本發(fā)明涉及發(fā)動機的控制領(lǐng)域，具體為微型渦噴發(fā)動機的起動和供油系統(tǒng)及其啟動和供油方法。

背景技術(shù)：

微型渦噴發(fā)動(Micro Turbine Engine，MTE)是噴氣發(fā)動機的一種，微型渦噴發(fā)動具有結(jié)構(gòu)相對簡單、體積小、推力大、速度高度性能好等特點，在航空航天領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。早期的渦噴發(fā)動機多采用機械液壓控制器，其控制系統(tǒng)可靠性較高，但是精度相對低，可控參數(shù)不多。隨著飛機技術(shù)的不斷進步，對發(fā)動機控制水平提出更高要求，出現(xiàn)了數(shù)字電子控制系統(tǒng)，控制精度高，反應(yīng)速度快，可以對發(fā)動機在各種復(fù)雜工作環(huán)境中進行有效控制，在大型噴氣發(fā)動機中應(yīng)用廣泛，微型渦噴也有很多采用這種控制器，但是這種控制器的成本較高。而航模用微型渦噴發(fā)動機，屬于消耗品，壽命周期短，工作狀況相對單一，基本都是視距內(nèi)飛行，可以采用相對簡單的控制系統(tǒng)。

與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)之一，控制系統(tǒng)部件ECU1為核心，通過控制丙烷氣閥、燃油泵、起動氣罐氣閥、啟動電機和點火電嘴，實現(xiàn)了渦噴發(fā)動機起動、加速、減速、等各個過程的控制，同時ECU監(jiān)控發(fā)動機轉(zhuǎn)速、排氣溫度等參數(shù)，讓控制更加精確。此發(fā)明通過對渦噴發(fā)動機的各個狀態(tài)采用不同的控制方法，使控制更加精確，反應(yīng)更加及時，從而拓寬渦噴發(fā)動機的工作范圍，提高渦噴發(fā)動機的環(huán)境適應(yīng)能力和可靠性。

這種控制器的優(yōu)點是控制精確可靠，并且能對發(fā)動機提供一定的安全保護。但是缺點是控制系統(tǒng)復(fù)雜，重量大，且成本較高，很難在航模上應(yīng)用如此復(fù)雜的控制系統(tǒng)。從成本來講目前市場上一個普通的ECU控制單元的價格在600-1000元之間，還不包括此控制器要用到的轉(zhuǎn)速、壓力和溫度等傳感器。對于航模用微型渦噴發(fā)動機，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種簡單易操作的起動供油系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適合發(fā)動機初始的臺架試車和航模用微型渦噴發(fā)動機的控制。

具體技術(shù)方案為：

微型渦噴發(fā)動機的起動和供油系統(tǒng)，包括燃油箱、點火器，還包括流量分配器、燃油管路、潤滑油管道、電調(diào)、接收機；

所述的接收機由電池通過電調(diào)供電，接收機接收發(fā)射機的信號，接收機與點火器連接，控制點火器，點火器與渦噴發(fā)動機的點火電嘴連接；

所述的接收機給電調(diào)信號，電調(diào)包括兩個調(diào)速器，分別與起動電機、油泵連接，控制起動電機和油泵的轉(zhuǎn)速；

所述的燃油箱依次連接油泵、油濾、流量分配器，流量分配器的兩個出口分別連接潤滑油管道、燃油管路，所述的潤滑油管道與渦噴發(fā)動機的潤滑油入口連接；所述的燃油管路依次連接燃油閥、三通接頭、渦噴發(fā)動機的燃油入口；

所述的三通接頭還通過丁烷氣閥連接丁烷氣瓶。

其中，所述的燃油管路上還連接限流器，安裝在燃油閥上游。

所述的流量分配器為一端分叉的Y型管，分叉出兩個出口。

該微型渦噴發(fā)動機的起動及供油系統(tǒng)的啟動和供油方法，包括以下過程：

起動時，首先關(guān)閉丁烷氣閥，關(guān)閉燃油閥，打開油泵，接通8～12秒；

然后接通起動電機，帶動渦噴發(fā)動機轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)，此時起動電機低速轉(zhuǎn)動；

同時逐漸打開丁烷氣閥，控制點火器通過點火電嘴點火，直到點火成功，預(yù)熱20秒；

預(yù)熱結(jié)束后，打開燃油閥，直到燃油被點燃后，關(guān)閉丁烷氣閥，同時控制油泵加速，起動電機加速，接近慢車轉(zhuǎn)速時關(guān)閉起動電機，由油泵控制渦噴發(fā)動機到達穩(wěn)定的慢車轉(zhuǎn)速。燃油被點燃會有聲音，尾噴管會有短暫“噴火”出現(xiàn)，比較明顯；慢車轉(zhuǎn)速一般在30000轉(zhuǎn)左右(一般為最大轉(zhuǎn)速的20％-35％)。

本發(fā)明提供的微型渦噴發(fā)動機的起動和供油系統(tǒng)及其啟動和供油方法，簡單易操作，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可實現(xiàn)對微型渦噴發(fā)動機推力的基本控制，適合用于發(fā)動機初始的試車和航模用微型渦噴發(fā)動機的起動控制過程。

本發(fā)明提供的微型渦噴發(fā)動機的起動和供油系統(tǒng)及其啟動和供油方法，針對航模用微型渦噴發(fā)動機的起動供油及控制系統(tǒng)。相比較現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明控制系統(tǒng)不需要價格昂貴的發(fā)動機控制器ECU以及相應(yīng)的傳感器，同樣可以實現(xiàn)發(fā)動機的遙控起動、供油和控制，此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低。同時，此系統(tǒng)還可以通過簡單的機構(gòu)實現(xiàn)發(fā)動機在大功率狀態(tài)的燃油和滑油的調(diào)控，對發(fā)動機進行一定的安全保護。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的流量分配器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1所示，微型渦噴發(fā)動機的起動和供油系統(tǒng)，包括燃油箱20、點火器5，還包括流量分配器15、燃油管路14、潤滑油管道16、電調(diào)3、接收機4；

所述的接收機4由電池2通過電調(diào)3供電，接收機4接收發(fā)射機的信號，接收機4與點火器5連接，控制點火器5，點火器5與渦噴發(fā)動機1的點火電嘴6連接；

所述的接收機4給電調(diào)3信號，電調(diào)3包括兩個調(diào)速器，分別與起動電機8、油泵19連接，控制起動電機8和油泵19的轉(zhuǎn)速；

所述的燃油箱20依次連接油泵19、油濾18、流量分配器15，流量分配器15的兩個出口分別連接潤滑油管道16、燃油管路14，所述的潤滑油管道16與渦噴發(fā)動機1的潤滑油入口17連接；所述的燃油管路14依次連接燃油閥12、三通接頭9、渦噴發(fā)動機1的燃油入口7；

所述的三通接頭9還通過丁烷氣閥10連接丁烷氣瓶11。

其中，所述的燃油管路14上還連接限流器13，安裝在燃油閥12上游。

電池2通過電調(diào)3向接收機4供電，接收機4通過接收發(fā)射機的信號，控制渦噴發(fā)動機1的點火器5；同時接收機4給電調(diào)3信號，通過電調(diào)3控制起動電機8和油泵19的轉(zhuǎn)速。此系統(tǒng)的電調(diào)3由兩個調(diào)速器組成，小的調(diào)油泵19轉(zhuǎn)速，大的調(diào)起動電機8轉(zhuǎn)速。所述丁烷氣閥10控制丁烷氣瓶11通過三通接頭9向渦噴發(fā)動機1的燃油入口7供氣。所述油泵19從燃油箱20抽油，通過油濾18，再經(jīng)過流量分配器15，將燃油分成兩路，一路變成潤滑油通過潤滑油管道16向渦噴發(fā)動機1的潤滑油入口17提供滑油潤滑發(fā)動機的軸承；另外一路通過燃油管路14、限流器13，再經(jīng)過燃油閥12后通過三通接頭9向燃油入口7供油。

所述丁烷氣閥10控制丁烷氣的通斷。所述丁烷氣罐11儲存丁烷氣，供渦噴發(fā)動機1起動時使用。所述燃油箱20儲存95％航空煤油與5％潤滑油的混合油，供渦噴發(fā)動機1工作時燃燒和潤滑使用。所述燃油閥12控制航空煤油的通斷。起動電機8起動時帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而使得渦噴發(fā)動機1獲得初始動能。所述油泵19為齒輪電機泵，通過控制其轉(zhuǎn)速來控制渦噴發(fā)動機1的噴油量，從而實現(xiàn)對渦噴發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速控制。所述渦噴發(fā)動機1是整個控制系統(tǒng)的控制對象。

實際的操作過程如下：

起動時，首先關(guān)閉丁烷氣閥10，關(guān)閉燃油閥12，打開油泵19，接通10秒左右，讓噴發(fā)動機1軸和軸承有潤滑油，此時燃油流過流量分配器15后，由于燃油閥12關(guān)閉，只能進入潤滑油管道16，再從潤滑油入口17進入渦噴發(fā)動機1，潤滑軸承和軸。然后接通起動電機8，帶動渦噴發(fā)動機1轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)，此時起動電機8維持半速，轉(zhuǎn)速不要太大，同時逐漸打開丁烷氣閥10，控制點火器5通過點火電嘴6點火，直到點火成功，預(yù)熱20秒左右。點火電嘴6通常采用熱火頭型電嘴，與之匹配的點火器5也是熱火頭型點火器，如RCD3007型點火器。這種點火器通?？梢赃b控點火，也可手動控制點火。航模用微型渦噴發(fā)動機通常采用回流環(huán)形燃燒室，蒸發(fā)管式噴嘴，這種噴嘴高溫情況下會將燃油汽化，和空氣混合均勻，效果好，但是低溫效果不好，所以起動過程需要預(yù)熱。預(yù)熱結(jié)束后，打開燃油閥12，直到燃油被點燃后，關(guān)閉丁烷氣閥10，同時控制油泵19加速，起動電機8加速，接近慢車轉(zhuǎn)速時關(guān)閉起動電機8，由油泵19控制渦噴發(fā)動機1到達穩(wěn)定的慢車轉(zhuǎn)速。

微型渦噴發(fā)動機由于體積小，結(jié)構(gòu)相對簡單，沒有專門的滑油系統(tǒng)和潤滑油，依靠燃油潤滑。燃油粘度小，潤滑效果不好，而滑油粘度大，不利于霧化燃燒。為了兼顧燃燒和潤滑，此設(shè)計方案采用5％的潤滑油和95％航空煤油組成的混合油，兼顧燃燒和潤滑，此種比例的混合油在有關(guān)文獻中都被證實效果較好。上述系統(tǒng)的供油油路部件流量分配器15的功能，就是將從油泵出來的燃油分成兩路，一條滑油路，一條燃油路，滑油和燃油的流量比例基本是1:10到1:9，實際測試這個比例范圍的潤滑效果和燃燒經(jīng)濟性較好。流量分配器15是個純機械部件，可以用類似于Y型管的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，如圖2所示。燃油管路14孔徑是潤滑油管道16孔徑的9或者10倍，即可達到分配燃油和滑油的功能。

限流器13的作用是限制從燃油入口7流入渦噴發(fā)動機1的最大流量，防止渦噴發(fā)動機1轉(zhuǎn)速過大，溫度過高。當燃油流量達到允許最大值后，限流器13將阻止燃油流量的進一步上升，同時由于限流器13的限流作用，上游流量分配器15的分配比例將發(fā)生變化，油泵9出口更多的油將進入潤滑油管道16油路，增加對發(fā)動機轉(zhuǎn)子軸承和軸的潤滑和散熱，確保渦噴發(fā)動機1的安全運行。限流器13的限流大小可以根據(jù)不同的微型渦噴發(fā)動機和同一發(fā)動機不同的工作環(huán)境調(diào)節(jié)，采用精密流量調(diào)節(jié)閥等部件實現(xiàn)對燃油流量限流和調(diào)節(jié)的作用。比如在高溫高原地方使用，渦噴發(fā)動機性能會下降，應(yīng)該通過限流器適當減小最大供油量，防止發(fā)動機超溫。

起動電機8如果不采用電起動，也可以用高壓氣源起動。點火系統(tǒng)如果不采用電控點火，也可以通過外部火源，如打火機在發(fā)動機尾部點火。其他部分相同的也應(yīng)在本發(fā)明專利保護范圍。