[发明专利]用于独立压力控制的可变致动压力系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统，更具体 地涉及用于燃气涡轮发动机应用的双泵燃料系统。

背景技术

在航空应用中，用于燃气涡轮发动机的燃料输送系统通常利用高 压容积式泵向为飞机提供动力的发动机提供高压燃料。另外，高压燃 料系统常常被用作液压系统和伺服系统的高压流体源，其中所述液压 系统和伺服系统确定控制飞机的发动机或其它方面的致动器的位置。

燃料泵通常通过变速箱由涡轮发动机驱动。因此，泵流量与发动 机转速成正比。主燃料供应泵的尺寸被设计成能够在风力发动机启动 状态(通常高出正常巡航速度约6-10％)和/或最大功率状态期间向发 动机提供充足的燃料。因此，在很多种发动机工作状态下，发动机的 流量要求明显低于主泵提供的高压流。多余的高压泵流通常经旁路返 回泵的低压入口。升高多余的流的压力并且使多余的流恢复为低压相 当浪费能量。这些能量以热量的形式输入到燃料中，导致燃料具有不 期望的较高温度，而且还需要增加大型热交换器来除去燃料中的多余 热量。

现在已经尝试构建包括两个独立的用于泵送燃料的泵的燃料输送 系统。一个泵(通常称作主泵或主计量泵)在正常工作状态期间向发 动机提供燃料。另一个泵(常常称作致动泵)向飞机各处的各种致动 器提供流体。

为了避免主泵的尺寸对于其工作状态中的大多数而言过大，主泵 的尺寸可以被设计成其燃料供应流量小于重新点火操作或其它需要高 流量的情形期间所需要的。因此，产生了一些提供流共享的燃料输送 系统，其将致动泵与主泵耦联，使得致动泵能够在这些具有高燃料需 求的情形期间增补提供给涡轮发动机的燃料。

在这些情形中，致动泵的排出压力必须等于或高于主泵的排出压 力以避免系统瞬变的影响。因此，主泵的排出压力可以被用于调节致 动泵的排出压力。然而，申请人确定始终用主泵的排出压力调节致动 泵的排出压力是存在问题的。更具体地，利用主泵的排出压力精确控 制致动泵的排出压力要求已知确定主泵排出压力所需要的参数。然而， 这些参数可包括发动机转速、CDP和流量分配(flow split)。另外， 致动泵的排出压力必须被提升至接近主泵的排出压力以使转换瞬变最 小。这要求在流共享发生时预知这些参数。

因此需要一种燃料供应系统，其中致动泵的排出压力在正常工作 期间与外部参数无关，但是在进入流共享模式时可以被超驰 (override)。

发明内容

本发明的实施例提供经改进的新型泵装置及燃料系统内的泵输出 压力的调节方法。更具体地，本发明的实施例提供经改进的新型的具 有致动泵的燃料泵装置及燃料系统内的致动泵输出压力的调节方法。 另外，本发明的实施例提供经改进的新型的具有致动泵的燃料泵装置， 其中所述致动泵利用致动泵的输出流自调节致动泵的输出压力，并且 提供利用致动泵的输出压力调节燃料系统内的致动泵的输出压力的方 法。

根据本发明，各种实施例允许在致动泵的正常工作期间不依赖燃 料系统内的其它高压泵提供的参考压力(诸如主泵输出压力)的情况 下进行输出压力调节。这种结构减少了确定外部因素(诸如发动机转 速、CDP和主泵的流量分配)的必要。

在本发明的一个实施例中，提供了用于飞机的燃料系统的泵装置。 该泵装置包括致动泵、压力调节阀和控制阀。致动泵具有致动泵出口， 其提供致动泵排出流体。压力调节阀包括第一、第二和第三端口。压 力调节阀包括调节器阀构件，其选择性地调节从第一端口到第二端口 的流体流(流速、压力或两者)。另外，第一端口流体耦联至致动泵出 口，使得致动泵排出流体的第一部分可操作地沿第一方向偏压调节器 阀构件。第三端口流体耦联至致动泵出口，使得致动泵排出流体的第 二部分可操作地沿与第一方向相反的第二方向偏压调节器阀构件。因 此，致动泵排出流体的第一和第二部分在调节器阀构件上提供相反的 作用力。控制阀可操作地居间设置在致动泵出口和第三端口之间，并 且选择性地调节由致动泵排出流体的第二部分施加在调节器阀构件上 的偏压量。