[发明专利]燃油分配器以及使用该燃油分配器的发动机

说明书

本发明提供了一种燃油分配器，包括：分配活门，该分配活门接收计量燃油以分配提供至燃烧室的主燃级喷嘴和预燃级喷嘴的燃油；以及电液伺服阀，该电液伺服阀根据第一控制信号来控制该分配活门以分配提供至该主燃级喷嘴和该预燃级喷嘴的燃油，该第一控制信号是至少部分地基于发动机的工作状态和来自该分配活门的第一反馈信号生成的。

技术领域

本发明涉及发动机，尤其涉及发动机中的燃油分配器。

背景技术

为满足日益严苛的航空发动机污染排放标准，低耗油率、低污染、低排放是未来民航发动机燃烧技术的主要发展趋势。例如，根据目前采用的CAEP6标准，氮氧化物排放要求比旧式发动机平均排放水平低60%。因此先进的低污染燃烧技术是现代民用航空发动机的热点研制方向。

低污染燃烧技术的目标是降低NO_x（氮氧化物）、CO（一氧化碳）、UHC（未燃碳氢化合物）和烟尘。根据NO_x和CO产生的机理和试验结果可知：燃烧室的燃烧区当量比在0.6～0.8范围内时，所产生的NO_x与CO很少，UHC和CO的排放规律也与此类似。燃烧区当量比是指实际的油气比除以化学恰当油气比，而燃烧区的油气比又是指燃油流量除以参与燃烧的空气量。因此，低污染燃烧技术的核心问题在于降低燃烧区的温度、同时使燃烧区温度场均匀，即整体和局部的当量比控制。具体而言，要兼顾NOx与CO、UHC的排放量都处于较低范围，应考虑两个因素：一是燃烧区的平均当量比，二是燃烧区当量比的均匀性。燃烧区当量比的均匀性又主要取决于燃油雾化和油气掺混的均匀性，即取决于这两方面：燃油颗粒直径分布的均匀性、和燃油油雾浓度分布的均匀性。

目前燃烧室设计方法及燃油分配方法在上述问题上有着较大不足。例如，在发动机高工作状态时，燃烧区温度的当量比为1左右，远超过上述低污染燃烧所需当量比范围要求，而在低工作状态时，燃烧区当量比又很低，远低于上述低污染燃烧所需当量比区间。这是因为常规的发动机燃烧技术大多采用单级供油，或者即使采用了预燃级和主燃级的分级供油，但是无法对预燃级和主燃级两级喷嘴的供油量进行主动连续的调节。这样造成的问题是不能精确的按照燃烧室的两级喷嘴的实际需求量进行供油，造成燃烧区域内当量比不均匀，降低了发动机的燃油效率等指标，制约了民用航空发动机的低耗油率和低污染排放性能。

因此，本领域亟需一种能够对预燃级和主燃级进行主动连续的供油调节的高效燃油分配技术。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种燃油分配器，包括：分配活门，该分配活门接收计量燃油以分配提供至燃烧室的主燃级喷嘴和预燃级喷嘴的燃油；以及电液伺服阀，该电液伺服阀根据第一控制信号来控制该分配活门以分配提供至该主燃级喷嘴和该预燃级喷嘴的燃油，该第一控制信号是至少部分地基于发动机的工作状态和来自该分配活门的第一反馈信号生成的。

在一实例中，该分配活门包括：阀芯，该阀芯在该分配活门中是可移动的以调节分配至该主燃级喷嘴和该预燃级喷嘴的燃油量，其中，该电液伺服阀根据该第一控制信号向该分配活门提供调制油以调节该阀芯的位置；以及直线位移传感器，该直线位移传感器用于感知该阀芯的位置以生成该第一反馈信号。

在一实例中，该直线位移传感器包括线性可变差动变压器。