本發(fā)明涉及一種渦輪發(fā)動機(jī)燃料噴射架構(gòu)，以及涉及一種包括這種架構(gòu)的燃燒組件。

背景技術(shù)：

參照圖1，傳統(tǒng)地，燃料噴射架構(gòu)包括至少兩個燃料噴射歧管10_A、10_B，每個歧管均可將燃料流配給到一個或數(shù)個燃料噴射器(未示出)。

與給定的噴射歧管相關(guān)聯(lián)的噴射器根據(jù)該噴射器的特性尤其如其可透性(permeability)或其噴射技術(shù)進(jìn)行分組。

每個噴射歧管均被供給燃料流Q_A、Q_B，該燃料流是由主燃料表(main fuelmeter)12放出(issue)的總?cè)剂狭鱍的一部分，該主燃料表計量來自燃料源的該流，該燃料源源于其中建立了架構(gòu)的航空器的燃料罐R，傳統(tǒng)地，該架構(gòu)被安裝在發(fā)動機(jī)上，并且該流通過一個或數(shù)個泵(未示出)從罐中抽取。實際上，在每個歧管中最大可接受的流率Q_AMax、Q_BMax通常小于從主表12放出的最大總?cè)剂狭髀蔘_Max。

關(guān)于總的流在每個噴射歧管處配給的部分，是由分配表11來設(shè)定的，該分配表被置于主燃料表12與歧管10_A、10_B之間。

因此，分配表在兩個或更多個歧管之間根據(jù)確定的分配規(guī)則配給總?cè)剂狭鳌?/p>

在圖1的示例中，架構(gòu)僅包括兩個燃料噴射歧管，并且分配表在兩個歧管之中以兩個進(jìn)行了計量的流率Q_A和Q_B對總的流進(jìn)行配給，使得Q_A+Q_B＝Q。

在圖2a中，示出了在歧管10_A與10_B之間的示例性的燃料分配規(guī)則，該分配規(guī)則取決于被輸送到主表12的總流率設(shè)定值。

在該非限制性的示例中，優(yōu)選地，閾值Q_s小于或等于歧管10_A中最大可接受的流率Q_AMax，對小于該閾值的總流率而言，全部的流率被配給到歧管A，用以優(yōu)先選擇該歧管(例如用以促進(jìn)與歧管A相關(guān)聯(lián)的噴射器類型的使用)。因此，具有下述關(guān)系式，為：0<Q<Q_s，Q_A＝Q，Q_B＝0。

當(dāng)總流率等于流率閾值時，分配表在歧管A與歧管B之間對該流進(jìn)行配給(圖中的點(diǎn)O₁₁)。則具有下述關(guān)系式，為：Q_S<Q<Q_Max，Q_A<Q_AMax和0<Q_B<Q_BMax，以及對Q＝Q_Max而言Q_B＝Q_BMax。

在每個噴射歧管中，噴射歧管A和噴射歧管B的末端上的壓力差極大程度地隨著流率而增加，因為通常壓力差與下述關(guān)系式有關(guān)：

上游壓力-下游壓力＝Ka'×歧管A的Qa²，

上游壓力-下游壓力＝Kb'×歧管B的Qb²，

其中對于具有給定的比重的流體，Ka'和Kb'為取決于歧管和噴射器的可透性的常數(shù)。

對計量系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計以能夠以最高可行的噴射壓力來操控，該噴射壓力通常對應(yīng)于每個歧管的最大流率。

當(dāng)前，在對分配表11進(jìn)行的操控中可能出現(xiàn)異常，使得不再遵守所制定的流率分配規(guī)則。例如，在分配表將100％的總的流Q朝向歧管A放出的位置，可能發(fā)現(xiàn)分配表被堵塞，在這種情況下，歧管A中的流率Q_A可能大于最大流率Q_AMax。

在這種情況下，在歧管A中發(fā)生壓力升高，該壓力升高被傳遞到分配表11上，并且之后傳遞到主表。主表通常與用于保護(hù)免于過壓的諸如過壓閥13之類的設(shè)備相關(guān)聯(lián)。在主表12中發(fā)生過壓的情況下，閥13打開，之后將計量系統(tǒng)上游的流率送回。離開主表12的流則減少，這減小了由歧管產(chǎn)生的壓力。主流率規(guī)則則不再被遵守。

在圖2b中，示出了在噴射歧管之間對流進(jìn)行的有效分配，該有效分配取決于被輸送到主表12的總流率設(shè)定值。

當(dāng)受控的總的流超過流的閾值Q_S時(對于這種情況，分配表11通常應(yīng)當(dāng)將流的一部分朝向噴射歧管B分配)，全部的流被導(dǎo)向歧管A，這導(dǎo)致在該歧管中發(fā)生過壓，該過壓上升到達(dá)(rises up to)主表12并且導(dǎo)致過壓閥13發(fā)生打開O₁₃，用以減小該歧管中的流率。

因此，確定的是，分配表11發(fā)生故障意味著被放出到噴射器的總的流小于被輸送到主表的總流率設(shè)定值。這種減少的流引起了渦輪發(fā)動機(jī)的動力損失。

因此，存在對下述系統(tǒng)的需求：該系統(tǒng)給出了即使在分配表發(fā)生故障的情況下，仍然保持渦輪發(fā)動機(jī)的動力的可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提出一種渦輪發(fā)動機(jī)燃料噴射架構(gòu)，該架構(gòu)給出了即使在分配表發(fā)生故障的情況下，仍然保持渦輪發(fā)動機(jī)的動力的可能性。

在這方面，本發(fā)明的目的是一種渦輪發(fā)動機(jī)燃料噴射架構(gòu)，該架構(gòu)包括：

-兩個燃料噴射歧管，每個歧管均適用于將燃料流配給到至少一個關(guān)聯(lián)的噴射器，

-主燃料表，該主燃料表適用于計量待放出到至少兩個噴射歧管的總?cè)剂狭鳎?/p>

-分配表，該分配表被置于主表與噴射歧管之間，并且該分配表適用于在兩個歧管之間對總?cè)剂狭鞯闹辽僖徊糠诌M(jìn)行配給，

該架構(gòu)的特征在于，其進(jìn)一步包括旁通閥，該旁通閥適用于在第一歧管中發(fā)生燃料過壓的情況下將流從第一歧管排放到第二歧管。

有利地但可選地，根據(jù)本發(fā)明的架構(gòu)可進(jìn)一步包括以下特征中的至少一個：

-架構(gòu)進(jìn)一步包括第二旁通閥，該第二旁通閥適用于在第二歧管中發(fā)生燃料過壓的情況下將流從第二歧管排放到第一歧管。

-分配表適用于在兩個歧管之間根據(jù)分配規(guī)則對總?cè)剂狭鞯牟糠诌M(jìn)行分配，在該分配規(guī)則中，對小于預(yù)定閾值流率的流率而言，全部的所述流被放出到第一噴射歧管。

-當(dāng)?shù)谝黄绻苤械膲毫Υ笥诨虻扔诹髟诰哂虚撝盗髀实钠绻苤衅陂g所達(dá)到的壓力時，第一旁通閥將燃料流從第一歧管排放到第二歧管。

-旁通閥為液壓機(jī)械式過壓閥。

-旁通閥為機(jī)電型的。

-架構(gòu)進(jìn)一步包括處理單元，該處理單元適用于根據(jù)至少一個參數(shù)來控制閥，所述至少一個參數(shù)來自于下述的組之中：該組包括兩個歧管之間的壓力差、渦輪發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、大氣壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的一個或數(shù)個壓氣機(jī)級的輸出端處的空氣壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的低壓泵的輸出端處的燃料壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的高壓泵的輸入端處的燃料壓力、主燃料表的實際位置和分配表的實際位置。

-架構(gòu)進(jìn)一步包括在第一歧管與第二歧管中的每一個中的壓力傳感器或壓差傳感器，該壓力傳感器或壓差傳感器適用于測量第一歧管與第二歧管之間的壓力差，并且處理單元適用于根據(jù)所述壓力差來控制閥。

-架構(gòu)進(jìn)一步包括與主燃料表相關(guān)聯(lián)的過壓閥，該過壓閥適用于在主燃料表與分配表之間發(fā)生過壓的情況下將流朝向主燃料表相對于燃料流的上游側(cè)進(jìn)行排放。

本發(fā)明的目的還為一種渦輪發(fā)動機(jī)的燃料燃燒組件，該燃料燃燒組件包括：

-燃料罐，

-根據(jù)前述介紹的燃料架構(gòu)，在該架構(gòu)中，主燃料表對罐中的總的流進(jìn)行采集，

-燃料燃燒室，以及

-多個燃料噴射器，所述多個燃料噴射器分別由噴射歧管中的一個進(jìn)行供給并且適用于將燃料噴射到燃燒室中。

本發(fā)明最后涉及一種渦輪發(fā)動機(jī)，該渦輪發(fā)動機(jī)包括根據(jù)前述介紹的燃燒組件。

將流從一個歧管排放到另一個歧管的旁通閥的存在給出了下述的可能性：保證在第一歧管中發(fā)生與分配表出故障有關(guān)的過壓的情況下，流仍可以在兩個歧管之間進(jìn)行分配，這給出了實現(xiàn)被噴射到燃燒室中的總的流等于由主表計量的總的流的可能性。

因此，即使在兩個歧管之間的分配出現(xiàn)故障，仍維持了渦輪發(fā)動機(jī)的動力。

附圖說明

通過閱讀下文中參照附圖以非限定性示例給出的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，在附圖中：

已描述過的圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的燃料噴射架構(gòu)；

已描述過的圖2a示出了兩個噴射歧管之間的燃料分配規(guī)則的示例；

也是已描述過的圖2b示出了在分配表發(fā)生故障的情況下歧管之間的分配示例；

圖3a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料噴射架構(gòu)；

圖3b和圖3c示意性地示出了根據(jù)具有不同類型的閥的替代性實施例的燃料噴射架構(gòu)；

圖3d示意性地示出了根據(jù)另一個實施例的燃料噴射架構(gòu)；

圖4示出了對于根據(jù)本發(fā)明的實施例的架構(gòu)，在分配表發(fā)生故障的情況下兩個噴射歧管之間的燃料分配示例；

圖5a和圖5b示意性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的燃料噴射架構(gòu)的渦輪發(fā)動機(jī)和燃燒組件。

具體實施方式

參照圖5a，示出了渦輪發(fā)動機(jī)1的示例，該示例包括在圖5b中詳細(xì)示出的燃燒組件2。

燃燒組件2包括燃料燃燒室20以及多個噴射器21_A、21_B(圖5b)，所述多個噴射器開通到該燃料燃燒室中，用于噴射驅(qū)動渦輪發(fā)動機(jī)所需的燃料流。

燃燒組件進(jìn)一步包括燃料罐R和燃料噴射架構(gòu)3，該燃料噴射架構(gòu)用于對渦輪發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行所需的流進(jìn)行分配來對噴射器供給燃料。

在后文中參照圖3a至圖3c對燃料噴射架構(gòu)3進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。

該燃料噴射架構(gòu)包括主表32，該主表適用于接收來自罐R的燃料(燃料通過一個或數(shù)個未示出的泵從罐采集并且輸送到表)以及接收待配給到噴射器的總的流Q。

架構(gòu)3進(jìn)一步包括至少兩個燃料噴射歧管30_A、30_B，在圖3a和圖3b中具體地示出了所述至少兩個燃料噴射歧管中的兩個，并且在圖3c中還作為示例示出了第三個燃料噴射歧管30_C。

每個燃料噴射歧管30_A、30_B、30_C均放出燃料流Q_A、Q_B、Q_C到一個或數(shù)個噴射器(在圖3a至圖3b中未示出)，噴射器根據(jù)其特性(例如其可透性或其噴射技術(shù))與確定的歧管相關(guān)聯(lián)，以使得與同一歧管相關(guān)聯(lián)的全部噴射器確保進(jìn)行順應(yīng)于燃燒室的需求的噴射。

因此，作為非限制性的示例，渦輪發(fā)動機(jī)可包括：啟動噴射器的組件，該組件與火花塞相關(guān)聯(lián)并且給出了在室中開始燃燒的可能性；以及主噴射器的組件，該組件具有更大的可透性并且用于一旦開始燃燒則維持室中的該燃燒。

根據(jù)該示例，第一燃料噴射歧管30_A可將燃料流配給到全部的啟動噴射器，第二噴射歧管30_B可將燃料流配給到全部的主噴射器。

然而，該示例決不是限制性的，并且可設(shè)置噴射器組件與噴射歧管的其它關(guān)聯(lián)。

噴射架構(gòu)進(jìn)一步包括分配表31，該分配表位于主表32與噴射歧管30_A、30_B之間，即，在主表相對于燃料流的下游并且在噴射歧管相對于所述流的上游。由主表計量的總的流Q被分配表分配為兩個流Q_A和Q_B，這兩個流分別被放出到歧管30_A和30_B。

在分配表發(fā)生故障的情況下，以及為了避免渦輪發(fā)動機(jī)的動力損失，架構(gòu)3進(jìn)一步包括至少一個將兩個歧管30_A和30_B連接在一起的旁通閥35。

根據(jù)圖3a示出的第一實施例，架構(gòu)包括單個旁通閥35，該旁通閥適用于在第一歧管中發(fā)生過壓的情況下將流從第一歧管排放到第二歧管，因此給出了限制第一歧管中的壓力以限制過壓的可能性。

有利地，根據(jù)分配表31通常采用的分配規(guī)則來選擇閥的運(yùn)行方向，這是因為該規(guī)則確定了優(yōu)先選擇哪個歧管用于噴射燃料，以及因此在分配表發(fā)生故障的情況下哪個歧管具有最大的發(fā)現(xiàn)過壓的可能性。

因此，可以再次采用之前參照圖2a給出的示例。在該非限制性的示例中，分配表31優(yōu)先選擇歧管30_A，在這個意義上，全部的流Q被朝向該歧管進(jìn)行輸送，直至流達(dá)到確定的閾值Q_s?？梢灶A(yù)想其它的分配規(guī)則，其中，例如在流在歧管中的一個中達(dá)到給定的閾值之前，分配表在兩個歧管之間對流進(jìn)行劃分。

如果分配表發(fā)生了例如防止該分配表更改其位置的故障，則可快速地發(fā)現(xiàn)歧管30_A發(fā)生過壓，這是因為對應(yīng)的噴射器21_A的總體可透性使得在不超過最大可接受壓力的情況下不能夠噴射該噴射器所接收的全部的流。

在這種情況下，有利地，旁通閥35被布置以在歧管30_A發(fā)生過壓的情況下將其朝向歧管30_B進(jìn)行排放。

當(dāng)歧管30_A中的流在該歧管中引起壓力，使得歧管30_A與歧管30_B之間的壓力差超過確定的閾值時，閥35打開。對應(yīng)的流率被標(biāo)注為Q_threshold。優(yōu)選地，對該閾值進(jìn)行選擇以小于最大總流率Q_Max，并且大于或等于歧管中的最大流率Q_AMax。

在圖4中示出了使用旁通閥35對流在歧管30_A與30_B之間進(jìn)行分配。因此，確定的是，即使分配表31發(fā)生故障，總的流仍在兩個歧管之間進(jìn)行分配，并且仍然可達(dá)到待噴射到燃燒室中的最大總流率Q_Max，由此給出了維持渦輪發(fā)動機(jī)的動力的可能性。

在圖4中更具體地，當(dāng)總控制流率達(dá)到對應(yīng)于閥35打開O₃₅的閾值流率Q_threshold時，該閥打開用以將流的一部分朝向歧管B進(jìn)行分配。

作為額外的安全措施，噴射架構(gòu)還可包括過壓閥33，該過壓閥與主表32相關(guān)聯(lián)，并且給出了尤其在主表32與分配表31之間發(fā)生燃料過壓的情況下將過量的流朝向所述表的上游側(cè)送回的可能性。在這種情況下，有利地，選擇用于打開閥35的閾值以使得該閥在閥33之前打開：如在圖4中可見的，在歧管A中達(dá)到一定流率水平之前發(fā)生閥35的打開，該流率水平對應(yīng)于可引起過壓閥33打開O₃₃的壓力。

參照圖3b，示出了替代性的實施例，該實施例包括兩個被布置和交錯在兩個噴射歧管30_A、30_B之間的旁通閥35、35'，即，一個閥適用于在歧管30_A中發(fā)生過壓的情況下將燃料流從歧管30_A排放到歧管30_B，另一個閥35'適用于在歧管30_B中發(fā)生過壓的情況下將流從歧管30_B排放到歧管30_A。在該段落中，通過“在歧管中發(fā)生過壓”來意指相關(guān)的歧管與其它歧管之間的壓力差超過了確定的閾值。

該構(gòu)型給出了下述可能性：即使在較小可能的情況下(例如表優(yōu)先供給歧管30_A，而該表在其僅供給歧管30_B的位置處保持阻塞)，仍克服分配表31的所有類型的故障。

在這種情況下，第二旁通閥35'使得能夠?qū)⒘鞒蚱绻?0_A進(jìn)行排放，并且因此維持了燃燒室中足夠的總流率，用以保持渦輪發(fā)動機(jī)的動力水平。

如圖3b所示，有利地，旁通閥35'為液壓機(jī)械閥，即，其運(yùn)行完全是機(jī)械性的以及因此僅由施加在可動元件上的壓力差引起該運(yùn)行的閥，當(dāng)壓力差達(dá)到確定的閾值時該閥打開。該類型的閥具有高可靠性。

根據(jù)圖3c中示出的替代性實施例，在具有兩個旁通閥35、35'的情況下(但是當(dāng)僅具有這兩個旁通閥中的一個時也適用)，所使用的全部的閥或一部分閥可以為機(jī)電型的?？尚械膰娚浼軜?gòu)則包括：壓力傳感器36，該壓力傳感器被置于每個歧管30_A、30_B中，適用于測量每個歧管中的燃料壓力；以及處理單元36，該處理單元連接到傳感器和閥，被配置用于根據(jù)傳感器提供的壓力值來控制每個閥打開。

替代地，架構(gòu)可包括壓差傳感器而不是壓力傳感器，該壓差傳感器適用于直接測量歧管之間的壓力差，處理單元根據(jù)該壓力差來控制閥打開。

替代地，處理單元37可根據(jù)其它可選地與壓力差兼有的(accumulated)參數(shù)來控制閥打開，有利地，這些參數(shù)從以下的組之中選擇：渦輪發(fā)動機(jī)的一個或數(shù)個旋轉(zhuǎn)速度、渦輪發(fā)動機(jī)外部的大氣壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的一個或數(shù)個壓氣機(jī)級的輸出端處的空氣壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的低壓泵的輸出端處的燃料壓力、渦輪發(fā)動機(jī)的高壓泵的輸入端處的燃料壓力、主燃料表的實際位置和分配表的實際位置。根據(jù)另一個替代方式，處理單元可使用其它的與對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制相關(guān)的信號并且可被整合到用于控制發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)。

作為非限制性的示例，圖3a的閥和圖3b的閥為液壓機(jī)械閥，而圖3c的閥為機(jī)電閥。

在噴射架構(gòu)包括多于兩個的燃料噴射歧管的情況下，該架構(gòu)則可包括一個其它的或數(shù)個其它的分配表31'，該分配表用于在每個級處將上游的流分配為兩個子流，這兩個子流被分配到兩個噴射歧管，或者分配到兩個分配表，另外或者分配到分配表和噴射歧管。

圖3d示出了具有多于兩個歧管的構(gòu)型的示例，在該附圖中分配表31在噴射歧管30_A與第二分配表31'之間對總的流Q進(jìn)行配給，該第二分配表自身在噴射歧管30_B與30_C之間對所接收的流量部分(flow fraction)進(jìn)行配給。

在這種情況下，取決于如本文中之前所說明的每個表的分配規(guī)則，架構(gòu)3可包括在一個或數(shù)個分配表的下游的一個或數(shù)個旁通閥35。在圖3d中，示出了單個旁通閥35在第一分配表31的下游。

因此，所提出的架構(gòu)給出了抑制燃料噴射歧管中可能的過壓同時保持渦輪發(fā)動機(jī)的動力的可能性。