本发明涉及涡轮喷气发动机内的燃料、油和空气流动的总体领域。
背景技术：
在涡轮喷气发动机中，通常的做法是，燃料不仅用于燃烧(在涡轮喷气发动机的燃烧室中)，而且还用作液压致动器中的液压流体，该液压致动器用于控制涡轮喷气发动机的可变几何设备(例如特别地，空气排气阀和用于适配涡轮喷气发动机的压缩机的几何形状的阀)。
为此目的，涡轮喷气发动机的燃料回路通常包括用于馈送两种不同燃料管线的正排量泵：第一液压管线，用于馈送喷射器系统，该喷射器系统用于将燃料喷射到燃烧室中；以及第二液压管线，用于馈送液压致动器，以便控制涡轮喷气发动机的可变几何设备。
用于馈送涡轮喷气发动机的可变几何设备的控制致动器的第二液压管线包括电动液压伺服阀，即由伺服电动机控制的液压阀。这种伺服阀用于将校准的燃料流输送到液压致动器的腔室中的一个或另一个，并且它们由涡轮喷气发动机的电子控制单元(ecu)电气控制。
这种电动液压伺服阀不能容忍在低于冰点的温度下趋于由燃料中含有的水形成的冰。为了避免冰形成，燃料回路利用换热器通过使用在涡轮喷气发动机的润滑回路中流动的热油来加热在第二液压管线中流动的燃料。该换热器通常对应于被称为燃料冷却式油冷却器(fcoc)的油/燃料换热器的伺服燃料加热器(sfh)功能。
fcoc换热器还具有传热的主要功能，其目的是首先在热状态下冷却涡轮喷气发动机的润滑回路的油，其次在冷状态下加热燃料。被称为主换热器(mhx)功能的该主要功能作用于燃料回路的正排量泵上游的燃料。
此外，涡轮喷气发动机包括油回路，该油回路具有冷却和润滑涡轮喷气发动机各元件的主要功能。为此目的，该油回路使用两个冷源：燃料(借助于上述fcoc换热器)和空气(借助于被称为空气冷却式油冷却器(acoc)的油/空气换热器)。然而，油回路的这种架构存在缺点：经过油回路的进料泵的整个油流经过fcoc和acoc换热器，从而引起压头损失。
最后，涡轮喷气发动机还包括空气回路，该空气回路用于将空气馈送到气动控制构件，该气动控制构件不仅用于控制涡轮喷气发动机的高压压缩机的两个排气阀，而且用于控制用于调节涡轮喷气发动机的高压涡轮的叶片尖处的间隙的阀。通常，该气动控制构件(也被称为气动控制单元(pcu))由涡轮喷气发动机的电子控制单元电气控制并且包含致动上述阀的电控阀，其呈现开/关型操作。
pcu馈送有取自涡轮喷气发动机的高压压缩机的空气。鉴于该空气的高温(在最热的情况下高达650℃)，必须在将空气馈送到pcu的电控阀之前对其进行冷却。为此目的，已知该空气回路设置有空气/空气换热器，该空气/空气换热器通常是表面换热器，其将热量从取自涡轮喷气发动机的高压压缩机的热空气传递给在穿过涡轮喷气发动机的二次空气通道中流动的较冷空气。该空气/空气换热器被称为表面空气冷却式空气冷却器。然而，它存在缺点：将通过涡轮喷气发动机的二次流用作其冷源，由此产生压头损失并降低发动机的性能(以燃料消耗率的0.03％评估)。
由于新涡轮喷气发动机排出的热量变得越来越大，因此有必要尽可能地优化流过发动机的燃料、油和空气的热量管理，以便增强油的冷却和发动机的燃料消耗率。
技术实现要素：
因此，本发明的主要目的是提出对在涡轮喷气发动机中流动的燃料、油和空气中的热量的优化管理。
该目的通过一种用于涡轮喷气发动机的液压和气动控制回路来实现，该回路包括具有油/燃料换热器的主液压管线，油/燃料换热器具有将热量从在涡轮喷气发动机的油回路中流动的油的传递给在主液压线路中流动的燃料的功能；第一液压管线，用于将燃料馈送到涡轮喷气发动机的燃烧室；第二液压管线，用于将燃料馈送到一个或多个液压致动器，液压致动器用于控制涡轮喷气发动机的可变几何设备，每个液压致动器经由电动液压伺服阀馈送有燃料；以及气动管线，用于将空气馈送到气动控制构件，该气动控制构件用于涡轮喷气发动机的压缩机的排气阀和涡轮喷气发动机的涡轮的叶片尖间隙控制阀，并且还包括燃料/空气换热器，位于液压伺服阀上游的第二液压管线上和气动控制构件上游的气动管线上，以将热量从在气动管线中流动的空气传递给在第二液压管线中流动的燃料，并且其中油/燃料换热器不具有在涡轮喷气发动机的油回路中流动的油与在第二液压管线中流动的燃料之间传递热量的功能。
在本发明中，术语“液压和气动控制回路”用于表示液压控制回路和气动控制回路的组合。液压和气动控制回路的特别之处在于：其提供了燃料/空气换热器，燃料/空气换热器同时执行冷却待馈送到气动控制构件的空气以及加热在电动液压伺服阀上游的第二液压管线中的燃料的两种功能。因此，本发明使得能够消除fcoc换热器的伺服燃料加热器(sfh)功能，其中，这种加热在第二液压管线中流动的燃料的功能由燃料/空气换热器执行。因此，消除sfh功能用于提供关于发动机油回路中的压头损失方面的边际并减少在发动机中所占用的空间。因此可以提高油回路的其它换热器的换热能力。
优选地，气动管线还包括在燃料/空气换热器下游的构件，该构件用于减小发动机罩的压力，以调节经过燃料/空气换热器的空气的流速。该减压构件可包括喷射泵，其利用稳定流来降低发动机罩的压力，从而使得更容易确定燃料/空气换热器的设计尺寸。
第一和第二液压管线可以在燃烧室和液压致动器的上游彼此连接，以形成包括正排量泵的主液压管线。
在这种情况下，主液压管线还可包括位于油/燃料换热器上游和燃料箱下游的低压泵。
此外，在气动管线中流动的空气从涡轮喷气发动机的压缩机排出。
本发明还提供一种涡轮喷气发动机，其包括如上所述的液压和气动控制回路。
附图说明
本发明的其它特征和优点从以下参考附图的描述中显现，附图示出了没有限制字符的实施例。附图中：
-图1是本发明的液压控制回路的示意图；以及
-图2是本发明的气动控制回路的示意图。
具体实施方式
参考图1，下面描述了用于涡轮喷气发动机的本发明的液压控制回路。
液压控制回路2包括主液压管线4。在燃料流动方向上从上游到下游，该控制管路包括在上游连接到燃料箱8的低压泵6、主燃料过滤器10和高压正排量泵12。
在高压泵12的下游，主液压管线分成两条不同的燃料管线，即：第一液压管线14，用于将燃料馈送到喷射器系统16，喷射器系统16用于将燃料喷射到涡轮喷气发动机的燃烧室中；第二液压管线18，用于将燃料馈送到一个或多个液压致动器20、22，液压致动器20、22用于控制涡轮喷气发动机的可变几何设备。
更确切地说，第一液压管线14包括：计量构件24(被称为燃料计量阀(fmv))，用于控制燃料经由燃料喷射器系统16喷射到涡轮发动机的燃烧室中的速率；以及高压截止阀(hpsov)26，用于在涡轮发动机超速的情况下切断燃料流。每个构件24或26由专用电动液压伺服阀(ehsv)33致动。
第一液压管线中的过量燃料经由由旁通阀30馈送的返回回路28从主燃料过滤器10的上游返回。
第二液压管线18还包括电动液压伺服阀32，电动液压伺服阀32中的每一个用于将燃料流输送到液压致动器20、22的腔室中的一个或另一个。
这些伺服阀32由涡轮喷气发动机的ecu电气控制。这样的控制单元本身是众所周知的：其用于控制与涡轮发动机相关联的设备的各种零部件。离开伺服阀32的燃料经由返回回路34返回到主燃料过滤器10与高压泵12之间的主液压管线4。
液压控制回路2还包括油/燃料换热器36(被称为燃料冷却式空气冷却器(fcoc))，其具有传热以首先在热状态下冷却涡轮喷气发动机的油回路的油及其次在冷状态下加热燃料的主要功能。
通过插入在低压泵6与主燃料过滤器10之间的主液压管线4中的燃料/油换热器38来执行该主传热功能，以便通过与经过这两种流体之间的换热表面的燃料交换热量来冷却涡轮喷气发动机的润滑油，从而具有加热燃料和冷却油的结果。
可以观察到，在本发明中，油/燃料换热器36不具有伺服燃料加热器(sfh)功能，该sfh功能用于借助在涡轮喷气发动机(图中未显示)的油回路中流动的热油加热在第二液压管线18中流动的燃料。
相反地，本发明的液压控制回路2具有燃料/空气换热器40，其位于电动液压伺服阀32上游的第二液压管线18中，以将热量从气动管线(下面描述)中流动的空气传递给在第二液压管线中流动的燃料。
该燃料/空气换热器40是冷却器/加热器，其将热量从其热源(具体地，馈送该气动控制构件的空气)传递给其冷源(具体地，馈送电动液压伺服阀的燃料)。其被称为燃料冷却式空气冷却器(fcac)。
举例来说，该燃料/空气换热器40具有馈送有燃料的一个部分和馈送有空气的另一部分。热量可以经由或者“板”型或者“管”型的架构在空气与油之间传递，这两种架构都是众所周知的并且取决于回路在流量和温度方面的特性。
参考图2，下面描述了本发明的涡轮喷气发动机的气动控制回路42。术语“液压和气动控制回路”用于涵盖液压控制回路2和气动控制回路42的组合。
具体地，该气动控制回路42包括气动管路44，用于向气动控制构件46馈送空气，该构件用于控制涡轮喷气发动机的压缩机的多个排放阀48，以及用于调节涡轮喷气发动机的涡轮机的叶片尖间隙的阀50。
更确切地说，在气动管线44中流动的空气取自涡轮喷气发动机的高压压缩机级。
此外，气动控制构件46由涡轮喷气发动机的ecu电气控制并且包含多个电控阀(未示出)，每个电控阀馈送阀48、50中的一个，这些阀呈现开/关型操作。
本发明中，上述燃料/空气换热器40也位于气动控制构件46上游的气动管线44上。因此，该燃料/空气换热器40用于在将取自涡轮喷气发动机的高压压缩机的空气馈送到气动控制构件46之前冷却该空气，同时还在将液压回路的第二液压管线中流动的燃料馈送到电动液压伺服阀之前加热该燃料。
气动回路的气动管线44优选地还包括在燃料/空气换热器40下游的构件52，该构件用于减小发动机罩的压力，以调节经过燃料/空气换热器的空气的流量。
通常，该减压构件52包括喷射泵，该喷射泵使用稳定流来减小发动机罩的压力，从而使得易于确定燃料/空气换热器的设计尺寸。
本文中没有描述涡轮喷气发动机的油回路。通常，这种油回路主要用于冷却和润滑涡轮喷气发动机的各元件。在实施本发明时，油路与现有技术的不同之处在于，油/燃料换热器不具有借助于在油路中流动的热油加热在第二液压管线中流动的燃料的sfh功能。