[发明专利]用于控制燃料喷射器的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及对燃料喷射器的控制。

背景技术

在燃料喷射系统中，燃料喷射器通常在高压下将燃料喷射到燃烧发动机中，在这里，燃料与空气混合。在其他喷射系统中，燃料与空气混合，随后喷射该混合物。这种喷射系统的一个实例是延迟贫喷射（LLI）。在燃烧器与涡轮之间的一个过渡区添加LLI系统，通过这种方式，传统燃气涡轮发动机中的氮氧化物、一氧化碳和未燃烧烃类的排放量可以得以减轻。LLI系统可以包括若干个LLI喷射器，它们将LLI燃料与LLI空气的混合物喷射到过渡区中。

需要对喷射器有更强的控制。在LLI系统的情况下，例如，对LLI喷射器更强的控制可能会使燃烧发动机的不必要排放量得到更大程度的减轻。

发明内容

根据本发明的一个方面，燃料喷射器控制系统包括：多个执行器，每个执行器经配置以移动燃料喷射器的中心体的一个或多个部分；以及控制器，所述控制器经配置以单独控制所述多个执行器中的每个执行器，从而改变燃料喷射器的中心体的出口处的燃料及空气混合物的输出流率或输出方向。

优选的，其中所述多个执行器由智能记忆合金（SMA）组成。

优选的，其中所述多个执行器由以下项组成：微机电系统（MEMS）、微光机电系统（MOMS/MOEMS）或压电传感器和执行器（PZT）。

优选的，其中所述控制器对所述多个执行器中的至少一个执行器进行控制，以使所述中心体发生膨胀并使更多的燃料流进入到所述燃料喷射器中。

优选的，其中所述控制器对所述多个执行器中的至少一个执行器进行控制，以拉长所述中心体并使更多的燃料空气混合物进入到所述燃料喷射器中。

优选的，其中所述控制器基于所需的流率、冷却速率、速度分布或出口压力来控制所述多个执行器中的每个执行器。

根据本发明的另一方面，一种可调整的燃料喷射器包括：具有管状外形且在上部和下部均具有开口的中心体，所述下部沿着所述中心体的长度方向位于所述上部的相对端，所述中心体经配置用于将燃料和空气混合，所述燃料和所述空气从所述上部输出，并用于汇集（funnel）燃料空气混合物以使其通过下部的出口；具有管状外形的外体，所述外体包围所述中心体以及在所述外体和所述中心体之间从上部输入的空气；以及由控制器控制的多个执行器，所述多个执行器中的每个执行器经配置以移动所述中心体的一个不同部分。

优选的，其中所述燃料大体正切于所述中心体长度方向而从所述上部通过多个开口喷射进入所述中心体，所述多个开口位于管状外形的所述中心体的所述上部。

优选的，其中所述多个执行器中的至少一个执行器经控制以改变所述中心体的所述出口的外形，并由此改变通过所述出口的所述燃料与所述空气的所述混合物的方向。

优选的，其中所述多个执行器中的至少一个执行器经控制以改变通过所述出口的所述燃料与所述空气的所述混合物的流率，其所用方法是改变所述中心体从所述上部到所述下部的斜率。

优选的，其中所述多个执行器由智能记忆合金组成。

优选的，其中所述多个执行器由以下项组成：微机电系统、微光机电系统或压电传感器和执行器。

优选的，其中所述多个执行器中的至少一个执行器经控制以使所述中心体向外朝向所述外体发生膨胀。

优选的，其中所述多个执行器中的至少一个执行器经控制以拉长所述中心体并在所述底部使所述中心体的所述出口变细。

根据本发明的又一方面，一种控制喷射器输出的方法包括：布置多个执行器，以移动所述喷射器的中心体的不同部分；以及控制所述多个执行器的移动，以改变所述喷射器的所述中心体的出口的大小和外形。

优选的，其中所述控制步骤包括对所述多个执行器中的一个或多个执行器进行控制以使所述喷射器的所述中心体发生膨胀并使从所述喷射器的所述中心体的所述出口输出的材料的流率变大。

优选的，其中所述控制步骤包括对所述多个执行器中的一个或多个执行器进行控制以拉长所述喷射器的所述中心体并使从所述喷射器的所述中心体的所述出口变细。

优选的，其中所述控制步骤基于所需的流率、冷却速率、速度分布或出口压力进行。

附图说明

现在考虑附图，其中若干附图中相同的附图标记表示相同的部件，附图为：

图1所示为喷射器的混合部分；

图2所示为喷射器的混合部分的横截面；以及

图3为根据本发明的一项实施例的控制系统的方框图。

具体实施方式