一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置，属于发动机余热利用领域。


背景技术：

2.在低温环境下，航空活塞发动机经过长时间的静置后，各摩擦表面的润滑油残余压力消失，低温环境使润滑油的黏度增大，附着力和流动性变差，导致起动发动机的阻力大大提高。因此，在寒冷环境下，若要航空活塞发动机正常工作，需要进行长时间的发动机热车，使机件预热膨胀达到规定间隙，润滑油温度提升到适合范围，使其充分进入到所需润滑部件。
3.未经预热的发动机，燃油不能充分雾化，燃烧不充分，容易形成积碳。未雾化的燃油，会沿着缸壁直接流入曲轴箱与润滑油混合，降低润滑油品质。且外界环境温度越低，润滑油温度上升越缓慢，发动机所需预热时间越长。因此将航空活塞发动机怠速运转过程中的排气热量回收利用，用于给润滑油加热，使润滑油快速达到正常工作温度，可以有效减少发动机预热时间，从而大幅缩短工作人员的等待时间。


技术实现要素：

4.本实用新型解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统低温环境下航空活塞发动机需要长时间怠速热车的问题，提出了一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置。
5.本实用新型解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
6.一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置，包括活塞发动机机构、润滑油机构、采集控制机构及连接管道，所述润滑油机构包括滑油桶、两位三通电磁阀、散热器、第一单向阀、换热器、第二单向阀、t型三通、滑油滤清器；所述采集控制机构包括滑油油量传感器、两位三通电磁阀、压力传感器、温度传感器、采集模块、电子控制单元，其中：
7.所述滑油油量传感器一端设置于滑油桶内对滑油量进行测量，另一端与采集模块相连，所述滑油桶通过连接管道与两位三通电磁阀相连，两位三通电磁阀分别与滑油散热管路输入端、滑油加热管路输入端相连，所述滑油散热管路包括散热器、第一单向阀，滑油加热管路包括换热器、第二单向阀，两位三通电磁阀分别通过连接管路与散热器、换热器相连，散热器、换热器分别与第一单向阀、第二单向阀相连，第一单向阀、第二单向阀均连接于t型三通阀上以连通滑油散热管路、滑油加热管路，所述t型三通阀与滑油滤清器相连，通过滑油滤清器向活塞发动机机构输送润滑油，压力传感器一端设置于发动机与滑油滤清器间的连接管道上，另一端与采集模块相连，温度传感器一端设置于发动机与滑油滤清器间的连接管道上，另一端与采集模块相连，所述采集模块通过电路与电子控制单元相连，电子控制单元通过信息通路控制两位三通电磁阀。
8.所述滑油油量传感器为c5系列直杆式液位传感器，总长度有400mm，材料为316不
锈钢，采用激光焊接方式连接。
9.所述两位三通电磁阀型号为vt307，工作温度为0℃～150℃。
10.所述散热器型号为886034，为板式散热器，为长方体结构，长400mm，宽200mm，高40mm。
11.所述换热器型号为997083，为管翅式换热器为长方体结构，长400mm，宽200mm，高40mm。
12.所述压力传感器为cyb
‑
20s压力传感器，为圆柱体结构，柱体直径28mm，高度115mm，量程范围0bar～10bar，测量精度可达
±
0.02bar。
13.所述温度传感器为9l42铂电阻温度传感器，总长度28mm。传感器采用金属外壳封装，量程范围
‑
50℃～
±
200℃，测量精度为
±
0.3℃。
14.本实用新型与现有技术相比的优点在于：
15.(1)本实用新型提供的一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置，通过换热器将发动机的排气热量回收利用，给润滑油加热。使低温环境下，润滑油快速达到最佳工作温度，大大减少了发动机热车时间，同时通过采集控制机构实时监测加热后的润滑油温度，以润滑油温度信息为反馈，控制润滑油机构的工作状态，即滑油散热管路和滑油加热管路的通断状态，反应迅速，并以单向阀阻止润滑油回流，可靠性高；
16.(2)本实用新型采用换热器、散热器作为关键的换热机构部件，工艺成熟、换热效率高，结构简单、装置结构紧凑，便于实现标准化和产品化。
附图说明
17.图1为实用新型提供的润滑油加热装置结构示意图；
具体实施方式
18.一种可用于航空活塞发动机的润滑油加热装置，通过对润滑油进行加热、散热控制，实现发动机14的整体部件润滑，主要包括三部分，分别是活塞发动机机构、润滑油机构、采集控制机构，还包括连接各机构的连接管道，其中，活塞发动机机构主要包括发动机14、涡轮12、压缩机13、中冷器15，为常规的发动机14内部结构，润滑油机构包括滑油桶2、两位三通电磁阀3、散热器4、第一单向阀6、换热器5、第二单向阀7、t型三通8、滑油滤清器9，采集控制机构包括滑油油量传感器1、两位三通电磁阀3、压力传感器10、温度传感器11、采集模块16、电子控制单元17，各机构内部及各机构间具体链接关系为：
19.润滑油机构各部件的连接关系具体为：在活塞发动机14上的主滑油泵作用下，将存储在滑油桶2中的润滑油抽出，流经两位三通电磁3后分为两条通路：滑油散热管路和滑油加热管路，滑油散热管路上散热器4和第一单向阀6通过油管依次连接，滑油加热管路上换热器5和第二单向阀7通过油管依次连接，两条管路上下并行布置；利用t型三通阀8在第一单向阀6和第二单向阀7后，将滑油加热管路与滑油散热管路连通，进而连通滑油滤清器9，进入到发动机需要润滑的部位；第一单向阀6可以在滑油加热管路接通时，起到阻止润滑油回流到散热器4的作用，第二单向阀7可以在滑油散热管路接通时，起到阻止润滑油回流到换热器5的作用。润滑油进入发动机本体14，一部分为发动机内部提供润滑后，汇集到曲轴箱底部，并最终被压回滑油桶2，另一部分入涡轮增压器12润滑后，由副滑油泵驱动返回
到滑油桶2；
20.采集控制机构各部件的连接关系具体为：压力传感器10一端设置在发动机本体14与滑油滤清器9连接的油管上，另一端与采集模块16相连；温度传感器11一端设置在发动机本体14与滑油滤清器9连接的油管上，另一端与采集模块16相连；油量传感器1一端放在滑油桶2中，另一端与采集模块16相连；采集模块16与电子控制单元17通过电路连接；电子控制单元17与两位三通电磁阀3为信息通路连接。
21.其中，通过换热器5将发动机14的排气余热回收利用，给润滑油加热。使低温环境下，润滑油快速达到最佳工作温度，大大减少了发动机14热车时间；
22.同时，采集控制机构实时监测加热后的润滑油温度，以润滑油温度信息为反馈，控制润滑油机构的工作状态，即滑油散热管路和滑油加热管路的通断状态，反应迅速。
23.元器件选择方面，滑油油量传感器1选用c5系列直杆式液位传感器，两位三通电磁阀3选用vt307型号，散热器4选用886034板式散热器，换热器5选用997083管翅式换热器，压力传感器10选用cyb
‑
20s压力传感器，温度传感器11选用9l42铂电阻温度传感器。
24.装置工作过程具体为：
25.在低温环境下，航空活塞发动机14起动时，电子控制单元17发出指令，控制两位三通电磁3的b口接通，a口断开，即滑油加热管路处于接通状态，滑油散热管路处于断开状态。在发动机14上的主滑油泵作用下，润滑油被从滑油桶2中抽出，经两位三通电磁阀3的b口流出，进入滑油加热管路上的换热器5内。此时，怠速运转中的发动机排放的高温尾气，经排气管路进入到滑油加热管路上的换热器5，将发动机排气热量传递给低温润滑油，使润滑油温度快速升高。吸收排气热量的润滑油经过滑油滤清器9过滤后，进入发动机，对各部位进行润滑，最终汇集到曲轴箱底部，并被压回滑油桶2，开始下一加热工作循环。滑油加热管路接通时，第一单向阀6起到阻止润滑油回流到散热器4的作用。采集模块15通过温度传感器10实时监测加热工作循环中润滑油的温度信息，当润滑油温度达到最佳工作温度后，电子控制单元17发出指令，控制两位三通电磁3的b口断开，a口接通，即滑油散热管路处于接通状态，滑油加热管路处于断开状态。此时，润滑油被从滑油桶2中抽出，经两位三通电磁阀3的a口流出，进入滑油散热管路上的散热器4。进而从单向阀6流出，经过滑油滤清器9过滤后进入发动机，完成对发动机各部位的润滑，并最终被压回滑油桶2，开始下一散热工作循环。散热器4将润滑油散热循环工作过程中，吸收的热量消散掉，防止润滑油温度过度升高，保证润滑油一直处于最佳工作范围温度。滑油散热管路接通时，第二单向阀7起到阻止润滑油回流到换热器5的作用，最佳工作温度则根据发动机14的运行参数确定。
26.下面结合具体实施例进行进一步说明：
27.润滑油机构包括滑油桶2、两位三通电磁阀3、散热器4、第一单向阀6、换热器5、第二单向阀7、t型三通8、滑油滤清器9；所述采集控制机构包括滑油油量传感器1、两位三通电磁阀3、压力传感器10、温度传感器11、采集模块16、电子控制单元17；
28.滑油油量传感器1一端设置于滑油桶2内对滑油量进行测量，另一端与采集模块16相连，滑油桶2通过连接管道与两位三通电磁阀3相连，两位三通电磁阀3分别与滑油散热管路输入端、滑油加热管路输入端相连，滑油散热管路包括散热器4、第一单向阀6，滑油加热管路包括换热器5、第二单向阀7，两位三通电磁阀3分别通过连接管路与散热器4、换热器5相连，散热器4、换热器5分别与第一单向阀6、第二单向阀7相连，第一单向阀6、第二单向阀7
均连接于t型三通阀8上以连通滑油散热管路、滑油加热管路，t型三通阀8与滑油滤清器9相连，通过滑油滤清器9向活塞发动机机构输送润滑油，压力传感器10一端设置于发动机14与滑油滤清器9间的连接管道上，另一端与采集模块16相连，温度传感器11一端设置于发动机14与滑油滤清器9间的连接管道上，另一端与采集模块16相连，采集模块16通过电路与电子控制单元17相连，电子控制单元17通过信息通路控制两位三通电磁阀3，通过上述连接方式，通过润滑油加热装置实现了航空活塞发动机的排气热量回收利用，用于给低温润滑油加热，可以有效减少发动机预热时间，从而大幅缩短工作人员的等待时间。
29.其中，滑油油量传感器为c5系列直杆式液位传感器，总长度有400mm，主要材质为316不锈钢，采用激光焊接方式，质量可靠。传感器线缆为耐温补偿导线，传感器感应探头为进口电子元件，信号稳定，测量精确。信号输出为0
‑
190ω电阻输出。
30.两位三通电磁阀为vt307，选用耐腐蚀材料，进出口密封，工作温度0℃～150℃，寿命长，稳定性较高。
31.所述散热器编号为886034，为板式散热器，可靠性高。换热器整体为长方体结构，长400mm，宽200mm，高40mm。深入优化油道及散热翅片结构，可实现高效散热。
32.所述换热器编号为997083，为管翅式换热器。换热器整体为长方体结构，长400mm，宽200mm，高40mm。结构稳定，换热效率高。
33.所述压力传感器为cyb
‑
20s压力传感器，整体为圆柱体结构，柱体直径28mm，高度115mm，体积小巧，便于安装。压力传感器本身采用耐腐蚀全不锈钢结构，抗冲击、抗震动能力较强，量程范围0bar～10bar，测量精度可达
±
0.02bar，具有高精度、高稳定性等优点，能够精确测量润滑油压力。
34.所述温度传感器为9l42铂电阻温度传感器，总长度28mm。传感器采用金属外壳封装，内部由导热材料和密封材料灌封而成，防水防潮，性能可靠稳定，量程范围
‑
50℃～
±
200℃，测量精度可达
±
0.3℃，能够精确测量管路内滑油温度。
35.本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。