燃油分配器以及使用該燃油分配器的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃油分配器。
【背景技術(shù)】
[0002]為滿足日益嚴(yán)苛的航空發(fā)動(dòng)機(jī)污染排放標(biāo)準(zhǔn)，低耗油率、低污染、低排放是未來(lái)民航發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。例如，根據(jù)目前采用的CAEP6標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物排放要求比舊式發(fā)動(dòng)機(jī)平均排放水平低60%。因此先進(jìn)的低污染燃燒技術(shù)是現(xiàn)代民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱點(diǎn)研制方向。
[0003]低污染燃燒技術(shù)的目標(biāo)是降低NOx (氮氧化物)、CO (—氧化碳)、UHC (未燃碳?xì)浠衔?和煙塵。根據(jù)NOjJP CO產(chǎn)生的機(jī)理和試驗(yàn)結(jié)果可知:燃燒室的燃燒區(qū)當(dāng)量比在0.6?0.8范圍內(nèi)時(shí)，所產(chǎn)生的NOx與CO很少，UHC和CO的排放規(guī)律也與此類似。燃燒區(qū)當(dāng)量比是指實(shí)際的油氣比除以化學(xué)恰當(dāng)油氣比，而燃燒區(qū)的油氣比又是指燃油流量除以參與燃燒的空氣量。因此，低污染燃燒技術(shù)的核心問(wèn)題在于降低燃燒區(qū)的溫度、同時(shí)使燃燒區(qū)溫度場(chǎng)均勻，即整體和局部的當(dāng)量比控制。具體而言，要兼顧NOx與CO、UHC的排放量都處于較低范圍，應(yīng)考慮兩個(gè)因素:一是燃燒區(qū)的平均當(dāng)量比，二是燃燒區(qū)當(dāng)量比的均勻性。燃燒區(qū)當(dāng)量比的均勻性又主要取決于燃油霧化和油氣摻混的均勻性，即取決于這兩方面:燃油顆粒直徑分布的均勻性、和燃油油霧濃度分布的均勻性。
[0004]目前燃燒室設(shè)計(jì)方法及燃油分配方法在上述問(wèn)題上有著較大不足。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)高工作狀態(tài)時(shí)，燃燒區(qū)溫度的當(dāng)量比為I左右，遠(yuǎn)超過(guò)上述低污染燃燒所需當(dāng)量比范圍要求，而在低工作狀態(tài)時(shí)，燃燒區(qū)當(dāng)量比又很低，遠(yuǎn)低于上述低污染燃燒所需當(dāng)量比區(qū)間。這是因?yàn)槌Ｒ?guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)大多采用單級(jí)供油，或者即使采用了預(yù)燃級(jí)和主燃級(jí)的分級(jí)供油，但是無(wú)法對(duì)預(yù)燃級(jí)和主燃級(jí)兩級(jí)噴嘴的供油量進(jìn)行主動(dòng)連續(xù)的調(diào)節(jié)。這樣造成的問(wèn)題是不能精確的按照燃燒室的兩級(jí)噴嘴的實(shí)際需求量進(jìn)行供油，造成燃燒區(qū)域內(nèi)當(dāng)量比不均勻，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率等指標(biāo)，制約了民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的低耗油率和低污染排放性能。
[0005]因此，本領(lǐng)域亟需一種能夠?qū)︻A(yù)燃級(jí)和主燃級(jí)進(jìn)行主動(dòng)連續(xù)的供油調(diào)節(jié)的高效燃油分配技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡(jiǎn)要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡(jiǎn)化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種燃油分配器，包括:分配活門(mén)，該分配活門(mén)接收計(jì)量燃油以分配提供至燃燒室的主燃級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)噴嘴的燃油；以及電液伺服閥，該電液伺服閥根據(jù)第一控制信號(hào)來(lái)控制該分配活門(mén)以分配提供至該主燃級(jí)噴嘴和該預(yù)燃級(jí)噴嘴的燃油，該第一控制信號(hào)是至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該分配活門(mén)的第一反饋信號(hào)生成的。
[0008]在一實(shí)例中，該分配活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該分配活門(mén)中是可移動(dòng)的以調(diào)節(jié)分配至該主燃級(jí)噴嘴和該預(yù)燃級(jí)噴嘴的燃油量，其中，該電液伺服閥根據(jù)該第一控制信號(hào)向該分配活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及直線位移傳感器，該直線位移傳感器用于感知該閥芯的位置以生成該第一反饋信號(hào)。
[0009]在一實(shí)例中，該直線位移傳感器包括線性可變差動(dòng)變壓器。
[0010]在一實(shí)例中，該主燃級(jí)噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級(jí)的主燃級(jí)一級(jí)噴嘴和主燃級(jí)二級(jí)噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第一分級(jí)活門(mén)，該第一分級(jí)活門(mén)耦接至該分配活門(mén)以選擇性地向該主燃級(jí)一級(jí)噴嘴和主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油；以及第一電磁閥，該第一電磁閥根據(jù)第二控制信號(hào)控制該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)以選擇是否向該主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，該第二控制信號(hào)是至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該第一分級(jí)活門(mén)的第二反饋信號(hào)來(lái)生成的。
[0011]在一實(shí)例中，該第一分級(jí)活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該第一分級(jí)活門(mén)中是可移動(dòng)的以控制該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)，該第一分級(jí)活門(mén)在關(guān)閉時(shí)不向該主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該第一電磁閥根據(jù)該第二控制信號(hào)向該第一分級(jí)活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及接近開(kāi)關(guān)，該接近開(kāi)關(guān)用于根據(jù)該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)生成該第二反饋信號(hào)。
[0012]在一實(shí)例中，該預(yù)燃級(jí)噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級(jí)的預(yù)燃級(jí)一級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第二分級(jí)活門(mén)，該第二分級(jí)活門(mén)耦接至該分配活門(mén)以選擇性地向該預(yù)燃級(jí)一級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油；以及第二電磁閥，該第二電磁閥根據(jù)第三控制信號(hào)控制該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)以選擇是否向該預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，該第三控制信號(hào)是至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該第二分級(jí)活門(mén)的第三反饋信號(hào)來(lái)生成的。
[0013]在一實(shí)例中，該第二分級(jí)活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該第二分級(jí)活門(mén)中是可移動(dòng)的以控制該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)，該第二分級(jí)活門(mén)在關(guān)閉時(shí)不向該預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該第二電磁閥根據(jù)該第三控制信號(hào)向該第二分級(jí)活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及接近開(kāi)關(guān)，該接近開(kāi)關(guān)用于根據(jù)該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)生成該第三反饋信號(hào)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:燃燒室，該燃燒室包括主燃級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)噴嘴；燃油泵，該燃油泵用于提供燃油；液壓機(jī)械組件，該液壓機(jī)械組件耦接至該燃油泵以用于提供計(jì)量燃油；電子控制器，該電子控制器用于生成控制信號(hào)和接受反饋信號(hào)；以及燃油分配器，該燃油分配器包括分配活門(mén)和電液伺服閥，該分配活門(mén)耦接至該液壓機(jī)械組件以接收該計(jì)量燃油，該電液伺服閥根據(jù)來(lái)自該電子控制器的第一控制信號(hào)控制該分配活門(mén)以分配提供至該主燃級(jí)噴嘴和該預(yù)燃級(jí)噴嘴的燃油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該分配活門(mén)的第一反饋信號(hào)生成該第一控制信號(hào)。
[0015]在一實(shí)例中，該分配活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該分配活門(mén)中是可移動(dòng)的以調(diào)節(jié)分配至該主燃級(jí)噴嘴和該預(yù)燃級(jí)噴嘴的燃油量，其中，該電液伺服閥根據(jù)該第一控制信號(hào)向該分配活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及直線位移傳感器，該直線位移傳感器用于感知該閥芯的位置以生成該第一反饋信號(hào)。
[0016]在一實(shí)例中，該主燃級(jí)噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級(jí)的主燃級(jí)一級(jí)噴嘴和主燃級(jí)二級(jí)噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第一分級(jí)活門(mén)，該第一分級(jí)活門(mén)耦接至該分配活門(mén)以選擇性地向該主燃級(jí)一級(jí)噴嘴和主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油；以及第一電磁閥，該第一電磁閥根據(jù)來(lái)自電子控制器的第二控制信號(hào)控制該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)以選擇是否向該主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該第一分級(jí)活門(mén)的第二反饋信號(hào)來(lái)生成該第二控制信號(hào)。
[0017]在一實(shí)例中，該第一分級(jí)活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該第一分級(jí)活門(mén)中是可移動(dòng)的以控制該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)，該第一分級(jí)活門(mén)在關(guān)閉時(shí)不向該主燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該第一電磁閥根據(jù)該第二控制信號(hào)向該第一分級(jí)活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及接近開(kāi)關(guān)，該接近開(kāi)關(guān)用于根據(jù)該第一分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)生成該第二反饋信號(hào)。
[0018]在一實(shí)例中，該預(yù)燃級(jí)噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級(jí)的預(yù)燃級(jí)一級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第二分級(jí)活門(mén)，該第二分級(jí)活門(mén)耦接至該分配活門(mén)以選擇性地向該預(yù)燃級(jí)一級(jí)噴嘴和預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油；以及第二電磁閥，該第二電磁閥根據(jù)來(lái)自電子控制器的第三控制信號(hào)控制該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)以選擇是否向該預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和來(lái)自該第二分級(jí)活門(mén)的第三反饋信號(hào)來(lái)生成該第三控制信號(hào)。
[0019]在一實(shí)例中，該第二分級(jí)活門(mén)包括:閥芯，該閥芯在該第二分級(jí)活門(mén)中是可移動(dòng)的以控制該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)，該第二分級(jí)活門(mén)在關(guān)閉時(shí)不向該預(yù)燃級(jí)二級(jí)噴嘴供油，其中該第二電磁閥根據(jù)該第三控制信號(hào)向該第二分級(jí)活門(mén)提供調(diào)制油以調(diào)節(jié)該閥芯的位置；以及接近開(kāi)關(guān)，該接近開(kāi)關(guān)用于根據(jù)該第二分級(jí)活門(mén)的開(kāi)關(guān)生成該第三反饋信號(hào)。
[0020]通過(guò)本發(fā)明的諸方案，對(duì)燃燒室的各級(jí)噴嘴進(jìn)行環(huán)向分級(jí)，并且連續(xù)地調(diào)節(jié)燃燒室各級(jí)噴嘴的供油量來(lái)控制燃燒室內(nèi)各區(qū)域的當(dāng)量比，提高均