CN113167176B - 关于燃料系统的计量流量的直接反馈 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了一种用于发动机的燃料系统。该燃料系统包括燃料计量阀、流量测量系统以及与燃料计量阀和流量测量系统通信的控制器。燃料计量阀可操作以基于燃料计量阀的冲程来计量燃料的流率。流量测量系统被配置为以大于20Hz的带宽测量离开燃料系统的燃料的质量流率。控制器被配置为基于由流量测量系统测量的燃料的质量流率来动态地调整燃料测量系统的冲程以改变燃料的流率。

Description

关于燃料系统的计量流量的直接反馈
技术领域
本公开涉及用于飞机涡轮发动机的燃料系统，并且尤其是包括关于测量和计量的燃料质量流率的直接反馈的系统。
背景技术
用于燃气涡轮发动机的燃料系统或燃料计量单元(“FMU”)通常包括燃料源和一个或多个泵以将加压燃料递送到发动机的燃烧室部。具体地，燃料源向其上具有喷嘴的歧管提供加压燃料，并且这些喷嘴将燃料排放到燃烧室中。燃料系统通常包括：泵下游的计量阀，其调节到燃烧室部的燃料流量；以及旁通燃料管路，用于将燃料从泵与计量阀之间的位置再循环到泵上游的位置。典型的燃料系统还包括旁通燃料管路中的压力调节旁通阀，其通过控制流过旁通燃料管路的燃料来维持跨计量阀的固定压差。
确定通过燃料系统的燃料流量的常用方法包括使用计量阀的位置(也称为计量阀冲程)，通过参考具体计量阀位置值的已知燃料流率来确定相关联的燃料流量。燃料流量的估计可以基于跨具有已知面积的计量窗口的阀的几乎恒定的压力调节来执行。然而，如果离开FMU用于喷嘴的燃料的排放压力迅速变化(例如，喷嘴入口压力迅速下降)，则在该排放压力变化的发生与旁通阀操作以调节流量并且因此跨计量阀的压力以校正排放压力变化之间通常存在滞后。
这种系统的架构如图1所示。FMU使用查找表1，该查找表1将燃料流量和压力与计量阀的窗口相关联。基于查找表1，系统可以根据计量燃料的期望流率(Wf)估计计量阀中窗口的期望尺寸。基于该估计，计量阀的位置指令(V/Vcmd)被发送到求和接头2。求和接头2还经由连接到计量阀(解调器动态3)的线性可变差动变压器(“LVDT”)接收关于计量阀的实际测量位置或冲程的信息。求和接头2确定指令位置与测量位置之间是否存在差异或误差。如果存在误差，比例积分微分(“PID”)控制4发送控制信号(电流)，该控制信号(电流)命令伺服器将计量阀移动到正确的位置(伺服阀动态5和致动器集成6)直到误差实际上为零。在调节计量阀冲程之后，响应于计量阀冲程的变化(例如旁通阀动态、下游喷嘴动态等)发生燃料系统动态7。系统也可能存在外源干扰。离开系统的计量流量受燃料系统动态和外源干扰的影响。因此，图1的系统测量计量阀的位置，但不测量实际计量流量。计量流量仅根据关于计量阀冲程和查找表的信息来估算。
通过将这样的系统与本申请的其余部分中参考附图阐述的本公开的一些方面进行比较，常规和传统方法的进一步限制和缺点对于本领域技术人员将变得显而易见。
发明内容
本技术的某些方面提供了一种用于涡轮发动机的燃料系统的计量燃料流量反馈系统。该计量燃料流量反馈系统包括燃料计量阀、流量测量系统以及与燃料计量阀和流量测量系统通信的控制器。燃料计量阀可操作以基于燃料计量阀的冲程来计量燃料的流率。流量测量系统被配置为以大于20Hz的带宽测量离开燃料系统的燃料的质量流率。控制器被配置为基于由流量测量系统测量的燃料的质量流率来动态地调整燃料计量阀的冲程以控制由燃料计量阀计量的流率并且抑制燃料系统中的干扰。
流量测量系统可以包括流量传感阀。流量传感阀可以包括线性可变差动变压器，该线性可变差动变压器将流量传感阀中的活塞的位置传送到控制器。活塞的位置可以与质量流率直接相对应。流量测量系统可以包括流量计。流量计可以是超声波流量计、涡轮流量计、目标流量计、光学流量计和科里奥利(Coriolis)流量计中的至少一种。
燃料计量阀可以连接到线性可变差动变压器，该线性可变差动变压器将关于燃料计量阀中的活塞的位置的信息传送到控制器。计量燃料流量反馈系统可以包括与操作燃料计量阀的控制器通信的电液伺服阀。控制器可以被配置为至少部分地基于与活塞相关的信息经由电液伺服阀来调整燃料计量阀的冲程。
流量测量系统可以在燃料计量阀的上游。流量测量系统可以在燃料计量阀的下游。计量燃料流量反馈系统可以包括位于燃料计量阀上游的旁通阀和泵。旁通阀可以将燃料排放到供给到泵中的管路。计量燃料流量反馈系统可以包括流量测量系统下游的系统加压阀。泵可以从增压泵供给燃料。增压泵可以对系统加压阀加压。如果流量计量系统发生故障或被停用，控制器可以被配置为使用燃料计量阀的测量冲程和查找表来估计燃料计量阀的期望冲程以实现期望流量。
本技术的某些方面提供了一种用于发动机的燃料系统。该燃料系统可以包括燃料计量阀、流量传感阀以及与燃料计量阀和流量传感阀通信的控制器。燃料计量阀可操作以基于燃料计量阀的冲程来计量燃料的流率。流量传感阀可以在燃料计量阀的下游，并且可以被配置为以大于20Hz的带宽测量离开燃料系统的燃料的质量流率。控制器可以被配置为基于由流量传感阀测量的燃料的质量流率来动态地调整燃料计量阀的冲程以改变燃料的流率。
燃料计量阀可以连接到线性可变差动变压器，该线性可变差动变压器将关于燃料计量阀中的活塞的位置的信息传送到控制器。燃料系统可以包括与操作燃料计量阀的控制器通信的电液伺服阀。控制器可以被配置为至少部分地基于与活塞相关的信息经由电液伺服阀来调整燃料计量阀的冲程。
燃料系统可以包括位于燃料计量阀上游的旁通阀和泵。旁通阀可以将燃料排放到供给到泵中的管路。燃料系统可以包括流量传感阀下游的系统加压阀。泵可以从增压泵供给燃料。增压泵可以对系统加压阀加压。
本技术的某些方面提供了一种用于控制燃料系统中的燃料的流率的方法。该方法可以包括将燃料从燃料源供给到燃料系统中的泵。该方法可以包括将燃料从泵泵送到燃料系统中的燃料计量阀。该方法可以包括通过以大于20Hz的带宽操作的流量测量系统测量燃料系统中的燃料的质量流率。该方法可以包括从燃料系统排放燃料。该方法可以包括通过通信地耦合到流量测量系统和燃料计量阀的控制器直接基于由流量测量系统测量的燃料的质量流率来动态地调整通过燃料计量阀的流率。
控制器可以被配置为以大于250Hz的带宽操作。动态调整流率可以包括控制器向电液伺服阀发送指令，该电液伺服阀可操作以修改燃料计量阀的活塞的位置。
本公开的这些和其他优点、方面和新颖特征及其所示实施例的细节将从以下描述和附图中更全面地理解。
附图说明
图1示出了常规燃料计量单元系统的架构。
图2示出了根据本技术的实施例的涡轮发动机的FMU示意图。
图3示出了图2的FMU系统的架构。
图4是表示图2的FMU系统的计量流量如何跟踪命令流量的曲线图。
图5是表示FMU系统如何抑制影响计量流量的干扰的曲线图。
图6示出了包括节流阀的FMU示意图。
当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容以及本技术的某些实施例的以下详细描述。出于说明技术的目的，在附图中示出了某些实施例。然而，应当理解，本技术不限于附图中所示的布置和工具。
具体实施方式
图2示出了用于涡轮发动机的FMU 10。FMU 10包括旁通阀14、燃料计量阀18、包括流量传感阀22、系统加压阀26和控制器30的流量测量系统或流量计，该控制器30可以是全权限数字发动机控制(“FADEC”)、与分布式控制模块(“DCM”)组合的FADEC或其他类型的电子发动机控制器。增压泵(未示出)将来自燃料源(未示出)的加压燃料供给到通向FMU 10的第一供给管路34和通向系统增压阀26的第二供给管路38中。以这种方式，增压泵使FMU 10保持加压。
第一供给管路34通向泵42，仅作为示例，该泵42可以是齿轮泵或任何合适的泵。齿轮泵42进而供给到第三供给管路46中。第三供给管路46通向计量阀18。第三供给管路46还具有致动器供给管路24和从其延伸的高压溢流阀28。溢流阀28连接到阀32，该阀32反馈到第一供给管路34。计量阀18连接到线性可变差动变压器(“LVDT”)48和调整计量阀18的冲程(即，速度和位置)的电液伺服阀(“EHSV”)52。旁通管路54从第三供给管路46延伸到旁通阀14。第一出口管路50从旁通阀14延伸回第一供给管路34。燃料阀出口管路56从燃料阀18延伸到流量传感阀22。流量传感阀22连接到LVDT 58。传感阀出口管路62从流量传感阀22延伸到系统加压阀26，并且第二出口管路66从系统加压阀26延伸到下游歧管(未示出)，该下游歧管具有将燃料排放到涡轮发动机的燃烧室中的喷嘴。
FMU 10还包括从燃料阀出口管路56延伸到旁通阀14的第一传感管路86和从燃料阀出口管路56延伸到流量传感阀22的第二传感管路90。第三传感管路94从传感阀出口管路62延伸到流量传感阀22。
控制器30分别连接到计量阀18的LVDT 48和流量传感阀22的LVDT58并与其通信。控制器30还连接到计量阀18的EHSV 52并与其通信。控制器30控制燃料向燃烧器的流动。为此，控制器30接收各种输入信号，并且经由计量阀18控制到燃烧室的燃料流率。例如，控制器30可以包括DCM和FADEC，其中，DCM连接到计量阀18、流量传感阀22和FADEC并与其通信，并且FADEC将指令发送到DCM以控制计量阀18。
在操作中，燃料通过增压泵从燃料源供给到第一供给管路34和第二供给管路38中。第一供给管路34和第二供给管路38中的燃料以增压压力(Pb)加压。第一供给管路34中的燃料流入齿轮泵42，该齿轮泵42以通常恒定的体积流率和泵流量压力(Ps)将燃料排放到第三供给管路46中。例如，齿轮泵42可以以各种通常固定的流率排放燃料。燃料以压力(P1)沿着第三供给管路46流入计量阀18，该压力取决于多少燃料阀出口管路56被计量阀18的活塞70阻塞，即，通向燃料阀出口管路56的节流孔或端口的尺寸和下游压力(P22)。
燃料还从第三供给管路46供给到致动器供给管路24中，该致动器供给管路24通向致动系统(未示出)。供给到致动系统的燃料用于辅助目的，诸如用于向燃料液压发动机致动器提供流量和压力。然后，从致动系统行进的燃料被引导到齿轮泵42上游的位置。此外，燃料供给到出口管路28到阀32。除非第三供给管路46中的压力(Ps)达到阈值极限，否则阀32阻止燃料流回到第一供给管路34中，在该阈值极限下，阀32打开以允许燃料供给到第一供给管路中并且释放第三供给管路46中的压力。
计量阀18的活塞70的位置(并且因此多少到出口管路56的流量端口或节流孔被活塞70阻塞)由控制器30控制。控制器30经由与LVDT 48的通信监测活塞70的位置，该LVDT 48通过测量活塞70的位移来提供关于活塞70的位置的信息。控制器30可以使用该信息来确定是否移动活塞70以打开或进一步关闭通向燃料阀出口管路56的阀流量端口区域。控制器30控制EHSV 52以将活塞70相对于进入燃料阀出口管路56的端口移动到期望位置。
由于由活塞70相对于燃料阀出口管路56的位置限定的端口的尺寸，在计量阀18处发生燃料流率和燃料压力的变化。因此，过量的泵流量通过旁通管54从第三供给管路46到旁通阀14。换句话说，从计量阀18流出的燃料流率加上到旁通阀14的燃料流率大约等于从齿轮泵42流出的固定流率。在旁通管路54中流动到旁通阀14的加压燃料抵抗弹簧82和由第一传感管路86提供的加压向上推动旁通阀14的活塞78，并且从旁通阀14流出而进入第一出口管路50。然后，燃料被供给到第一供给管路34以再次通过齿轮泵42被发送。
因此，旁通阀14响应于计量阀18的移动而操作。也就是说，如果计量阀18打开得更多(通过控制器30向下移动活塞70)以产生从计量阀18流出的更大流量，旁通阀14关闭(经由弹簧82的膨胀和由于进入旁通阀14的较少燃料流量而作用在旁通阀78上的压力的和)以减少从旁通阀14流出的流量。相反，如果计量阀18的活塞70被控制器30向上移动以减少从计量阀18流出的流量，则旁通阀14打开得更多(经由弹簧82压缩的和由于进入旁通阀14的增加的流量而作用在活塞的端部的压力的和)以增加从旁通阀14流出的流量。
在离开计量阀18之后，加压燃料以压力(P2P)流入流量传感阀22。流量传感阀22包括连接到弹簧84的活塞80。弹簧84对活塞80施加向上的阻力以使阀22保持在通常关闭的位置。燃料压力从燃料计量阀18供给到第一传感管路86下游的旁通阀14中，其中，燃料通过向活塞78施加向下的力对阀14加压。第二传感管路90上游的流量传感阀22从由燃料计量阀18提供的燃料加压，从而将向下的力施加到流量传感阀22的活塞80上。
燃料从流量传感阀22流出并且进入传感阀出口管路62，通过系统加压阀26，并且通过第二出口管路66从FMU 10流出到下游歧管中的喷嘴。离开流量传感阀22的燃料以压力(P2)沿着传感阀出口管路62流动，该压力可以例如比P2P小50psi。传感阀出口管路62中的压力传感管路被供给到第三传感管路94中到流量传感阀22，其中，燃料通过将向上的力施加到活塞80而对阀22加压。朝向喷嘴离开FMU 10的燃料具有由Wf指定的计量或排放流率和由P22指定的排放压力，例如，该排放压力可以比P2小100psi。系统加压阀26是维持其自身上游的限定压力(P2)的背压阀。当流体压力超过设定点时，系统加压阀26可以打开更多以释放过量的压力。
当燃料流入流量传感阀22时，燃料向下推动加压活塞80并且抵抗弹簧84。由LVDT58检测由于燃料流过流量传感阀22而引起的活塞80的线性位置。LVDT 58测量活塞80的移动并且将该信息传送到控制器30。活塞80的移动量与所测量的质量流率直接相对应。基于该反馈信息，控制器30设置有经由传感阀出口管路62和第二出口管路66从FMU 10排放到下游歧管中的喷嘴的燃料的实际质量流率。
各种实施例提供了流量传感阀22以高于20Hz的带宽操作以将所测量的质量流率提供给控制器30。高于20Hz的带宽优选于低于20Hz的带宽，因为由以低于20Hz的带宽操作的流量传感装置提供的质量流率测量由于延迟问题而不能由控制器30实时地直接使用以经由流量计量阀18的控制来调整流率。在示例性实施例中，由流量传感装置22提供给控制器30的反馈信息与所测量的质量流率直接相对应。例如，提供与质量流率测量直接相对应的反馈信息优选于提供可以用于计算质量流率的信息。作为示例，由于温度测量系统的热时间常数，将关于所测量的体积流率和所测量的流率温度的信息提供给控制器，使得控制器可以估计和/或以其他方式计算质量流率可以具有低于20Hz的带宽，也可能受到比重估计的精度问题的影响。作为一个示例，精度问题可能是由于应用恒定比重与温度查找来执行实际上可能变化的质量流率计算而引起的。例如，由于燃料的生产变化，燃料比重可能根据地理位置或一年中的时间而具有不同的值。以这种方式，对比重应用恒定值以便计算质量流率可能是不准确的。
在某些实施例中，质量流量传感装置22包括用于实现高于20Hz的带宽的各种机构。例如，流量传感阀22可以包括将加载弹簧84的弹簧速率限制为小于弹簧的预加载的25％，使得来自P2P-P2误差的大部分可用力用于定位流量传感阀22的活塞80。作为另一示例，流量传感阀22可以包括摩擦减少特征，诸如速度补偿孔或减小流量传感阀22中的阻尼的任何合适的摩擦减少特征。此外，流量传感阀22的端口宽度可以被最大化以使活塞80的位置的变化与质量流率的变化相比最小化。还可以选择端口宽度尺寸来推断指数形端口以提供与百分比流量的变化相比的恒定位置变化，从而获得与质量流率相比的线性冲程。
由于喷嘴的配置和操作以及其距FMU 10的距离，排放压力(P22)可以随着燃料从FMU 10供给到喷嘴而变化。如果排放压力(P22)变化，排放流率(Wf)也可以变化。因为传感阀22动态地测量离开FMU 10的燃料流率，并且以高于20Hz的带宽将该信息提供给控制器30，控制器30可以确定排放流率(Wf)是否正在改变，并且经由EHSV 52基本上实时地调整计量阀18的活塞70，以根据需要增加或减少从计量阀18流出的燃料的流率，使得排放流率(Wf)处于期望水平。换句话说，如果由流量传感阀22测量的流率不处于期望流率，则控制器30可以控制EHSV 52以将燃料计量阀18的活塞70移动到根据需要增加或减少流率以获得期望质量流率的位置。因此，流量传感阀22提供关于从FMU 10流出的排放或计量流率的直接反馈。流量测量系统22或传感器以高于所需或期望的20Hz带宽的信号处理带宽测量计量到发动机燃烧室的燃料的质量流率，以避免或限制将关于流率的信息中继到控制器30的延迟。在各种实施例中，控制器30以高于250Hz的带宽操作，以便提供足够的速度来抑制干扰，从而允许系统基本上实时地响应燃料需求变化和计量流量干扰。高于250Hz的控制器带宽还可以允许计量阀伺服器212和FMV LVDT 48的内部位置环路的带宽增加到30Hz左右，同时在计量阀位置闭合环路中保持足够的稳定性和相位裕度。
应当理解，在控制器30或流量测量系统22或传感器发生故障的情况下，本技术的FMU 10可以包括备用冗余模式。该备用模式与图1中描述的FMU系统一样操作。
此外，尽管已经关于正排放泵燃料计量系统公开了本技术，但是应当理解，本技术(例如，本技术的控制器30和流量测量系统22)可以与离心燃料系统一起使用，该离心燃料系统对泵流量进行节流而不是经由旁通阀14旁通泵流量。在美国专利第7,096,658号中公开了这样的节流系统的示例，其全部内容通过引用并入本文。离心系统300的示例在图6中示出。系统300包括离心泵304，该离心泵304供给计量阀18，该计量阀进而供给节流阀308，该节流阀308进而供给流量传感阀22。伺服阀312控制计量阀18。该系统包括与图2的系统相似的控制器，但是未示出该控制器。节流阀308对从计量阀18到流量传感阀22的流量进行节流，以便保持跨计量阀18的基本上恒定的压降。在与系统300相似的这样的节流系统中，流量测量系统22可以测量计量燃料的质量流率并且向控制器提供反馈，使得控制器可以动态地控制燃料计量阀18以根据需要进一步打开或限制燃料计量阀18。
此外，尽管已经关于正排放泵燃料计量系统公开了本技术，但是应当理解，本技术(例如，本技术的控制器30和流量测量系统22)可以与离心燃料系统一起使用，该离心燃料系统对泵流量进行节流而不是经由旁通阀14旁通泵流量。在美国专利第7,096,658号中公开了这样的节流系统的示例，其全部内容通过引用并入本文。在这样的节流系统中，流量测量系统22可以测量计量燃料的流率并且向控制器30提供反馈，使得控制器30可以动态地控制燃料计量阀18以根据需要进一步打开或限制燃料计量阀18。
应当理解，除了图2所示和上述的流量传感阀22之外，还可以通过其他类型的流量测量系统或流量计向控制器30提供反馈。可以动态地测量、监测或确定流体的质量流率的任何数量的其他装置、产品、系统或技术(例如，流量计可以用于FMU 10中，以向控制器30提供关于FMU 10的计量流量的测量的质量流率的反馈)。例如，流量测量系统可以包括具有密度计的超声波流量计、目标流量计、具有密度计的涡轮流量计、科里奥利流量计或可操作以提供高于20Hz带宽的任何合适的流量测量或传感器装置。
应当理解，FMU10的各种阀和管路可以位于与图2所示不同的位置和相对于彼此的距离。例如，流量测量系统22可以设置在燃料计量阀18的上游而不是如图2所示的下游。
图3示出了图2的FMU 10的架构。在这方面，期望的流量(Wf)被传输到控制系统200。作为冗余，控制系统200(例如，控制器或FADEC)还可以从连接到计量阀(解调器动态204)的LVDT接收关于燃料计量阀的实际冲程/位置的信息。控制系统200从燃料测量系统(例如，流量计或流量传感阀)接收信息(流量计动态208)。基于来自燃料测量系统的信息208，控制系统200向EHSV发送指令(电流)，EHSV调整燃料计量阀(伺服阀动态212和致动器集成216)的冲程，使得系统提供期望的流量(Wf)。燃料计量阀的冲程的变化导致燃料系统动态220(例如，由于冲程变化对系统的影响)。在示例性实施例中，前馈控制器可以用于取消伺服阀和计量阀动态212的极点。因为燃料测量系统在燃料系统动态220和外源干扰的影响的下游，并且因为燃料测量系统以高于20Hz的带宽操作，所以燃料测量系统能够基本上实时地向控制系统200提供关于供给到燃烧室的实际计量流量的反馈208。以这种方式，控制系统200可以动态地调整燃料计量阀的冲程，以便响应于干扰以期望的燃料流量(Wf)排放燃料。这些干扰可以来自致动需求，该致动需求可以剧烈地改变入口流量或快速的喷嘴压力变化，当与缓慢且稳定的旁通系统耦接时，否则该致动需求可以导致减小飞机涡轮发动机的失速裕度的燃料流量瞬态。如果燃料测量系统发生故障或被停用，控制系统200可以依赖与计量阀位置(解调器动态204)相关的信息来控制计量阀。以这种方式，系统具有适当的冗余或备份系统。
FMU 10、控制器30和测量装置22的组合提供优于现有FMU系统的显著优势。其动态监测从FMU 10流出的燃料的计量流率，并且向控制器30提供关于质量流率的直接反馈，使得控制器30可以命令燃料阀18调整燃料阀以校正计量流率。此外，FMU 10测量实际计量的质量流率(并且因此考虑燃料系统动态和外源干扰)并且不仅基于计量阀位置和查找表来估计计量流量。同样，由于流量计正在读取直接质量流量，因此其可以适应燃料系统热瞬态和其他燃料系统瞬态，否则这些瞬态可能降低发动机裕度。因此，与现有FMU系统相比，FMU10可以动态地调整由于下游喷嘴压力变化而引起的排放压力和计量流量的波动，现有FMU系统依赖于旁通阀以响应于燃料计量阀18下游的压力变化来校正跨计量阀18的流量和压力。以这种方式，即使当排放压力快速或大的变化时，FMU 10也有助于维持到燃烧室的更一致的燃料流量。图4和图5是示出FMU 10在响应于关于计量流量的外源干扰的功效的曲线图的示例。图4示出了FMU的计量燃料流量(Wf)如何很好地跟踪期望的燃料流量(图3中的Wf命令)。例如，如图4所示，计量燃料流量(Wf)在高达约1Hz的频率下基本上匹配期望的燃料流量(Wf需求)。图5示出了FMU 10如何很好地抑制对计量流量的干扰。例如，图5示出了在0.001Hz处抵消整个干扰。如果在1Hz的频率处存在干扰，则系统将调整计量阀以抵消该干扰的99％(即，-10 dB)的影响。
如本文所使用的，以单数形式列举并且以单词“一(a)”或“一个(an)”开始的元件或步骤应被理解为不排除所述元件或步骤的复数形式，除非明确说明这样的排除。此外，对“示例性实施例”、“各种实施例”、“某些实施例”等的引用不旨在被解释为排除也包含所列举特征的附加实施例的存在。此外，除非明确相反地说明，否则“包括(comprising)”、“包括(including)”或“具有”具有特定特性的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该特性的附加元件。
如本文所使用的，“和/或”是指由“和/或”连接的列表中的任何一项或多项。例如，“x和/或y”是指三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。又例如，“x、y和/或z”是指七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。如本文所使用的，术语“示例性”是指用作非限制性示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如(e.g.)”和“例如(for example)”阐述了一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。如本文所使用的，无论功能的执行是否被一些用户可配置的设置禁用或不启用，只要组件包括用于执行功能所必需的结构、硬件和/或代码(如果有必要)，该组件就“可操作”和/或“被配置”以执行该功能。
尽管在前述说明书中努力吸引对那些被认为特别重要的本公开的特征的关注，但是应当理解，申请人要求保护在此之前提及和/或在附图中示出的任何可授权专利特征或特征的组合，无论是否对其进行了特别强调。此外，尽管已经示出和描述了本公开的具体元件、实施例和应用，但是应当理解，本公开不限于此，因为本领域技术人员可以在不脱离本公开的范围的情况下进行修改，尤其是根据前述教导。

Claims (20)

1.一种用于涡轮发动机的燃料系统的计量燃料流量反馈系统，所述计量燃料流量反馈系统包括：
燃料计量阀，能操作以基于所述燃料计量阀的冲程来计量燃料的流率；
流量测量系统，包括流量计，所述流量计被配置为以大于20Hz的带宽测量离开燃料系统的所述燃料的质量流率，其中，所述流量计是超声波流量计、涡轮流量计、目标流量计、光学流量计和科里奥利流量计中的至少一种；
控制器，与所述燃料计量阀和所述流量测量系统通信，其中，所述控制器被配置为基于由所述流量测量系统测量的所述燃料的所述质量流率来动态地调整所述燃料计量阀的所述冲程以控制由所述燃料计量阀计量的所述流率并且抑制所述燃料系统中的干扰。
2.根据权利要求1所述的计量燃料流量反馈系统，其中，所述燃料计量阀连接到线性可变差动变压器，所述线性可变差动变压器将关于所述燃料计量阀中的活塞的位置的信息传送到所述控制器。
3.根据权利要求2所述的计量燃料流量反馈系统，包括电液伺服阀，所述电液伺服阀与所述控制器通信并且操作所述燃料计量阀，其中，所述控制器被配置为至少部分地基于与所述活塞相关的所述信息经由所述电液伺服阀来调整所述燃料计量阀的所述冲程。
4.根据权利要求1所述的计量燃料流量反馈系统，其中，所述流量测量系统在所述燃料计量阀的下游。
5.根据权利要求1所述的计量燃料流量反馈系统，其中，所述流量测量系统在所述燃料计量阀的上游。
6.根据权利要求4所述的计量燃料流量反馈系统，包括位于所述燃料计量阀上游的旁通阀和泵，其中，所述旁通阀将所述燃料排放到供给到所述泵中的管路。
7.根据权利要求6所述的计量燃料流量反馈系统，包括所述流量测量系统下游的系统加压阀。
8.根据权利要求7所述的计量燃料流量反馈系统，其中，所述泵从增压泵供给燃料。
9.根据权利要求8所述的计量燃料流量反馈系统，其中，所述增压泵对所述系统加压阀加压。
10.根据权利要求1所述的计量燃料流量反馈系统，其中，如果流量计量系统发生故障或被停用，所述控制器被配置为使用所述燃料计量阀的测量冲程和查找表来估计所述燃料计量阀的期望冲程以实现期望流量。
11.一种用于发动机的燃料系统，所述燃料系统包括：
燃料计量阀，能操作以基于所述燃料计量阀的冲程来计量燃料的流率；
流量传感阀，在所述燃料计量阀的下游，被配置为通过将所述流量传感阀的加载弹簧的弹簧刚度限制为小于所述加载弹簧的预加载的25％，以大于20Hz的带宽测量离开所述燃料系统的所述燃料的质量流率；
控制器，与所述燃料计量阀和所述流量传感阀通信，其中，所述控制器被配置为基于由所述流量传感阀测量的所述燃料的所述质量流率来动态地调整所述燃料计量阀的所述冲程以改变所述燃料的所述流率。
12.根据权利要求11所述的燃料系统，其中，所述燃料计量阀连接到线性可变差动变压器，所述线性可变差动变压器将关于所述燃料计量阀中的活塞的位置的信息传送到所述控制器。
13.根据权利要求12所述的燃料系统，包括电液伺服阀，所述电液伺服阀与所述控制器通信并且操作所述燃料计量阀，其中，所述控制器被配置为至少部分地基于与所述活塞相关的所述信息经由所述电液伺服阀来调整所述燃料计量阀的所述冲程。
14.根据权利要求11所述的燃料系统，包括位于所述燃料计量阀上游的旁通阀和泵，其中，所述旁通阀将所述燃料排放到供给到所述泵中的管路。
15.根据权利要求14所述的燃料系统，包括所述流量传感阀下游的系统加压阀。
16.根据权利要求15所述的燃料系统，其中，所述泵从增压泵供给燃料。
17.根据权利要求16所述的燃料系统，其中，所述增压泵对所述系统加压阀加压。
18.一种用于控制燃料系统中的燃料的流率的方法，包括：
将所述燃料从燃料源供给到所述燃料系统中的泵；
将所述燃料从所述泵泵送到所述燃料系统中的燃料计量阀；
通过包括以大于20Hz的带宽操作的流量计的流量测量系统测量所述燃料系统中的所述燃料的质量流率，所述流量计是流量传感阀、超声波流量计、涡轮流量计、目标流量计、光学流量计和科里奥利流量计中的至少一种；
从所述燃料系统排放所述燃料；并且
通过通信地耦合到所述流量测量系统和所述燃料计量阀的控制器直接基于由所述流量测量系统测量的所述燃料的所述质量流率来动态地调整通过所述燃料计量阀的所述流率。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述控制器被配置为以大于250Hz的带宽操作；并且
动态地调整所述流率包括：所述控制器向电液伺服阀发送指令，所述电液伺服阀能操作以修改所述燃料计量阀的活塞的位置。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述流量计是流量传感阀，所述流量传感阀被配置为通过将所述流量传感阀的加载弹簧的弹簧刚度限制为小于所述加载弹簧的预加载的25％，以大于20Hz的带宽测量离开所述燃料系统的所述燃料的质量流率。
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