燃油分配器以及使用該燃油分配器的發(fā)動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機，尤其涉及發(fā)動機中的燃油分配器。
【背景技術】
[0002]為滿足日益嚴苛的航空發(fā)動機污染排放標準，低耗油率、低污染、低排放是未來民航發(fā)動機燃燒技術的主要發(fā)展趨勢。例如，根據(jù)目前采用的CAEP6標準，氮氧化物排放要求比舊式發(fā)動機平均排放水平低60%。因此先進的低污染燃燒技術是現(xiàn)代民用航空發(fā)動機的熱點研制方向。
[0003]低污染燃燒技術的目標是降低NOx (氮氧化物)、CO (—氧化碳)、UHC (未燃碳氫化合物)和煙塵。根據(jù)NOjJP CO產生的機理和試驗結果可知:燃燒室的燃燒區(qū)當量比在0.6?0.8范圍內時，所產生的NOx與CO很少，UHC和CO的排放規(guī)律也與此類似。燃燒區(qū)當量比是指實際的油氣比除以化學恰當油氣比，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，低污染燃燒技術的核心問題在于降低燃燒區(qū)的溫度、同時使燃燒區(qū)溫度場均勻，即整體和局部的當量比控制。具體而言，要兼顧NOx與CO、UHC的排放量都處于較低范圍，應考慮兩個因素:一是燃燒區(qū)的平均當量比，二是燃燒區(qū)當量比的均勻性。燃燒區(qū)當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]目前燃燒室設計方法及燃油分配方法在上述問題上有著較大不足。例如，在發(fā)動機高工作狀態(tài)時，燃燒區(qū)溫度的當量比為I左右，遠超過上述低污染燃燒所需當量比范圍要求，而在低工作狀態(tài)時，燃燒區(qū)當量比又很低，遠低于上述低污染燃燒所需當量比區(qū)間。這是因為常規(guī)的發(fā)動機燃燒技術大多采用單級供油，或者即使采用了預燃級和主燃級的分級供油，但是無法對預燃級和主燃級兩級噴嘴的供油量進行主動連續(xù)的調節(jié)。這樣造成的問題是不能精確的按照燃燒室的兩級噴嘴的實際需求量進行供油，造成燃燒區(qū)域內當量比不均勻，降低了發(fā)動機的燃油效率等指標，制約了民用航空發(fā)動機的低耗油率和低污染排放性能。
[0005]因此，本領域亟需一種能夠對預燃級和主燃級進行主動連續(xù)的供油調節(jié)的高效燃油分配技術。

【發(fā)明內容】

[0006]以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關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化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。
[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，該分配活門接收計量燃油以分配提供至燃燒室的主燃級噴嘴和預燃級噴嘴的燃油；以及電液伺服閥，該電液伺服閥根據(jù)第一控制信號來控制該分配活門以分配提供至該主燃級噴嘴和該預燃級噴嘴的燃油，該第一控制信號是至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該分配活門的第一反饋信號生成的。
[0008]在一實例中，該分配活門包括:閥芯，該閥芯在該分配活門中是可移動的以調節(jié)分配至該主燃級噴嘴和該預燃級噴嘴的燃油量，其中，該電液伺服閥根據(jù)該第一控制信號向該分配活門提供調制油以調節(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。
[0009]在一實例中，該直線位移傳感器包括線性可變差動變壓器。
[0010]在一實例中，該主燃級噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級的主燃級一級噴嘴和主燃級二級噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第一分級活門，該第一分級活門耦接至該分配活門以選擇性地向該主燃級一級噴嘴和主燃級二級噴嘴供油；以及第一電磁閥，該第一電磁閥根據(jù)第二控制信號控制該第一分級活門的開關以選擇是否向該主燃級二級噴嘴供油，該第二控制信號是至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該第一分級活門的第二反饋信號來生成的。
[0011]在一實例中，該第一分級活門包括:閥芯，該閥芯在該第一分級活門中是可移動的以控制該第一分級活門的開關，該第一分級活門在關閉時不向該主燃級二級噴嘴供油，其中該第一電磁閥根據(jù)該第二控制信號向該第一分級活門提供調制油以調節(jié)該閥芯的位置；以及接近開關，該接近開關用于根據(jù)該第一分級活門的開關生成該第二反饋信號。
[0012]在一實例中，該預燃級噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級的預燃級一級噴嘴和預燃級二級噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第二分級活門，該第二分級活門耦接至該分配活門以選擇性地向該預燃級一級噴嘴和預燃級二級噴嘴供油；以及第二電磁閥，該第二電磁閥根據(jù)第三控制信號控制該第二分級活門的開關以選擇是否向該預燃級二級噴嘴供油，該第三控制信號是至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該第二分級活門的第三反饋信號來生成的。
[0013]在一實例中，該第二分級活門包括:閥芯，該閥芯在該第二分級活門中是可移動的以控制該第二分級活門的開關，該第二分級活門在關閉時不向該預燃級二級噴嘴供油，其中該第二電磁閥根據(jù)該第三控制信號向該第二分級活門提供調制油以調節(jié)該閥芯的位置；以及接近開關，該接近開關用于根據(jù)該第二分級活門的開關生成該第三反饋信號。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)動機，包括:燃燒室，該燃燒室包括主燃級噴嘴和預燃級噴嘴；燃油泵，該燃油泵用于提供燃油；液壓機械組件，該液壓機械組件耦接至該燃油泵以用于提供計量燃油；電子控制器，該電子控制器用于生成控制信號和接受反饋信號；以及燃油分配器，該燃油分配器包括分配活門和電液伺服閥，該分配活門耦接至該液壓機械組件以接收該計量燃油，該電液伺服閥根據(jù)來自該電子控制器的第一控制信號控制該分配活門以分配提供至該主燃級噴嘴和該預燃級噴嘴的燃油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該分配活門的第一反饋信號生成該第一控制信號。
[0015]在一實例中，該分配活門包括:閥芯，該閥芯在該分配活門中是可移動的以調節(jié)分配至該主燃級噴嘴和該預燃級噴嘴的燃油量，其中，該電液伺服閥根據(jù)該第一控制信號向該分配活門提供調制油以調節(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。
[0016]在一實例中，該主燃級噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級的主燃級一級噴嘴和主燃級二級噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第一分級活門，該第一分級活門耦接至該分配活門以選擇性地向該主燃級一級噴嘴和主燃級二級噴嘴供油；以及第一電磁閥，該第一電磁閥根據(jù)來自電子控制器的第二控制信號控制該第一分級活門的開關以選擇是否向該主燃級二級噴嘴供油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該第一分級活門的第二反饋信號來生成該第二控制信號。
[0017]在一實例中，該第一分級活門包括:閥芯，該閥芯在該第一分級活門中是可移動的以控制該第一分級活門的開關，該第一分級活門在關閉時不向該主燃級二級噴嘴供油，其中該第一電磁閥根據(jù)該第二控制信號向該第一分級活門提供調制油以調節(jié)該閥芯的位置；以及接近開關，該接近開關用于根據(jù)該第一分級活門的開關生成該第二反饋信號。
[0018]在一實例中，該預燃級噴嘴包括沿該燃燒室的環(huán)向分級的預燃級一級噴嘴和預燃級二級噴嘴，其中該燃油分配器還包括:第二分級活門，該第二分級活門耦接至該分配活門以選擇性地向該預燃級一級噴嘴和預燃級二級噴嘴供油；以及第二電磁閥，該第二電磁閥根據(jù)來自電子控制器的第三控制信號控制該第二分級活門的開關以選擇是否向該預燃級二級噴嘴供油，其中該電子控制器至少部分地基于發(fā)動機的工作狀態(tài)和來自該第二分級活門的第三反饋信號來生成該第三控制信號。
[0019]在一實例中，該第二分級活門包括:閥芯，該閥芯在該第二分級活門中是可移動的以控制該第二分級活門的開關，該第二分級活門在關閉時不向該預燃級二級噴嘴供油，其中該第二電磁閥根據(jù)該第三控制信號向該第二分級活門提供調制油以調節(jié)該閥芯的位置；以及接近開關，該接近開關用于根據(jù)該第二分級活門的開關生成該第三反饋信號。
[0020]通過本發(fā)明的諸方案，對燃燒室的各級噴嘴進行環(huán)向分級，并且連續(xù)地調節(jié)燃燒室各級噴嘴的供油量來控制燃燒室內各區(qū)域的當量比，提高均