一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，包括空气加热器、煤油喷射器、煤油加热管、氢气喷射器、双等离子点火器和ECU控制器，其中，空气加热器设置在转子发动机的进气管中，煤油加热管设置在转子发动机的煤油喷油器的进口处，氢气喷射器与转子发动机缸体上连通，双等离子点火器设置在转子发动机缸体上用于进行放电点火，ECU控制器与空气加热器、煤油喷射器、煤油加热管、氢气喷射器和等离子点火器连接用于控制上述装置的启闭，本实用新型专利技术通过改善煤油转子发动高空点火环境，改善高空航空煤油的物理特性，在点火时缸内直喷氢气引燃航空煤油并通过双等离子器多通道放电，增大点火能量，最终扩展点火边界，提高煤油转子发动机高空点火的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统


[0001]本技术属于三角和反三角转子发动机领域，具体属于一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统。

技术介绍

[0002]航空三角转子发动机是一种特种发动机，具有高空起动快速、工作可靠、尺寸小、油耗低、功重比高、结构简单紧凑、高效能、维护性高等特征是分布式协同攻击武器系统的最佳动力装置。
[0003]从使用安全和简化油料供应体系角度考虑，分布式协同攻击武器系统配备的动力装置应与载机平台使用同一种燃料，以有效降低战场后勤保障成本，提高保障效率，并确保储运、使用的安全性，其首选燃料为航空煤油。航空煤油具有较高的热值和稳定性，非常适合作为航空发动机的燃料。
[0004]分布式协同攻击武器系统使用载机空中投放时，无人机平台的动力装置必须具备高空快速可靠起动的能力。高空低温、低氧的环境会使煤油粘性增大，雾化效果变差，蒸发速率降低、燃烧不充分，最终导致发动机高空启动困难。随着气温降低，点火成功所需的燃油雾化的平均所特尔直径也越低。
[0005]为克服航空煤油转子发动机高空低温、低氧快速、高效快速点火难题，设计了一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，用于提高转子发动机的高空点火成功率。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，解决在高空低温、低氧的环境中煤油转子发动机点火困难问题，提高转子发动机高空点火的可靠性。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，包括空气加热器、煤油喷射器、煤油加热管、氢气喷射器、双等离子点火器和ECU控制器，其中，所述空气加热器设置在转子发动机缸体的进气管中，所述煤油加热管设置在转子发动机缸体的煤油喷油器的进口处，氢气喷射器与转子发动机缸体上连通用于向转子发动机缸体中喷入氢气；所述双等离子点火器设置在转子发动机缸体上用于进行放电点火，所述ECU控制器与空气加热器、煤油喷射器、煤油加热管、氢气喷射器和等离子点火器连接用于根据转子发动机缸体内环境温度变化控制空气加热器、煤油加热管、煤油喷射器、氢气喷射器、等离子点火器的启闭。
[0008]进一步的，所述氢气喷射器设置在转子发动机缸体的正上方，氢气喷射器的进口与氢气罐的出口连接用于向转子发动机的缸体内中添加氢气。
[0009]进一步的，所述氢气用量为发动机缸容量的4％～10％。
[0010]进一步的，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在转子发动机缸体上用于检
测转子发动机缸体内环境温度数据。
[0011]进一步的，所述温度传感器与ECU控制器连接用于实时传输转子发动机缸体内环境温度数据给ECU控制器。
[0012]进一步的，所述进气管上还安装有节气门，煤油喷射器的进口与进气管连通，空气加热器设置在节气门和煤油喷油器之间。
[0013]进一步的，所述空气加热器为网状用于改善转子发动机缸体内的点火环境。
[0014]进一步的，所述煤油加热管为环管型，用于预热喷入进气管的煤油，所述煤油加热管的进口通过金属管依次与燃油泵和燃油箱连接。
[0015]进一步的，煤油加热管包括煤油加热管腔体，所述煤油加热管腔体由煤油加热管箱体、煤油加热管电阻丝、煤油加热管保温层和煤油温度传感器组成，所述煤油加热管电阻丝缠绕在煤油加热管箱体外壁上，煤油加热管保温层包裹在煤油加热管箱体外侧，煤油温度传感器用于检测煤油加热管中的煤油温度，所述煤油加热管箱体为陶瓷材料。
[0016]本技术还提供一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统的控制方法，具体步骤为：
[0017]S1 ECU控制器控制空气加热器开启高温预热状态对进气管中的空气进行预热，预热的空气随转子发动机转子的机械转动吸入转子发动机缸体内对缸体进行预热，当转子发动机缸体内的环境温度达到40℃，保持高温预热状态；
[0018]S2 ECU控制器控制煤油加热管开启对煤油进行加热，待煤油加热至120℃时，ECU控制器控制空气加热器关闭高温预热状态打开低温预热状态，同时ECU控制器控制煤油喷射器将加热的煤油喷入进气管中，高温雾化的煤油与低温预热的空气随转子发动机机械转动吸入转子发动机缸体内同时ECU控制器控制氢气喷射器将氢气喷入转子发动机缸体内，同时控制双等离子点火器进行放电点火；
[0019]S3当转子发动机缸体内温度达到800℃以上并持续稳定转动1min后，代表煤油转子发动机点火成功，ECU控制器控制氢气喷射器、煤油加热管空气加热器关闭。
[0020]与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
[0021]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过空气预热、煤油预热、缸内直喷氢气、双等离子点火器多通道放电的共同使用，空气的预热改善高空点火环境，煤油的预热改善高空航空煤油的物理特性，缸内直喷氢气可以在高空环境中快速被点燃并引燃航空煤油，双等离子体点火器多通道放电可以增大点火能量，拓宽点火边界，提高煤油子发动机的高空点火成功率，最终确保转子发动机在高空可以稳定点火，实现高空低温、低氧环境条件下的快速安全启动。
[0022]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过缸体上安装温度传感器，实时传输缸体内温度数据给ECU，ECU根据温度变化进行空气加热器、煤油加热管、煤油喷射器、氢气喷射器、等离子点火器打开与关闭，ECU根据温度变化监控发动机的点火和运行状态。
[0023]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过空气加热器预热煤油转子发动机进气管内空气，最终达到缸体内的环境温度达到40℃，从而改善煤油转子发动机的高空点火环境。空气加热器能够快速预热空气，同时对转子发动机的进气无影响。
[0024]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过煤油加热管预热燃油泵和煤油喷射器之间煤油，最终使煤油的温度达到120℃，减小煤油粘性，加强煤油雾化效果，提高煤油蒸发速率，从而改善高空环境中煤油的物理特性。
[0025]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过点火时缸内直喷氢气，利用氢气燃烧速度快、扩散速度快、与空气混合均匀，充分燃烧，用于引燃高空环境下的航空煤油，提高煤油转子发动机的点火可靠性。
[0026]本技术公开的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，通过双多等离子点火器放电，加大放电面积，提高放电效率，增加火焰面反应区面积，促进初始火核快速发展，进一步提高了煤油转子发动机点火可靠性。
附图说明
[0027]图1为等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统示意图；
[0028]图2为空气加热器示意图；
[0029]图3为煤油加热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，其特征在于，包括空气加热器(3)、煤油喷射器(4)、煤油加热管(5)、氢气喷射器(10)、双等离子点火器(13)和ECU控制器(11)，其中，所述空气加热器(3)设置在转子发动机缸体(8)的进气管(1)中，所述煤油加热管(5)设置在转子发动机缸体(8)的煤油喷油器(4)的进口处，氢气喷射器(10)与转子发动机缸体(8)上连通用于向转子发动机缸体(8)中喷入氢气；所述双等离子点火器(13)设置在转子发动机缸体(8)上用于进行放电点火，所述ECU控制器(11)与空气加热器(3)、煤油喷射器(4)、煤油加热管(5)、氢气喷射器(10)和等离子点火器(13)连接用于根据转子发动机缸体(8)内环境温度变化控制空气加热器(3)、煤油加热管(5)、煤油喷射器(4)、氢气喷射器(10)、等离子点火器(13)的启闭。2.根据权利要求1所述的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，其特征在于，所述氢气喷射器(10)设置在转子发动机缸体(8)的正上方，氢气喷射器(10)的进口与氢气罐(9)的出口连接用于向转子发动机的缸体(8)内中添加氢气。3.根据权利要求2所述的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，其特征在于，所述氢气用量为发动机缸容量的4％～10％。4.根据权利要求1所述的一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火系统，其特征在于，还包括温度传感器(12)，所述温度传感器(12)设置在转子发动机缸体(8)上用于检测转子发动机(8)缸体内环境温度数据。5.根据权利要求4所述的一种等离子体点火的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光宇，王瑞，杜洋，杨正浩，耿琪，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：新型
国别省市：