RU2278291C2 - Система впрыска топлива в турбомашине - Google Patents

Система впрыска топлива в турбомашине Download PDF

Info

Publication number
RU2278291C2
RU2278291C2 RU2001134240/06A RU2001134240A RU2278291C2 RU 2278291 C2 RU2278291 C2 RU 2278291C2 RU 2001134240/06 A RU2001134240/06 A RU 2001134240/06A RU 2001134240 A RU2001134240 A RU 2001134240A RU 2278291 C2 RU2278291 C2 RU 2278291C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
valve
pressure pump
pressure
injection system
Prior art date
Application number
RU2001134240/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001134240A (ru
Inventor
Клод МЭЙАР (FR)
Клод МЭЙАР
Давид МЭЙАР (FR)
Давид МЭЙАР
Ален ГАРАССИНО (FR)
Ален ГАРАССИНО
Original Assignee
Снекма Моторс
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 Снекма Моторс filed Critical Снекма Моторс
Publication of RU2001134240A publication Critical patent/RU2001134240A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2278291C2 publication Critical patent/RU2278291C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Система впрыска топлива предназначена для турбомашины. Она содержит насос высокого давления для нагнетания под высоким давлением Р1 топлива, исходящего из топливного бака, топливные форсунки, расположенные в камере сгорания турбомашины, и дозирующее устройство, расположенное между указанным насосом высокого давления и указанными топливными форсунками для регулирования расхода топлива, поступающего в топливные форсунки от насоса высокого давления. Дозирующее устройство содержит нагнетательный клапан, управляемый соответственно двум уровням нагнетания посредством дозирующего клапана, в который подается топливо от указанного насоса высокого давления. Дополнительно предусмотрен электроуправляемый запорный клапан, предназначенный для отсечения подачи топлива к указанным топливным форсункам. Такое выполнение системы позволит ограничить нагрев топлива и задать оптимальные размеры компонентов системы. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам впрыска топлива в турбомашинах, преимущественно используемых в летательных аппаратах.
Уровень техники
Система впрыска топлива в турбомашине содержит насос высокого давления для нагнетания под давлением топлива из топливного бака, топливные форсунки, расположенные в камере сгорания турбомашины, и расположенное между этими двумя узлами устройство дозирования топлива (блок дозированной подачи топлива) для регулирования расхода топлива от насоса высокого давления перед его подачей в топливные форсунки.
В традиционном решении это дозирующее устройство содержит предохранительный клапан для подачи топлива к форсункам после достижения предварительно заданного минимального давления и средство регулирования расхода топлива, которое начинает действовать за порогом этого минимального давления в зависимости от значений различных параметров турбомашины, поступающих от вычислительного устройства. Такая известная система описана в патентной заявке Франции №2718190 на имя заявителя настоящего изобретения. На этапе запуска турбомашины топливо перекачивается насосом из бака и направляется к дозирующему устройству. Как только будет достигнуто минимальное давление, в действие вступает средство регулирования, и предохранительный клапан открывается для подачи топлива к форсункам. После этого может осуществляться непрерывное регулирование расхода в функции параметров двигателя посредством воздействия на это средство регулирования.
При удовлетворительной работе в целом, эта система впрыска все же имеет некоторые недостатки. Так, в ней не учитываются различные режимы функционирования турбомашины, что ведет к завышенным размерам определенных компонентов системы и к нежелательному повышению температуры топлива.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении этих недостатков и в создании системы впрыска топлива, которая ограничивает нагрев топлива и позволяет задавать оптимальные размеры компонентов системы.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания такой системы впрыска топлива в турбомашине, которая содержит насос высокого давления для нагнетания под высоким давлением Р1 топлива, поступающего из топливного бака, топливные форсунки, расположенные в камере сгорания турбомашины, и дозирующее устройство, расположенное между указанным насосом высокого давления и указанными топливными форсунками и служащее для регулирования расхода топлива, поступающего в топливные форсунки от насоса высокого давления. Система по изобретению характеризуется тем, что дозирующее устройство содержит нагнетательный клапан, управляемый соответственно двум уровням нагнетания посредством дозирующего клапана, в который подается топливо от указанного насоса высокого давления.
Благодаря этим двум уровням нагнетания, задаваемым дозирующим клапаном, давление в системе подачи топлива ограничивается до низких расходов, а максимальное давление используется только для больших расходов топлива, потребляемого турбомашиной.
Нагнетательный клапан предпочтительно содержит первый торцовый вход, связанный с первым рабочим выходом указанного дозирующего клапана, и второй торцовый вход, расположенный противоположно указанному первому торцовому входу и связанный с указанным насосом высокого давления через первую мембрану и со вторым рабочим выходом указанного дозирующего клапана через третью мембрану. При этом подача топлива к указанным топливным форсункам через регулируемый выход этого клапана определяется дисбалансом давлений, которые подаются на эти два торцовых входа под контролем вычислительного устройства.
Предпочтительно дозирующий клапан содержит гидравлический золотник, выполненный с возможностью линейного перемещения под управлением указанного вычислительного устройства для обеспечения посредством двух кольцевых проточек сообщения первого входа подачи топлива с указанным первым рабочим выходом в первом положении золотника или второго входа подачи топлива с указанным вторым рабочим выходом во втором положении золотника.
В оптимальном примере выполнения дозирующее устройство дополнительно содержит электроуправляемый запорный клапан, выполненный с возможностью воздействия на указанный нагнетательный клапан для отсечения подачи топлива к указанным топливным форсункам. Этот электроуправляемый запорный клапан содержит первый вход, связанный с указанным насосом высокого давления, второй вход, к которому через вторую мембрану подается низкое давление Р2, и выход, связанный с указанным вторым торцовым входом нагнетательного клапана.
Перечень фигур
Свойства и преимущества настоящего изобретения будут подробнее выявлены в нижеследующем описании, которое иллюстрирует изобретение со ссылками на прилагаемые чертежи, не ограничивая его.
Фиг.1 схематично изображает систему впрыска топлива в соответствии с изобретением, в первом положении;
фиг.2 схематично изображает систему впрыска топлива во втором положении.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Система впрыска топлива в турбомашине схематично представлена на фиг.1 и 2. Система содержит топливный насос 10 высокого давления, который забирает топливо из топливного бака 12 для его подачи через дозирующее топливное устройство 14 к форсункам 16 камеры 18 сгорания турбомашины. Клапан типа перепускного клапана 20 подсоединен параллельно насосу 10 для перепуска или рециркуляции топлива при избыточной подаче. Высокое давление на напорной стороне насоса 10 обозначено, как Р1.
Дозирующее устройство образовано тремя элементами, связанными между собой по схеме треугольника. Первым из них является собственно дозирующий клапан 22, первый вход 220 которого предназначен для подачи топлива и связан с выходом насоса 10 высокого давления. Дозирующий клапан 22 обеспечивает регулирование расхода топлива в зависимости от значений параметров функционирования турбомашины, поступающих от вычислительного устройства 24, с которым он связан. Другим элементом является электроуправляемый запорный клапан 26. Его первый вход 260 также связан с выходом насоса 10 высокого давления, а второй вход 262 подсоединен к гидравлической линии низкого давления, обозначенной Р2. Запорный клапан 26 предназначен для отсечения подачи топлива к форсункам по командам вычислительного устройства 24, с которым он также связан. Третьим элементом является нагнетательный клапан 28, первый торцовый вход 280 которого связан с первым рабочим выходом 222 дозирующего клапана 22, а второй торцовый вход 282, расположенный противоположно первому торцовому входу 280, связан с выходом 264 электроуправляемого запорного клапана 26.
Дозирующий клапан 22 содержит гидравлический золотник 224, который может линейно перемещаться по команде вычислительного устройства 24. Этот золотник содержит две кольцевые проточки 226, 228. Первая проточка предназначена для дозирования топлива, которое поступает через первый вход 220 подачи топлива и нагнетается через первый рабочий выход 222. Вторая проточка 228 обеспечивает сообщение между вторым входом 230 подачи топлива, связанным с выходом насоса 10 высокого давления, и вторым выходом 232, связанным со вторым торцовым входом 282 нагнетательного клапана 28.
Разница давлений на двух торцовых входах 280, 282, управляя смещением гидравлического поршня 284 нагнетательного клапана, оказывает воздействие на подачу топлива через регулируемый выход 286 этого клапана, который непосредственно связан с форсунками 16 камеры 18 сгорания.
Согласно изобретению нагнетательный клапан 28 функционирует на двух уровнях нагнетания в зависимости от режима двигателя турбомашины - верхнем и нижнем. Например, верхний уровень может соответствовать повышенному уровню нагнетания, необходимому для обеспечения функционирования в фазах работы турбомашины при крейсерском движении соответствующего летательного аппарата (функционирование с большим расходом), а нижний уровень соответствует уровню нагнетания, достаточному только для обеспечения функционирования в фазах работы турбомашины при взлете или движении по земле (функционирование с низким расходом).
Действительно, повышенный уровень нагнетания, свойственный тяжелым режимам, слишком интенсивен и, как правило, не годится для фаз с низким расходом; как следствие, он вызывает большой расход рециркуляции топлива. За счет снижения уровня нагнетания на режимах с низким потреблением достигается ограничение перепуска и снижение нагрева от рециркуляции через перепускной клапан.
Этот двойной уровень нагнетания клапана 28 достигается за счет действия трех мембран (мембранных клапанов) 30, 32, 34. Первая мембрана 30 расположена на трубопроводе, который подсоединен параллельно электроуправляемому запорному клапану 26 между выходом насоса 10 высокого давления и вторым торцовым входом 282 нагнетательного клапана 28. Вторая мембрана 32 расположена на уровне второго входа 262 электроуправляемого запорного клапана 26. Третья мембрана 34 расположена между вторым рабочим выходом 232 дозирующего клапана 22 и тем же вторым торцовым входом 282 нагнетательного клапана 28.
В нормальных условиях система впрыска топлива работает следующим образом. Следует заметить, что при остановке (этот режим не изображен) электроуправляемый запорный клапан 26 пропускает высокое давление Р1, подавая его прямо на второй торцовый вход 282 нагнетательного клапана 28, что вызывает закрытие этого клапана (перевод в запорную позицию).
При работе с низкими значениями расхода топлива золотник 224 дозирующего клапана находится в позиции по фиг.1, закрывая первый вход 230 подачи топлива. Таким образом, третья мембрана 34 отсечена от давления Р1, и давление на втором торцовом входе 282 нагнетательного клапана определяется первой мембраной 30, к которой подается давление Р1, и второй мембраной 32, к которой подается низкое давление Р2. В результате нижний уровень давления на выходе клапана 28 определяется уравнением:
Pвых-Р2=(Р1-Р2)/[1+(К2/К1)2],
где К1 и К2 - это соответственно коэффициенты передачи первой и второй мембран.
Для работы с большими расходами золотник 224 дозирующего клапана 22 переводится в позицию по фиг.2, открывая первый вход 230 подачи топлива под высоким давлением Р1. При этом к третьей мембране 34 подается высокое давление Р1, и давление на втором торцовом входе 282 нагнетательного клапана 28 определяется первой и третьей мембранами 30, 34, которые запитываются давлением Р1, и второй мембраной 32, которая остается под низким давлением Р2. Результатом является высокий уровень давления на выходе клапана 28, определяемый уравнением:
Рвых-Р2=(Р1-Р2)/[1+(К2)2/(K1+К3)2],
где К1, К2 и К3 - это соответственно коэффициенты передачи первой, второй и третьей мембран.
Такой пример выполнения изобретения представляет особый интерес, так как он допускает:
- повторное зажигание в полете при установке насоса высокого давления на полный газ,
- снижение нагрева рециркуляции в критической зоне снижения скорости (за счет снижения величин расхода и давления рециркуляции),
- оптимальный подбор размеров различных цилиндров, потребляющих повышенное давление в том режиме, когда оно необходимо (то есть, снижение массы цилиндров).
Кроме того, благодаря изобретению снижается требуемая объемная подача насоса высокого давления и достигается лучший кпд этого насоса, что позволяет использовать насос меньшего типоразмера со снижением излишков расхода в фазах снижения скорости.

Claims (5)

1. Система впрыска топлива в турбомашине, содержащая насос (10) высокого давления для нагнетания под высоким давлением Р1 топлива из топливного бака (12), топливные форсунки (16), расположенные в камере (18) сгорания турбомашины, и дозирующее устройство (14), расположенное между указанным насосом высокого давления и указанными топливными форсунками и служащее для регулирования расхода топлива, поступающего в топливные форсунки от насоса высокого давления, отличающаяся тем, что указанное дозирующее устройство содержит нагнетательный клапан (28), управляемый соответственно двум уровням нагнетания посредством дозирующего клапана (22), в который подается топливо от указанного насоса высокого давления, причем указанный нагнетательный клапан содержит первый торцовый вход (280), связанный с первым рабочим выходом (222) указанного дозирующего клапана, и второй торцовый вход (282), расположенный противоположно указанному первому торцовому входу и связанный с указанным насосом высокого давления через первую мембрану (30) и со вторым рабочим выходом (232) указанного дозирующего клапана через третью мембрану (34).
2. Система впрыска топлива по п.1, отличающаяся тем, что подача топлива к указанным топливным форсункам через регулируемый выход (286) нагнетательного клапана определяется дисбалансом давлений, которые подаются на его два торцовых входа под контролем вычислительного устройства (24).
3. Система впрыска топлива по п.2, отличающаяся тем, что указанный дозирующий клапан содержит гидравлический золотник (224), выполненный с возможностью линейного перемещения под управлением указанного вычислительного устройства для обеспечения посредством двух кольцевых проточек (226, 228) сообщения первого входа (220) подачи топлива с указанным первым рабочим выходом в первом положении золотника или второго входа (230) подачи топлива с указанным вторым рабочим выходом во втором положении золотника.
4. Система впрыска топлива по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что указанное дозирующее устройство дополнительно содержит электроуправляемый запорный клапан (26), выполненный с возможностью воздействия на указанный нагнетательный клапан для отсечения подачи топлива к указанным топливным форсункам.
5. Система впрыска топлива по п.4, отличающаяся тем, что указанный электроуправляемый запорный клапан содержит первый вход (260), связанный с указанным насосом высокого давления, второй вход (262), к которому через вторую мембрану (32) подается низкое давление Р2, и выход (264), связанный с указанным вторым торцовым входом нагнетательного клапана (28).
RU2001134240/06A 2000-12-22 2001-12-20 Система впрыска топлива в турбомашине RU2278291C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0016895A FR2818690B1 (fr) 2000-12-22 2000-12-22 Clapet de pressurisation a deux niveaux commande par un doseur de carburant
FR0016895 2000-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001134240A RU2001134240A (ru) 2003-08-10
RU2278291C2 true RU2278291C2 (ru) 2006-06-20

Family

ID=8858095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001134240/06A RU2278291C2 (ru) 2000-12-22 2001-12-20 Система впрыска топлива в турбомашине

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6666014B2 (ru)
EP (1) EP1231368B1 (ru)
JP (1) JP3910057B2 (ru)
CA (1) CA2364181C (ru)
DE (1) DE60111346T2 (ru)
FR (1) FR2818690B1 (ru)
RU (1) RU2278291C2 (ru)
UA (1) UA75576C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606465C2 (ru) * 2011-09-13 2017-01-10 Снекма Способ отслеживания кпд прямого вытеснения высоконапорного (вн) насоса в гидравлической системе регулирования турбомашины
RU2763240C2 (ru) * 2017-07-13 2021-12-28 Сафран Эркрафт Энджинз Контур дозирования топлива и способ с компенсацией изменчивости плотности топлива

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0700511D0 (en) 2007-01-11 2007-02-21 Goodrich Control Sys Ltd Fuel System
FR2911634B1 (fr) * 2007-01-19 2009-03-06 Hispano Suiza Sa Dispositif d'injection de carburant dans une turbomachine
US7841841B2 (en) * 2007-08-23 2010-11-30 Honeywell International Inc. Flow prioritizing valve system
US7966995B2 (en) * 2007-09-05 2011-06-28 Honeywell International Inc. Dual level pressurization control based on fuel flow to one or more gas turbine engine secondary fuel loads
GB0913097D0 (en) 2009-07-28 2009-09-02 Rolls Royce Goodrich Engine Co Fuel system
US9212608B2 (en) * 2013-05-24 2015-12-15 Hamilton Sundstrand Corporation Low friction fuel metering valve
EP2926953A1 (de) * 2014-04-04 2015-10-07 HILTI Aktiengesellschaft Verfahren und System zum Steuern von Einspritzvorgängen
FR3062422B1 (fr) * 2017-01-30 2021-05-21 Safran Aircraft Engines Systeme d'alimentation en carburant d'une turbomachine
FR3094086B1 (fr) 2019-03-19 2021-03-19 Safran Aircraft Engines Procédé de surveillance de l’état de fonctionnement d’un bloc hydromécanique

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2958376A (en) * 1956-03-07 1960-11-01 Bendix Corp Starting control for internal combustion engines
US3246682A (en) * 1961-03-30 1966-04-19 Bendix Corp Fuel control for combustion engines
US4263838A (en) 1978-07-11 1981-04-28 Bellofram Corporation Pneumatic positioner
FR2610040B1 (fr) * 1987-01-28 1991-02-08 Snecma Sous-ensemble modulaire de regulation a detecteur de perte de charge et limiteur de survitesse integres
FR2718190B1 (fr) 1994-04-01 1996-04-26 Snecma Soupape de régulation d'injection de carburant pour une turbomachine.
GB9723466D0 (en) * 1997-11-07 1998-01-07 Lucas Ind Plc Fluid flow valve and fluid flow system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606465C2 (ru) * 2011-09-13 2017-01-10 Снекма Способ отслеживания кпд прямого вытеснения высоконапорного (вн) насоса в гидравлической системе регулирования турбомашины
RU2763240C2 (ru) * 2017-07-13 2021-12-28 Сафран Эркрафт Энджинз Контур дозирования топлива и способ с компенсацией изменчивости плотности топлива

Also Published As

Publication number Publication date
DE60111346D1 (de) 2005-07-14
EP1231368A1 (fr) 2002-08-14
FR2818690A1 (fr) 2002-06-28
FR2818690B1 (fr) 2003-03-21
US6666014B2 (en) 2003-12-23
EP1231368B1 (fr) 2005-06-08
CA2364181A1 (fr) 2002-06-22
JP2002201967A (ja) 2002-07-19
CA2364181C (fr) 2010-03-23
US20020078678A1 (en) 2002-06-27
JP3910057B2 (ja) 2007-04-25
DE60111346T2 (de) 2006-05-11
UA75576C2 (ru) 2006-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102713206B (zh) 具有旁通控制流量调节器的双泵供应系统
US7966995B2 (en) Dual level pressurization control based on fuel flow to one or more gas turbine engine secondary fuel loads
RU2531840C2 (ru) Контур подачи топлива для авиационного двигателя
EP1153215B1 (en) Variable output pump for gasoline direct injection
JP4703727B2 (ja) 低粘度燃料に適した燃料噴射システム
US20050188958A1 (en) Arrangement for supplying fuel to the fuel injectors of an internal combustion engine
RU2278291C2 (ru) Система впрыска топлива в турбомашине
US8720482B2 (en) Fuel system
JP3732248B2 (ja) 内燃機関、特にディーゼル機関用燃料噴射装置及びその監視方法
US4760696A (en) Fuel system for gas turbine engines
EP3258083B1 (en) Fuel windmill bypass with shutoff signal for a gas turbine engine and corresponding method
GB1161574A (en) Improvements in Fuel Delivery Systems for Gas Turbine Engines
GB2289503A (en) I.c.engine fuel pumping injection nozzle
JPH03107538A (ja) 電子制御式分配型燃料噴射ポンプの送油率可変制御方法
US8511414B2 (en) Fuel system
RU2001134240A (ru) Система впрыска топлива в турбомашинах
CN107074374B (zh) 用于流体分配系统的泵权限切换装置
WO2015005915A1 (en) Constant pressure self-regulating common rail single piston pump
KR940011782A (ko) 고 감량비를 갖는 연료 공급 시스템
JP4414565B2 (ja) ディーゼル機関のエマルジョン燃料供給装置
US6899085B2 (en) Self-regulating switch for split rail gasoline fuel supply system
CN215719166U (zh) 燃油供应系统及其供油组件
EP2025933B1 (en) Dual mode compensation for variable displacement pump metering system
JP2004036422A (ja) 燃料噴射装置およびこれを備えたディーゼル機関
JP2539668Y2 (ja) 燃料噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20080110

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080319

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130225

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151221