航空活塞发动机燃油箱引气增压系统

技术领域

本发明涉及一种燃油箱引气增压系统，具体讲是一种航空活塞发动机燃油箱引气增压系统，属于发动机燃油系统设计领域。

背景技术

小型活塞发动机作为航空无人机动力系统，在各行各业具有广泛应用。无人机在实际飞行过程中，随着飞行高度的增加，大气压力逐渐降低，此时燃油泵很容易产生气蚀现象，进而导致燃油系统工作失效，对发动机乃至无人机构成了巨大的安全隐患。因此，现有常规燃油系统无法保证无人机飞行在不同高度的安全飞行，限制了无人机的飞行使用升限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能提高燃油泵入口燃油压力，保证燃油泵在高空状态下稳定工作，提高无人机飞行使用升限的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统，包括燃油存储单元，所述燃油存储单元通过引气管路连接航空活塞发动机的曲轴箱、通过供油管路连接航空活塞发动机。

本发明的有益效果在于：(1)将压缩气源从航空活塞发动的机曲轴箱引出，进入燃油箱实现增压，从而能够持续为供油管路提供稳定、可靠的压力，使得供油管路中的燃油泵入口压力增加，不会出现气蚀现象，保证供油系统长期处于稳定的工作状态，其可将无人机的飞行高度提升1-2千米左右；(2)本发明采用纯机械结构，工作可靠，结构简单，成本低。

本发明中，所述燃油存储单元包括起始油箱和消耗油箱，所述起始油箱和消耗油箱之间连接中间油箱；所述起始油箱连接引气管路，所述消耗油箱连接供油管路。采用多个油箱的顺序供油，可以保证燃油按照设计顺序消耗，从而使无人机飞行过程中重心位置变化小，提高飞行稳定性。本发明可确保消耗油箱在其他燃油箱有燃油的情况下，通过引气增压系统，保证燃油箱中的压力始终维持在预定增压状态，将其他燃油箱中的燃油向消耗油箱输送，始终保持其满油状态，油箱供油的稳定性提高，发动机工作平稳，从而提高无人机飞行整体安全性。

本发明中，所述中间油箱至少为1个。

本发明中，所述燃油存储单元连接泄压单元，可以避免燃油箱内部压力过高，确保燃油箱增压值保持在稳定状态。

本发明中，所述泄压单元连接燃油存储单元的上部。

本发明中，所述引气管路包括空气滤清器和单向阀，所述单向阀的一端经空气滤清器连接航空活塞发动机的曲轴箱，另一端连接燃油存储单元。将空气滤清器安装在发动机与单向阀之间，以防止发动机曲轴箱中的异物进入单向阀，影响气源供应。

本发明中，所述单向阀与航空活塞发动机的曲轴箱之间的距离不超过1米，以保证稳定的引气压力。

本发明中，所述单向阀开启压力的取值范围为10±5kPa。

本发明中，所述引气管路与航空活塞发动机的曲轴箱连接点位于航空活塞发动机曲轴箱的上部。

本发明中，所述航空活塞发动机的曲轴箱上引气口的直径范围为3±1mm，这样在保证不影响航空活塞发动机功率的前提下，保证有效的压力供给。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式技术方案，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。

图1为单个油箱的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统；

图2为多个油箱的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统；

图中，11-发动机、12-燃油泵、13-空气滤清器、14-燃油滤清器、15-单向阀、16-燃油箱、17-泄压阀、18-中间油箱、19-消耗油箱。

具体实施方式

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

如图1所示，在本实施例提供的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统,包括发动机11、燃油泵12、空气滤清器13、燃油滤清器14、单向阀15、燃油箱16、泄压阀17及其附属部件，如各类连接管路等。

单向阀15的一端通过引气管路经空气滤清器13连接发动机11曲轴箱上的引气口，单向阀15的另一端通过引气管路连接燃油箱16。这样就可将高压气体从发动机11曲轴箱中引出，经过空气滤清器13过滤后再通过单向阀15，最终进入燃油箱16实现供油增压。

在本实施例中，将空气滤清器13安装在发动机11与单向阀15之间，以防止发动机11曲轴箱中的异物进入单向阀15，影响高压气体的供应。

在本实施例中，单向阀15与发动机11曲轴箱之间的距离以1米以内为宜。这是由于压力波的传播距离有一定限制，如果距离过长，压力波传播至燃油箱16内部时间变长，压力无法传播至燃油箱16内部。曲轴箱负压将影响到气源供给(假设发动机11转速为6000rpm，根据压力波的传播距离公式x＝v·t，其中，v表示压力波在空气中传播速率为340m/s，t表示波的传播时间，考虑所引气压为曲轴箱内部正压力部分，假定正压占一个波长周期的1/2，计算出正压力波的传播距离为1.7m)。

实际使用过程中，单向阀15开启压力根据发动机11曲轴箱压缩比可做适当调整。在本实施例中，单向阀15开启压力取值范围为10±5kPa。泄压阀17的开启压力应为拟增压压力。

在本实施例中，发动机11曲轴箱引气口的直径范围为3±1mm。曲轴箱引气口的直径过大时，会降低发动机11的运行功率；曲轴箱引气口的直径过小时，增压气体流量小于燃油消耗流量，无法实现增压效果。

在本实施例中，发动机11曲轴箱上引气口的位置应在曲轴箱的上部，以防止曲轴箱内部异物堵塞管路，影响气体的输出。

在燃油箱16的上部连接泄压阀17，泄压阀17可以避免燃油箱16内部压力过高，确保燃油箱16内的增压值保持在稳定状态，同时也可以使得燃油泵12不会出现气蚀现象，保证了供油的稳定。

燃油泵12的出口通过供油管路连接发动机11，燃油泵12的进口通过供油管路连接燃油滤清器14，燃油滤清器14连接燃油箱16。本实施例将燃油滤清器14安装在燃油箱16与燃油泵12之间，可防止燃油内杂质进入燃油泵12，影响其正常工作和使用寿命。

如图2所示，另一实施例提供的航空活塞发动机燃油箱引气增压系统，包括发动机11、燃油泵12、空气滤清器13、燃油滤清器14、单向阀15、燃油箱16、中间油箱18、消耗油箱19、泄压阀17及其附属部件，如各类连接管路等。

在本实施例中，燃油箱16、中间油箱18、消耗油箱19组成整体油箱，燃油箱16作为起始油箱。燃油箱16、中间油箱18、消耗油箱19三者之间相连通，中间油箱18位于燃油箱16与消耗油箱19之间。由于燃油箱16、中间油箱18和消耗油箱19三者之间油路相通，当消耗油箱19内燃油减少时，压力会将起始燃油箱16的燃油通过中间油箱18压至送消耗油箱19内，以此类推，燃油最先耗尽的是燃油箱16，然后是中间油箱18，在此之前，消耗油箱19始终保持满油状态，从而保证了发动机11供油的通畅与稳定，提高无人机飞行安全性。。

本实施例中，系统其余部分与实施例1中的结构、连接方式一致，在此不做赘述。

需要特别说明的是，实际使用过程中，中间油箱18数量可以是多个。在保证油箱压力供应的前提下，中间油箱18数量可以根据需要自行选择。

本发明提供了一种航空活塞发动机燃油箱引气增压系统的思路，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。