一種遠程噴氣燃料供給系統設計

王宏泳　李華垚　張河寧　張童

摘要：介紹了一種遠程噴氣燃料供給系統的設計，圍繞供給系統及其動力源泵機組的原理進行闡述，并對系統內泵的高原汽蝕余量及強度、柴油發動機功率、蓄能器的選型、系統自持能力等進行設計計算。

關鍵詞：供給系統；汽蝕余量；功率；自持能力

中圖分類號：U473? 收稿日期：2023-03-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.019

1 前言

在機場設備無法正常進行油料保障任務時，為了給飛機提供應急噴氣燃料保障，需緊急啟用備用設備，遠程噴氣燃料供給系統便是為噴氣燃料的接收、輸轉、儲存作業而設計的。

2 供給系統設計

a.系統工作原理。

供給系統原理如圖1所示，來自于外部的噴氣燃料通過球閥、管路吸入輸油泵機組實現油料的接收，輸油泵機組將噴氣燃料通過球閥開關位置的變化經過過濾分離器、流量計、單向閥、管路等部件實現噴氣燃料的儲存、輸轉等功能。

因輸送管線有500 m長，在噴氣燃料的遠程輸送過程中會產生巨大的水擊壓力，為減少水擊壓力對供給系統的破壞，系統內設置了皮囊式蓄能器和壓力調節閥雙重防水擊防護措施，系統內還特意在過濾分離器、流量計的后部加裝單向閥以防止水擊壓力對這兩種關鍵部件的破壞，延長其使用壽命；系統還在過濾分離器旁設置了旁通球閥，以便保證在其發生故障時可以正常進行噴氣燃料保障工作。

噴氣燃料屬于易揮發液體，在輸送過程中會產生大量油氣，從原理圖中可知，系統內唯一的油氣排放口為過濾分離器處的油水自動分離排放閥，為防止油氣大量外泄導致系統油氣濃度過高產生危險，系統在其后部設置了副油箱對產生的油氣進行收集，同時設置了卸油泵，以便在油氣集滿后將其進行排放。

b.輸油泵機組工作原理。

柴油機通過聯軸器驅動齒輪箱，齒輪箱帶動自吸離心泵工作。柴油機、齒輪箱和自吸泵共同固定在由槽鋼焊接的公共底座上。依靠柴油發動機提供動力，并以1 800 r/min的轉速轉動，柴油機輸出軸與增速齒輪箱輸入軸通過聯軸器相連，將動力直接傳遞給變速齒輪箱，變速齒輪箱增速至3 100 r/min通過輸出軸與自吸離心泵軸連接，驅動自吸離心泵工作，完成輸送工作介質的任務。

3 輸油泵選型計算

4 發動機功率計算

5 蓄能器選型計算

6 自持能力計算

已知V油箱=200 L，根據柴油泵機組的原理可知，柴油泵機組的能源主要來自柴油的做功，即若知柴油泵機組在額定轉速下單位時間內的油耗，再乘以運行時間即可知其消耗總量，也就是說只要油箱容積滿足其消耗總量就可以判斷其自持能力符合要求。柴油泵機組發動機的比油耗參數如圖2所示。

綜上可知，自持能力能夠達到t=4.5 h。

7 結語

遠程噴氣燃料供給系統原理設計合理，發動機與輸油泵的功率相匹配，蓄能器可以有效防止水擊壓力對供給系統的破壞，供給系統的單次自持能力可以達到4.5 h，并可以滿足高原海拔4 500 m以上的正常工作。

參考文獻：

［1］蘇樂壽離心泵手冊［M］上海：上海科技文獻出版社，1995.

［2］左健民液壓與氣壓傳動［M］機械工業出版社，2000.

［3］徐文燦氣動元件與系統設計［M］北京：北京機械工業出版社，1995.

［4］盛敬超工程流體力學［M］北京機械工業出版社，1988

作者簡介：

王宏泳，男，1983年生，工程師，研究方向為油料保障裝備。