專利名稱：控制系統(tǒng)電子部件遭受過熱情況下的發(fā)動機(jī)自動保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，它用于防止由于控制系統(tǒng)的電子部件暴露于過熱溫度下產(chǎn)生控制系統(tǒng)故障而出現(xiàn)的發(fā)動機(jī)故障。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)通常是裝備有一定類型的控制系統(tǒng)、調(diào)速器，或兩者皆有。早期的控制系統(tǒng)或調(diào)速器是機(jī)械式的或液壓機(jī)械式的。

圖1簡要地示出了通常類型的機(jī)械調(diào)速器的運(yùn)行原理。
圖中左側(cè)的軸3被連接到連桿6上，連桿6支撐重物9。軸3和連桿6沿箭頭12所示方向轉(zhuǎn)動。隨著速度的增加，重物9沿徑向向外運(yùn)動，如圖中右側(cè)中所示的箭頭15的方向。這樣的徑向運(yùn)動將活塞18從閥21中取出，進(jìn)而關(guān)閉閥21并或者(1)停止發(fā)動機(jī)運(yùn)行或者(2)限制發(fā)動機(jī)的速度。
現(xiàn)代電子技術(shù)的進(jìn)步，特別是在集成電路中，大大地(1)降低了成本，(2)增加了可靠性，并(3)增加了功能性，使得控制系統(tǒng)可以被包含在相對小的殼體中。由于上述的和其它的原因，傳統(tǒng)的機(jī)械控制系統(tǒng)或調(diào)速器正在逐步被電子控制系統(tǒng)和超速保護(hù)系統(tǒng)所代替。
然而，雖然電子系統(tǒng)具有很大的優(yōu)勢，但它們還是有一些缺點(diǎn)。一個缺點(diǎn)就是對熱的敏感性。例如，一些類型的晶體管能夠“熱擊穿”，其中高溫使過量的載體進(jìn)入晶體管傳導(dǎo)帶，進(jìn)而將該晶體管變成一短路。要使短路的晶體管承受很大的電流，則晶體管自身就會毀壞。
固體二極管也會發(fā)生相應(yīng)的現(xiàn)象。另外，固體部件安裝在其上的印刷電路板也不能承受過熱。
因此，以電子電路作為控制系統(tǒng)的一部分或作為超速保護(hù)裝置時，以燃?xì)廨啓C(jī)為例，必須防止出現(xiàn)由于系統(tǒng)的電子部件暴露于過熱溫度下而產(chǎn)生的控制系統(tǒng)故障。
發(fā)明簡述在本發(fā)明的一種形式中，在燃?xì)廨啓C(jī)中監(jiān)測溫度傳感部件或靠近該部件的區(qū)域的溫度。如果該溫度超過一定限度，則停止供向發(fā)動機(jī)的燃料流量。
附圖簡述圖1是機(jī)械調(diào)速器的簡化示意圖。
圖2示出了實(shí)現(xiàn)采用電子控制器的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的本發(fā)明的一種形式的系統(tǒng)。
圖3是裝置圖2所示類型的熱熔絲45所進(jìn)行的步驟的透視、剖視圖。
圖4是圖3所示類型的熔絲的剖視圖。
圖5示出了包含在一殼體內(nèi)的圖4所示裝置。
圖6是殼體63的一個放大的視圖。
發(fā)明詳述圖2中的塊30表示了一種通常的推進(jìn)系統(tǒng)。一燃?xì)廨啓C(jī)(未示出)代表一種這樣的推進(jìn)系統(tǒng)。燃料33被傳送至伺服閥36，該伺服閥36將計(jì)量的燃料39傳送至具有推進(jìn)系統(tǒng)30的發(fā)動機(jī)，如圖所示。
圖2還示出了一種溫度傳感部件42，如一發(fā)動機(jī)電子控制器，它監(jiān)控發(fā)動機(jī)的速度并控制燃料流量以控制發(fā)動機(jī)速度。靠近部件42安裝熱熔絲45。在一裝置中，熱熔絲45被安裝在位于一熱源和部件42自身之間的主熱通道內(nèi)。
術(shù)語主熱通道可以借助于一例子來解釋。假設(shè)熱源是一支蠟燭(未示出)。如果部件42直接位于蠟燭的上方一英尺處，而后在所考慮的裝置中，熱熔絲45將位于部件42和蠟燭火焰之間。也就是，熱熔絲將位于介于火焰和部件42之間的主熱通道內(nèi)。
這種情形與其他可能的情形不同，其他可能的情形中熱熔絲45位于部件42之上，也就是部件42此時位于熱熔絲45和蠟燭火焰之間。這種裝置沒有被本發(fā)明排除，但是前面的裝置是最佳的，其中的熱熔絲45位于部件42和熱源之間，在主熱通道內(nèi)。
熱熔絲45與線圈48串聯(lián)地電連接起來，其中線圈48代表操縱伺服閥36的一個轉(zhuǎn)矩電機(jī)線圈。熱熔絲45由連接件49和50可移動地連接起來，其中連接件49和50可以是標(biāo)準(zhǔn)的銷和插座式連接件。
如果有多于一個的轉(zhuǎn)矩電機(jī)控制器，那么最好為每一線圈提供一單獨(dú)的熱熔絲45。
伺服閥36被設(shè)計(jì)成沒有電流通過線圈48時，伺服閥36關(guān)閉，且無燃料39被傳送至推進(jìn)系統(tǒng)30?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的控制器51控制流經(jīng)線圈48的電流，進(jìn)而控制傳送至推進(jìn)系統(tǒng)的燃料量39。
如果熱熔絲45的溫度達(dá)到其熔點(diǎn)，則熱熔絲熔化，進(jìn)而變成一斷開的電路。該開路阻斷了至線圈48的電流，進(jìn)而關(guān)閉伺服閥36。此時關(guān)閉的伺服閥36阻礙燃料輸送至推進(jìn)系統(tǒng)30，這樣推進(jìn)系統(tǒng)30就停止工作。
應(yīng)該看出的是部件42設(shè)計(jì)成在所有常規(guī)熱源下正常操作，比如由發(fā)動機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量、太陽光或加熱系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)30置于其內(nèi)的飛機(jī)設(shè)備庫的HVAC。
圖3示出了裝置圖2中所示類型的熱熔絲45所進(jìn)行的步驟的透視剖視圖。需要強(qiáng)調(diào)指出的是給出圖3所示的步驟是為了更便于示出圖2中裝備的熔絲45的結(jié)構(gòu)。這些步驟并不代表最佳的裝備方式。例如，所示的殼體63是一圓筒，但它可以是兩半圓筒的形式，以蛤殼式布置。
圖3中，熔絲件60被插入圓筒狀殼體63中，殼體63中包含有限定三個腔室68的內(nèi)部隔壁。插入之后，熔絲件60與殼體63形成一裝置72。該裝置72再插入第二圓筒狀殼體75以形成第二裝置78。第二殼體75具有通孔81，使得大氣能夠與熔絲件60的表面接觸，進(jìn)而加熱熔絲件60。
連接件84被插入第二殼體78中，以形成第三裝置87。圖4所示的剖視圖中示出了第三裝置87。需要強(qiáng)調(diào)的是件90組成了圓筒狀殼體，通孔81僅是該殼體內(nèi)的孔。也就是，三個標(biāo)有90的部件并不代表三個由環(huán)狀空間81分隔開的單獨(dú)的部件。件81是孔。
連接件84內(nèi)的空間100是概略的，所示出的不代表具體尺寸比例。空間100可以用焊料(未示出)填充以與導(dǎo)線105相接觸。另外，連接件84可以是標(biāo)準(zhǔn)的卷曲式對接連接件，通過卷曲而使其變形以與導(dǎo)線105接觸。圖中未示出變形。也可以采取其它的使導(dǎo)線105與連接件84之間電連接的方式。
連接至熔絲件60的線105具有彎折點(diǎn)110，它用來容納不同的熱膨脹。
圖5示出了圖4的裝置，但是容納在一硬質(zhì)的外殼115中的。外殼115具有能夠使空氣與通孔81相流通的通孔118(圖中僅示出了兩個通孔118)。
外殼115以及殼體63和87最好是由電絕緣材料制成。如果該材料也具有熱傳導(dǎo)性，則熔絲的響應(yīng)時間將會更短。這樣的材料在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。
圖3中的殼體63具有內(nèi)部腔室68。如果熔絲件60熔化，則這些腔室68的內(nèi)表面將由于來自熔絲件60的熔化材料而變成相互接觸。熔化的并可能再固化的材料形成通過殼體63的傳導(dǎo)路徑則是不希望出現(xiàn)的。
因此利用內(nèi)部隔壁66形成一迷宮式結(jié)構(gòu)。更精確地說，任何熔化的材料都傾向于形成將粘附到殼體63的內(nèi)表面上的膜。在這樣的過程中，將需要材料擴(kuò)展到圖6中所示的表面150上。這些表面代表了點(diǎn)A和B之間的比原來的熔絲件60(未示出)所占有的更長的通道。因此由于材料需要擴(kuò)展更長的距離，所以必然會更薄，進(jìn)而可能會存在有間隙。
而且，在點(diǎn)A和B之間形成一連續(xù)的膜的材料的統(tǒng)計(jì)可能性顯示是極不太可能出現(xiàn)的，特別是在具有幾個90度的角155的情形中。薄膜一般不能覆蓋陡的角壁。
另外，圖6中的殼體63的表面150的材料最好是不會被熔絲件60的熔化材料浸潤的。例如，特氟綸(TM)就是一種這樣的材料。
在圖6中，具有了(1)不可浸潤的材料和(2)從點(diǎn)A至點(diǎn)B的迷宮式密封通道這樣兩個有利條件的情況下，熔化的熔絲材料在點(diǎn)A和B之間形成傳導(dǎo)性通路的可能性是極小的。
圖5中的虛線121表示一種包圍圖4所示結(jié)構(gòu)的編織線套，作為電屏蔽。線105的末端是插座式的電連接件124。這些連接件124和包含在圖2中的連接件50中的與其相配的連接件，此情形下是插銷，相配合。圖中未示出插銷。
在一實(shí)施例中，編織線套121可以接地，在此情形中需要增加一另外的連接件124并連接到接地系統(tǒng)。
以上就燃?xì)廨啓C(jī)描述了本發(fā)明。然而本發(fā)明還可適用于很多情形，其中(1)燃料在一電控閥的控制下傳送，在電控閥斷電的情況下阻斷燃料流，(2)在故障條件下，過量的熱量會使溫度傳感部件動作。
本發(fā)明在代表溫度傳感部件的溫度環(huán)境的位置處放置一熱熔絲，并將熱熔絲置于具有上述閥的電連接中。當(dāng)熱熔絲斷開時，至上述閥的電流終止，進(jìn)而終止了燃料流動，以正常的方式停止了發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。
圖2和4中示出了一熱熔絲。不是嚴(yán)格地必須由熔絲熔斷以阻礙電流。還有熱回路斷路器，可以采用這樣的斷路器或類似裝置。換句話說就是圖2中示出了本發(fā)明所集中描述的結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明沒有集中描述采用熱熔絲的情形。
本發(fā)明所用的一種熱熔絲在150℃的溫度下熔化。其它的運(yùn)行方式中，可以采用175℃、200℃、225℃、250℃、275℃和300℃的熔化溫度。還有的運(yùn)行方式中，可以采用具有低于上述的各溫度的熔點(diǎn)的不同的熱熔絲。
這里還需就所用術(shù)語進(jìn)行說明。有人會說任何電導(dǎo)體都可以用作熱熔絲，因?yàn)樵谝欢囟认聦?dǎo)體都會熔化，進(jìn)而變成斷開的電路。然而，本文中的術(shù)語“熱熔絲”是一技術(shù)術(shù)語。它指的是熔化或變成斷開的電路而與其相連的其他導(dǎo)體仍完全可操作的這樣一部件。
在本發(fā)明的一種形式中，沒有用連接件84，但線105從熔絲件60至連接件124是連續(xù)的。
圖2中的熔絲件45終止流至燃料計(jì)量閥的電流不是必須的。一些且?guī)缀跏侨咳細(xì)廨啓C(jī)還包括一不用于燃料計(jì)量的主關(guān)閉閥。熔絲45可控制主關(guān)閉閥。另外，可用兩個熔絲，一個用于主關(guān)閉閥，另一個用于計(jì)量閥，如果有的話。
在不偏離本發(fā)明宗旨和范圍的前提下，可以對本發(fā)明作出許多替換和修改。下面的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明是希望獲得專利保護(hù)。
圖2和4中示出了一熱熔絲。不是嚴(yán)格地必須由熔絲熔斷以阻礙電流。還有熱回路斷路器，可以采用這樣的斷路器或類似裝置。換句話說就是圖2中示出了本發(fā)明所集中描述的結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明沒有集中描述采用熱熔絲的情形。
本發(fā)明所用的一種熱熔絲在150℃的溫度下熔化。其它的運(yùn)行方式中，可以采用175℃、200℃、225℃、250℃、275℃和300℃的熔化溫度。還有的運(yùn)行方式中，可以采用具有低于上述的各溫度的熔點(diǎn)的不同的熱熔絲。
這里還需就所用術(shù)語進(jìn)行說明。有人會說任何電導(dǎo)體都可以用作熱熔絲，因?yàn)樵谝欢囟认聦?dǎo)體都會熔化，進(jìn)而變成斷開的電路。然而，本文中的術(shù)語“熱熔絲”是一技術(shù)術(shù)語。它指的是熔化或變成斷開的電路而與其相連的其他導(dǎo)體仍完全可操作的這樣一部件。
在本發(fā)明的一種形式中，沒有用連接件84，但線105從熔絲件60至連接件124是連續(xù)的。
圖2中的熔絲件45終止流至燃料計(jì)量閥的電流不是必須的。一些且?guī)缀跏侨咳細(xì)廨啓C(jī)還包括一不用于燃料計(jì)量的主關(guān)閉閥。熔絲45可控制主關(guān)閉閥。另外，可用兩個熔絲，一個用于主關(guān)閉閥，另一個用于計(jì)量閥，如果有的話。
在不偏離本發(fā)明宗旨和范圍的前提下，可以對本發(fā)明作出許多替換和修改。下面的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明是希望獲得專利保護(hù)。
部件清單軸3 連桿6 重物9 箭頭12箭頭15 活塞18 閥21塊30燃料33 伺服閥36計(jì)量閥39發(fā)動機(jī)30溫度傳感部件42 熱熔絲45線圈48連接件49和50控制器51熔絲件60圓筒狀殼體63隔壁66 腔室68裝置72 第二圓筒狀殼體75 第二裝置78通孔81 連接件84 第三裝置87 部件90空間100線105彎折點(diǎn)110 硬質(zhì)保護(hù)外殼115通孔118表面150 點(diǎn)A和B 90度角155表面160虛線121 電連接件12權(quán)利要求
1.一種裝置，包括a)一燃燒燃料的推進(jìn)系統(tǒng)(30)；b)一連接到推進(jìn)系統(tǒng)(30)上的部件(42)；c)一與部件(42)相鄰的傳感器(45)，它(i)監(jiān)測溫度并(ii)在溫度超過一限度時停止向推進(jìn)系統(tǒng)(30)供應(yīng)燃料。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于推進(jìn)系統(tǒng)(30)包括一燃?xì)廨啓C(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于傳感器(45)具有一部件(60)，它在溫度超過所述限度時熔化。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于i)所述裝置還包括一燃料閥(36)，它控制對推進(jìn)系統(tǒng)(30)的燃料輸送，和ii)當(dāng)溫度超過所述限度時，所述傳感器(45)使燃料閥(36)關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述閥(36)由流經(jīng)一線圈(48)的電流致動，且傳感器(45)的部件(60)與線圈(36)電串聯(lián)連接。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于還包括d)一包圍所述部件并具有迷宮式密封內(nèi)表面(150)的殼體(63)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述殼體(63)具有在殼體(63)內(nèi)限定腔室(68)的壁(66)，且壁(66)包括所述迷宮式密封表面的一部分。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于內(nèi)表面(150)基本上不會被部件(60)熔化時所浸潤。
9.一種運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)的方法，包括a)將燃料輸送至發(fā)動機(jī)并燃燒該燃料；b)利用一需要電流以保持敞開的閥(36)控制所述燃料的輸送；c)保持可熔件(45)與所述發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)；d)使所述電流通過可熔件(45)，其中可熔件的熔化使電流終止，進(jìn)而關(guān)閉閥(36)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括e)操作與所述可熔件相鄰的一電子超速控制器(51)。
11.一種裝置，包括a)一燃燒燃料(33)的發(fā)動機(jī)(30)；b)一電動燃料閥(36)，它(i)控制至所述發(fā)動機(jī)的燃料輸送，和(ii)未接收電流時終止燃料輸送；c)一將電流輸送至閥(36)的導(dǎo)體；d)一控制或監(jiān)測發(fā)動機(jī)(30)的運(yùn)行的電子裝置(51)；和e)一熱熔絲(45)，(i)與所述導(dǎo)體串聯(lián)并(ii)與所述電子裝置(51)相鄰，當(dāng)熱熔絲溫度超過一限度時，熱熔絲(45)終止對閥(36)輸送電流。
12.一種裝置，包括a) 一具有兩端的細(xì)長的可熔件(60)；b)一包圍所述可熔件的第一殼體(63)，包括一個或多個內(nèi)壁(66)，這些內(nèi)壁(66)限定可熔件(60)穿過的腔室(68)；c)一包圍所述第一殼體(63)的細(xì)長的第二殼體(75)，除了允許外界空氣進(jìn)入第一殼體(63)的通孔(81)之外，該殼體(75)是密封的；和d)將所述兩端連接至兩終端(124)的導(dǎo)體(105)，其中兩終端(124)向外通至第二殼體(75)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于腔室(68)的壁(66)基本上不會被部件(60)熔化時所浸潤。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于第一殼體(63)是電絕緣的。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于第一殼體(63)具有熱傳導(dǎo)性。
16.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于可熔件(60)具有300℃或低于300℃的熔點(diǎn)。
17.一種系統(tǒng)，包括a)一具有一電于部件(51)和一燃料閥(36)的燃?xì)廨啓C(jī)(30)；和b)一熱熔絲(45)，它(i)與電子部件(51)熱接觸且(ii)與燃料閥(36)電串聯(lián)連接，其中熔化熱熔絲(45)的高溫使燃料閥(36)終止對發(fā)動機(jī)(30)的燃料供應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(jī)自動保護(hù)系統(tǒng)，它在控制系統(tǒng)電子部件暴露于過熱溫度下時使用。在發(fā)動機(jī)(30)上安裝一熱傳感部件，比如一發(fā)動機(jī)電子控制器或電子超速控制器(42)。安裝一熱熔絲(45)與速度控制器(42)相鄰或與其熱接觸。熱熔絲(45)被置于與一閥(36)電串聯(lián)連接，而該閥(36)控制至發(fā)動機(jī)(30)的燃料輸送。如果熔絲(45)的溫度超過其熔點(diǎn)，預(yù)示著電子控制器(42)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)，則熔絲(45)熔化，進(jìn)而終止至發(fā)動機(jī)(30)的燃料供應(yīng)。
文檔編號F01D21/12GK1461878SQ0314066
公開日2003年12月17日 申請日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者K·F·庫克 申請人:通用電氣公司