BR112016011333B1

BR112016011333B1 - Dispositivo de injeção de múltiplos pontos para um motor de aeronave e motor de aeronave

Info

Publication number: BR112016011333B1
Application number: BR112016011333-0A
Authority: BR
Inventors: Sébastien Chalaud
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2021-11-03
Also published as: CA2930368A1; BR112016011333A2; CA2930368C; EP3071886A1; CN105745498B; RU2665837C1; CN105745498A; WO2015075389A1; FR3013421A1; FR3013421B1; EP3071886B1; US20160298850A1; RU2016124222A; US10465910B2

Abstract

dispositivo de injeção de múltiplos pontos para um motor de aeronave e motor de aeronave a invenção refere-se a um dispositivo de injeção de combustível de múltiplos pontos (1) para um motor de aeronave (m) que compreende uma linha de entrada (10), pelo menos duas linhas de injeção (11, 12), e uma linha de purga (14), um membro distribuidor de combustível (2) conectado a cada linha e que compreende um elemento móvel (22) que compreende uma passagem de injeção (223), em que o elemento móvel (22) compreende, adicionalmente, uma passagem de purga (226), e é configurado para adotar uma primeira faixa de posições na qual a passagem de injeção (223) interconecta a linha de entrada (10) e as linhas de injeção (11, 12) e uma segunda faixa de posições na qual a passagem de injeção (223) interconecta a linha de entrada (10) e pelo menos uma primeira linha de injeção (11) enquanto a passagem de purga (226) interconecta a linha de purga (14) e pelo menos uma segunda linha de injeção (12), sendo que o dispositivo é distinguido por compreender adicionalmente um acionador adaptado para mover o elemento móvel para uma posição de segurança quando uma falha do membro de distribuição é detectada, sendo que a passagem de injeção (223) interconecta, nessa posição de segurança do elemento móvel (22), a linha de entrada (10) e a primeira linha de injeção (11) enquanto a passagem de purga (226) não interconecta a linha de purga (14) a qualquer uma das linhas de injeção (12).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se ao campo de injetores de combustível, e, mais especificamente, ao campo de injetores de combustível de múltiplos pontos para um motor de aeronave.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Há alguns anos, as diretrizes europeias têm exigido que os setores aeronáuticos reduzam os níveis de óxidos de nitrogênio (NOx) emitidos por aeronaves.

[003] Para reduzir a emissão de NOx em aeronaves, é conhecido o uso de um dispositivo de injeção de combustível de múltiplos pontos, isto é, um dispositivo de injeção que entrega combustível através de duas linhas de injeção que levam ao motor. Tal dispositivo de injeção compreende, tipicamente, um membro de injeção de combustível que torna possível a distribuição de um fluxo de combustível que entra através de uma e/ou outra dentre as linhas de injeção de combustível, de modo a ter uma melhor uniformidade da mistura de ar/combustível no motor e, portanto, uma melhor combustão, o que torna possível reduzir poluentes.

[004] A distribuição do fluxo de combustível entre as duas linhas de injeção é ajustada por meio de um elemento móvel, em geral controlado por um primeiro acionador e um primeiro sensor. A distribuição realizada depende dos diferentes parâmetros de voo e, em certo número de situações, como durante a partida ou em ponto morto no solo ou em voo, por exemplo, permite- se que apenas uma primeira linha de injeção determinada (em geral chamada a linha “piloto”) entregue, e a segunda linha de injeção precisa ser interrompida.

[005] Ademais, dependendo das escolhas arquitetônicas e dependendo do motor, pode ser decidido que essa segunda linha de injeção deva ter o combustível estagnado que ela contém drenado quando a segundalinha for interrompida, de modo a eliminar a carbonização do combustívelestagnado nessa segunda linha de injeção.

[006] Da mesma forma, certos dispositivos de injeçãocompreendem, em vez do distribuidor, um membro de purga adicional projetadopara acionar a purgação da segunda linha de injeção.

[007] Entretanto, o membro de purga e o distribuidor precisam ser controlados em perfeita sincronia. Em realidade, o membro de purga pode apenas acionar uma purgação da segunda linha de injeção quando essa segunda linha não estiver recebendo combustível do distribuidor, de contrário, a injeção de combustível será interrompida em pleno voo.

[008] Ademais, a adição desse membro de purga adicional em um dispositivo de injeção aumenta as dimensões desse dispositivo.

[009] O dispositivo de injeção descrito no documento de patente n° US 2012/0159953 busca compensar essas desvantagens através de um elemento que é móvel entre posições, permitindo que a purgação e/ou injeção de combustível seja implantada.

[010] Entretanto, o elemento móvel de tal dispositivo pode ser submetido a falhas e, portanto, ser bloqueado em uma posição que é prejudicial à operação do motor.

[011] Uma primeira consequência de tal falha pode ser o risco de combustível coletado durante purgas passadas.

[012] Uma segunda consequência é uma injeção de combustível insuficiente em termos de fluxo para o motor, não permitindo que o motor mantenha a aeronave em voo.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[013] Um objetivo da invenção é reduzir os riscos causados pela implantação dessincronizada da operação de injeção de múltiplos pontos e a operação de purga.

[014] Outro objetivo da invenção é reduzir as dimensões de um dispositivo de injeção que fornece as funções de purgação e injeção de múltiplos pontos.

[015] Ainda outro objetivo é evitar, em caso de falha de tal dispositivo de injeção, riscos de combustão do combustível coletado durante purgas passadas e o empuxo insuficiente do motor que recebe o combustível.

[016] Um dispositivo de injeção de combustível de múltiplos pontos é, portanto, proposto para um motor de aeronave, e compreende uma linha de entrada, pelo menos duas linhas de injeção e uma linha de purga, um distribuidor de combustível conectado a cada linha e que compreende um elemento móvel que inclui uma passagem de injeção e uma passagem de purga, e que é configurado para assumir:- uma primeira faixa de posições em que a passagem de injeção interconecta a linha de entrada e as linhas de injeção, e- uma segunda faixa de posições em que a passagem de injeção interconecta a linha de entrada e pelo menos uma primeira linha de injeção enquanto a passagem de purga interconecta a linha de purga e pelo menos uma segunda linha de injeção,sendo que o dispositivo compreende, ainda, um acionador projetado para mover o elemento móvel para uma posição de segurança mediante a detecção de uma falha do membro de distribuição, a passagem de injeção interconecta, nessa posição de segurança do elemento móvel, a linha de entrada de pelo menos uma das linhas de injeção enquanto a passagem de purga não interconecta a linha de purga a nenhuma das linhas de injeção.

[017] Quando o elemento móvel do dispositivo assim proposto ocupa uma posição pertencente à primeira faixa, o distribuidor realiza a injeção de múltiplos pontos distribuída entre diferentes linhas de injeção quando o combustível é recebido a partir da linha de entrada.

[018] E quando o elemento móvel ocupa uma posição pertencente à segunda faixa, o distribuidor realiza simultaneamente a injeção rumo a pelo menos uma linha de injeção e permite a purgação da segunda linha. A presença das duas passagens no elemento móvel torna possível, então, garantir que a linha de entrada não possa abastecer combustível à segunda linha de injeção enquanto seu conteúdo é drenado para a linha de purga.

[019] As operações da injeção de múltiplos pontos e a purgação são, portanto, combinadas vantajosamente em um único distribuidor, e ativadas seletivamente pelo movimento simples do elemento móvel entre as primeira e segunda faixas de posição, evitando, assim, os riscos de dessincronização previamente mencionados.

[020] Ademais, na posição de segurança, a linha de purga não pode receber combustível de qualquer linha de injeção; e o combustível já coletado não pode, portanto, ser inflamado.

[021] Além disso, na posição de segurança, pelo menos uma dentre as linhas de injeção recebe combustível da linha de entrada, através da passagem de injeção. O abastecimento de combustível é, portanto, garantido de modo a evitar uma perda de empuxo do motor que recebe o combustível.

[022] Ademais, o dispositivo de injeção, de acordo com a invenção, é de simples implantação, e ocupa menos espaço que os dispositivos de injeção de acordo com a técnica anterior.

[023] O dispositivo de injeção pode compreender um único sensor projetado para medir a posição do elemento móvel, e um único acionador para mover o elemento móvel, sendo que o sensor e o acionador estão conectados a um controlador que se encontra no interior do motor, ou, ais em geral, à aeronave. Os dispositivos de injeção da técnica anterior que compreendem um membro de purga diferente e um distribuidor podem ser controlados por tal controlador apenas com um mínimo de dois acionadores e dois sensores de posição. Entretanto, tal controlador, em geral, tem apenas um número limitado de portas de conexão com o equipamento a ser controlado. O dispositivo de injeção de acordo com a invenção exige, portanto, menos portas de conexão de tal controlador, comparado aos dispositivos de injeção da técnica anterior, e torna possível liberar um grande número de tais portas para que outros equipamentos sejam controlados por tal controlador.

[024] Ademais, o dispositivo de injeção proposto é de fácil fabricação e usa pouco espaço no motor comparado a um dispositivo que compreende distribuidor e membros de purga distintos.

[025] A passagem de injeção pode ser projetada para interconectar a linha de entrada e apenas a primeira linha de injeção quando o elemento móvel assume a posição de segurança.

[026] O uso de apenas uma das duas linhas de injeção é exigida durante a partida e durante o ponto morto no solo ou durante o voo de uma aeronave. Consequentemente, a posição de segurança assim configurada torna possível superar uma falha do dispositivo de injeção nessas fases particulares do voo.

[027] A linha de entrada pode ser interrompida por uma porta de entrada que leva totalmente para a passagem de injeção quando o elemento móvel assume a posição de segurança. A primeira linha de injeção pode, ainda, ser interrompida por uma porta de injeção que leva totalmente para a passagem de injeção quando o elemento móvel assume a posição de segurança.

[028] Essas características têm o efeito de aumentar o fluxo de combustível entregue ao motor na posição de segurança, e portanto, também de diminuir os riscos de perda de empuxo do motor em caso de falha do dispositivo de injeção.

[029] O elemento móvel pode ser configurado para assumir uma terceira faixa de posições em que a passagem de injeção interconecta a linha de entrada apenas com a primeira linha de injeção, e em que a passagem de purga não interconecta a linha de purga com qualquer uma das linhas de injeção.

[030] O elemento móvel pode ser uma gaveta que desliza em um invólucro ao longo de um eixo geométrico longitudinal e, na posição de segurança, a gaveta pode se apoiar contra uma parte inferior do invólucro.

[031] As linhas de injeção podem ser duas em número e cada uma pode ser interrompida por uma porta de injeção que leva ao invólucro, sendo que a passagem de injeção pode se estender transversalmente ao eixo geométrico longitudinal e incluir uma largura ao longo do dito eixo geométrico que é igual à soma do comprimento ao longo do dito eixo geométrico que separa as bordas mais próximas das duas portas de injeção e o diâmetro das duas portas de injeção ao longo do dito eixo geométrico, sendo que as duas postas têm o mesmo diâmetro.

[032] Ademais, a linha de entrada pode ser interrompida por uma porta de entrada que leva ao interior do invólucro em uma posição longitudinal que se compreende entre as respectivas posições longitudinais das portas de injeção, sendo que o diâmetro da passagem de injeção ao longo do eixo geométrico longitudinal é maior que o diâmetro da porta de entrada ao longo do dito eixo geométrico.

[033] A linha de purga pode, ainda, ser interrompida por uma porta de purga que leva para o interior do invólucro, sendo que as bordas mais próximas das portas de entrada e de purga são separadas por uma distância ao longo do eixo geométrico longitudinal que é maior que o diâmetro da passagem de injeção ao longo do dito eixo geométrico.

[034] A gaveta pode compreender uma porção mediana que separa as passagens de injeção e de purga, sendo que o comprimento da porção mediana ao longo do eixo geométrico longitudinal é maior que o diâmetro de cada porta de injeção ao longo do dito eixo geométrico e menor que a distância que separa as bordas mais próximas das duas portas de injeção ao longo do dito eixo geométrico.

[035] O comprimento da porção mediana ao longo do eixo geométrico longitudinal pode ainda, ser menor que a distância ao longo do dito eixo geométrico que separa a porta de entrada da porta de injeção que interrompe a segunda linha de injeção.

[036] Também é proposto, no escopo da invenção, um motor de aeronave que compreende pelo menos um dispositivo de injeção, conforme previamente descrito.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[037] Outras características, objetivos e vantagens da invenção serão apresentadas pela descrição que segue, que é puramente ilustrativa e não limitadora, e que tem que ser lida com referência aos desenhos anexos, em que:- A Figura 1 mostra esquematicamente um circuito de combustível de um motor de aeronave que compreende um dispositivo de injeção de combustível, de acordo com uma realização da invenção;- As Figuras 2A e 2B são vistas em seção parcial de dois elementos respectivos de um distribuidor, de acordo com uma realização, e que são compreendidos no dispositivo de injeção da Figura 1;- A Figura 3 é uma vista seccional de um distribuidor que compreende os elementos ilustrados nas Figuras 2A e 2B e está configurado em uma primeira configuração;- A Figura 4 é uma vista seccional do distribuidor da Figura 3, configurado em uma segunda configuração;- A Figura 5 é uma vista seccional do distribuidor da Figura 3, configurado em uma terceira configuração;- A Figura 6 é uma segunda vista do distribuidor da Figura 3, configurado em uma quarta configuração; e- A Figura 7 é uma vista seccional do distribuidor da Figura 3, configurado em uma quinta configuração.

[038] Em todas as Figuras, elementos similares têm referências idênticas.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[039] Com referência à Figura 1, um motor de aeronave M compreende um dispositivo de injeção de combustível de múltiplos pontos 1.

[040] O dispositivo de injeção 1 compreende um distribuidor 2 conectado a uma linha de entrada 10, a duas linhas de injeção 11, 12 e a uma linha de purga 14.

[041] Cada linha 10, 11, 12, 14 é um tubo projetado para portar combustível.

[042] A linha de entrada 10 inclui uma extremidade a montante projetada para ser conectada a uma fonte de combustível S e uma extremidade a jusante conectada a uma primeira porta do distribuidor 2.

[043] Cada linha de injeção inclui uma extremidade a montante conectada a uma respectiva porta de injeção do distribuidor 2. Cada linha de injeção 11, 12 também pode compreender uma pluralidade de extremidades a jusante, cada uma interrompida por um bocal.

[044] A primeira linha de injeção 11 chamada de a linha de injeção “piloto” é fornecida para entregar um fluxo de combustível constante otimizado para configurações de potência baixa.

[045] A segunda linha de injeção 12, chamada de a linha de injeção “principal” entrega um fluxo de combustível intermitente otimizado para configurações de alta potência. Essas duas linhas 11, 12 foram desenvolvidas para permitir uma melhor adaptação da injeção de ar e combustível em diferentes regimes de operação das câmaras de combustão, de modo a reduzir suas emissões de poluentes, como óxidos de nitrogênio, e fumaça.

[046] A linha de purga 14 inclui uma extremidade a montante conectada a uma porta de purga 204 do distribuidor 2, e uma extremidade a jusante projetada para ser conectada a um dispositivo coletor de purga.

[047] O distribuidor 2 compreende um elemento móvel entre diversas configurações, que será descrito posteriormente no presente documento.

[048] O dispositivo de injeção também inclui um acionador 16, por exemplo, do tipo hidráulico, projetado para mover o elemento móvel, e um sensor de posição 18 para este elemento móvel, por exemplo, um sensor 18 do tipo LVDT (transformador linear diferencial variável). O acionador 16 e o sensor de posição 18 podem ser integrados ou não ao distribuidor 2.

[049] O sensor de posição 18 está conectado a uma porta respectiva de um controlador 5 e é projetado para comunicar a ele a atual posição do elemento móvel no distribuidor 2.

[050] O acionador 16 está conectado a outra porta do controlador 5.

[051] O controlador 5 é projetado para controlar o movimento do elemento móvel com base em um comando de distribuição e um comando de purga.

[052] O controlador 5 pode ser integrado no dispositivo de injeção 1, ou pode ser externo ao mesmo (a unidade pode, por exemplo, ser uma calculadora integrada ao motor M, conforme mostrado na Figura 1, ou pode ser uma calculadora de uma aeronave conectada não apenas ao dispositivo de injeção 1 mas também a outros equipamentos dessa aeronave).

[053] O dispositivo de injeção 1 também pode incluir na linha de entrada 10 um controlador de fluxo 17 posicionado a montante do distribuidor 2. O controlador de fluxo 17 é projetado para abastecer o distribuidor 2 com um fluxo de combustível a uma taxa controlada. Essa taxa de fluxo pode, por exemplo, ser determinada pelo controlador 5.

[054] Com referência às Figuras 2A e 2B, o distribuidor 2 inclui um invólucro 20, e o elemento móvel é uma gaveta 22 móvel em translação no invólucro 20 ao longo a eixo geométrico longitudinal X.

[055] O invólucro 20 compreende uma parede interna 205 que define uma cavidade cilíndrica, cujos geradores estão paralelos ao eixo geométrico longitudinal X e uma parte inferior 206. Na parede interna 205 são formadas as portas de entrada 200, injeção 201, 202 e purga 204.

[056] Por convenção, todos os comprimentos e diâmetros mencionados no relatório que segue são explicitamente medidos paralelos ao eixo geométrico longitudinal X, a não ser que determinado de outra forma.

[057] Ademais, a porta de injeção mais próxima à parte inferior 206 do invólucro 20 será chamada de primeira porta de injeção 201, e a mais distante da parte inferior 206 do invólucro 20 será chamada de segunda porta de injeção 202.

[058] As duas portas de injeção 201, 202 estão centralizadas em um primeiro gerador da parede, e as portas de entrada 200 e purga 204 estão centralizadas em um segundo gerador da parede oposto ao primeiro gerador em relação ao eixo geométrico longitudinal X, sendo que a porta de purga 204 é mais distante da parte inferior 206 que a porta de entrada 200.

[059] A gaveta 22 inclui uma primeira extremidade 220 voltada para a parte inferior 206 do invólucro 20, e uma segunda extremidade 228 oposta à primeira extremidade 220.

[060] O sensor de posição 18 do dispositivo de injeção 1 (ilustrado na Figura 1) está alojado na gaveta 22 na segunda extremidade 228. O acionador 16 do dispositivo de injeção (também ilustrado na Figura 1) também pode ser fixado à segunda extremidade 228.

[061] A gaveta 22 inclui duas passagens distintas projetadas para portar combustível em uma direção transversal à gaveta 22 perpendicular ao eixo geométrico longitudinal X: uma passagem de injeção 223 e uma passagem de purga 226.

[062] A gaveta 22 inclui as cinco porções sucessivas ao longo do eixo geométrico longitudinal X:- uma primeira porção terminal 221 que termina com a primeira extremidade 220 da gaveta 22 voltada para a parte inferior 206,- uma primeira porção intermediária 222 que estende a primeira porção terminal 221 e define a passagem de injeção 223,- uma porção mediana 224 que estende a primeira porção intermediária 222,- uma segunda porção intermediária 225 que estende a porção mediana 224 e define uma passagem de purga 226, e- uma segunda porção terminal 227 que estende a segunda porção intermediária 225 e termina com a segunda extremidade 228 da gaveta 22.

[063] As porções terminais 221, 227 e a porção mediana 224 tem uma chamada seção transversal “externa” que é substancialmente complementar à seção transversal da cavidade do invólucro 20. A pessoa versada na técnica compreenderá por “seção transversal substancialmente complementar” uma seção projetada pra evitar o vazamento de combustível entre a carcaça da gaveta 22 e a cavidade do invólucro 20, nas porções 221, 224 e 227.

[064] A primeira porção intermediária 222 da gaveta 22 tem uma seção menor que a seção externa, centralizada, por exemplo, no eixo geométrico X. o vão anular deixando entre a primeira porção intermediária 222 e a parede do invólucro 20 define, então, a passagem de injeção 223.

[065] A primeira porção intermediária se estende sobre um comprimento que é maior:- que o diâmetro D1 da primeira porta de injeção 201,- que o diâmetro D2 da segunda porta de injeção 202,- que o diâmetro da porta de entrada 200; e- que a distância entre as bordas mais próximas das duas portas de injeção 201, 202.

[066] A segunda porção intermediária 225 da gaveta 22 tem uma seção transversal que também é menor que a seção externa da gaveta 22, centralizada, por exemplo, no eixo geométrico X. O vão anular deixado entre a segunda porção intermediária 225 e a parede do invólucro 20 define, então, uma passagem de purga 226.

[067] A porção mediana 224 da gaveta 22 isola as duas passagens uma da outra.

[068] A porção mediana 224 tem um comprimento L4 ao longo do eixo geométrico longitudinal X maior que o diâmetro D2 da segunda porta de injeção 202.

[069] A porção mediana 224 tem, ademais, um comprimento L4 ao longo do eixo geométrico longitudinal X menor que a distância ao longo do eixo geométrico longitudinal X entre as bordas mais próximas da porta de entrada 200 e a segunda porta de injeção 202.

[070] A distância longitudinal D’ entre as bordas mais próximas da porta de entrada 200 e a porta de purga 204 é maior que o comprimento L2 da primeira porção intermediária 222.

[071] O distribuidor 2 do dispositivo de injeção 1 pode ser configurado em diversas configurações ao deslizar a gaveta 22 no invólucro 20 ao longo do eixo geométrico X, sendo que cada configuração corresponde a uma faixa específica de posições da gaveta 22 no invólucro 20. Essas configurações serão, agora, detalhadas com referência às Figuras 3 a 7.

[072] Por convenção, a posição da gaveta 22 é implicitamente a posição medida pelo sensor de posição 18.

[073] Ademais, os termos “conexão” ou “interconexão” usados daqui em diante no presente documento para as passagens e linhas do dispositivo de injeção 1 designam, implicitamente, uma conexão de tubos que permitem a passagem de combustível.

CONFIGURAÇÃO DE INJEÇÃO DE MÚLTIPLOS PONTOS

[074] Em uma faixa de posições da gaveta 22, chamada de injeção de múltiplos pontos, a passagem de injeção 223 interconecta a porta de entrada 200 às linhas de injeção 11, 12 conforme ilustrado nas Figuras 3 e 4.

[075] Mais precisamente, em cada posição dessa faixa de injeção de múltiplos pontos, a totalidade do orifício de entrada 200 leva para o interior da passagem de injeção 223, e pelo menos uma porção da pelo menos uma dentre as portas de injeção 201, 202 também leva para o interior da passagem de injeção 223.

[076] A faixa de injeção de múltiplos pontos é ligada por duas posições da gaveta 22 chamadas, respectivamente, de 0% e 100%.

[077] A Figura 3 mostra a posição 0% da gaveta 22, e a Figura 4 mostra uma posição da gaveta 22 compreendida entre 0 e 100%.

[078] O comprimento L2 da primeira porção intermediária 222 (correspondente ao diâmetro da linha de injeção 223) e o diâmetro das duas portas de injeção 201, 202 são projetados de modo que, em qualquer posição x da faixa de injeção de múltiplos pontos, x% de uma taxa de fluxo total de combustível que leva para o interior da passagem de injeção 223 através da porta de entrada 200 é entregue pela primeira linha de injeção 11 enquanto (100- x)% dessa taxa de fluxo total é entregue para o interior da segunda linha de injeção 12. O comprimento L2 pode ser igual à soma do comprimento D que separa as bordas mais próximas das duas portas de injeção e o diâmetro de uma das duas portas de injeção.

[079] Como a porção mediana 224 da gaveta 22 tem um comprimento maior que o diâmetro da segunda porta de injeção 202, esse segundo orifício de injeção 202 não pode levar à passagem de purga 226. Consequentemente, em cada posição da faixa de injeção de múltiplos pontos, a passagem de purga 226 não é conectada a nenhuma das linhas de injeção 11, 12.

[080] Ademais, a porta de purga 204 não leva ao interior da passagem de injeção 223, o que evita o redirecionamento de um fluxo de combustível que entra na passagem de injeção 223 através da porta de entrada 200 em direção à porta de purga 204.

CONFIGURAÇÃO DE INJEÇÃO ÚNICA

[081] Em uma faixa das posições da gaveta 22 chamada de injeção única, a passagem de injeção 223 interconecta a porta de entrada 200 com apenas uma das linhas de injeção 11, 12 conforme ilustrado na Figura 5.

[082] A Figura 5 mostra a posição da gaveta 22 chamada de 100% compreendida na faixa de injeção única.

[083] Essa faixa de injeção única é relacionada à faixa de dupla injeção; a gaveta 22 passa, portanto, da faixa de injeção dupla para a faixa de injeção única ao mover a gaveta 22 mais próxima à parte inferior 206 do invólucro 20, de modo que a totalidade da segunda porta de injeção 202 seja obstruída pela porção mediana 224 da gaveta 22.

[084] Essa faixa de injeção simples não é reduzida a uma única posição devido ao fato de que o comprimento L4 da porção mediana 224 é maior que o diâmetro da porta de injeção 202.

[085] Em cada posição dessa faixa de injeção única, a totalidade da porta de entrada 200 e a totalidade da primeira porta de injeção 201 levam para o interior da passagem de injeção 223.

[086] Portanto, um fluxo de combustível que vem da linha de entrada 10 pode penetrar para o interior da passagem de injeção 223 através da porta de entrada 200 e sair dela através da primeira porta de injeção 201 sem uma redução na taxa de fluxo.

[087] A gaveta 22 do dispositivo de injeção 1 pode ser vantajosamente configurada na faixa de injeção única em certas fases de voo da aeronave na qual é usada, como a partida da aeronave ou uma fase em ponto morto no solo.

CONFIGURAÇÃO DE PURGA

[088] Em uma faixa das chamadas posições de purga da gaveta 22, a passagem de injeção 223 interconecta a porta de entrada 200 com a primeira porta de injeção 201, e a passagem de purga 226 interconecta a segunda porta de injeção 202 e a porta de purga 204.

[089] A Figura 6 mostra uma posição da gaveta 22 chamada de 110% que se encontra na faixa de injeção única.

[090] Essa faixa de purga refere-se à faixa de injeção única; a gaveta 22 passa da faixa de injeção única para a faixa de purga ao mover a gaveta 22 ainda mais próxima para a parte inferior 206 do invólucro 20, de modo que pelo menos uma porção da segunda porta de injeção 202 leve para o interior da passagem de purga 226 e que pelo menos uma porção da porta de purga 204 também leve para o interior da passagem de purga 226.

[091] Como a porção mediana 224 tem um comprimento ao longo do eixo geométrico menor que a distância longitudinal entre as bordas mais próximas da porta de entrada 200 e a segunda porta de injeção 202, há pelo menos uma posição da gaveta 22 incluída na faixa de purga em que a totalidade da porta de entrada 200 leva para o interior da passagem de injeção 223, e em que a totalidade da segunda porta de injeção 202 leva para o interior da passagem de purga 226: 100% de um fluxo que vem da linha de entrada 10 pode, então, ser transmitido para a primeira linha de injeção 11 sem que a gaveta 22 cause uma redução na taxa desse fluxo.

[092] Ademais, o combustível estagnado na segunda linha de injeção 12 pode ser exausto através da linha de purga 14 após ter passado através da passagem de purga 226.

[093] O combustível estagnado pode ser automaticamente evacuado através da linha de purga 14 graças a uma pressão diferencial entre a linha de purga 14 e a segunda linha de injeção 12 e/ou por mera gravidade.

CONFIGURAÇÃO DE SEGURANÇA

[094] Em uma faixa das chamadas posições de segurança da gaveta 22, a passagem de injeção 223 interconecta a porta de entrada 200 com a primeira porta de saída, e a passagem de purga 226 não interconecta a segunda porta de injeção 202 e a porta de saída.

[095] A Figura 7 mostra uma posição da gaveta 22 chamada de 120% que se encontra na faixa de segurança.

[096] Essa faixa de segurança refere-se à faixa de purga; a gaveta 22 passa da faixa de purga para a faixa de segurança ao mover a gaveta 22 ainda mais próxima à parte inferior 206 do invólucro 20, assim que a porta de purga 204 ou a segunda porta de injeção 202 não levar mais para o interior da passagem de purga 226, mas for obstruída pela segunda porção terminal 227 (na realização ilustrada, é a porta de purga 204 que é obstruída pela porção terminal 227).

[097] Essa faixa de segurança compreende, em particular, uma posição extrema da gaveta 22 no invólucro 20 (essa é a posição ilustrada na Figura 7): essa posição extrema da gaveta 22 é obtida quando a primeira extremidade 220 da gaveta 22 entra em contato contra a parte inferior 206 do invólucro 20.

[098] Assim como a faixa de injeção única, a faixa de segurança torna possível redirecionar um fluxo de combustível que vem da linha de entrada 10 para a primeira linha de saída e não implantar nenhuma purgação da segunda linha de injeção 12.

[099] Essa faixa de segurança é vantajosa quando uma perda de controle do movimento da gaveta 22 no invólucro 20 ocorre (causada, por exemplo, por uma falha do sensor de posição 18).

[0100] Quando tal perda de controle é detectada, a gaveta 22 irá naturalmente (pelo equilíbrio das forças implantadas) para sua posição extrema, de modo a garantir a injeção única através da primeira linha de injeção 11 para o interior do motor enquanto evita a purgação da segunda linha de injeção 12. Esse equilíbrio de forças de empuxo pode, pode exemplo, se implantado por uma mola que se encontra no interior do acionador 16.

[0101] Um dos objetivos da faixa da posição de segurança é minimizar a deterioração do motor causada por uma falha do dispositivo de injeção.

[0102] Primeiramente, apenas uma dentre as duas linhas de injeção é usada (a primeira, ou a linha “piloto”) na posição de segurança. O uso de apenas uma das duas linhas de injeção é exigido durante a partida ou ponto morto em solo ou ar de uma aeronave. Consequentemente, a posição de segurança assim configurada torna possível superar uma falha do dispositivo de injeção nessas fases particulares do voo.

[0103] Em segundo lugar, qualquer purgação é evitada na posição de segurança porque ar muito quente da câmara de combustão seria, então, trazido para o interior do membro de purga conectado ao circuito de combustível. Poderia haver risco de incêndio, um risco muito mais prejudicial do que a possível carbonização nas linhas de injeção em um contexto de falha do dispositivo de injeção.

[0104] Em terceiro lugar, é apropriado, na posição de segurança, evitar que o motor entre em chamas apesar do fato de que apenas uma das duas linhas de injeção está em uso (nesse caso, a linha “piloto”). É por essa razão que, em cada posição dessa faixa de segurança, a totalidade da porta de entrada 200 e a totalidade da primeira porta de injeção 201 levam para o interior da passagem de injeção 223. Isso torna possível, na verdade, que a passagem de injeção transmita uma taxa de fluxo máxima vinda da linha de entrada para a primeira linha de injeção (linha “piloto”).

[0105] O controlador 5 pode determinar um comando de pilotagem do acionador 16 de modo a mover a gaveta 22 no invólucro 20 em direção a uma ou outra dentre as faixas previamente apresentadas.

[0106] Esse comando pode ser elaborado com base em duas instruções: uma instrução de distribuição e uma instrução de purga.

[0107] A instrução de distribuição pode, por exemplo, ser uma razão da taxa de fluxo total (entre 0% e 100%) a ser abastecida a uma das linhas de injeção 11, 12, por exemplo, a primeira linha de injeção.

[0108] A instrução de purga pode ser um Booleano que indica se a purga da segunda linha de injeção 12 deveria ou não ser acionada.

OUTRAS REALIZAÇÕES

[0109] O dispositivo de injeção de múltiplos pontos, de acordo com a invenção, não se limita à realização descrita previamente com referência aos desenhos anexos.

[0110] As passagens de injeção e de purga podem ser construídas de outras formas diferentes daquelas que usam porções com seções transversais reduzidas: por exemplo, ao estender longitudinalmente fendas, permitir a passagem, de combustível em uma direção substancialmente transversal.

[0111] As passagens de injeção e de purga podem ser retas ou podem ter perfis mais complexos, compreendendo cotovelos ou curvas.

[0112] O sensor de posição 18 do dispositivo pode ser acomodado em outros locais da gaveta 22.

[0113] As portas de entrada, purga e injeção pode ter dimensões idênticas ou diferentes.

[0114] As portas de entrada, purga e injeção também podem ter seções transversais circulares ou não circulares (o termo diâmetro usado no relatório descritivo acima deve, nesse caso, ser interpretado como um diâmetro médio).

[0115] O elemento móvel 22 do dispositivo de injeção 1 não é limitado a uma gaveta 22 que desliza em um invólucro 20. Em uma variante, não ilustrada, o elemento móvel 22 pode ser móvel de maneira giratória em relação a um elemento de apoio do distribuidor 2, sendo que as portas existem uma em relação à outra no elemento de apoio a ângulos adequados para garantir as interconexões (e a ausência de interconexões) previamente descritas. O dispositivo de injeção 1 pode, então, passar de uma configuração para outra através da rotação desse elemento móvel 22 em relação ao elemento de apoio.

[0116] O dispositivo de injeção 1 pode compreender, ainda, mais que duas linhas de injeção 11, 12, das quais pelo menos uma pode ser purgada através da interconexão com uma linha de purga.

Claims

1. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL DEMÚLTIPLOS PONTOS (1) PARA UM MOTOR DE AERONAVE (M), compreendendo:- uma linha de entrada (10), pelo menos duas linhas de injeção (11, 12) e uma linha de purga (14),- um distribuidor de combustível (2) conectado a cada linha e que compreende um elemento móvel (22) que inclui uma passagem de injeção (223),- um acionador (16) configurado para mover o elemento móvel (22),- um sensor de posição (18) configurado para adquirir uma posição do elemento móvel (22),- um controlador (5),em que o elemento móvel (22) inclui, ainda, uma passagem de purga (226) e é configurado para assumir:- uma primeira faixa de posições em que a passagem de injeção (223) interconecta a linha de entrada (10) e as linhas de injeção (11, 12), e- uma segunda faixa de posições em que a passagem de injeção (223) interconecta a linha de entrada (10) e pelo menos uma primeira dentre as duas linhas de injeção (11) enquanto a passagem de purga (226) interconecta a linha de purga (14) e pelo menos uma segunda dentre as duas linhas de injeção (12),- dispositivo de injeção (1) sendo caracterizado pelo controlador- 5) ser configurado para receber a posição do elemento móvel (22), para controlar o acionador (16) com base em um comando de distribuição e um comando de purga, a fim de mover o elemento móvel (22) para uma posição de segurança mediante a detecção de uma falha do distribuidor de combustível, sendo que a passagem de injeção (223) interconecta, na posição de segurança do elemento móvel (22), a linha de entrada (10) e pelo menos uma (11) das duas linhas de injeção enquanto a passagem de purga (226) não interconecta a linha de purga (14) a qualquer uma das duas linhas de injeção (12).

2. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pela passagem de injeção (223) interconectar a linha de entrada (10) e apenas a primeira linha de injeção (11) quando o elemento móvel (22) assume a posição de segurança.

3. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela linha de entrada ser interrompida por uma porta de entrada (200) que leva totalmente para o interior da passagem de injeção (223) quando o elemento móvel (22) assume a posição de segurança.

4. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela primeira linha de injeção (11) ser interrompida por uma porta de injeção (201) que leva totalmente para o interior da passagem de injeção (223) quando o elemento móvel (22) assume a posição de segurança.

5. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo elemento móvel (22) ser configurado para assumir uma terceira faixa de posições em que a passagem de injeção (223) interconecta a linha de entrada (10) apenas com a primeira linha de injeção (11), e em que a passagem de purga (226) não interconecta a linha de purga (14) com qualquer uma das duas linhas de injeção (12).

6. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo elemento móvel (22) ser uma gaveta que desliza em um invólucro (20) ao longo de um eixo geométrico longitudinal (X) e em que, na posição de segurança, a gaveta (22) se apoia contra uma parte inferior (206) do invólucro (20).

7. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com a reivindicação 6, caracterizado pelas linhas de injeção (11, 12) serem duas em número e são, cada uma, interrompidas por uma porta de injeção (201, 202) que leva para o interior do invólucro (20), sendo que a passagem de injeção se estende transversalmente até o eixo geométrico longitudinal (X) e inclui uma largura (L2) ao longo do eixo geométrico (X) que é igual à soma do comprimento (D) ao longo do eixo geométrico (X), que separa as bordas mais próximas das duas portas de injeção (201, 202), e o diâmetro das duas portas de injeção (201, 202) ao longo do eixo geométrico (X), sendo que as duas portas têm o mesmo diâmetro (D1, D2).

8. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 7, caracterizado pelas linhas de injeção (11, 12) serem duas em número e são, cada uma, interrompidas por uma porta de injeção (201, 202) que leva para o interior do invólucro (20), em que a linha de entrada (10) é interrompida por uma porta de entrada (200) que leva para o interior do invólucro em uma posição longitudinal que se encontra entre as respectivas posições longitudinais das portas de injeção (201, 202), sendo que o diâmetro (L2) da passagem de injeção (223) ao longo do eixo geométrico longitudinal (X) é maior que o diâmetro da porta de entrada (200) ao longo do eixo geométrico (X).

9. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), deacordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pela linha de entrada (10) ser interrompida por uma porta de entrada (200) que leva para o interior do invólucro e em que a linha de purga (14) é interrompida por uma porta de purga (204) que também leva ao interior do invólucro (20), sendo que as bordas mais próximas das portas de entrada (200) e purga (204) são separadas por uma distância (D’) ao longo do eixo geométrico longitudinal (X) que é maior que o diâmetro (L2) da passagem de injeção (223) ao longo do eixo geométrico (X).

10. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelas linhas de injeção (11, 12) serem duas em número e são, cada uma, interrompidas por uma porta de injeção (201, 202) que leva para o interior do invólucro (20), em que a gaveta (22) inclui uma porção mediana (224) que separa as passagens de injeção (223) e purga (226), sendo que o comprimento da porção mediana (224) ao longo do eixo geométrico longitudinal (X) é maior que o diâmetro (D1, D2) de cada porta de injeção (201, 202) ao longo do eixo geométrico (X) e menor que a distância (D) que separa as bordas mais próximas das duas portas de injeção (201, 202) ao longo do eixo geométrico (X).

11. DISPOSITIVO DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo comprimento da porção mediana (224) ao longo do eixo geométrico horizontal (X) ser ainda menor que a distância ao longo do eixo geométrico (X) que separa a porta de entrada (200) e a porta de injeção (202) que interrompe a segunda linha de injeção (12).

12. MOTOR DE AERONAVE (M), caracterizado por compreender pelo menos um dispositivo de injeção de combustível de múltiplos pontos (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11.

13. MOTOR DE AERONAVE (M), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela primeira linha de injeção (11) ser projetada para entregar um fluxo de combustível constante otimizado para configurações de potência de motor baixa, e a segunda linha de injeção (12) ser projetada para entregar um fluxo de combustível intermitente otimizado para configurações de potência de motor alta.