RU2194181C1 - Gas turbine engine fuel feed and control system - Google Patents

Gas turbine engine fuel feed and control system Download PDF

Info

Publication number
RU2194181C1
RU2194181C1 RU2001117687A RU2001117687A RU2194181C1 RU 2194181 C1 RU2194181 C1 RU 2194181C1 RU 2001117687 A RU2001117687 A RU 2001117687A RU 2001117687 A RU2001117687 A RU 2001117687A RU 2194181 C1 RU2194181 C1 RU 2194181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
pump
metering device
maintaining
control unit
Prior art date
Application number
RU2001117687A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Ц. Горбунов
В.И. Маленков
В.Г. Юминов
Original Assignee
ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро" filed Critical ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро"
Priority to RU2001117687A priority Critical patent/RU2194181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194181C1 publication Critical patent/RU2194181C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft industry. SUBSTANCE: invention relates to aircraft fuel feed control systems. Said system has electrically driven pumping unit controlled in response to speed of rotation, and electronic control unit. Pumping unit has pump and volumetric metering device series connected to fuel system. Metering device is furnished with constant pressure differential maintaining element. Said components of pumping unit have common shaft driven by electric motor. At delivery of fuel from to volumetric metering device and further on to outlet and engine nozzles, owing to maintaining constant pressure differential across metering device, internal overflows in said device is preserved irrespective of pressure in nozzles. EFFECT: increased accuracy of metering, enlarged sphere of application. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к системам топливорегулирования авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). В практике авиационного топливорегулирующего агрегатостроения используются как системы, содержащие в качестве топливоподачи насосы с приводом от вала ГТД, так и системы, имеющие насосы топливоподачи с приводом от электродвигателя. Последние используются преимуществено для малоразмерных маршевых авиадвигателей или в качестве самолетных вспомогательных силовых установок и являются новым направлением в развитии электронно-гидромеханических систем регулирования ГТД. The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, and in particular to fuel control systems of aircraft gas turbine engines (GTE). In the practice of aviation fuel control unit construction, both systems containing pumps driven by a gas turbine engine shaft and fuel systems driven by an electric motor are used as fuel pumps. The latter are used primarily for small-sized marching aircraft engines or as aircraft auxiliary power plants and are a new direction in the development of electronic hydromechanical control systems for gas turbine engines.

Известна система топливоподачи и регулирования ГТД, содержащая шестеренный насос с управляемым электроприводом, электронный регулятор, включающий в себя блок управления частотой вращения электродвигателя привода, датчик расхода топлива. Дозирование топлива осуществляется изменением частоты вращения электродвигателя привода насоса (см. , например, Научно-технический отчет "Экспериментальные исследования демонстрационного образца САУ и топливопитания с управляемым электроприводом топливного насоса на двигателе ТА-12", номер госрегистрации Х75284, М., ЦИАМ им. Баранова П.И., 1991 г., стр.8, 20, рис.1.1). A known system of fuel supply and regulation of a gas turbine engine, comprising a gear pump with a controlled electric drive, an electronic controller that includes a control unit for the rotational speed of the drive motor, a fuel consumption sensor. Dosing of fuel is carried out by changing the frequency of rotation of the pump drive electric motor (see, for example, Scientific and technical report "Experimental studies of a self-propelled gun demonstration sample and fuel supply with a controlled electric fuel pump on a TA-12 engine", state registration number X75284, M., TsAMAM na Baranova P.I., 1991, p. 8, 20, fig. 1.1).

Недостатком этой системы является относительная сложность обеспечения точности дозирования, т.к. требуется компенсация нестабильности и неоднозначности расходной характеристики относительно частоты вращения шестеренного насоса, что объясняется нестабильными внутренними перетечками топлива в качающем узле. Используемый для этого датчик расхода (или система датчиков) утяжеляет структуру системы регулирования, требует дополнительного места для размещения в компоновке двигателя, что исключает возможность использования такой системы в реальных конструкциях малоразмерных ГТД, т.е. сужается область ее применения. Кроме этого, включение датчика расхода (например, турбинного типа) в систему автоматического управления (САУ) противоречит основной концепции применения электронно-гидромеханических САУ с полной электронной ответственностью (максимально возможное сокращение количества гидромеханических элементов). The disadvantage of this system is the relative complexity of ensuring the accuracy of dosing, because compensation for the instability and ambiguity of the flow rate with respect to the speed of the gear pump is required, which is explained by the unstable internal flow of fuel in the pumping unit. The flow sensor (or sensor system) used for this complicates the structure of the control system, requires additional space for placement in the engine layout, which excludes the possibility of using such a system in real structures of small-sized gas turbine engines, i.e. the scope of its application is narrowing. In addition, the inclusion of a flow sensor (for example, a turbine type) in the automatic control system (ACS) contradicts the basic concept of using electronic hydromechanical self-propelled guns with full electronic responsibility (the maximum possible reduction in the number of hydromechanical elements).

Наиболее близким техническим решением является система топливоподачи и регулирования ГТД, содержащая шестеренный насос с управляемым электроприводом и электронный регулятор, включающий в себя блок управления частотой вращения электродвигателя привода (см. Научно-технический отчет "Экспериментальные исследования демонстрационного образца САУ и топливопитания с управляемым электроприводом топливного насоса на двигателе ТА-12", номер госрегистрации Х75284, М., ЦИАМ им. Баранова П.И., 1991 г., стр.12, 13, 25, рис.2.1). The closest technical solution is the fuel supply and control system of a gas turbine engine, which contains a gear pump with a controlled electric drive and an electronic controller that includes a control unit for the rotational speed of the electric motor of the drive (see the Scientific and Technical Report "Experimental Studies of a Demonstration Model of ACS and Fuel Supply with a Controlled Electric Drive of the Fuel Pump) on a TA-12 engine ", state registration number X75284, M., TsIAM, named after P. Baranov, 1991, p. 12, 13, 25, fig. 2.1).

В данной системе не требуется датчик расхода (или система датчиков), т. к. здесь используется косвенный метод определения расхода Gт=f(nэд, Рт), где nэд - частота вращения электродвигателя, Рт - давление топлива на выходе насоса. Косвенный метод определения расхода и дозирования топлива заключается в использовании в счетно-решающем устройстве электронного регулятора расчетно-экспериментальной зависимости производительности топливного шестеренного насоса от частоты вращения его привода с учетом изменения давления на форсунках ГТД (как следствие изменения расхода топлива на них). В соответствии с этой зависимостью, введенной в электронную память программного блока, регулятор, выполняя заданные законы регулирования, задает тот или иной уровень частоты вращения привода топливного насоса для обеспечения необходимого расхода топлива на форсунках ГТД.This system does not require a flow sensor (or a system of sensors), because it uses the indirect method of determining the flow rate G t = f (n ed , R t ), where n ed is the frequency of rotation of the electric motor, R t is the fuel pressure at the outlet pump. An indirect method for determining fuel consumption and dosing of fuel is to use in the calculating and solving device of the electronic controller a calculated and experimental dependence of the performance of the fuel gear pump on the speed of its drive, taking into account the change in pressure on the nozzles of the gas turbine engine (as a result of changing the fuel consumption on them). In accordance with this dependence, entered into the electronic memory of the program unit, the regulator, fulfilling the specified laws of regulation, sets one or another level of the rotational speed of the fuel pump drive to ensure the necessary fuel consumption on the GTE nozzles.

Недостатком этой системы является значительная зависимость точности дозирования топлива от внутренних перетечек в насосе, т.к. программа регулирования не может учитывать в достаточной мере все факторы, влияющие на внутренние перетечки в насосе, особенно если учесть множественность сочетаний производственных допусков, влияющих на монтажные зазоры в качающем узле. Таким образом, здесь точность дозирования в большей степени зависит от величины перепада давлений топлива в зазорах качающего узла, который, в свою очередь, зависит от перепада давлений топлива на самом насосе. Так по данным исследования (см. Научно-технический отчет "Экспериментальные исследования демонстрационного образца САУ и топливопитания с управляемым электроприводом топливного насоса на двигателе ТА-12", номер госрегистрации Х75284, М., ЦИАМ им. Баранова П.И., 1991 г., стр. 9) в диапазоне частоты вращения nнac=50... 100% при изменении давления за насосом от 0 до 5 кгс/см2 утечки составляют 27 и 8% при изменении давления от 5 до 10 кгс/см2. Необходимая же точность дозирования в подобных САУ ГТД должна быть не хуже 3%. Кроме того, точность дозирования зависит от изменения температуры топлива, т.к. при изменении вязкости топлива по температуре перетечки также количественно изменяются.The disadvantage of this system is the significant dependence of the accuracy of fuel metering on the internal flow in the pump, because the control program cannot sufficiently take into account all factors affecting the internal overflows in the pump, especially if one takes into account the multiplicity of combinations of production tolerances affecting the mounting clearances in the pumping unit. Thus, here the metering accuracy is more dependent on the magnitude of the differential pressure of the fuel in the gaps of the pumping unit, which, in turn, depends on the differential pressure of the fuel on the pump itself. So, according to the study (see the Scientific and Technical Report "Experimental Studies of the ACS Demonstration Sample and Fuel Supply with a Controlled Electric Drive of the Fuel Pump on the TA-12 Engine", state registration number X75284, M., TsIAM named after P. Baranov, 1991 , p. 9) in the speed range n nac = 50 ... 100% when the pressure behind the pump changes from 0 to 5 kgf / cm 2, the leakages are 27 and 8% when the pressure changes from 5 to 10 kgf / cm 2 . The necessary accuracy of dosing in similar self-propelled guns of a gas turbine engine should be no worse than 3%. In addition, the accuracy of dosing depends on changes in fuel temperature, as when the viscosity of the fuel changes with respect to the temperature, the overflows also quantitatively change.

Задачей изобретения является повышение точности дозирования топлива и расширение области применения системы топливоподачи и регулирования газотурбинных двигателей, использующих топливные насосы с управляемым электроприводом. The objective of the invention is to increase the accuracy of fuel metering and expand the scope of the fuel supply system and regulation of gas turbine engines using fuel pumps with a controlled electric drive.

Поставленная задача решается за счет того, что в систему топливоподачи и регулирования ГТД, содержащую электроприводной насос топливоподачи объемного типа и блок управления частотой вращения электродвигателя насоса, введено объемное дозирующее устройство с элементом поддержания постоянного перепада на нем сливного типа, которое установлено последовательно насосу так, что выходной канал насоса является входным каналом дозирующего устройства, и которое имеет общий привод с насосом. При этом объемное дозирующее устройство и насос топливоподачи могут быть выполнены в виде однотипных шестеренных качающих узлов, а элемент поддержания перепада давлений - в виде гидравлического клапана поддержания постоянного перепада давлений сливного типа или электромеханического управляемого исполнительного механизма с первичными датчиками давлений, установленными во входном и выходном каналах дозирующего устройства. Дополнительно в одном из каналов объемного дозирующего устройства может быть установлен датчик температуры, выход которого связан блоком управления частотой вращения электродвигателя привода насоса, а в блок управления введена программа коррекции частоты вращения по температурному изменению плотности топлива и установлен переключатель сорта топлива. The problem is solved due to the fact that a volumetric dosing device with a constant differential overflow element on it, which is installed in series with the pump, is introduced into the fuel supply and control system of the gas turbine engine, which contains a volumetric type electric fuel pump and a pump motor speed control unit, the output channel of the pump is the input channel of the metering device, and which has a common drive with the pump. In this case, the volumetric metering device and the fuel supply pump can be made in the form of the same gear pumping units, and the differential pressure control element can be in the form of a hydraulic valve for maintaining a constant differential pressure drain type or an electromechanical actuator with primary pressure sensors installed in the input and output channels dosing device. Additionally, a temperature sensor can be installed in one of the channels of the volumetric metering device, the output of which is connected by the control unit for the rotational speed of the pump drive electric motor, and a control program for correcting the rotational speed by temperature changes in the fuel density is installed in the control unit and a fuel grade switch is installed.

По сравнению с прототипом заявляемая система обеспечивает дозирование топлива при постоянных, независимо от давления топлива на форсунках и достаточно однозначно учитываемых (программным блоком управления) перетечках в дозирующем устройстве. При этом относительная величина перетечек (qпер/Qтф), где qпер - величина перетечек, Qтф - расход топлива на форсунках, по своему уровню значительно меньше (~2% против 8%), чем у прототипа. Это объясняется наличием постоянного и достаточно малого (2 кг/см2, не более) перепада давлений на дозирующем устройстве и, как следствие, стабильного перепада давлений в зазорах вращающегося рабочего органа дозатора.Compared with the prototype of the inventive system provides a fuel metering at constant, regardless of the fuel pressure at the nozzles and quite unambiguously taken into account (software control unit) overflows in the metering device. In this case, the relative magnitude of the overflows (q per / Q tf ), where q lane is the magnitude of the overflows, Q tf is the fuel consumption on the nozzles, is significantly lower in level (~ 2% versus 8%) than the prototype. This is due to the presence of a constant and sufficiently small (2 kg / cm 2 , not more) differential pressure on the dosing device and, as a result, a stable differential pressure in the gaps of the rotating working body of the dispenser.

Обеспечение постоянства отрегулированного уровня перепада определяется незначительной зависимостью избытков перепускаемого топлива на элементе поддержания постоянного перепада давлений при изменении частоты вращения привода насоса. В свою очередь, этот эффект получен за счет использования общего электропривода насоса и дозатора. Все это определяет качественную сторону заявленного технического решения, повышающего точность дозирования. Ensuring the constancy of the adjusted level of the differential is determined by the insignificant dependence of the excess of bypassed fuel on the element of maintaining a constant differential pressure when changing the speed of the pump drive. In turn, this effect is obtained through the use of a common electric pump and dispenser. All this determines the quality side of the claimed technical solution that increases the accuracy of dosing.

Сущность заявленного технического решения представлена на чертежах. The essence of the claimed technical solution is presented in the drawings.

На фиг. 1 приведена схема топливоподачи и регулирования ГТД. На фиг.2 дана графическая иллюстрация особенности расходных характеристик заявляемого технического решения, где линия А характеризует потребные расходы на форсунках двигателя, обеспечиваемые объемным дозирующим устройством с единым электроприводом по заявляемому техническому решению; линия Б - производительность насоса топливоподачи с единым электроприводом. Обозначения на фиг. 1: ЭППД - элемент поддержания постоянного перепада давлений; на фиг.2: ΔQизб - избытки топлива, срезаемые устройством поддержания постоянного перепада; Qmin, Qmax - минимальный и максимальный потребные расходы соответственно; nэл/дв - частота вращения электропривода.In FIG. 1 shows a diagram of the fuel supply and regulation of the gas turbine engine. Figure 2 is a graphical illustration of the features of the flow characteristics of the claimed technical solution, where line A characterizes the required costs for the engine nozzles provided by a volumetric dosing device with a single electric drive according to the claimed technical solution; line B - the performance of the fuel pump with a single electric drive. The notation in FIG. 1: EPPD - an element of maintaining a constant pressure drop; figure 2: ΔQ log huts - excess fuel cut off by the device maintaining a constant differential; Q min , Q max - minimum and maximum required costs, respectively; n el / dv - rotational speed of the electric drive.

Система топливоподачи и регулирования ГТД содержит объемный насос топливоподачи 1, который соединен валом 2 (или валами), с одной стороны, с управляемым электроприводом 3, а с другой, с объемным дозирующим устройством 4. При этом объемный насос 1 и объемное дозирующее устройство 4 конструктивно могут быть выполнены в виде шестеренных качающих узлов. Через каналы 5, 6 к дозирующему устройству гидравлически подключен элемент 7 поддержания постоянного перепада давлений (ЭППД), имеющий канал 8 перепуска топлива на вход в насос. Элемент 7 поддержания постоянного перепада давлений представляет собой гидромеханическое или электромеханическое устройство. The fuel supply and control system of the gas turbine engine comprises a volumetric fuel supply pump 1, which is connected by a shaft 2 (or shafts), on the one hand, with a controlled electric drive 3, and on the other, with a volumetric metering device 4. Moreover, the volumetric pump 1 and volumetric metering device 4 are structurally can be made in the form of gear pumping units. Through channels 5, 6 to the metering device is hydraulically connected an element 7 for maintaining a constant differential pressure (EPPD) having a channel 8 for bypassing fuel at the pump inlet. Element 7 maintain a constant pressure drop is a hydromechanical or electromechanical device.

Таким устройством может быть:
- гидравлический золотниковый клапан, подпружиненный с одного торца, куда подведено через канал 6 давление выхода из дозирующего устройства, и воспринимающий через канал 5 входное давление дозирующего устройства - другим торцом, а также имеющий отсечную кромку для перепуска рабочей жидкости со стороны канала 5 через канал 8 на слив в канал 9;
- электрогидропреобразователь, например, электромагнитный клапан типа МКТ-157.
Such a device may be:
- a hydraulic spool valve, spring-loaded from one end, where the outlet pressure from the dosing device is supplied through channel 6, and receiving the inlet pressure of the dosing device through channel 5, by the other end, and also having a cut-off edge for bypassing the working fluid from channel 5 through channel 8 to drain into channel 9;
- electrohydroconverters, for example, the solenoid valve type MKT-157.

Электропривод 3 электрически связан с блоком 10 управления частотой вращения насоса. Насос топливоподачи 1 имеет канал входа 9 и канал выхода 11, который является одновременно каналом входа в объемное дозирующее устройство 4. Выходной канал 12 соединен с магистралью подвода топлива к форсункам ГТД. The electric drive 3 is electrically connected to the pump speed control unit 10. The fuel supply pump 1 has an input channel 9 and an output channel 11, which is at the same time an input channel to the volumetric dosing device 4. The output channel 12 is connected to the fuel supply line to the gas turbine nozzles.

Система работает следующим образом. Из блока управления 10 на вход в электропривод 3 поступает электрический сигнал, задающий определенную величину частоты вращения. Управляемый электропривод устанавливает заданную частоту вращения вала 2, рабочий орган насоса 1 создает нагнетание топлива, перекачивая его со входа 9 в канал выхода 11, откуда топливо поступает на вход в объемное дозирующее устройство 4 и далее - на выход из системы через канал 12 на форсунки ГТД. Производительность насоса топливоподачи 1 конструктивно обеспечена так, чтобы она была больше пропускной способности объемного дозирующего устройства 4 на величину избытков топлива, необходимых для функционирования ЭППД 7. При увеличении частоты вращения привода 3 насоса 1 с дозирующим устройством 4 повышается расход топлива на форсунках и, как следствие, возрастает давление в топливной системе. Элемент 7 реагирует на увеличение производительности насоса и изменение перепада давлений перепуском топлива через канал 8 на вход насоса. По окончании переходного процесса на выходе насоса 1 устанавливается более высокий уровень давления. На дозирующем устройстве 4, при более высоком уровне давления топлива на его входе 5 и выходе 6, сохраняется отрегулированная величина перепада давлений. При уменьшении частоты вращения электропривода 3 система работает аналогично, но в сторону уменьшения уровня давления в топливном тракте с сохранением величины перепада давлений на дозирующем устройстве 4. The system operates as follows. From the control unit 10 to the input of the electric drive 3 receives an electrical signal that sets a certain value of the speed. A controlled electric drive sets a predetermined frequency of rotation of the shaft 2, the working body of the pump 1 creates a fuel injection, pumping it from the input 9 to the output channel 11, from where the fuel enters the entrance to the volumetric dosing device 4 and then to the exit from the system through the channel 12 to the gas turbine nozzles . The performance of the fuel supply pump 1 is structurally ensured so that it is greater than the throughput of the volumetric metering device 4 by the amount of excess fuel necessary for the operation of the EPD 7. When the speed of the drive 3 of the pump 1 with the metering device 4 increases, the fuel consumption on the nozzles increases and, as a result , increases the pressure in the fuel system. Element 7 responds to an increase in pump performance and a change in pressure differential by fuel bypass through channel 8 to the pump inlet. At the end of the transition process, a higher pressure level is established at the output of pump 1. On the metering device 4, at a higher level of fuel pressure at its inlet 5 and outlet 6, the adjusted pressure drop is maintained. With a decrease in the rotational speed of the electric drive 3, the system works in a similar way, but in the direction of decreasing the pressure level in the fuel path while maintaining the pressure drop on the metering device 4.

Очевидно, точность дозирования рассматриваемой системы зависит от объемного КПД собственно дозирующего устройства и точности поддержания постоянного перепада давлений на дозирующем устройстве. Для повышения объемного КПД дозирующего устройства схема системы выполнена таким образом, что 95% суммарного перепада давлений (100% между каналами 9 и 12) срабатывается на насосе топливоподачи 1, а на дозирующем устройстве 4 за счет элемента 7 - всего 5%. Это означает, что внутренние перетечки, от которых зависит точность дозирования в объемных устройствах, будут достаточно малыми и не будут зависеть от давления на форсунках, которое может изменяться во всем диапазоне режимов работы ГТД в 30 раз. Obviously, the metering accuracy of the system in question depends on the volumetric efficiency of the metering device itself and the accuracy of maintaining a constant pressure drop across the metering device. To increase the volumetric efficiency of the dosing device, the system diagram is designed in such a way that 95% of the total pressure drop (100% between channels 9 and 12) is triggered by the fuel supply pump 1, and on the dosing device 4 due to element 7 - only 5%. This means that the internal overflows, on which the metering accuracy in volumetric devices depends, will be quite small and will not depend on the pressure on the nozzles, which can vary by a factor of 30 over the entire range of gas turbine operation modes.

Точность поддержания постоянного перепада давлений на дозирующем устройстве определяется статической ошибкой, т.к. в системах регулирования ГТД с простой гидромеханической частью (к которым относится заявляемое техническое решение) используются в качестве элементов поддержания постоянного перепада статические механизмы прямого действия. Таким механизмом может быть, например, известный клапан постоянного перепада давления золотникового типа с пружиной, регулировка которой определяет заданную величину поддерживаемого перепада давлений, и имеющий отсечную кромку для перепуска избытков топлива на вход системы. Статическая ошибка элемента поддержания перепада давлений зависит от избытков топлива, перепускаемых через канал 8 на вход 9 насоса, и чем больше их величина, тем больше эта ошибка. Применение объемного насоса топливоподачи 1 и объемного дозирующего устройства 4 с единым электроприводом дает возможность иметь во всем диапазоне частоты вращения электродвигателя минимальные избытки топлива, которые поступают на вход дозирующего устройства 4, тем самым уменьшая статическую ошибку. The accuracy of maintaining a constant pressure drop on the dosing device is determined by the static error, because in gas turbine engine control systems with a simple hydromechanical part (to which the claimed technical solution relates), static direct-acting mechanisms are used as elements for maintaining a constant difference. Such a mechanism can be, for example, the well-known valve of constant differential pressure of the spool type with a spring, the adjustment of which determines the set value of the supported differential pressure, and having a cut-off edge for bypassing excess fuel to the system inlet. The static error of the element for maintaining the differential pressure depends on the excess fuel passed through channel 8 to the pump inlet 9, and the larger their value, the greater this error. The use of a volumetric fuel supply pump 1 and a volumetric metering device 4 with a single electric drive makes it possible to have minimal excess fuel that enters the input of the metering device 4 over the entire range of the motor speed, thereby reducing static error.

Изменение избытков топлива зависит в данной схеме в основном от перепада давлений на насосе топливоподачи, который меняется в зависимости от расхода на форсунках, а увеличение производительности за счет увеличения частоты вращения насоса топливоподачи компенсируется таким же увеличением частоты вращения дозирующего устройства. The change in fuel surplus in this scheme depends mainly on the pressure difference at the fuel pump, which varies depending on the flow rate at the nozzles, and the increase in productivity due to an increase in the speed of the fuel pump is compensated by the same increase in the speed of the metering device.

Для обеспечения точности в программном регулировании расхода топлива существенное значение имеет обеспечение линейности расходной характеристики по частоте вращения насоса 1 и дозирующего устройства 4, при этом, учитывая область использования заявляемого устройства, это должно сочетаться с простотой конструкции и минимальными габаритами. Наиболее приемлемым решением здесь является выбор единого типа конструкции для насоса топливоподачи и устройства дозирования в виде двух шестеренных качающих узлов, установленных на один приводной вал. To ensure accuracy in the programmatic regulation of fuel consumption, it is essential to ensure the linearity of the flow rate characteristic for the speed of the pump 1 and the metering device 4, while taking into account the field of use of the inventive device, this should be combined with the simplicity of design and minimal dimensions. The most acceptable solution here is to choose a single type of design for the fuel feed pump and the metering device in the form of two gear pumping units mounted on one drive shaft.

Для повышения точности дозирования система может получить развитие, если в качестве элемента поддержания регулируемого перепада давлений использовать подсистему в виде электромеханического управляемого исполнительного механизма с первичными датчиками давлений, установленными во входном 11 и выходном 12 каналах дозирующего устройства 4. В качестве исполнительного механизма, например, может быть применен электромагнит (типа МКТ-157), работающий в широкоимпульсном режиме перепуска топлива, и управляемый по сигналам от дополнительного контура блока управления. В этом случае положительный эффект получается за счет исключения статической ошибки регулирования. Одновременно такая схема более отвечает концепции систем с полной электронной ответственностью. To increase the accuracy of dosing, the system can be developed if, as an element for maintaining an adjustable differential pressure, use a subsystem in the form of an electromechanical controlled actuator with primary pressure sensors installed in the input 11 and output 12 channels of the dosing device 4. For example, it can be used as an actuator an electromagnet (type MKT-157) operating in the wide-pulse mode of fuel bypass, and controlled by signals from an additional con tour control unit. In this case, a positive effect is obtained by eliminating the static regulation error. At the same time, such a scheme is more consistent with the concept of systems with full electronic responsibility.

При использовании в эксплуатации топлив различных сортов, имеющих относительно большой разброс по плотности, а также учитывая возможно широкий диапазон их рабочих температур, с целью обеспечения точности дозирования весовой массы, заявляемое решение можно дополнить введением в систему регулирования коррекции по плотности топлива. Указанная коррекция заключается в том, что в топливной системе, например, во входном канале 11 устанавливается датчик температур (на фиг.1 не показан), выходной сигнал которого воспринимается блоком управления 10. При этом в электронную часть блока управления должна вводиться программа, учитывающая изменение плотности топлива по температуре, с тем, чтобы скорректировать частоту вращения электропривода. Кроме этого, в блоке управления предусматривается задатчик плотности топлива по сорту топлива, который взаимодействует с программой коррекции по температуре. When using fuels of various grades with a relatively large dispersion in density, as well as taking into account the wide range of their operating temperatures, in order to ensure the accuracy of dosing the weight mass, the claimed solution can be supplemented by introducing a correction for fuel density in the regulation system. This correction consists in the fact that in the fuel system, for example, a temperature sensor is installed in the input channel 11 (not shown in Fig. 1), the output signal of which is sensed by the control unit 10. In this case, a program that takes into account the change must be introduced into the electronic part of the control unit fuel density by temperature, in order to adjust the frequency of rotation of the electric drive. In addition, the control unit provides a fuel density adjuster for the grade of fuel, which interacts with the temperature correction program.

При использовании простых по конструкции, малогабаритных и надежных вискозиметров схема может быть далее усовершенствована в части введения в нее датчика вязкости и соответствующей программы регулирования в блоке управления для коррекции частоты вращения электропривода, компенсирующей изменение перетечек топлива в объемном дозирующем устройстве, что еще более повышает точность дозирования электроприводным устройством. When using simple, small-sized and reliable viscometers in design, the circuit can be further improved in terms of introducing a viscosity sensor and an appropriate control program in the control unit to correct the rotation speed of the electric drive, which compensates for changes in fuel leakages in the volumetric metering device, which further increases the metering accuracy electric drive device.

Claims (5)

1. Система топливоподачи и регулирования ГТД, содержащая электроприводной насос топливоподачи и блок управления частотой вращения электродвигателя насоса, отличающийся тем, что введено объемное дозирующее устройство с элементом поддержания постоянного перепада давлений на нем, установленное последовательно насосу так, что выходной канал насоса является входным каналом дозирующего устройства, и имеющее общий привод с насосом. 1. The fuel supply and control system of the gas turbine engine, comprising an electric drive fuel supply pump and a control unit for the rotation speed of the pump motor, characterized in that a volumetric metering device with an element for maintaining a constant pressure drop across it is installed, installed in series with the pump so that the pump output channel is the metering input channel devices, and having a common drive with a pump. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что объемное дозирующее устройство и насос топливоподачи выполнены в виде шестеренных качающих узлов. 2. The system according to claim 1, characterized in that the volumetric metering device and the fuel feed pump are made in the form of gear pumping units. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что элемент поддержания постоянного перепада давлений выполнен в виде гидравлического клапана поддержания постоянного перепада давлений сливного типа. 3. The system according to claim 1, characterized in that the element for maintaining a constant pressure drop is made in the form of a hydraulic valve for maintaining a constant pressure drop of the drain type. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что элемент поддержания постоянного перепада давлений выполнен в виде электромеханического управляемого исполнительного механизма с первичными датчиками давлений, установленными во входном и выходном каналах дозирующего устройства. 4. The system according to p. 1, characterized in that the element for maintaining a constant differential pressure is made in the form of an electromechanical controlled actuator with primary pressure sensors installed in the input and output channels of the metering device. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно в одном из каналов объемного дозирующего устройства установлен датчик температуры, выход которого связан с блоком управления частотой вращения электродвигателя привода насоса, а в блок управления введена программа коррекции частоты вращения по температурному изменению плотности топлива и установлен переключатель сорта топлива. 5. The system according to claim 1, characterized in that in addition to one of the channels of the volumetric metering device, a temperature sensor is installed, the output of which is connected to the control unit for the rotational speed of the pump drive electric motor, and a program for correcting the rotational speed based on the temperature change in fuel density is introduced into the control unit and a fuel grade switch is installed.
RU2001117687A 2001-06-25 2001-06-25 Gas turbine engine fuel feed and control system RU2194181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117687A RU2194181C1 (en) 2001-06-25 2001-06-25 Gas turbine engine fuel feed and control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117687A RU2194181C1 (en) 2001-06-25 2001-06-25 Gas turbine engine fuel feed and control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2194181C1 true RU2194181C1 (en) 2002-12-10

Family

ID=20251173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001117687A RU2194181C1 (en) 2001-06-25 2001-06-25 Gas turbine engine fuel feed and control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194181C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443884C2 (en) * 2006-05-18 2012-02-27 Мту Аэро Энджинз Гмбх Gas turbine with modular fuel feed device
RU2507407C1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Gas turbine engine fuel feed system
RU2540204C2 (en) * 2013-05-23 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Electrically driven pump
RU2588315C1 (en) * 2015-02-10 2016-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Dosing pump
RU2619518C1 (en) * 2015-12-22 2017-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Gas turbine engine fuel feed system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Научно-технический отчет "Экспериментальные исследования демонстрационного образца САУ и топливопитания с управляемым электроприводом топливного насоса на двигателе ТА-12". - М.: ЦИАМ, 1991, с.12,13,25, рис.2.1. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443884C2 (en) * 2006-05-18 2012-02-27 Мту Аэро Энджинз Гмбх Gas turbine with modular fuel feed device
RU2507407C1 (en) * 2012-08-14 2014-02-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Gas turbine engine fuel feed system
RU2540204C2 (en) * 2013-05-23 2015-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Electrically driven pump
RU2588315C1 (en) * 2015-02-10 2016-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Dosing pump
RU2619518C1 (en) * 2015-12-22 2017-05-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Gas turbine engine fuel feed system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6655152B2 (en) Fuel control system for multiple burners
US4208871A (en) Fuel control system
US6996970B2 (en) High accuracy fuel metering system for turbine engines
US7966994B2 (en) System for metering a fuel supply
US6182438B1 (en) Method and apparatus for starting a gas turbine engine
EP3244040B1 (en) Multivariable fuel control and estimator (mfce) for preventing combustor blowout
RU2194181C1 (en) Gas turbine engine fuel feed and control system
RU2308606C1 (en) Fuel supply and control system of gas-turbine engine
US4591317A (en) Dual pump controls
CN109519285A (en) A kind of aero-engine fuel flow control system and aero-engine
SE445660B (en) FUEL CONTROL DEVICE FOR CONTROL OF FUEL FLOW TO A GAS TURBINE ENGINE
US3695038A (en) Installation or plant control device, in particular for gas-turbine power plants
US4074521A (en) Fuel control system for a gas turbine engine
US4040599A (en) Flow control valves for liquids
US2869322A (en) Fuel control system for gas turbine engines under steady-state operating conditions
RU2317431C1 (en) Gas-turbine engine fuel system
RU2228455C2 (en) Gas-turbine engine fuel supply and control system
RU2619518C1 (en) Gas turbine engine fuel feed system
RU2322599C2 (en) Gas-turbine engine fuel feed system
RU2289708C2 (en) Gas-turbine engine control device
US11713724B1 (en) Dual pump fuel delivery for an aircraft
RU2730581C1 (en) Method of controlling supply of fuel to gas turbine engine and system for its implementation
RU2476702C2 (en) Gas turbine engine fuel feed system
RU2329387C2 (en) Gas turbine engine fuel feed system
RU2352802C1 (en) Gas turbine engine fuel feed and control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150626