CN202140213U - 带增压级的航空发动机燃油柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带增压级的航空发动机燃油柱塞泵，包括以下部件：柱塞泵转子组件(1)、伺服活塞组件(2)、中间传动杆(3)、位移传感器(4)、组合式叶轮(5)，其中，在所述柱塞泵转子组件(1)和所述组合式叶轮(5)通过所述中间传动杆(3)连接，所述伺服活塞组件(2)的一端通过连杆连接到所述柱塞泵转子组件(1)的斜盘，另一端连接到所述位移传感器(4)，柱塞泵安装在发动机附件机匣上由高压转子通过齿轮驱动。由于采用了带增压级的柱塞泵，油泵的供油量可以做到不随转速的增加而增加；而且，整个系统的重量减小；柱塞泵的总效率比定量泵的效率有了显著提高。

Description

带增压级的航空发动机燃油柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及一种航空发动机燃油柱塞泵。

背景技术

当前主流的商用航空发动机燃油系统的主燃油泵无一例外地采用定量齿轮泵供油，燃油计量采用传统的恒压差原理，即保持计量活门前后的压差，控制计量活门的面积来控制供油量，进而控制发动机的转速。

由于齿轮泵是定量泵，供油量与转速成正比，在巡航和飞行慢车状态，供油量远远大于发动机的需油量，燃油系统中的燃油计量装置FMU或机械液压装置HMU必须设置燃油回油路(Spill Pipe)，以便能够将多余的燃油旁路到增压泵的进口，在此阶段大约只有10％左右的燃油被燃烧掉。多余的燃油在高压泵出口和增压泵进口之间循环，结果是将抽取的发动机机械能转换为燃油温升的热能，使得燃油的温度升高，这就是定量泵的温升效应。循环产生的热量通常将燃油温度升高40至50℃，白白消耗了发动机的功率，降低了燃料的粘度，影响部件的机械润滑性能，降低部件寿命，并带来后续的燃油胶化，最终堵塞电液伺服阀的油滤，影响到系统的正常工作。

实用新型内容

本实用新型为解决燃油回油循环带来的燃油温升问题，提出了一种绿色油泵技术：带增压级的航空发动机燃油柱塞泵。

本实用新型的柱塞泵为组合式油泵，包括以下部件：柱塞泵转子组件(高压泵)、伺服活塞组件、中间传动杆、位移传感器(LVDT)、组合式叶轮(低压泵)，其中，低压泵和高压泵之间用中间传动杆连接，伺服活塞组件的一端通过连杆连接到所述柱塞泵转子组件的斜盘，另一端连接有位移传感器(LVDT)。柱塞泵安装在发动机附件机匣上由高压转子通过齿轮驱动。

本实用新型的带增压级的航空发动机燃油柱塞泵具有如下的优点：

1.由于采用了带增压级的柱塞泵，油泵的供油量可以做到不随转速的增加而增加，在发动机转速高，而发动机需油量小的情况下，控制伺服活塞，减小斜盘的角度，就可以减小供油量，消除了定量泵由于回油而产生的温升效应。

2.而且，整个系统的重量减小：增压级和高压级集成为一体，可以简化安装和管路的联结；采用了新的燃油计量控制方法后，取消了回油管路和相关用来联接的管接头等液压配件(相对传统的定量齿轮泵的方案)。控制伺服活塞的位移就可以控制供油量，大大简化了燃油计量装置的复杂程度(相对传统的定量齿轮泵的方案)，使得燃油系统的总重量降低。

3.柱塞泵的总效率比定量泵的效率有了显著提高。

附图说明

下面通过具体实施例并结合附图，来进一步说明本实用新型的目的和优点，其中：

图1是带增压级的航空发动机变量燃油泵(柱塞泵)的结构示意图；

图2是燃油计量控制过程的示意图。

具体实施方式

图1是带增压级的航空发动机燃油柱塞泵的结构示意图。柱塞泵包括以下部件：柱塞泵转子组件1(高压泵)、伺服活塞组件2、中间传动杆3、位移传感器(LVDT)4、组合式叶轮(低压泵)5，其中，柱塞泵为组合式油泵，低压泵5和高压泵1之间用中间传动杆3连接，伺服活塞组件2的一端连接到高压泵1的转子，另一端连接有位移传感器(LVDT)4，柱塞泵安装在发动机附件机匣上由高压转子通过齿轮驱动。图1中伺服活塞组件2的移动受伺服油控制，伺服活塞组件2的连杆与柱塞泵转子组件1的斜盘连接，其线性移动控制斜盘的角度。柱塞泵转子组件1中的斜盘为非转动件，安装在柱塞泵转子组件1的壳体上，其角度由伺服活塞组件2控制，柱塞泵转子组件1中的柱塞受力紧贴在斜盘上，且随柱塞泵转子组件1转动，供油量与柱塞的行程为线性关系，柱塞在柱塞泵转子孔内移动的行程由斜盘角度决定。

本实用新型的柱塞泵还设有电子控制系统，其包括电子控制器6和电液伺服阀7，其中电子控制器6与位移传感器4之间电信号连接，电液伺服阀7信号连接到电子控制器6，并与伺服活塞组件2流体连通。

在飞行的任何阶段，飞行员依据推力需求，发出指令到电子控制器6，电子控制器6中的控制软件依据当时的飞行条件计算出发动机的需油量，并按柱塞泵伺服活塞组件2的位移和供油量的关系，控制电液伺服阀7的电流，使伺服活塞组件2移动到所需的位置，达到控制柱塞泵供油量的目的。与伺服活塞组件2相连的位移传感器(LVDT)4将伺服活塞组件2的位置反馈给电子控制器6，构成伺服活塞组件2的位置闭环控制，见图2。

伺服活塞组件2如停留在某个位置，则供油量则保持不变，相当于发动机的某个稳态。控制伺服活塞腔的移动速率，也就可以控制燃油流量的增加和减小的速率，从而控制发动机的加速和减速。

由于采用了带增压级的柱塞泵，油泵的供油量可以做到不随转速的增加而增加，在发动机转速高，而发动机需油量小的情况下，控制伺服活塞组件，减小斜盘的角度，就可以减小供油量，消除了定量泵由于回油而产生的温升效应。

而且，整个系统的重量减小：增压级和高压级集成为一体，可以简化安装和管路的联结；采用了新的燃油计量控制方法后，取消了回油管路和相关用来联接的管接头等液压配件(相对于传统的定量齿轮泵的方案)。控制伺服活塞组件的位移就可以控制供油量，大大简化了燃油计量装置的复杂程度(相对于传统的定量齿轮泵的方案)，使得燃油系统的总重量降低。

此外，柱塞泵的总效率比定量泵的效率提高了4～5倍。

Claims (3)

1.一种带增压级的航空发动机燃油柱塞泵，包括以下部件：柱塞泵转子组件(1)、伺服活塞组件(2)、中间传动杆(3)、位移传感器(4)、组合式叶轮(5)，其中，在所述柱塞泵转子组件(1)和所述组合式叶轮(5)通过所述中间传动杆(3)连接，所述伺服活塞组件(2)的一端通过连杆连接到所述柱塞泵转子组件(1)的斜盘，另一端连接到所述位移传感器(4)。

2.如权利要求1所述的带增压级的航空发动机燃油柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵安装在发动机附件机匣上，由高压转子通过齿轮驱动。

3.如权利要求1或2所述的带增压级的航空发动机燃油柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵还设有电子控制系统，其包括电子控制器(6)和电液伺服阀(7)，所述电子控制器(6)与所述位移传感器(4)电信号连接，所述电液伺服阀(7)与所述电子控制器(6)电信号连接，并与所述伺服活塞组件(2)流体连通。

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