

在进行熄火试验时，所述流量检测单元用于检测所述回油管路中燃油的流量值；

所述流量调节单元用于采用第一调节幅度将所述回油管路中的燃油的所述流量值调节至预设值；所述预设值用于表征所述发动机燃烧室的燃烧状态降低至预设状态；

所述电动针阀用于采用第二调节幅度调节所述回油管路中的燃油直至所述发动机燃烧室熄灭；其中，所述第二调节幅度小于所述第一调节幅度且所述第一调节幅度和所述第二调节幅度对应不同的调节数量级；

所述控制器用于采集所述流量检测单元在所述发动机燃烧室从预设状态至熄灭状态对应的流量值以生成所述发动机燃烧室对应的熄火边界。

较佳地，所述第二调节幅度对应的数量级为0.01g/s，所述熄火边界对应的燃油数量级为0.01g/s。

较佳地，所述回油管路与油箱连通，所述流量调节单元包括变频油泵和与所述变频油泵连接设置的调节阀；

所述变频油泵用于调节所述油箱供给的燃油量；

所述调节阀用于对采用所述第一调节幅度对所述变频油泵供给的燃油进行粗调节直至所述流量值达到预设值。

所述流量调节单元还包括溢流阀，所述溢流阀与所述变频油泵连接设置；和/或，所述变频油泵为柱塞泵。

较佳地，所述试验器燃油系统包括多个并联设置的流量检测单元。

较佳地，所述流量检测单元包括质量流量计。

较佳地，所述试验器燃油系统还包括设置在所述流量调节单元和所述流量检测单元之间的回油管路上的过滤器和第一换热器，所述过滤器用于对所述变频油泵流出的燃油进行过滤处理并输送至所述第一换热器；所述第一换热器用于对过滤处理后的燃油进行降温处理。

较佳地，所述试验器燃油系统还包括设置在所述电动针阀下游的两位三通电磁阀；其中，在熄火试验前或结束时，所述两位三通电磁阀执行切换操作以将燃油通向所述回油管路中；在熄火试验时，所述两位三通电磁阀执行切换操作以将燃油通向所述发动机燃烧室。

较佳地，所述试验器燃油系统还包括依次设置在所述两位三通电磁阀下游的手动针阀和第二换热器，所述第二换热器用于对系统回油进行冷却。

较佳地，所述第一换热器包括燃油低温气换热器；和/或，

所述第二换热器包括燃油水换热器；和/或，

所述发动机包括航空发动机。

在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实施例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型，通过在回油管路中设置变频油泵、质量流量计、电动针阀、两位三通电磁阀等器件的组合设计构成的试验器燃油系统，能够对极小的燃油流量进行精确调节，甚至可以满足0.01g/s量级的燃油流量精确调节，使得能够满足航空发动机的燃烧室熄火试验对极小燃油流量的精确调节需求，保障了熄火试验可以顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的发动机燃烧室的试验器的燃油系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

本实施例的发动机燃烧室的试验器的燃油系统用于对发动机燃烧室进行熄火试验，其中发动机包括但不限于航空发动机。

如图1所示，该燃油系统包括回油管路L、回油管路的输入端和输出端均与油箱A连通，还包括依次设置在回油管路上的流量调节单元1、过滤器2、第一换热器3、流量检测单元4、电动针阀5、两位三通电磁阀6、手动针阀7、第二换热器8和控制器(图中未示出)，控制器与流量检测单元4电连接。

在进行熄火试验时，流量检测单元4用于检测回油管路中燃油的流量值；

流量调节单元1用于采用第一调节幅度将回油管路中的燃油的流量值调节至预设值；预设值用于表征发动机燃烧室的燃烧状态降低至预设状态；

电动针阀5用于采用第二调节幅度调节回油管路中的燃油直至发动机燃烧室熄灭；其中，第二调节幅度小于第一调节幅度且第一调节幅度和第二调节幅度对应不同的调节数量级；

在一可实施的方案中，电动针阀5选取通径DN2mm，CV值为0.08，可用于熄火试验时对极小流量的精确调节。当然也可以根据实际需求选择其他参数的电动针阀以实现不同量级的流量调节。

控制器用于采集流量检测单元4在发动机燃烧室从预设状态至熄灭状态对应的流量值以生成发动机燃烧室对应的熄火边界。

在一可实施的方案中，第二调节幅度对应的数量级为0.01g/s，熄火边界对应的燃油数量级为0.01g/s，从而可以满足0.01g/s量级的燃油流量精确调节，使得能够满足航空发动机的燃烧室熄火试验对极小燃油流量的精确调节需求，保障了熄火试验可以顺利进行。

在一可实施的方案中，流量调节单元1包括变频油泵9、与变频油泵9连接设置的调节阀10和溢流阀11。

变频油泵9用于调节油箱A供给的燃油量；其中，变频油泵9包括但不限于柱塞泵。

调节阀10用于对采用第一调节幅度对变频油泵9供给的燃油进行粗调节直至流量值达到预设值。

溢流阀11用于保护燃油系统不发生超压，提高了燃油系统的整体安全性。

具体地，油箱A用于储存燃油，保障燃烧室试验时可连续供油。变频油泵9采用柱塞泵，可满足燃烧室高压供油需求。变频油泵9设置本体回油路即回油管路中，其上设有溢流阀11和调节阀10，采用调节阀10用于对油泵供油进行粗略调节，采用溢流阀11保护系统不发生超压。

在一可实施的方案中，试验器燃油系统包括多个并联设置的流量检测单元4，以满足较大范围内对燃油流量进行准确测量，提高测量流量的准确度，进而提高熄火试验过程中流量的调节精度。其中，流量检测单元4包括但不限于质量流量计。

第一换热器3用于对过滤处理后的燃油进行降温处理。

其中，第一换热器3包括但不限于燃油-低温气换热器，燃油-低温气换热器设置在油泵后，用于对油泵供油进行降温，以满足燃烧室低温供油需求。燃油-低温气换热器上还可以设有并联管路，当燃烧室需要常温供油时可从并联管路供油，以满足不同的供油需求。

对于两位三通电磁阀6；在熄火试验前或结束时，两位三通电磁阀6执行切换操作以将燃油通向回油管路中；在熄火试验时，两位三通电磁阀6执行切换操作以将燃油通向发动机燃烧室。

具体地，本实施例的燃烧系统还包括两位两通电磁B，两位三通电磁阀6设置在电动针阀5后和两位两通电磁阀B连锁，用于控制系统中燃油流向。当试验前调节燃烧室供油流量时，两位三通电磁阀6将燃油通向系统回油路；当试验开始向燃烧室供油时，两位三通电磁阀6切换方向，将燃油通向燃烧室；当试验结束停止向燃烧室供油时，两位三通电磁阀6切换方向将燃油通向系统回油路，并同步两位两通电磁阀向燃烧室中通入仪表气，吹扫燃烧室连接管路和燃油喷嘴，以将管路中的燃油吹入燃烧室，保障熄灭试验过程的安全性。

第二换热器8用于对系统回油进行冷却。其中，第二换热器8包括但不限于燃油水换热器。

手动针阀7和燃油-水换热器设置在两位三通电-磁阀后的系统回油路上。手动针阀7用于模拟燃烧室燃油喷嘴，在试验开始前根据试验工况初步设定开度模拟燃油喷嘴，以便于燃油系统调节供油流量，保障在试验开始切换燃油通向时满足燃烧室供油要求。

燃油-水换热器用于冷却系统回油，特别是在不需要低温供油时，随着油泵的持续运转，系统中燃油温度会逐渐升高，可通过燃油-水换热器对系统回油进行冷却，防止燃油温度的过度增加，保障试验过程的安全性。

本实施例的发动机燃烧室的试验器的燃油系统的工作原理如下：

试验前，打开电动针阀5，设置两位三通电磁阀6处于连通回油路状态，初步按照预先设定的燃烧室点火工况的燃油流量要求粗略调节手动针阀7的开度，模拟试验开始后的燃油喷嘴开度；然后启动变频油泵9，观察系统中的压力测点以确定系统中燃油正常流通；待燃油流动稳定后，根据质量流量计显示的流量值通过油泵本体回油路设置的调节阀10粗略调节系统的供油流量，并通过燃油-低温气换热器进行燃油降温(若需要的话)，待燃油流量满足燃烧室点火工况后，切换两位三通电磁阀6连通方向以将燃油供入燃烧室；待燃烧室点火成功后，根据每次降低燃油流量的幅度，先通过调节阀10进行大流量的燃油流量调节并观察燃烧室火焰燃烧情况，当接近燃烧室熄火边界时，保持调节阀10不动，并调节电动针阀5以进行小流量的燃油流量精确调节，从而保障试验得出的燃烧室熄火边界足够精确，达到了对极小的燃油流量进行精确调节的目的。

本实施例中，通过在回油管路中设置变频油泵、质量流量计、电动针阀、两位三通电磁阀等器件的组合设计构成的试验器燃油系统，能够对极小的燃油流量进行精确调节，甚至可以满足0.01g/s量级的燃油流量精确调节，使得能够满足航空发动机的燃烧室熄火试验对极小燃油流量的精确调节需求，保障了熄火试验可以顺利进行。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述燃油系统用于对发动机燃烧室进行熄火试验，所述燃油系统包括回油管路和依次设置在所述回油管路上的流量调节单元、流量检测单元、电动针阀和控制器，所述控制器与所述流量检测单元电连接；

在进行熄火试验时，所述流量检测单元用于检测所述回油管路中燃油的流量值；

所述流量调节单元用于采用第一调节幅度将所述回油管路中的燃油的所述流量值调节至预设值；所述预设值用于表征所述发动机燃烧室的燃烧状态降低至预设状态；

所述电动针阀用于采用第二调节幅度调节所述回油管路中的燃油直至所述发动机燃烧室熄灭；其中，所述第二调节幅度小于所述第一调节幅度且所述第一调节幅度和所述第二调节幅度对应不同的调节数量级；

所述控制器用于采集所述流量检测单元在所述发动机燃烧室从预设状态至熄灭状态对应的流量值以生成所述发动机燃烧室对应的熄火边界。

2.如权利要求1所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述第二调节幅度对应的数量级为0.01g/s，所述熄火边界对应的燃油数量级为0.01g/s。

3.如权利要求1所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述回油管路与油箱连通，所述流量调节单元包括变频油泵和与所述变频油泵连接设置的调节阀；

所述变频油泵用于调节所述油箱供给的燃油量；

所述调节阀用于对采用所述第一调节幅度对所述变频油泵供给的燃油进行粗调节直至所述流量值达到预设值。

4.如权利要求3所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述流量调节单元还包括溢流阀，所述溢流阀与所述变频油泵连接设置；和/或，所述变频油泵为柱塞泵。

5.如权利要求1所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述试验器燃油系统包括多个并联设置的流量检测单元。

6.如权利要求1或5所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述流量检测单元包括质量流量计。

7.如权利要求3所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述试验器燃油系统还包括设置在所述流量调节单元和所述流量检测单元之间的回油管路上的过滤器和第一换热器，所述过滤器用于对所述变频油泵流出的燃油进行过滤处理并输送至所述第一换热器；所述第一换热器用于对过滤处理后的燃油进行降温处理。

8.如权利要求7所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述试验器燃油系统还包括设置在所述电动针阀下游的两位三通电磁阀；其中，在熄火试验前或结束时，所述两位三通电磁阀执行切换操作以将燃油通向所述回油管路中；在熄火试验时，所述两位三通电磁阀执行切换操作以将燃油通向所述发动机燃烧室。

9.如权利要求8所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述试验器燃油系统还包括依次设置在所述两位三通电磁阀下游的手动针阀和第二换热器，所述第二换热器用于对系统回油进行冷却。

10.如权利要求9所述的发动机燃烧室的试验器的燃油系统，其特征在于，所述第一换热器包括燃油低温气换热器；和/或，

所述第二换热器包括燃油水换热器；和/或，

所述发动机包括航空发动机。

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