[发明专利]涡轮机的燃料供应回路的前馈控制

说明书

本发明涉及一种用于涡轮机的燃料供应系统，该燃料供应系统包括燃料回路，该燃料回路包括：位于所述回路的输出端处的增压构件；泵，该泵被布置成将燃料流量传送到所述回路中，该燃料流量是所述泵的轴的转速的增函数；控制构件，该控制构件被布置成控制装置以使其符合燃料回路的输出端处的流量设定点，其特征在于，该系统进一步包括前馈校正器，该前馈校正器被配置为根据涡轮机的发动机速度和涡轮机的所述发动机速度的变化计算流量设定点的增量，并将该增量加到流量设定点上。本发明还涉及一种调节泵的方法。

技术领域

本发明涉及涡轮机领域。本发明更具体地涉及燃料供应回路以及该回路中的燃料流量的调节。

背景技术

现有技术尤其包括专利申请US-A1-2010/064657、FR-A1-2 934 321和EP-A1 2599 982。

安装在飞行器上的涡轮机配备有可将燃料输送到燃烧室的燃料供应回路，必须根据飞行条件按要求对燃料供应回路进行调节。参照图1，燃料回路通常包括正排量型高压主泵1，该主泵1在将燃料注入到燃烧室3中之前将燃料输送到液压机械单元2。该组件被布置成在朝向燃烧室的出口处提供适应需要的燃料流量。控制壳体4通常控制液压机械单元2，使得液压机械单元2使由泵1传送的流量适应于燃烧室3的需要。

通常，泵1由涡轮机的附件齿轮箱5的输出轴驱动，该附件齿轮箱5自身由涡轮机的主体的轴(未在图1中示出)驱动。通常在泵1与附件齿轮箱5的轴之间安装驱动装置6以适应这两台设备之间的转速。该装置确定泵1的速度与涡轮机的发动机轴的转速ω之间的比值K。该装置通常还驱动用于从燃料箱8供应回路的构件7。

泵1在燃料流量与其驱动速度之间的线性特性Cyl特别是取决于其排量。泵1的尺寸必须设计成使得该排量能够在涡轮机的所有运行速度下输送所需的流量，从而使得该排量在附件齿轮箱5的输出轴的速度处于低速和高速时都能够输送所需的流量。

如从图2中可以看到的，图2示出了流量F根据涡轮机的发动机轴的转速ωAGB(AGB-附件齿轮箱)的变化，燃料需求F1根据涡轮机的发动机速度以非线性方式变化。涡轮机的发动机轴的转速ωAGB在用于涡轮机点火的最小值ωAGBmin和用于起飞的最大值ωAGBmax之间变化。与巡航飞行相对应的发动机速度介于这两个极值之间。

根据不同的应用，关键点位于低速点火或起飞、高速运行时。在图2中，该关键点位于点火时，泵的排量必须选择成使其线性特性等于值Cyl1，以确保在所有飞行条件下均具有足够的流量。该值Cyl1可能明显高于某些飞行条件下所需的最小值Cylmin，或者甚至高于起飞期间所需的值Cyl2。

因此，根据该尺寸，由泵提供的流量遵循图2中关于流量/转速图的线L1。因此，在较大的驱动速度阶段，特别是在巡航飞行期间，泵输送的流量大于燃料流量需求，从而产生过量燃料F2。

因此，液压机械单元2必须经由再流通环路9将超出需求的过量燃料F2返回给泵。

如图1所示，当使用燃料回路来供应使涡轮机的运动元件10(例如可变螺距叶片)运行的可变几何形状(VG)致动器100时，该燃料流量控制问题进一步加剧。运动元件10的致动使回路中的燃料需求产生变化，在泵1的尺寸、液压机械单元2的运行以及再流通环路9的特性中必须考虑这些变化。

燃料供应系统的这种架构具有多个缺点。由泵1注入的过量流量导致附件齿轮箱5上消耗与需求相比过多的功率，这不利于涡轮机的效率。过量的机械功率被转换成热功率，该热功率在再流通环路9中被耗散且必须被排出。这对燃料回路的尺寸和质量具有负面影响，特别是对安置成从燃料回路去除热量的热交换器(未示出)具有负面影响。

因此，重要的是使泵1的流量适应于涡轮机的各个运行点，以增加从附件齿轮箱5获取的功率，而这是现有技术的驱动装置6不可能实现的。

此外，根据现有技术的液压机械单元2(其在图中未详细示出)通常包括：