微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统的制作方法

1.本发明涉及一种发动机起动供油系统，具体讲是一种微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，属于航空发动机技术领域。


背景技术：

2.燃油输送管路堵塞是涡轮发动机的常见问题，燃油输送管路堵塞的形成主要有燃油沉积和外部异物覆盖两种方式。其中，燃油沉积在低温条件下(700℉以下)时主要通过自氧化产生，在高温条件下(800℉以上)主要通过热解理产生。外部异物主要由燃料不完全燃烧产生。涡轮发动机燃油输送管路通常主要包含起动燃油输送管路和工作燃油输送管路两条。
3.对于工作燃油输送通道，由于其内部燃油处于流动状态，外部燃油不完全燃烧产生的异物难以附着到工作燃油输出口，且内部燃油处于流动状态，燃油的温升较小，难以达到燃油沉积所需的温度条件。
4.对于起动燃油输送通道，由于其仅在起动过程中有燃油流通，在工作过程中不完全燃烧产物，极易附着到起动喷嘴表面，造成起动喷嘴的堵塞。尽管可通过增加起动喷嘴距燃烧室壁面的距离来降低不完全燃烧产物附着到起动喷嘴表面的风险，但随着起动喷嘴与燃烧室距离的增加，起动喷嘴喷出的油雾受到外部气流以及燃烧室壁面扰动的影响加强，严重影响起动效果。
5.此外，对起动燃油输送管路而言，在起动过程结束后，由于管路内的燃油处于静止状态，随着发动机工作时间的增加，管路内燃油的温度逐渐增加，会产生燃油的沉积，从而堵塞起动燃油输送通道。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种可以有效地避免起动供油管路堵塞的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统。
7.为了解决上述技术问题，本发明提供的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，包括供油管路，所述供油管路连接漏油阀的进口端，漏油阀的出口端为低压端。
8.本发明中，所述漏油阀包括阀壳、阀芯和密封垫；
9.所述阀壳为贯通结构，内部设有与阀芯结构本适配的腔体，所述腔体内设有台阶和限位面，限位面位于台阶的下方；
10.所述阀芯设置于阀壳内，可相对于阀壳作轴向移动；
11.所述阀芯为t型结构，包括进油部和出油部，进油部的直径大于出油部，所述出油部沿轴向设有出油槽，所述进油部沿轴向设有进油槽；
12.所述出油部上依次套装密封垫和弹簧，密封垫位于进油部的顶面；
13.所述弹簧的上端与台阶接触；
14.所述弹簧处于压缩状态时，所述密封垫与限位面紧密接触实现漏油阀的封闭。
15.本发明中，所述进油槽的等效面积小于出油槽的等效面积。
16.本发明中，所述供油管路上还连接若干个可自动伸缩的起动喷嘴。
17.本发明中，所述起动喷嘴包括内壳、外壳和雾化单元；
18.所述内壳内设置雾化单元，雾化单元与供油管路相通；
19.所述内壳设置于外壳内，内壳依次套装密封垫和弹簧，可相对于外壳作轴向移动；
20.所述外壳内设有限位面；
21.所述弹簧的一端与外壳接触，另一端与密封垫接触；
22.所述弹簧处于压缩状态时，所述密封垫与限位面紧密接触实现密封。
23.本发明中，所述外壳的限位面下方设有泄压孔。
24.本发明中，所述低压端为燃油系统、外界大气或发动机内部低压区。
25.本发明中，所述漏油阀的低压端连接燃油系统，所述低压端与燃油系统之间连接安全阀。
26.本发明有益效果在于：(1)发动机起动过程中，在供油管路高压的作用下，漏油阀关闭；当起动过程结束后，供油管路内部压力降低，漏油阀自动打开，供油管路内部残油在漏油阀两端压差的作用下从漏油阀排出供油管路，防止燃油在发动机及供油管路内部长时间受热，产生沉积，从而堵塞起动供油通道，供油通道包含供油管路和起动喷嘴；(2)可移动的起动喷嘴以及良好的密封，保证了涡轮发动机的稳定可靠起动，通过发动机工作过程中将起动喷嘴远离燃烧室壁面以及排空起动供油管路内的残油的方式，有效地预防了整个起动供油系统的堵塞；(3)漏油阀芯的出口油槽截面积大于进口油槽的截面积，防止漏油阀弹簧所在的腔体内因压力过高而造成漏油阀运动不畅或无法有效工作，保证系统的安全性；(4)在起动过程中依靠较高的起动供油压力，将起动喷嘴推送至燃烧室壁面处，进而喷油点火；当发动机起动成功后，随着起动供油泵和起动供油阀的关闭，起动供油管路压力下降，起动喷嘴在弹簧力的作用下远离燃烧室壁面，防止燃烧室内不完全燃烧产物附着在雾化喷嘴外表面，从而避免起动喷嘴堵塞；(5)在起动喷嘴的外壳上设泄压孔，可防止弹簧所在的腔体内压力过高，造成弹簧无法动作的情形；(6)在残油排入燃油系统的结构中，通过增加安全阀，可防止燃油系统压力过高造成燃油系统故障。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
28.图1为残油排出大气的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统示意图；
29.图2为漏油阀结构示意图；
30.图3为漏油阀芯结构示意图；
31.图4为与发动机集成的漏油阀结构示意图；
32.图5为起动喷嘴结构示意图；
33.图6为残油排入燃油系统的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统示意图；
34.图7为残油排入发动机低压区的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统示意
图；
35.图中，1-外部大气，2-漏油出油管路，3-漏油阀，4-起动供油管路，5-起动供油阀，6-起动供油泵，7-燃油系统，8-起动喷嘴，9-安全阀，10-发动机；31-阀壳，32-阀芯，33-漏油阀弹簧，34-漏油阀密封垫，35-漏油外壳限位面，36-发动机机体；81-内壳，82-外壳，83-起动喷嘴密封垫，84-雾化单元，85-起动喷嘴座，86-泄压孔，87-起动喷嘴限位面，88-起动喷嘴弹簧。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
41.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.如图1所示，在本实施例中，微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统包括漏油出油管路2、漏油阀3、起动供油管路4、起动供油阀5、起动供油泵6和燃油系统7。起动供油泵6的进口连接燃油系统7，起动供油泵6的出口经起动供油管路4连接起动供油阀5，起动供油阀5经起动供油管路4连通漏油阀3的进口和多个起动喷嘴8，漏油阀3的出口经漏油出油管路2连接外部大气1。
44.在发动机起动过程中，燃油被起动供油泵6从燃油系统7中抽出并增压，经起动供油阀5，到起动供油管路4中，起动供油管路4两端出口分别为有多个起动喷嘴8组成的起动喷嘴组，另一端为漏油阀3。由于起动供油泵6的增压以及起动喷嘴8及漏油阀3的节流作用，起动供油管路4内的压力急剧升高，从而克服了漏油阀3以及起动喷嘴8的弹簧阻力，使漏油阀3关闭以及起动喷嘴8前移，进而实现发动机的点火与起动。当起动过程结束后，起动供油泵6及起动供油阀5关闭，起动供油管路4内的压力随着燃油的排出而下降，在弹簧力的作用下，起动喷嘴8回复原位，从而避免起动喷嘴8与燃烧室的直接接触。此外，漏油阀3打开，在发动机内部相对高压的作用下，起动供油管路4内的残油会通过漏油阀3排出发动机外部，从而避免管道内的燃油持续受热，形成燃油沉积，造成堵塞的现象。
45.如图2和3所示，漏油阀3包括阀壳31、阀芯32、漏油阀弹簧33和漏油阀密封垫34。阀壳31为贯通结构，在阀壳31在内部设有空腔，空腔用于容纳阀芯32，空腔结构与阀芯32结构相适配，阀芯32可沿阀壳31的轴向进行移动。在空腔内设有一台阶和一漏油外壳限位面35，漏油外壳限位面35位于台阶的下方。
46.阀芯32为t型结构，与阀壳31内的空腔结构相适配，阀芯32分为进油部和出油部，进油部的直径大于出油部，二者之间形成台阶。出油部设有4条轴向出油槽342，4条出油槽342沿出油部的周向均匀分布；进油部的底部设有十字形进油口，进油部设有4条轴向进油槽341，4条进油槽341沿进油部的周向均匀分布，进油槽341与进油口相通。
47.漏油阀密封垫34和漏油阀弹簧33依次套装在出油部上，漏油阀密封垫34与进油部的顶面相接触。漏油阀弹簧33的底端抵在漏油阀密封垫34上，顶端抵在阀壳31内空腔的台阶处。
48.发动机起动过程中，在起动供油管路4内部压力的作用下，阀芯3以及漏油阀密封垫34克服漏油阀弹簧33的阻力，到达漏油外壳限位面35处，从而实现密封的作用。发动机10起动结束后，随着起动供油管路4内部压力的下降，漏油阀密封垫34脱离漏油外壳限位面35，此时起动供油管路4内的残油在发动机工作过程中内部压力的作用下，排出发动机外部。
49.在本实施例中，进油槽341的等效面积小于出油槽342的等效面积，从而防止漏油阀弹簧33所在的腔内因压力过高造成阀芯3运动不畅。
50.如图4所示，在另一实施例中，漏油阀3直接与发动机机体36集成为一体，省去阀壳31。
51.如图5所示。本实施例中，起动喷嘴8包括外壳82、内壳81、雾化单元84、起动喷嘴座85和起动喷嘴弹簧88。外壳82与起动喷嘴座85固定连接，起动喷嘴座85内设有供油通道，起动喷嘴8连通起动供油管路4。外壳82与起动喷嘴座85之间的连接采用冲铆连接，作为本领域技术人员应当知道外壳82与起动喷嘴座85之间也可以采用螺纹连接或弹性挡圈等其他连接方式。
52.外壳82的内设有容纳内壳81的腔体，腔体上设有一起动喷嘴限位面87。
53.雾化单元84固定在内壳81内，雾化单元84的前端设有喷油孔。内壳81设置于外壳82内，与外壳82内部的腔体结构相适配。内壳81的前部可伸出外壳82，即内壳81可相对于外壳82进行轴向移动。内壳81的尾部形成一台阶，内壳81的后端抵在起动喷嘴座85上。内壳81上依次套装起动喷嘴密封垫83和起动喷嘴弹簧88，起动喷嘴密封垫83与台阶相接触，起动
喷嘴弹簧88的一端的抵在起动喷嘴密封垫83上，另一端抵在外壳82的内侧上。通过起动喷嘴弹簧88的伸缩实现内壳81相对于外壳82的轴向运动。
54.本实施例中，在起动喷嘴8的外壳82上设置一泄压孔86，泄压孔86位于起动喷嘴限位面87的下方，泄压孔86可以防止起动喷嘴弹簧88所在的腔体内因压力过高，造成起动喷嘴弹簧88无法动作的情形。
55.在发动机起动过程中，在起动供油管路4内部压力的作用下，内壳81与雾化单元84以及起动喷嘴密封垫83，克服起动喷嘴弹簧88的阻力，到达燃烧室外壁面，此时起动喷嘴密封垫83与外壳82内的起动喷嘴限位面87紧密接触，实现密封，使起动供油管路4中的压力处于较高水平，保证起动喷嘴8的雾化效果，进行喷油点火，实现发动机10可靠起动。当起动过程结束后，由于起动供油泵6停止作用，随着起动供油管路4内的燃油不断排出，起动供油管路4内的压力不断下降，起动喷嘴弹簧88逐渐伸展回位推动雾化单元84、内壳81远离燃烧室壁面，从而起到保护起动喷嘴8的目的。
56.本实施例中，起动喷嘴8的内壳81与雾化单元84为一体式结构设计，防止因雾化单元84内压造成核心的分离，从而影响雾化效果。起动喷嘴8的内壳81与雾化单元84之间的连接采用冲铆连接，当然也可以采用螺纹连接以及弹性挡圈等形式。
57.如图6所示，在另一实施例中，漏油阀3的出口经漏油出油管路2连接安全阀9，安全阀9经供油管路连接燃油系统7。这样将残油直接排入燃油系统7中，通过设置安全阀9来防止燃油系统7压力过高造成燃油系统7的故障。
58.如图7所示，在又一实施例中，漏油阀3的出口经漏油出油管路2直接连接发动机10的低压腔，将残油排放到发动机10的低压腔内。
59.本发明提供了一种微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，包括供油管路，其特征在于：所述供油管路连接漏油阀的进口端，漏油阀的出口端为低压端。2.根据权利要求1所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述漏油阀包括阀壳、阀芯和密封垫；所述阀壳为贯通结构，内部设有与阀芯结构本适配的腔体，所述腔体内设有台阶和限位面，限位面位于台阶的下方；所述阀芯设置于阀壳内，可相对于阀壳作轴向移动；所述阀芯为t型结构，包括进油部和出油部，进油部的直径大于出油部，所述出油部沿轴向设有出油槽，所述进油部沿轴向设有进油槽；所述出油部上依次套装密封垫和弹簧，密封垫位于进油部的顶面；所述弹簧的上端与台阶接触；所述弹簧处于压缩状态时，所述密封垫与限位面紧密接触实现漏油阀的封闭。3.根据权利要求2所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述进油槽的等效面积小于出油槽的等效面积。4.根据权利要求1至3任一项所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述供油管路上还连接若干个可自动伸缩的起动喷嘴。5.根据权利要求4所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述起动喷嘴包括内壳、外壳和雾化单元；所述内壳内设置雾化单元，雾化单元与供油管路相通；所述内壳设置于外壳内，内壳依次套装密封垫和弹簧，可相对于外壳作轴向移动；所述外壳内设有限位面；所述弹簧的一端与外壳接触，另一端与密封垫接触；所述弹簧处于压缩状态时，所述密封垫与限位面紧密接触实现密封。6.根据权利要求5所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述外壳的限位面下方设有泄压孔。7.根据权利要求1至3任一项所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述低压端为燃油系统、外界大气或发动机内部低压区。8.根据权利要求1至3任一项所述的微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，其特征在于：所述漏油阀的低压端连接燃油系统，所述低压端与燃油系统之间连接安全阀。

技术总结
本发明公开了一种微小型涡轮发动机防堵塞的起动供油系统，属于航空发动机技术领域。包括供油管路，所述供油管路连接漏油阀的进口端，漏油阀的出口端为低压端。发动机起动过程中，在供油管路高压的作用下，漏油阀关闭；当起动过程结束后，供油管路内部压力降低，漏油阀自动打开，供油管路内部残油在漏油阀两端压差的作用下从漏油阀排出供油管路，防止燃油在发动机及供油管路内部长时间受热，产生沉积，从而堵塞起动供油通道。而堵塞起动供油通道。而堵塞起动供油通道。


技术研发人员：卢坤林 钱松林 吴进军 张品 张文何
受保护的技术使用者：融通航空发动机科技有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/6