发动机燃油供给回路的定量装置的制造方法_2

文档序号:9308242阅读:来源:国知局
度,以在所述进口孔和所述凸轮之间留下不同的径向间隙,所述径向厚度在底部邻接方位角和阈值方位角之间线性地减少,并且在所述阈值方位角和顶部邻接方位角之间平方地减少。
[0026]在某些实施例中,所述开闭器的角冲程延伸超过70° -150°的幅度,优选地约85。。
[0027]在某些实施例中,所述开闭器是沿其中心轴线由所述致动器轴向地驱动的阀探针,并且所述阀探针在收缩通道内是可移动的,它相对于所述收缩通道留下不同的径向间隙。
[0028]在某些实施例中,所述致动器是步进电机。这种步进电机提供了准确性,并且因此很好的解决方案。
[0029]在某些实施例中,所述步进电机不具有减速齿轮。这用于在提高所述装置的可靠性的同时减少重量和成本。
[0030]在某些实施例中,所述压力调节器装置是差动阀。
[0031]本说明书还涉及一种涡轮发动机,所述涡轮发动机具有一个装配有根据任一上述实施例的计量装置的燃油进给回路。
[0032]本说明书还提供了一种直升机,所述直升机包括根据任一上述实施例的涡轮发动机。
[0033]在阅读对所提出的计量装置的实施例的以下详细描述后,上述特征和优点以及其他显而易见。该详细描述参考附图。
【附图说明】
[0034]附图是图解性的并首先寻求说明本发明的原理。
[0035]在附图中,在图与图之间,使用相同的附图符号标记相同的元件(或元件部分)。此外,形成不同实施例的部件但在功能上类似的元件(或元件部分)在附图中通过增加100,200……的数字符号标记。
[0036]图1是具有本发明的计量装置的涡轮发动机燃油供给回路的整体示意图。
[0037]图2A是计量阀的第一实施例的轴向截面视图。
[0038]图2B是图2A阀的开闭器的透视图。
[0039]图2C是图2B开闭器的开闭器环的图解展开视图。
[0040]图2D是图2B开闭器的开闭器环的平面视图。
[0041]图3是示出了燃油流速如何作为该开闭器的位置坐标的函数而变化的图表。
[0042]图4A是计量阀的第二实施例的轴向截面视图。
[0043]图4B是在图4A的平面B-B上的截面视图。
[0044]图5是计量阀的第三实施例的轴向截面视图。
【具体实施方式】
[0045]为了使发明更具体,以下参考附图详细地描述计量装置的示例。应该记住的是,本发明并不局限于这些示例。
[0046]图1是直升飞机涡轮发动机的燃油供给回路I的图解视图。这种燃油供给回路I具有低压栗11、用于过滤、加热和净化空气的回路12,高压栗13、计量装置14、止动系统15、分布系统16和喷射器17,燃油从油箱10到涡轮发动机的燃烧室18穿过这些元件中的每一个。
[0047]燃油经由一个在致动器22的控制下其上插入有计量阀21的主管线20p流经计量装置14。在此实施例中,致动器22为没有减速齿轮并由涡轮发动机的计算机控制的步进电机。计量装置14也具有反馈管线20r,该反馈管线20r被连接到阀21的两侧,并包括一个被配置成调整从下游到上游在阀21上的压差ΛΡ的差动阀23。此外,计量装置14具有从计量阀21下游的附加止回阀24。
[0048]在伯努利定理的应用中,由于压差ΔΡ保持恒定,并且由于空间方位角的差是可以忽略的,穿过计量阀21的燃油流速由通过该阀21可用的流动截面直接地控制。
[0049]图2A-2D示出了这种可变流动截面的阀21的第一实施例。该阀21包括一个带有进口孔31e和出口孔31s的底座31,该底座31容纳一个通过轴线A的轴33被连接到致动器22的插塞32。插塞32由球轴承34支撑,该球轴承34允许其在致动器22的控制下在底座31内自由地转动。此外,可以提供用于吸收轴向和角间隙的装置,以消除可影响插塞32的位置的任何轴向或角间隙。
[0050]插塞32为绕轴线A的大致圆柱形状,并具有环形圈41,当插塞32插入在底座31中时,该环形圈41被定位在进口孔31e的前面。该环形圈41具有轴向方向的宽度L,该宽度L作为插塞32相对于底座31的位置的函数进行变化,以关闭进口孔31e的或大或小的截面。如图2C和2D中所示,在通常为O的方位角a2的底部邻接点42后,开闭器环41的轴向宽度L足以完全地关闭阀21的进口孔31e。之后,在该底部邻接点42与方位角a3的阈值点43之间,轴向宽度L是恒定的,但小于从底部邻接点42的上游,以局部地打开阀21的进口孔31e。然后,在前进到阈值点43后,在进口孔31e处释放的流动区域线性地增加。在继续沿开闭器环41从阈值点43顺时针方向行进后,轴向宽度L然后线性地减少,即与从阈值点43行进直到达到方位角a4的顶部邻接点44的距离成比例,使得在进口孔31e处释放的流动面积在阈值点43和顶部邻接点44之间成平方地增加。
[0051]因此,通过这种开闭器环41,可以获得如图3所示的燃油的线性和平方的计量关系。该图表示出了燃油流速如何作为由插塞32与底座31形成的角所确定的插塞32的位置的函数变化。
[0052]当插塞32处于通常为O的角坐标b2的其底部邻接位置时,底座31的进口孔31e的端部面对开闭器环41的底部邻接点42:开闭器环41因此位于整个进口孔31e上;流速设定点因此为0,并且在图3中可以看出,在该底部邻接位置中的燃油流速在忽略了一些可能的最小的泄漏率的情况下确实为O或实际上为O。在其他实施例中,在底部邻接点42后面的开闭器环41的轴向宽度L可被选择以获得不为O的最小流速。
[0053]当插塞32处于由角坐标b3所识别的其阈值位置时,该底座31的进口孔31e的端部与该开闭器环41的阈值点43齐平:在底部邻接点42和阈值点43之间的开闭器环41的轴向宽度L被选定,使得在该阈值点43的流动面积对应于该涡轮发动机的额定流速DN。在该实施例中,该额定流速DN为对应于在地面水平处的最大起飞动力MTP的流速;然而,这可能等同地对应于在地面水平处的最大巡航动力MTP的流速。在该实施例中,如给定约55%的角坐标b3,则该插塞32的阈值位置位于从底部邻接到顶部邻接的其冲程的约66%处。
[0054]当插塞32处于由角坐标b4所标识的其顶部邻接位置时,底座31的进口孔31e的端部与开闭器环41的顶部邻接点44基本齐平:在该顶部邻接点44处的开闭器环41的轴向宽度L被选择,使得在该顶部邻接点44处的流动面积对应于该涡轮发动机的紧急最大流速DU。在该实施例中,该紧急流速DU对应于发动机停车条件(OEI)的调整流速。在该实施例中,插塞32从底部邻接到顶部邻接的最大冲程延伸超过大约85°。然而,它可能同样也更长,例如在110° -150°的范围中。
[0055]因此,如图3中可见,开闭器环41的结构可用于获得在角坐标b2的底部邻接位置直到角坐标b3的阈值位置之间的线性计量关系,以及从该阈值位置直到角坐标b4的顶部邻接位置的平方计量关系。在这种情况下,具有在涡轮发动机的电脑中被编程的这种关系,该计算机能够使用步进电机22控制插塞32,以使其进入与已被指定到该计算机的设定点流速相匹配的位置。
[0056]在上述示例中,插塞的开闭器环具有变化的形状,以调节作为插塞的角位置的函数的燃油流速;然而,该变化的轮廓同样可以很好地由底座31的进口孔31e实施,开闭器环41中的切口为恒定的轴向宽度L。更通常地,可以想象在开闭器环41和进口孔31e之间的轮廓的任何组合,只要该结合导致作为插塞角位置的函数的流动截面中的所需变化,以及因此所需的流速变化:例如,在与进口孔31e适当形状相关联的开闭器环41上可以想象一个恒定斜率的螺旋坡道。
[0057]图4A和4B示出了可变流动截面的计量阀121的第二实施例。该阀121
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