CN111425294A - 燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机，其中，燃油分级装置包括：预燃级，设有预燃级油路(2)，用于向火焰筒内供油；和主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于向火焰筒内供油；其中，发动机在第一状态工作时，预燃级油路(2)和各条主燃级油路均打开供油；在第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条主燃级油路的供油比例。此种燃油分级装置通过单独调整主燃级内部燃油分配比例，可使火焰筒内局部燃烧发生在富油条件下，从而避开振荡燃烧；同时，可使火焰筒内燃油空间分布较为均匀，有利于控制排放水平，从而维持较好的出口温度分布品质。

Description

燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机

技术领域

本发明涉及航空发动机低排放技术领域，尤其涉及一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机。

背景技术

随着环境保护要求的日益严格，民用航空发动机的污染排放限制也越来越严苛，当代民用航空发动机广泛采用低排放燃烧技术，以满足低排放要求。在低排放燃烧技术中，贫油低排放燃烧技术在降低排放方面，潜力最大，是一种非常有前途的低排放技术。但是在贫油低排放燃烧过程中不可避免地伴随着振荡燃烧问题，该问题极易产生影响燃烧室安全性的危害性后果。

振荡燃烧受到燃烧室几何边界、进出口气动边界、燃油喷雾和供油稳定性等因素的影响，影响因素复杂，而且多种因素通常耦合在一起，解决难度很大。目前采用的振荡燃烧应对手段主要有两大，一种是被动控制技术，一种是主动控制技术。

被动控制技术一般采用改变燃烧室声学特性的方法，如改变火焰筒几何形状，增设减震管等，来解决振荡问题。主动控制技术更为灵活，一般通过对振荡燃烧现象进行监测，当发生振荡燃烧时，主动采取规避措施。发明人所知晓的一种主动控制技术为燃油分级技术，其方案为将喷嘴分为预燃级和主燃级，为了降低排放，将燃油较为均匀地分配至预燃级和主燃级，以实现火焰筒内的较为均匀地燃烧。

由于振荡燃烧通常是由于燃烧较贫而产生，所以一种有效的解决措施就是避免贫油燃烧，采用富油燃烧。当遇到振荡燃烧问题时，将主燃级燃油尽可能多地分配至预燃级，使火焰筒内燃烧不致过贫，从而避免振荡燃烧。此种燃油分级技术虽然可以避免振荡燃烧，但是污染排放量较大。

发明内容

本发明的实施例提供了一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机，能够缓解贫油低排放燃烧时伴随的振荡燃烧问题。

为实现上述目的，本发明的实施例第一方面提供了一种燃油分级装置，包括：

预燃级，设有预燃级油路，用于向火焰筒内供油；和

主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于向火焰筒内供油；

其中，发动机在第一状态工作时，预燃级油路和各条主燃级油路均打开供油；在第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条主燃级油路的供油比例。

进一步地，供油比例增加的主燃级油路对应的喷口数量少于供油比例减小的主燃级油路对应的喷口数量；和/或

供油比例增加的主燃级油路对应的单个喷口截面积大于供油比例减小的主燃级油路对应的单个喷口截面积。

进一步地，供油比例减小的主燃级油路中，至少部分主燃级油路关闭。

进一步地，还包括：

第一级分配阀，用于分配预燃级油路与主燃级中各主燃级油路整体的供油比例；和

第二级分配阀，用于分配各条主燃级油路的供油比例。

进一步地，还包括：

压力检测部件，用于检测火焰筒内部气流的压力脉动；和

控制器，用于判断压力脉动值是否超过预设压力范围，并在超过的情况下判定发生振荡燃烧。

进一步地，主燃级还包括一级主燃级旋流器和二级主燃级旋流器，二级主燃级旋流器沿径向位于一级主燃级旋流器的外侧，各条主燃级油路沿径向位于一级主燃级旋流器与二级主燃级旋流器之间。

进一步地，各条主燃级油路均具有多个喷口，各条主燃级油路对应的喷口沿着周向穿插设置。

进一步地，各条主燃级油路均具有多个喷口，每条主燃级油路均对应设有集油环，集油环远离火焰筒的一端与主燃级油路连通，朝向火焰筒的一端设置喷口。

进一步地，至少两条主燃级油路包括：第一主燃级油路和第二主燃级油路，第一主燃级油路具有第一喷口，第二主燃级油路具有第二喷口，第一喷口的数量少于第二喷口，在第一状态下发生振荡燃烧时，第二主燃级油路关闭。

进一步地，第一喷口的截面积大于第二喷口的截面积。

进一步地，第一喷口和第二喷口均设有多个，各个第一喷口和第二喷口沿周向穿插设置，各个第一喷口沿周向均布，且各个第一喷口和第二喷口整体沿周向均布。

进一步地，第一喷口和第二喷口均设有多个，第一主燃级油路对应设有第一集油环，第二主燃级油路对应设有第二集油环和多条连接管，连接管设在第一集油环内，连接管的第一端与第二集油环连通，第二端与第二喷口连通，第一喷口和第二喷口均设在第一集油环朝向火焰筒的一端。

进一步地，发动机在第二状态工作时，预燃级油路和部分主燃级油路打开供油；发动机在第三状态工作时，仅预燃级油路打开供油；其中，在第一状态、第二状态和第三状态下，发动机对应的转速区间依次减小。

进一步地，第一状态包括巡航、爬升和/或起飞工况，第二状态包括进场工况，第三状态包括慢车工况。

为实现上述目的，本发明的实施例第二方面提供了一种发动机燃烧室，包括上述实施例的燃油分级装置。

为实现上述目的，本发明的实施例第三方面提供了一种航空发动机，包括上述实施例的发动机燃烧室。

基于上述技术方案，本发明实施例的燃油分级装置，在发生振荡燃烧时，通过单独调整主燃级内部燃油分配比例，使火焰筒内局部燃烧发生在富油条件下，避免在贫油条件下燃烧，且改变了主燃级热释放的空间分布，从而避开振荡燃烧。同时，预燃级和主燃级之间的燃油分配比例不发生改变，可使火焰筒内燃油空间分布较为均匀，在控制振荡燃烧的同时，有利于控制排放水平，从而维持较好的出口温度分布品质。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明发动机燃烧室的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明燃油分级装置中第一主燃级油路的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明燃油分级装置中第二主燃级油路的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明燃油分级装置的主燃级中各喷口的一个实施例的布局示意图；

图5为本发明燃油分级装置中主燃级的燃油喷雾示意图；

图6为本发明燃油分级装置的燃油分级策略示意图。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。后续提到的“轴向”、“周向”和“径向”均是以发动机为基准。

发明人通过研究发现，贫油低排放燃烧技术的燃烧过程在较贫的条件下发生，有利于控制火焰筒内温度水平，从而实现降低排放的目的。但是因为在较贫的靠近稳定燃烧边界上组织燃烧，燃烧过程稳定性不强，化学反应热释放与燃烧室声学特性耦合，极易发生振荡燃烧，因此贫油低排放燃烧室中几乎不可避免地会遇到振荡燃烧问题。振荡燃烧是燃烧室火焰筒内发生的一种危害性现象，即以一定模态、频率及振幅发生的压力脉动，当脉动比较强时能引起危害性后果。振荡燃烧主要是热释放与火焰筒声学特性耦合引起的现象。

振荡燃烧的危害性极大，压力产生较强的脉动，影响发动机气动稳定性，进一步会引起空气流量、燃油流量脉动，为发动机燃油控制带来问题，引起发动机工作状态失稳；另外若振荡频率与燃烧室燃油喷嘴和火焰筒等组件固有振动频率耦合，会引发共振，引起结构失效，同时还伴随有点火熄火性能变差、自燃和回火问题等，这都会进一步引发严重威胁燃烧室安全性的后果。

现有技术的分级燃烧技术在遇到振荡燃烧问题时，将主燃级燃油尽可能多地分配至预燃级，虽然在一定程度上能够控制振荡燃烧，但是这就违背了降低排放的初衷，即让燃烧在尽可能均匀的条件下发生以降低排放，所以此种分级燃烧技术会导致排放升高。其原因为，为了控制振荡燃烧，将较多的燃油分配至预燃级，燃烧在富油条件下发生，燃烧温度高，污染排放生成量大，无法在控制振荡燃烧的同时，维持较低的排放水平。此外，由于燃油集中在预燃级，会产生局部温度较高的区域，从而导致燃烧室出口温度分布质量变差。

如图1至图6所示，本发明提供了一种燃油分级装置，设在发动机燃烧室头部，用于从不同的位置向燃烧室的火焰筒内喷入燃油，并控制燃油流量，从而控制燃油在火焰筒内的空间分布，以达到降低排放的目的。在一些实施例中，燃油分级装置包括：预燃级，设有预燃级油路2，用于向火焰筒内供油；和主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于通过主燃级气流通道30向火焰筒内供油。

其中，发动机在第一状态工作时，预燃级油路2和各条主燃级油路均打开供油，以实现尽可能低的污染排放。在第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条主燃级油路的供油比例。

为了判断是否发生振荡燃烧，此种燃油分级装置还包括：压力检测部件和控制器，压力检测部件用于检测火焰筒内部气流的压力脉动，由于火焰筒表面温度较高，可从火焰筒上引出测点进行压力检测，以保证压力检测部件工作的可靠性。控制器用于判断压力脉动值是否超过预设压力范围，并在超过的情况下判定发生振荡燃烧。此种方式可准确地判断出发生振荡燃烧的情况，以判定出对各条主燃级油路的供油比例进行调整的时机。

与现有技术中通过调整主燃级和预燃级供油比例，以缓解振荡燃烧的方式相比，本发明的燃油分级装置在发生振荡燃烧时，通过调整主燃级内部燃油分配比例，使火焰筒内局部燃烧发生在富油条件下，避免在贫油条件下燃烧，从而避开振荡燃烧。为了解决此时排放升高和出口温度分布品质下降问题，对主燃级燃油内部分级，不改变预燃级和主燃级之间的燃油分配比例，仍可保持相同比例燃油在主燃级，这就改变了主燃级热释放的空间分布，从而可避免振荡燃烧，同时由于主燃级燃油比例并未改变，可使火焰筒内燃油空间分布较为均匀，在控制振荡燃烧的同时，有利于控制排放水平，从而维持较好的出口温度分布品质。

由此，此种燃油分级装置能够解决贫油燃烧技术伴随的振荡燃烧问题，减小燃烧室内的压力脉动，从而减小空气流量和燃油流量脉动，进而提高发动机的气动稳定性，提高发动机的工作稳定性，并防止振荡燃烧频率与燃烧室燃油喷嘴和火焰筒等组件固有频率耦合而共振，保障结构可靠性，从而提高发动机燃烧室工作的安全性。

而且，在避免振荡燃烧问题的同时，可维持较低的污染排放水平，满足日益严苛的污染排放规定；在避免振荡燃烧问题的同时，有利于维持较高的出口温度分布品质，从而提高涡轮叶片寿命，降低发动机生命周期内的维修成本。

在一些实施例中，供油比例增加的主燃级油路对应的喷口数量少于供油比例减小的主燃级油路对应的喷口数量。当增加喷口数量较少的主燃级油路的供油比例时，燃油富集在少数喷口周围，避免在贫油条件下燃烧，从而提高局部燃烧的当量比，当量比为燃油与空气含量的比例，由此可缓解振荡燃烧。

在一些实施例中，供油比例增加的主燃级油路对应的单个喷口截面积大于供油比例减小的主燃级油路对应的单个喷口截面积。由此，在第一状态工作遇到振荡燃烧时，仍可保证燃烧室内燃油供应充足，在振荡燃烧消除后，截面积较小的喷口利于实现较好的雾化，使燃油在主燃级通道内分布更加均匀，从而实现降低排放的目的。

在一些实施例中，供油比例减小的主燃级油路中，至少部分主燃级油路关闭。此种装置能够简化燃油分级控制策略，并将燃油尽量集中在部分喷口周围，可在短时间内迅速消除燃烧振荡。

如图2和图3所示，预燃级油路2标记为P，至少两条主燃级油路包括：第一主燃级油路3和第二主燃级油路4，分别标记为Ma和Mb，第一主燃级油路3具有第一喷口33，第二主燃级油路4具有第二喷口40，在第一状态下发生振荡燃烧时，第二主燃级油路4关闭，将燃油供应全部切换至第一主燃级油路3。当在第一状态发生振荡燃烧时，主燃级燃油全部切换至第一主燃级油路3。此种装置不仅结构简单，而且还能简化燃油分级控制，并在短时间内迅速消除燃烧振荡。

如图4所示，第一喷口33和第二喷口40均设有多个，且第一喷口33的数量少于第二喷口40，例如，第一喷口33设有4个，第二喷口40设有12个，各个第一喷口33和第二喷口40沿周向穿插设置，各个第一喷口33沿周向均布，每相邻的两个第一喷口33之间设有三个第二喷口40，各个第一喷口33和第二喷口40整体沿周向均布，且位于同一分布圆上，可提高发动机在第一状态工作时主燃级燃油供应的均匀性。

当第二主燃级油路4关闭后，燃油全部集中在第一喷口33周围，增加了燃油分布的不均匀性，避免在贫油条件下燃烧，从而提高局部燃烧的当量比，当量比为燃油与空气含量的比例，由此可缓解振荡燃烧。

图4给出的两级油路喷点数量为示例目的，实际应用中也可进行调整，采用相同的布置思路即可，也即第一主燃级油路3的喷口数量可在2～8范围内选取，且周向尽可能均布，第二主燃级油路4喷口尽量周向均布，可在4～20范围内选取。

如图5所示为主燃级燃油喷雾示意图。第一主燃级油路3的喷口形成燃油喷雾32，第二主燃级油路4的喷口形成燃油喷雾41。在第一状态正常工作时，主燃级油路Ma和Mb共同供油，燃油喷雾在周向均匀分布。当遇到振荡燃烧时，仅主燃级油路Ma供油，燃油喷雾在周向也为均匀分布，由此，在不同工况下都能使燃油在周向上均匀喷出。

如图5所示，第一喷口33的截面积大于第二喷口40的截面积。在喷口为圆形时，第一喷口33的直径大于第二喷口40的直径。从各个喷口喷出的油液被雾化，形成锥形流束进入火焰筒内。在第一状态工作遇到振荡燃烧时，燃油可全部切换至第一喷口33，仍能保证燃烧室内燃油供应充足，在振荡燃烧消除后，截面积较小的第二喷口40利于实现较好的雾化，使燃油在主燃级通道内分布更加均匀，从而实现降低排放的目的。

如图6所示，本发明的燃油分级装置还可包括：第一级分配阀50，用于分配预燃级油路2与主燃级中各主燃级油路整体的供油比例；和第二级分配阀60，用于分配各条主燃级油路的供油比例。此种结构可灵活便捷地调整各条油路的供油比例，以控制燃烧状态。

例如，第一级分配阀50设在各主燃级油路的公共油路与预燃级油路2连通的位置，第二级分配阀60设在各主燃级油路连通的位置。

仍参考图6，第一级分配阀50用于分配预燃级油路2(P)与第一主燃级油路3(Ma)和第二主燃级油路4(Mb)整体的供油比例，第二级分配阀60用于分配第一主燃级油路3(Ma)和第二主燃级油路4(Mb)的供油比例。

在一些实施例中，如图2和图3，主燃级还包括一级主燃级旋流器26和二级主燃级旋流器27，二级主燃级旋流器27沿径向位于一级主燃级旋流器26的外侧，旋流器用于降低气流进入火焰筒后沿轴向的速度，使燃油与气体充分混合燃烧。各条主燃级油路沿径向位于一级主燃级旋流器26与二级主燃级旋流器27之间。

主燃级的两级旋流器分别为轴向进气和径向进气形式，主燃级集油环和主燃级喷口沿径向位于主燃级两级旋流器中间，这样主燃级喷口喷出的燃油喷雾夹在两层气流之间，燃油喷出后在两股气流的剪切和混合作用下，有利于提高雾化效果；而且这种布置方式有利于提供稳定的燃油喷雾在主燃级内的空间分布，不易受到发动机状态大小的影响。

如图2和图3，预燃级还包括一级预燃级旋流器24和二级预燃级旋流器25，二级预燃级旋流器25沿径向位于一级预燃级旋流器24的外侧。预燃级两级旋流器可以为径向或轴向形式，或者两者的组合。在一级预燃级旋流器24的下游，设有文氏管28，预燃级燃油从预燃级油路2进入燃油分级装置，而后进入预燃级喷嘴20，并从预燃级喷嘴20经过文氏管28增速后喷入火焰筒内。二级预燃级旋流器25的下游设有套筒29，套筒29朝向火焰筒内部的一端设有级间段挡溅盘34，位于主燃级与预燃级之间的喷嘴上，用于防止高温燃气加热甚至烧蚀喷嘴。。

如图4所示，各条主燃级油路均具有多个喷口，各条主燃级油路对应的喷口沿着周向穿插设置。此种布置方式能够在调整各条主燃级油路供油比例的过程中，甚至是部分主燃级油路关闭后，都能使周向供油较为均匀，提高燃烧的均匀性。

如图2和图3所示，各条主燃级油路均具有多个喷口，每条主燃级油路均对应设有集油环，集油环远离火焰筒的一端与主燃级油路连通，朝向火焰筒的一端设置喷口。此种结构利于对同一条主燃级油路布置多个喷口。其中，主燃级的喷嘴均可采用直射式喷嘴，预燃级的喷嘴可采用压力雾化离心式喷嘴。

具体地，如图3所示，第一喷口33和第二喷口40均设有多个，第一主燃级油路3对应设有第一集油环21，第二主燃级油路4对应设有第二集油环22和多条连接管23，第二集油环22可设在第一集油环21沿径向的外侧。连接管23设在第一集油环21内，连接管23的第一端与第二集油环22连通，第二端与第二喷口40连通，如图4所示，第一喷口33和第二喷口40均设在第一集油环21朝向火焰筒的一端。

主燃级燃油分为两路：如图2所示，一路从第一主燃级油路3(Ma)进入第一集油环21，并从第一喷口33喷出；如图3所示，另一路从第二主燃级油路4(Mb)进入第二集油环22，并经过置于第一集油环21内的连接管23将燃油从第二喷口40喷出。

由于第一主燃级油路3在第一状态下持续供油，使得第一集油环21内一直充油，将第二主燃级油路4通过连接管23置于第一集油环21内，可起到对连接管23内部燃油冷却的效果，防止第二主燃级油路4关闭时可能发生的因管内残油温度过高而导致燃油结焦问题。

在此基础上，一级主燃级旋流器26沿径向位于火焰筒头部与第一集油环21之间，二级主燃级旋流器27沿径向位于第二集油环22的外侧。

在一些实施例中，发动机还可在第二状态和第三状态工作，发动机在第二状态工作时，预燃级油路2和部分主燃级油路打开供油，以达到较高的主燃级燃烧效率；发动机在第三状态工作时，仅预燃级油路2打开供油，以实现较好的燃烧效率和较好的熄火性能；其中，在第一状态、第二状态和第三状态下，发动机对应的转速区间依次减小，相应地，发动机推力和燃油压力也相应减小。

其中，第一状态可包括巡航、爬升和/或起飞工况，第二状态可包括进场工况，第三状态可包括慢车工况。

图6为主燃级燃油分级策略示意图。典型工况燃油分级方案如下：

1、如图6(a)所示，发动机工作于第三状态，例如慢车工况，发动机推力较小，需要的总燃油流量也较小，仅预燃级油路2(P)供油，以实现较好的燃烧效率和较好的熄火性能。

2、如图6(b)所示，发动机工作于第二状态，例如进场工况，此时，预燃级油路2(P)和第一主燃级油路3(Ma)供油，以达到较高的主燃级燃烧效率.

3、如图6(c)所示，发动机工作于第一状态，例如巡航、爬升和起飞等大状态，此时，预燃级油路2(P)、第一主燃级油路3(Ma)和第二主燃级油路4(Mb)均供油，以实现尽可能低的污染排放。

4、如图6(d)所示，发动机工作于第一状态出现振荡燃烧时，第二主燃级油路4(Mb)关闭，主燃级总供油量不变，将第二主燃级油路4(Mb)的燃油切换至第一主燃级油路3(Ma)，此时仅预燃级油路2(P)和第一主燃级油路3(Ma)两路供油，以避免振荡燃烧，同时保持主燃级燃油比例不变，以维持较好的排放、燃烧效率和出口温度分布性能。

该实施例在主燃级内部进行燃油分级，主燃级采用两路燃油供油方案，两路燃油的喷口在主燃级周向间隔布置，可在使燃油分级时，仍维持较好的燃油空间分布均匀性，有利于控制排放。而且，在燃油分级时，不改变预燃级和主燃级之间的燃油分配比例，从而能基本维持各项燃烧性能不因燃油分级而发生较大的改变，即在控制振荡燃烧的同时，可维持较好的排放水平和出口温度分布品质。

其次，本发明还提供了一种发动机燃烧室，包括上述实施例的燃油分级装置。如图1所示，燃烧室主要由前置扩压器1、机匣、火焰筒、帽罩、燃油喷嘴等部件组成。在燃烧室内机匣8和燃烧室外机匣9之间设有火焰筒，火焰筒包括火焰筒内环10和火焰筒外环11，燃烧室的头部设有前置扩压器1，气体经过前置扩压器1增压后，部分通过旋流器进入火焰筒内部，部分沿着火焰筒与机匣之间的间隙流动，以对火焰筒进行冷却，在流动的过程中也可进入火焰筒内部。

在燃烧室外机匣9上设有燃油喷嘴5，燃油喷嘴5内设有预燃级油路2(P)、第一主燃级油路3(Ma)和第二主燃级油路4(Mb)，以将燃油喷入火焰筒内。在燃烧室内机匣8上设有预旋喷嘴12，用于将燃烧室内环腔空气引入涡轮，对涡轮盘进行冷却。在火焰筒内环10的头部设置内帽罩6，在火焰筒外环11的头部设置外帽罩7，内帽罩6和外帽罩7朝向相对的方向弯折，以实现对扩压器出口气流进行导流，使气流顺畅地进入内外环腔；同时内帽罩6和外帽罩7之间形成的空间可起到集气作用，有利于头部旋流器进气。在火焰筒与主燃级二级旋流器27之间设有头部转接段15，在头部转接段15朝向火焰筒内部的一侧设有挡溅盘14，位于主燃级和火焰筒之间，用于防止高温燃气加热甚至烧蚀头部转接段15。在火焰筒的尾部设有涡轮一级导叶13，用于将燃烧室产生的高温燃气导流并加速，以推动涡轮动叶旋转。

最后，本发明还提供了一种航空发动机，包括上述实施例的发动机燃烧室。此种发动机在不同工况下工作时，均能到达较高的燃烧效率，并在减小污染排放的同时避开振荡燃烧，同时避免出口温度分布品质下降问题，从而提高发动机的工作性能。

以上对本发明所提供的一种燃油分级装置、发动机燃烧室及航空发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (16)

1.一种燃油分级装置，其特征在于，设在发动机燃烧室头部，包括：

预燃级，设有预燃级油路(2)，用于向火焰筒内供油；和

主燃级，设有至少两条主燃级油路，用于向火焰筒内供油；

其中，所述发动机在第一状态工作时，所述预燃级油路(2)和各条所述主燃级油路均打开供油；在所述第一状态下发生振荡燃烧时，在保持各条所述主燃级油路总供油量不变的情况下，调整各条所述主燃级油路的供油比例。

2.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，

供油比例增加的主燃级油路对应的喷口数量少于供油比例减小的主燃级油路对应的喷口数量；和/或

供油比例增加的主燃级油路对应的单个喷口截面积大于供油比例减小的主燃级油路对应的单个喷口截面积。

3.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，供油比例减小的主燃级油路中，至少部分所述主燃级油路关闭。

4.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，还包括：

第一级分配阀(50)，用于分配所述预燃级油路(2)与所述主燃级中各主燃级油路整体的供油比例；和

第二级分配阀(60)，用于分配各条所述主燃级油路的供油比例。

5.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，还包括：

压力检测部件，用于检测所述火焰筒内部气流的压力脉动；和

控制器，用于判断所述压力脉动值是否超过预设压力范围，并在超过的情况下判定发生振荡燃烧。

6.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，所述主燃级还包括一级主燃级旋流器(26)和二级主燃级旋流器(27)，所述二级主燃级旋流器(27)沿径向位于所述一级主燃级旋流器(26)的外侧，各条所述主燃级油路沿径向位于所述一级主燃级旋流器(26)与二级主燃级旋流器(27)之间。

7.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，各条所述主燃级油路均具有多个喷口，各条所述主燃级油路对应的喷口沿着周向穿插设置。

8.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，各条所述主燃级油路均具有多个喷口，每条所述主燃级油路均对应设有集油环，所述集油环远离火焰筒的一端与所述主燃级油路连通，朝向火焰筒的一端设置所述喷口。

9.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，至少两条所述主燃级油路包括：第一主燃级油路(3)和第二主燃级油路(4)，所述第一主燃级油路(3)具有第一喷口(33)，所述第二主燃级油路(4)具有第二喷口(40)，所述第一喷口(33)的数量少于所述第二喷口(40)，在所述第一状态下发生振荡燃烧时，所述第二主燃级油路(4)关闭。

10.根据权利要求9所述的燃油分级装置，其特征在于，所述第一喷口(33)的截面积大于所述第二喷口(40)的截面积。

11.根据权利要求9所述的燃油分级装置，其特征在于，所述第一喷口(33)和第二喷口(40)均设有多个，各个所述第一喷口(33)和第二喷口(40)沿周向穿插设置，各个所述第一喷口(33)沿周向均布，且各个所述第一喷口(33)和第二喷口(40)整体沿周向均布。

12.根据权利要求9所述的燃油分级装置，其特征在于，所述第一喷口(33)和第二喷口(40)均设有多个，所述第一主燃级油路(3)对应设有第一集油环(21)，所述第二主燃级油路(4)对应设有第二集油环(22)和多条连接管(23)，所述连接管(23)设在所述第一集油环(21)内，所述连接管(23)的第一端与所述第二集油环(22)连通，第二端与所述第二喷口(40)连通，所述第一喷口(33)和第二喷口(40)均设在所述第一集油环(21)朝向所述火焰筒的一端。

13.根据权利要求1所述的燃油分级装置，其特征在于，所述发动机在第二状态工作时，所述预燃级油路(2)和部分所述主燃级油路打开供油；所述发动机在第三状态工作时，仅所述预燃级油路(2)打开供油；其中，在所述第一状态、第二状态和第三状态下，所述发动机对应的转速区间依次减小。

14.根据权利要求13所述的燃油分级装置，其特征在于，所述第一状态包括巡航、爬升和/或起飞工况，所述第二状态包括进场工况，所述第三状态包括慢车工况。

15.一种发动机燃烧室，其特征在于，包括权利要求1～14任一所述的燃油分级装置。

16.一种航空发动机，其特征在于，包括权利要求15所述的发动机燃烧室。

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