[发明专利]基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统及其方法

权利要求书

1.基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统，其特征是其结构包括电子控制器、燃油泵、主油阀、点火阀、微型涡轮发动机和三通接头，所述微型涡轮发动机上安装有起动电机和煤油点火器，燃油泵将油箱里的航空煤油抽到三通接头，三通接头将燃油分成点火油路和主油路，点火油路连接煤油点火器进油接头，配有点火阀独立控制点火油路通断，主油路连接微型涡轮发动机燃烧室，配有主油阀独立控制主油路通断；其中，电子控制器的PWM信号输出端连接燃油泵信号输入端，调节微型涡轮发动机燃油流量，微型涡轮发动机开关信号输出端分别连接主油阀、点火阀的信号输入端，控制点火阀和主油阀的开闭，辅助调节两路油路的供油量，控制信号输出端分别连接起动电机、煤油点火器的信号输入端，控制电机转速及煤油点火器开闭，微型涡轮发动机的状态参数输出端连接电子控制器的信号输入端，接收微型涡轮发动机的状态参数如排气温度或转速。

2.根据权利要求1所述的基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统，其特征是所述煤油点火器结构包括点火器壳体、陶瓷点火芯、以及进油接头，点火器壳体内壁具有螺纹引流槽，煤油从进油接头进入，经过引流以及重力作用均匀地分布在点火芯的表面发热部分；点火器壳体与发动机壳体通过外螺纹连接，将煤油点火器固定在微型涡轮发动机上。

3.根据权利要求2所述的基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统，其特征是所述煤油点火器的稳定、快速点火方式包括如下步骤：

1）以陶瓷点火芯的额定直流电压给其供电，点火芯温度随之升高，等待温度稳定；

2）通过进油接头向点火器通入适量航空煤油，经过点火器内部引流结构以及重力作用，煤油均匀覆盖于点火芯发热部位，液体煤油会被炽热的点火芯迅速加热成煤油蒸气并被点燃；

3）提高供油量，点火器端部的火焰尺寸会随之增大，并有向前喷射的特征。

4.根据权利要求1所述的基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统，其特征是所述点火阀和主油阀为小型直流开关电磁阀，响应时间为毫秒级；该电磁阀没有开度调节，只有常开和常闭两种状态，通过电平信号驱动；利用连续变化的高低电平信号控制阀的开闭状态，此时电磁阀处于连续的打开和关闭状态，频率由驱动电平信号的变化频率决定，类比于PWM信号调节，电磁阀在一个周期内的开启时间占整个变化周期的时间比例即为占空比，通过改变占空比可以改变流过电磁阀的燃油量大小，近似调节开度。

5.如权利要求1所述的基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统的控制方法，其特征是包括如下步骤：

1）点火准备阶段：煤油点火器通电预热和打开起动电机，控制起动电机转速维持2000~3000RPM的低转速，给煤油点火器提供合适的空气流量，便于点火；

2）点火阶段：预热完成后打开油泵，电子控制器控制油泵PWM占空比和点火阀占空比，向煤油点火器通入合适的燃油量，此时点火器喷出火焰；

3）热机阶段：调节起动电机转速和点火油路供油量以增大火焰尺寸，尾气温度升高；

4）燃烧阶段：尾气温度达到80℃以上，打开主油路油阀并控制燃油流量，主油路煤油流入蒸发管被加热蒸发从而燃烧做功；

5）慢车阶段：逐渐增大主油路燃油流量使微发转速逐渐上升，控制微型涡轮发动机运行至慢车。

6.根据权利要求1所述的基于煤油点火器的微型涡轮发动机起动控制系统的控制方法，其特征是所述步骤2）点火阶段中，对点火阀的控制是以10Hz的频率连续开闭，占空比为60%，既可保证点火初期燃油流量可以稳定控制，也可保证在提高油泵占空比进行热机时点火油路燃油流量不会太大而导致点火器滴油现象。