专利名称：一种斯特林发动机燃油供油系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃油供油系统，尤其是涉及斯特林发动机燃油供油系统。
技术背景 斯特林发动机是一种外燃式发动机，燃油在外部燃烧室与氧气/空气混合燃烧， 将热量传递给内部循环工质，工质按照斯特林循环工作，将热能就转化为活塞往复运动的 动能，驱动曲轴做功，实现了化学能一热能一机械能的转换。由于斯特林循环的效率等于最 高循环效率——卡诺循环的效率，所以热气机是一种高效率的能量转换装置，近二十年来 发展较为迅速。 热气机燃烧的好坏对发动机的性能和可靠性起着决定性的作用，而决定燃烧好坏 的关键因素就是燃油、氧气/空气的动态精确配比，因此要按照自动控制程序对燃油的喷 入质量和压力进行精确测量和控制，燃油质量流量的测量是其重要的一环。 一般燃油供油 系统由高压燃油泵组、燃油流量计和管路阀件和管路系统组成，高压燃油泵组为柱塞式燃 油泵组，燃油流量计常采用带脉冲信号输出的高精度流量计， 一般采用容积式或质量流量 计，该系统能满足燃油高精度测量需要，结构简单，但存在以下不足 1、容积式或质量流量计对压力脉动的冲击作用比较敏感，对燃油的压力脉动幅度 控制要求较严格。由于柱塞式燃油油泵组的固有特性，其出口燃油压力脉动幅度较大，容易 对流量计形成高频冲击作用，影响流量计工作的可靠性。 2、燃油压力的高频脉动会对燃烧性能产生影B向，通常燃烧室的压力是保持恒定 的，如果喷入燃烧室的燃油压力脉动幅度过大，就会造成喷油时刻忽前忽后，压力忽大忽 小，导致喷油量不均匀，对燃烧的均匀性、稳定性就会造成一定的影响，据初步测量，柱塞泵 后的燃油如果不进行脉动衰减处理，脉动幅度可能高达平均值的20% 30%，对燃烧的影 响是可想而知的。
发明内容 本实用新型的目的在于提供一种斯特林发动机燃油供油系统，解决目前燃油系统 供油压力脉动过大，易导致燃油流量计损坏，同时导致燃烧不均匀、不稳定的问题。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 —种斯特林发动机燃油供油系统，包括柱塞式高压燃油泵组、燃油流量计及相应 的管路和阀件，所述的燃油流量计为高精度质量流量计或容积式流量计，布置在柱塞式高 压燃油泵组和斯特林发动机之间，在所述的柱塞式高压燃油泵组和燃油流量计之间，布置 了一个减小燃油压力波动的燃油压力脉动衰减装置。 上述的斯特林发动机燃油供油系统，燃油压力脉动衰减装置的安装位置分别与柱 塞式高压燃油泵组、燃油流量计相距5 10倍的燃油管路外径。 上述的斯特林发动机燃油供油系统，所述的燃油压力脉动衰减装置为皮囊式蓄能 器结构，皮囊式蓄能器的容积为燃油泵组每秒体积流量的5 10倍。[0011] 上述的斯特林发动机燃油供油系统，所述的燃油压力脉动衰减装置还配置有皮囊
式蓄能器充气装置和压力监测装置。 本实用新型的有益效果是 1、通过在高压燃油泵组后，燃油流量计前，增加了一个燃油压力脉动衰减装置，对 燃油压力脉动进行衰减，解决了影响流量计的可靠性问题，并提高了燃烧的稳定性。该系统 结构原理简单，可靠性高。 2、燃油压力脉动衰减装置采用常用的皮囊式结构，可靠性高，成本低，使用调节方 便。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构原理图。
具体实施方式如
图1所示，本实用新型的燃油供油系统依次由高压燃油泵组1、燃油压力脉动衰 减装置2、燃油流量计3等组成，燃油经高压燃油泵组1增压后，依次流经燃油压力脉动衰减 装置2、燃油流量计3，喷入斯特林发动机4与氧气/空气混合燃烧。 高压燃油泵组1为柱塞式燃油泵组件，包括柱塞式燃油泵和油量控制器，柱塞式 高压燃油泵1可以将油泵后的燃油压力提升至几兆帕至几十兆帕不等，油量控制器可以通 过控制柱塞泵的齿条位移来控制燃油流量，由于外燃式发动机在不同的功率档位需要不同 的燃油流量，而且为了保证燃油能够克服油头的阻力，保证较好的雾化效果，需要燃油泵后 的燃油具有较高的压力，因而采用这种结构是合适的。 由于柱塞式燃油泵的工作原理是多个相位不同的柱塞交替做功来提高燃油压力
的，因而燃油泵后的燃油压力会存在一定的脉动，脉动频率与柱塞的数量和油泵的转速有
关，一般来说频率都比较高，达到几十赫兹甚至几百赫兹。高频脉动会影响燃油流量计的可
靠性，此外对发动机的长期运行存在较大的危害，首先燃油压力的脉动会导致喷入燃烧室
的燃油压力和质量发生脉动，与理论设定值产生偏差，影响燃烧的均匀性和稳定性。燃油压
力脉动衰减器的主要组成部分是一个囊式蓄能器，燃油压力脉动衰减器的衰减性能与囊体
的容积有关和填充介质压力等参数有关，可以通过计算和试验确定最佳的参数。 经在高压燃油泵组1和燃油流量计3中串入一个燃油压力脉动衰减装置2，对高压
燃油泵组1后的燃油压力脉动进行衰减，以保证燃油流量计3的可靠性、燃烧的稳定性。 燃油压力脉动衰减装置2为常用的皮囊式蓄能器装置，即在耐压的金属壳体内部
安装了一个皮囊，皮囊内充入一定压力的气体，一般为惰性气体，如氮气，当然也可以是空
气、氦气或其他的气体。皮囊的容积、气体的种类、压力需根据高压燃油泵组1的流量、压
力、管路容积等多个因素确定，考虑到泄漏性、氧化性等，所用介质常为氮气，皮囊的容积为
高压燃油泵组1每秒体积流量的5 10倍。为达到精确控制，考虑到市场上某些容积的皮
囊不易购买，可以利用液体介质的不可压縮性，通过在皮囊内充入一定量的液体介质，对皮
囊的有效容积进行调节。此外，皮囊的充气压力与燃油泵出口压力和发动机的喷油压力有
关，一般要求比最低供油压力略低。[0022] 燃油压力脉动衰减装置2还配置有囊式蓄能器充气装置和压力监测装置，以保证 皮囊内压力满足要求。 为保证燃油压力衰减装置的使用效果，其安装位置应与高压燃油泵组1的出口、 燃油流量计3的进口位置尽量接近，一般间隔距离为5 IOD(D为管道外径)为宜。 本实用新型不局限于上述的结构，如皮囊式压力衰减装置还可以更换为其他的形 式，如精密溢流阀的结构。本实用新型也不局限于应用于斯特林发动机，还可以应用于内燃 机、燃气轮机、燃油锅炉以及其他需要稳定供油的装置，总之，只要应用了本实用新型类似 或相同的结构，都将落入本实用新型的保护范围。
权利要求一种斯特林发动机燃油供油系统，包括柱塞式高压燃油泵组(1)、燃油流量计(3)及相应的管路和阀件，所述的燃油流量计(3)为高精度质量流量计或容积式流量计，布置在柱塞式高压燃油泵组(1)和斯特林发动机(4)之间，其特征在于在所述的柱塞式高压燃油泵组(1)和燃油流量计(3)之间，布置了一个减小燃油压力波动的燃油压力脉动衰减装置(2)。
2. 根据权利要求1所述的斯特林发动机燃油供油系统，其特征在于燃油压力脉动衰 减装置(2)的安装位置分别与高压燃油泵组(1)、燃油流量计(3)相距5 10倍的燃油管 路外径。
3. 根据权利要求1或2所述的斯特林发动机燃油供油系统，其特征在于所述的燃油 压力脉动衰减装置(2)为皮囊式蓄能器结构，皮囊式蓄能器的容积为燃油泵组每秒体积流 量的5 10倍。
4. 根据权利要求3所述的斯特林发动机燃油供油系统，其特征在于所述的燃油压力 脉动衰减装置(2)还配置有皮囊式蓄能器充气装置和压力监测装置。
专利摘要本实用新型公开了一种斯特林发动机燃油供油系统，包括柱塞式高压燃油泵组、燃油流量计及相应的管路和阀件，所述的燃油流量计为高精度质量流量计或容积式流量计，布置在柱塞式高压燃油泵组和斯特林发动机之间，在所述的柱塞式高压燃油泵组和燃油流量计之间，布置了一个减小燃油压力波动的燃油压力脉动衰减装置；该系统具有结构原理简单，可靠性高，成本低，使用调节方便的优点，显著提高了燃油流量计的工作可靠性，改善了斯特林发动机燃烧的稳定性。
文档编号F02G1/043GK201517450SQ200920074080
公开日2010年6月30日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者宋忠尚, 张旸, 彭庆华, 董克用, 蒋维维 申请人:上海齐耀动力技术有限公司