本发明属于航空发动机技术领域，具体地说，本发明涉及一种航空发动机用高压共轨燃油系统。
背景技术
对于发动机而言，燃油系统是重要的组成系统，其作用主要是定时定量地提供一定质量的燃油用于燃烧，燃料燃烧将化学能转化为热能对活塞做功，活塞通过连杆带动曲轴旋转从而对外输出机械能。
目前，柴油活塞发动机燃油系统多采用高压共轨形式，主要由燃油计量单元、高压油泵、油管、高压油轨、喷油器、燃油压力传感器、燃油温度传感器，轨压传感器等组成。
采用高压共轨形式的燃油系统可以提高燃油喷射时的雾化效果，从而提高燃烧效率、降低排放污染。高压共轨燃油系统中高压油泵的作用是建立燃油目标压力，高压油轨的作用是作为蓄压装置维持目标压力，喷油器的作用是喷射高压燃油且喷油量取决于喷油器电磁阀的开启脉宽及当前的油轨压力。燃油计量单元内部主要结构是一个比例电磁阀，作用是控制高压油泵加压油量和回油油量的比值。
高压共轨燃油系统的燃油路分为供油和回油，供油从高压油泵到高压油轨再到喷油器，回油主要包括高压油泵回油、喷油器回油。高压油泵回油的主要作用是利用低压回油对高压油泵进行润滑和冷却，喷油器回油除了有对喷油器润滑和冷却的作用之外，还利用回油将多余未喷射的燃油输送回燃油箱，大部分油轨无回油，少量有物理保护阀(达到极限安全压力时泄压)，最新技术的油轨具有“跛行回家”功能(进入故障状态，系统轨压设定在较低的、保证发动机少量性能的一个恒定值)。
现有的航空发动机的高压共轨燃油系统没有对高压油轨压力直接进行闭环控制的部件或有仅在油轨压力超过一定值打开的机械泄压阀，油轨压力只能通过油泵上的燃油计量单元控制，无法直接对油轨压力进行控制和调节。
因高压共轨系统内，各喷油器的供油都来自于油轨。如果不能对轨压进行快速、准确、可靠的调节，发动机各气缸的工作都会受到影响。且各气缸间属于共因/共模失效，传统的高压共轨系统的正常工作全部依赖于燃油计量单元对轨压的控制，在某些高可靠性需求场合(失效率不高于10-7)应用时，单一电子元件的可靠性不满足要求。
因航空发动机起动时需求的目标轨压相比额定点较低(如额定点轨压1600bar，起动时仅需要300bar)，一旦燃油计量单元的控制不够精确，轨压会超过目标值(且远低于轨压安全上限，此时机械泄压阀不能工作)。为避免此现象的发生，起动时仅有少量燃油通过高压油泵压缩后进入油轨，导致起动时油轨压力建立时间长。同理，航空发动机出现超转时(一般来说，ecu数据已经固化，喷油脉宽在当前工况下是确定值，故轨压超过额定值导致超转)不能及时控制油轨压力对发动机性能进行调节(燃油已经进入油轨，且无法排出)，当前多采用断油的方式，且响应较慢(进入油轨的燃油仅能通过喷油器消耗来降低轨压)。同时，整个燃油系统的正常工作都依赖于燃油计量单元与油泵供油能力的匹配关系，一旦出现燃油计量单元失效(比例电磁阀损坏、插接件虚接松脱、电磁干扰等因素)，或因高压泵的机械故障导致实际供油量与理论供油量出现偏差(此时燃油计量单元的占空比与目标轨压及发动机性能脉谱图出现偏移)，整个发动机的性能会受到严重影响。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种航空发动机用高压共轨燃油系统，目的是实现对油轨压力的调节，改善发动机性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：航空发动机用高压共轨燃油系统，包括燃油计量单元、高压油泵、燃油轨和设置于所述燃油轨上且用于控制燃油轨回油量的轨压控制阀。
所述高压油泵与所述燃油轨通过油管连接，燃油轨与喷油器通过油管连接，高压油泵的入口处设有燃油压力传感器和温度传感器。
所述燃油轨上设有用于检测轨压的轨压传感器，轨压传感器和所述轨压控制阀与ecu为电连接。
所述轨压传感器将检测到的燃油轨的当前轨压提供给ecu，ecu将当前轨压与目标轨压进行比对；若燃油轨的当前轨压超过目标轨压，ecu控制所述高压油泵减少泵入燃油轨的燃油量，同时通过轨压控制阀排油，降低燃油轨的轨压。
所述轨压传感器将检测到的燃油轨的当前轨压提供给ecu，ecu将当前轨压与目标轨压进行比对；若燃油轨的当前轨压低于目标轨压，ecu控制所述高压油泵增加泵入燃油轨的燃油量，提高燃油轨的轨压。
在航空发动机起动时，所述燃油计量单元处于全开状态。
所述燃油计量单元为比例电磁阀。
本发明的航空发动机用高压共轨燃油系统，通过设置轨压控制阀，以控制燃油轨的回油量的方式实现对油轨压力的直接控制和调节，能对轨压进行直接控制，提高了燃油系统的可靠性、安全性及可操纵性，并很大程度地提高了系统响应速度，可以改善发动机的性能。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明航空发动机用高压共轨燃油系统的原理示意图；
图2是本发明航空发动机用高压共轨燃油系统的结构示意图；
图中标记为：
1、输油泵；2、燃油压力传感器；3、温度传感器；4、燃油计量单元；5、高压油泵；6、燃油轨；7、喷油器；8、ecu；9、轨压传感器；10、轨压控制阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种航空发动机用高压共轨燃油系统，包括油箱、输油泵、燃油精滤器、喷油器、燃油计量单元、高压油泵、燃油轨和设置于燃油轨上且用于控制燃油轨的回油量的轨压控制阀。
具体地说，如图1和图2所示，喷油器设置多个，喷油器用于将燃油喷入燃烧室中，高压油泵与燃油轨通过油管连接，燃油轨与喷油器通过油管连接，燃油轨用于将燃油引导至各个喷油器中。输油泵设置于油箱中，油箱用于储存燃油，输油泵通过油管与燃油精滤器连接，燃油精滤器通过油管与高压油泵连接。
如图1和图2所示，高压油泵的入口处设有燃油压力传感器和温度传感器，燃油压力传感器用于检测高压油泵的入口处的油压，温度传感器用于检测高压油泵的入口处的油温，燃油压力传感器和温度传感器与ecu(ecu为发动机电子控制单元)为电连接。输油泵通过油管与燃油精滤器的进油口连接，燃油精滤器的出油口通过油管与高压油泵的入口连接，高压油泵的回油口通过油管与油箱连接，高压油泵的出油口通过油管与燃油轨连接。燃油计量单元是用于计量燃油量，高压油泵是用于对燃油进行加压，燃油计量单元集成在高压油泵上，油箱中的燃油在输油泵的泵油作用下经过燃油精滤器过滤后通过油管被输送至高压油泵的入口，然后燃油流经燃油计量单元到达高压油泵的出油口，高压油泵的出油口处的燃油通过油管被输送至燃油轨中，最后燃油从燃油轨被分配到喷油器并被喷射到气缸中。
燃油计量单元与ecu为电连接，燃油计量单元受到ecu的控制，ecu控制燃油计量单元调节出油口的开度大小。作为优选的，燃油计量单元为比例电磁阀，且为断电常开式比例电磁阀。
如图1和图2所示，燃油轨上设有用于检测轨压的轨压传感器，轨压传感器和轨压控制阀与ecu为电连接，轨压控制阀受到ecu的控制。ecu根据发动机性能需要，设置目标轨压及喷油器的喷射脉宽，保证喷油量。轨压控制阀设置于燃油轨的回油口处，轨压控制阀的进油口与燃油轨的回油口连通，轨压控制阀的出油口通过油管与油箱连接，轨压传感器设置于燃油轨的回油口处。作为优选的，轨压控制阀为比例电磁阀，且为断电常闭式比例电磁阀。
在航空发动机运行时，轨压传感器将检测到的燃油轨的当前轨压提供给ecu，ecu将当前轨压与目标轨压进行比对，ecu向高压油泵上的燃油计量单元发送指令。若燃油轨的当前轨压超过目标轨压，ecu控制高压油泵减少泵入燃油轨的燃油量，同时通过轨压控制阀排油，以迅速降低燃油轨的轨压，使燃油轨的轨压能够迅速达到目标轨压；若燃油轨的当前轨压低于目标轨压，ecu控制高压油泵增加泵入燃油轨的燃油量，提高燃油轨的轨压。
当上述两种情况在设定时间内(根据发动机的需求)不能完成调节，则高压共轨燃油系统进入故障状态，燃油计量单元断电，燃油计量单元处于全开状态，此时仅通过轨压控制阀对燃油轨的轨压进行调节。当温度传感器读取的高压油泵的入口处的温度低于设定值(根据发动机的需求)时，高压油泵的入口处的当前温度与设定值之间存在温差，则增大高压油泵的泵油量，以提高高压油泵对燃油的加温作用，具有燃油加热功能，此时轨压控制阀仍将燃油轨的轨压控制在目标轨压，排出高压油泵多余的供油。
作为优选的，在航空发动机起动时，燃油温度较低，燃油计量单元处于全开状态，高压油泵以最大能力供油，可以改善航空发动机的起动性能。
本发明的航空发动机用高压共轨燃油系统，轨压控制阀通过控制燃油轨的回油量实现对油轨压力的调节，使得系统能在起动时燃油计量单元全开且以高压油泵的最大能力迅速建立目标油压，改善航空发动机的起动性能；当航空发动机超转时，对燃油轨进行泄压，在不断油的情况下迅速改善发动机性能，缩短响应时间、提高发动机可靠性，在一定程度上杜绝了发动机的超转；在燃油计量单元及高压油泵出现故障或失效时，通过轨压控制阀对燃油轨的轨压进行调节(此时通过控制策略可以断电，使油泵上的燃油计量单元全开，油泵以最大能力供油)，使得燃油轨的轨压和喷油器的喷油压力维持在目标值，轨压控制阀与燃油计量单元互为备份(冗余设计，两个部件同时失效的可能不高于10-9)，提高了燃油系统的安全性；当油箱输送到高压油泵的燃油温度过低时，燃油计量单元全开，高压油泵以最大能力供油(高压油泵油压的建立，伴随热量的产生，此时高压油泵以最大功率对燃油进行加温)，此时轨压控制阀按燃油计量单元故障状态对轨压进行调节，保证发动机性能、防止油箱内燃油凝固或因低温导致的流动性差。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。