[发明专利]用于向涡轮机供应燃料的回路

说明书

本发明涉及一种用于向涡轮机供应燃料的系统，系统包括：泵(1)；液压机械组(2’)；被布置成驱动泵(1)的驱动设备(6’)；以及分支，该分支包括用于控制可变几何结构(10)的致动器；系统被设计成基于流率设定点值(30)调节燃料流率，所述系统还包括：流率传感器(201)；流率环路(410)，该流率环路被布置成根据流率设定点值(30)与由所述流率传感器(201)提供的测量值(31)确定泵(1)的出口处的压力设定点值(33)；压力传感器(206)；以及压力环路(420)，该压力环路被布置成基于由压力传感器(206)提供的压力测量值(34)与所述压力设定点值(33)之间的差值(35)来控制驱动设备(6’)的速度。

技术领域

本发明涉及涡轮机械的领域。本发明特别涉及燃料供应回路和该回路中的燃料流率的调节。

背景技术

安装在飞行器上的涡轮机械配备有燃料供应回路，从而将燃料输送到燃烧室，必须根据飞行条件按照需要对该输送进行调节。参考图1，燃料回路通常包括主高压容积式泵1，该主高压容积式泵在将燃料喷射到燃烧室3之前将该燃料输送到液压机械组2。组件被布置成确保在至燃烧室的出口处的燃料流率适应于需要。控制箱4通常控制液压机械组2，使得该液压机械组使由泵1泵送的流率适应燃烧室3的需要。

通常，泵1由涡轮机附件箱5的输出轴驱动，该涡轮机附件箱5自身由涡轮机的主体的轴(图1中未示出)驱动。驱动设备6通常安装在附件中继箱5的轴与泵1之间，以调整这两个设备之间的转速。该设备确定泵1的速度与涡轮机驱动轴的转速ω之间的比率K。该设备通常还驱动用于从燃料箱8供应回路的装置7。

泵1在燃料流率与其驱动速度之间的线性特性Cyl特别取决于该泵的排量。泵1的尺寸必须以这样的方式设定，即，使得该排量允许在低速和高速下提供对于涡轮机的所有运行速度(即，附件中继箱5的输出轴的速度)所需的流率。

如在图2中可以看到的，将流率变化率F表示为涡轮机的驱动轴的转速ω的函数，燃料需求F1作为涡轮机速度的函数非线性地变化。涡轮机的驱动轴的转速ω在用于涡轮机点火的最小值ωmin与用于起飞的最大值ωmax之间变化。对应于巡航飞行的速度处于这两个极值之间。

根据应用，关键点处于低速点火或高速起飞处。在图2中，该关键点处于点火水平处，泵的排量必须以这样的方式进行选择，即，使得该泵的线性特性等于Cyl1值，以确保在所有飞行条件下都有足够的流率。在某些飞行条件下，该Cyl1值可能显著高于所需的最小Cylmin值，或者甚至高于起飞期间所需的Cyl2值。

因此，根据该尺寸，由泵提供的流率遵循图2的流率/转速图上的线L1。因此在驱动速度较大的阶段期间，尤其是在巡航飞行中，泵提供高于燃料流率需求的流率，并因此提供过剩的燃料F2。

因此，液压机械组2必须通过再循环环路9使与需求相比过剩的燃料F2返回到泵。

当使用燃料回路(如图1中所示)来致动涡轮机的可变几何结构10时，该燃料流率调节问题进一步加剧。对可变几何结构10的致动产生了回路中的燃料需求的变化，在泵1的尺寸设定、液压机械组2的操作和再循环环路9的特性中必须考虑该变化。

燃料供应系统的这种结构具有若干缺点。与需求相比，由泵1喷射的流率过剩导致附件中继箱5上的功率消耗过剩，这对涡轮机的效率造成不利影响。机械功率过剩转换成在再循环环路9中消散的热功率，该热功率必须被排空。这对燃料回路的尺寸和质量具有负面影响，特别是对于设置成使该回路中的热量消散的未示出的热交换器。

因此，重要的是，使泵1的流率适应涡轮机的不同运行点，以便获得从附件中继箱5汲取的功率，这是现有技术的驱动设备6所不允许的。

另外，根据现有技术的液压机械组2(附图中未详述)通常由以下部分组成：

-由伺服阀控制的计量单元，该伺服阀的位置由位置传感器控制；