CN113048512B - 燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油分级控制方法 - Google Patents

Abstract

一种航空发动机燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油分级控制方法，所述分级控制组件包括分级活门；分级阀，与所述第一压力源、第二压力源连接，包括第一压力输出部以及切换件；以及超控活门，与所述第二压力源连接，具有第二压力输出部，所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出一分级压力至所述分级活门；其中，所述控制组件具有第一状态以及第二状态；在所述第一状态，所述第二压力输出部关闭；在所述第二状态，所述第二压力输出部开启，连通所述第二压力源。

Description

燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油 分级控制方法

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油分级控制方法。

背景技术

燃气轮机，以航空发动机为例。其燃油***1的结构如图1所示，包括低压泵1、高压泵2、定压活门3、作动部件4、高压关断活门5、燃油分级控制组件6、第一组燃油喷嘴7、第二组燃油喷嘴8、计量活门9、压差活门10、回油活门11等。燃油至储油箱先后经过低压泵1、高压泵2先后增压，至所述低压泵1形成第二压力，即低压压力Pb，至所述高压泵2形成第一压力，即高压压力Ps，之后通过计量活门9和高压关断活门5进入燃油总管和燃油喷嘴供至发动机燃烧室。计量活门9用于计量到发动机燃烧室的燃油量；高压关断活门5用于保持***有足够的最小伺服压力，并在发动机停车后切断至发动机燃烧室的燃油；压差活门10用于保证计量活门前后压差恒定，这样控制计量活门9的位置便能控制至燃烧室的燃油量；回油活门10用于将高压泵提供的多余发动机需求的燃油回至低压泵后。

即燃油经过低压泵1增压后，形成***低压压力Pb，燃油再经过高压泵2增压，形成高压油Ps，高压油一路供往伺服***的定压活门3，用于调制定压油Pc，另一路供给到计量活门9，压差活门10感受计量活门前后压力通过控制回油活门11维持计量活门9前后压差恒定，使得计量流量只与计量活门开度相关，高压关断活门5在计量流量较小时保证燃油***具备足够的高压油Ps，计量油通过高压关断活门5后压力进入燃油分级控制组件6，受燃油分级控制组件6的控制供入第一组喷嘴7、第二组喷嘴8。

在典型的航空发动机燃油***中，各压力情况为：

Ps＞Pc＞Pb，

其中，当Pc处于稳定状态时，Pc-Pb＝常量。

为了提高燃油喷嘴雾化效果，在燃烧室流量为小流量时，燃油供往燃烧室的部分喷嘴，在燃烧室流量较大时，燃油供往燃烧室的全部喷嘴，这种控制在燃油控制中被称为燃油分级控制。以图1为例，燃烧室流量为小流量时，关闭第二组燃油喷嘴8，开启第一组燃油喷嘴7，仅供应燃烧室的预燃级；在燃烧室流量较大时，开启第二组燃油喷嘴8以及第一组燃油喷嘴7，供应燃烧室的预燃级以及主燃级。

现有技术实现燃油分级控制的方式可以参考图2所示，在全权数字式电子控制器(Full Authority Digital Electronic Controller,FADEC)的燃油***中，分级控制通常采用一个两位的电控阀607与一个分级活门600组成。电控阀607分别与低压泵1、高压泵2连接。电控阀607在通电和断电情况下，分别对应输出高压压力Ps，低压压力Pb。驱动分级活门600完成分级和不分级两种状态。例如图2所示，电磁阀607在分级状态下封闭与高压泵2的连接，与低压泵1连通而输出低压压力Pb至分级活门600的活塞620的一侧，使其受其另一侧的高压压力Ps推动，而打开第二组燃油喷嘴8，实现燃油的分级喷射。例如图3所示，电磁阀607在不分级状态下封闭与低压泵1的连接，与高压泵2连通而输出高压压力Ps至分级活门600的活塞620的一侧，由于另一侧还设置有推杆，使得该侧的施力面积大于另一侧，因此分级活门600朝该一侧至另一侧方向移动，关闭第二组燃油喷嘴8，仅开启第一组燃油喷嘴7。

但是，发明人在实践中发现，使用上述电控阀607的方案在电控阀发生故障时会导致燃油分级操作无法完成，并导致在大流量情况下无法使用更多的燃油喷嘴进行供油，一方面影响预设的燃烧室性能，导致燃烧室性能下降，另一方面造成燃油***憋压，造成燃油***压力异常升高，影响燃油***寿命，造成安全隐患。

因此本领域需要一种燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油分级控制方法，保证燃油***中燃油分级功能的可靠性，提高燃烧室的燃烧性能，优化燃气轮机运行的经济性以及安全性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种燃油分级控制组件。

本发明的一个目的是提供一种燃油***。

本发明的一个目的是提供一种燃气轮机。

本发明的一个目的是提供一种超控活门。

本发明的一个目的是提供一种燃油分级控制方法。

根据本发明一个方面的一种燃油分级控制组件，用于燃气轮机的燃油***，所述燃油***包括第一压力源，提供一第一压力；第二压力源，提供一第二压力；所述分级控制组件包括：分级活门；分级阀，与所述第一压力源、第二压力源连接，包括第一压力输出部以及切换件；超控活门，与所述第二压力源连接，具有第二压力输出部以及限流结构，所述第二压力输出部连通所述第一压力输出部，所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出一分级压力至所述分级活门；所述控制组件具有第一状态以及第二状态；在所述第一状态，所述第二压力输出部关闭，所述分级压力为所述第一压力输出部输出的一第一压力或者一第二压力，通过所述切换件进行所述第一压力输出部输出所述第一压力与所述第二压力之间的切换；在所述第二状态，所述切换件失效，所述第一压力输出部仅输出所述第一压力，所述第二压力输出部开启，所述第一压力源通过所述限流结构，限制地连通所述第二压力源，使所述分级压力为所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出的一第三压力；其中，所述第一压力大于所述第三压力，所述第三压力大于所述第二压力。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，在所述第二状态，所述第一压力输出部输出的所述第一压力持续增大，直至一临界压力，所述临界压力的作用于所述超控活门的一端开启所述第二压力输出部，使其与所述第二压力源连通。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述超控活门的另一端连通一第四压力源，提供一第四压力，在所述第四压力作用下，所述第二压力输出部保持关闭，直至所述第一压力增大至所述临界压力开启所述第二压力输出部。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述分级阀还包括分级阀体以及第一压力输入部，所述第一压力输入部具有第一压力输入口、第二压力输入口，分别连通所述第一压力源、第二压力源，通过所述切换件作用下分级阀体的移动封堵所述第一压力输入口或者第二压力输入口，以使得所述第一压力输出部对应输出所述第二压力或者第一压力。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述超控活门包括超控活门本体以及衬套，所述衬套连通所述第二压力源，其一端包括一密封结构；所述超控活门本体具有一中空孔道，连通所述第一压力输出部，所述第二压力输出部包括所述中空孔道；在所述第一状态，所述超控活门本体的一端与所述衬套的一端通过所述密封结构密封；在所述第二状态，所述第一压力输出部输出的所述第一压力持续增大，直至一临界压力，在所述临界压力的作用下推动所述超控活门本体朝其另一端移动，解除所述超控活门本体的一端与所述密封结构的密封，打开所述中空孔道的一端，所述中空孔道连通所述第二压力源，使所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出一第三压力至所述分级活门。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述密封结构的密封位置位于所述中空孔道与所述超控活门本体的外壁面之间，使得所述第二压力输出部开启后维持开启状态所需的压力小于所述临界压力。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述超控活门本体包括身部、平台部，所述平台部的截面积大于所述身部，所述身部开设有所述中空孔道，所述身部的另一端连接所述平台部，所述平台部与一第四压力源连通，对所述平台部作用一第四压力。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述超控活门本体还包括凸起部，所述身部为台阶状，其包括第一身部段以及第二身部段，两者之间的台阶高度等于所述凸起部的凸起高度，所述凸起部从第二身部段凸起；所述衬套包括第一衬套段，第二衬套段，以及第三衬套段，其中，所述第一衬套段截面积等于所述平台部，所述第二衬套段截面积等于所述第一身部段，所述第三衬套段的截面积大于所述第二衬套段，所述第三衬套段与所述第二衬套段的交界处形成一台阶；所述第二衬套段连通第一压力源，所述第四压力源具有初始状态，位于初始状态时，所述中空孔道连通所述第一压力源，且所述第二压力源与所述中空孔道通过所述凸起部与所述第二衬套段的配合而隔离，所述平台部与所述衬套的另一端止靠；所述第二状态时，所述凸起部与所述台阶形成所述限流结构，使得所述第一压力源限制地连通所述第二压力源。

在所述分级控制组件的一个或多个实施例中，所述第一压力源为高压油泵，所述第二压力源为低压油泵，所述分级活门包括活门本体、推杆以及活塞，所述推杆两端分别连接所述活门本体、活塞，所述活塞一侧面接受所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出压力，另一侧面与推杆连接，并接受所述第一压力；所述燃油***为FADEC燃油***，所述切换件为电控阀，所述燃油***还包括第一组燃油喷嘴以及第二组燃油喷嘴，当所述分级压力为所述第一压力，所述活塞被推向其另一侧的方向关闭所述第二组燃油喷嘴；当所述分级压力为所述第二压力或者第三压力，所述活塞被推向其一侧的方向开启所述第二组燃油喷嘴。

根据本发明一个方面的一种燃油***，用于燃气轮机，包括第一组燃油喷嘴，用于向燃气轮机的预燃级喷射燃油；第二组燃油喷嘴，用于向燃气轮机的主燃级喷射燃油；还包括以上任意一项所述的燃油分级控制组件，控制所述第二组燃油喷嘴的开闭。

根据本发明一个方面的一种燃气轮机，包括燃烧室，还包括以上任意一项所述的燃油分级控制组件，用于向所述燃烧室分级供油。

根据本发明一个方面的一种超控活门，包括超控活门本体以及衬套，所述衬套可连通燃油***的第二压力源，所述衬套包括位于其一端的一密封结构；所述超控活门本体具有一中空孔道，可连通燃油***的分级阀的第一压力输出部；所述超控活门本体的一端与衬套的一端可在一临界压力下分离。

根据本发明一个方面的一种燃油分级控制方法，用于燃气轮机的燃油分级控制，控制输出至燃油分级控制组件的分级活门的压力，包括：

在第一状态，燃油***的分级阀切换输出第一压力或者第二压力至所述分级活门；

在第二状态，分级阀的切换失效，所述分级阀仅输出所述第一压力，通过所述第一压力打开所述燃油***的超控活门，输出所述第二压力，所述分级阀输出的第一压力与所述超控阀输出的第二压力并联输出一第三压力至所述分级活门。

本发明的进步效果包括但不限于，

1.解决分级阀电气故障后造成燃烧室效率下降的问题；

2.解决分级阀电气故障后燃油***压力异常升高的问题；

3.开启超控活门的临界压力与维持超控活门开启的维持压力之间具备压力滞环，防止分级活门因为开启导致***压力降低后分级活门再次关闭而引发***压力波动的问题；

4.超控活门在具备初始状态的沟通油路，在低压力状态下保证分级活门关闭，维持***压力；

5.超控活门比直接旁通式的旁通活门体积小，重量轻，而且随之匹配的附件壳体也可以相应做小，在减重方面具备优势，提高了发动机推重比。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制，其中：

图1是航空发动机燃油***框图。

图2是现有技术的燃油分级控制组件的分级状态的结构示意图。

图3是现有技术的燃油分级控制组件的不分级状态的结构示意图。

图4A以及图4B是根据一个或多个实施例的燃油分级控制组件的第一状态的结构示意图。

图5是根据一个或多个实施例的燃油分级控制组件的第二状态的结构示意图。

图6是根据一个或多个实施例的分级控制组件在所述第四压力源的初始状态的结构示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

另外，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

需要解释的是，下述实施例中描述的第一压力、第二压力、第三压力、第四压力、高压压力、低压压力等“压力”指的是压强，其单位为Pa。

参考图4A、图4B以及图5，在一实施例中，燃气轮机的燃油***中，燃油分级控制组件6包括分级活门、分级阀、超控活门630。分级活门可以是采用图2、图3所示的分级活门600的结构。具体可以是包括分级活门关断面密封结构601、分级活门本体602、活塞620、推杆621、分级复位弹簧603、分级活门杆密封结构604、节流嘴605、动密封结构606、分级活门控制腔衬套614、分级活门衬套615。其中，分级活门本体602可进行左右两位作动，为减小分级活门602动作所需驱动力，将分级活门本体602与活塞620采用推杆621连接，在分级活门本体602上留有小孔结构，平衡分级活门本体602所受燃油压力，在分级活门本体602运动至左极限位置时，设置有分级活门关断面密封结构601防止燃油泄漏，在推杆621也设置了分级活门杆密封结构604，防止控制油与燃烧用油串油，分级活门600的活塞620上具备动密封结构606，防止活塞620两腔串油，在分级活门控制腔衬套614有杆腔设置一节流嘴605，可用于控制分级活门600的运动速度，防止分级活门600动作过快造成油路“水锤”。分级阀可以采用图2、图3所示的电控阀607的结构，分级阀具有第一压力输出部641以及切换件644，与燃油***的第一压力源、第二压力源连接，第一压力源可以是高压油泵2，提供高压压力Ps，第二压力源可以是低压油泵1，提供低压压力Pb，分级阀具体的结构可以是分级阀还包括第一压力输入部以及分级阀体640，第一压力输入部具有第一压力输入口642、第二压力输入口643，第一压力输入口642连通高压泵2、第二压力输入口643连通低压泵1，通过切换件644作用下分级阀体640的移动封堵第一压力输入口642或者第二压力输入口643，以使得第一压力输出部641对应输出所述低压压力Pb或者高压压力Ps。具体可以是输出切换件644的作用方式为电控作用，即通过通电与断电进行切换。分级阀体640可在电磁力的驱动下左右运动，可将分级活门控制腔衬套614右腔，即活塞620的一侧面的压力由高压油Ps和低压油Pb进行切换。

超控活门630与第二压力源，可以是低压油泵1连接，具有第二压力输出部631，第二压力输出部631与第一压力输出部641并联输出一分级压力至分级活门600。

如图4A以及图4B所示，在燃油分级控制组件6的第一状态，第二压力输出部631关闭，输出至分级活门600的分级压力为第一压力输出部641输出的高压压力Ps或者低压压力Pb，通过切换件644进行所述第一压力输出部641输出高压压力Ps或者低压压力Pb之间的切换。例如图4A所示，在第一状态下若燃烧室流量大，需要开启燃油分级控制时，分级阀体640运动至左侧位置，第一压力输出部641输出低压压力Pb至分级活门600的活塞620的一侧，活塞620在Ps压力作用下向右移动至止靠驱动分级活门本体602向右移动，解除对第二组燃油喷嘴8的封闭，计量燃油同时供往第一组燃油喷嘴7和第二组燃油喷嘴8。例如图4B所示，在第一状态下若燃烧室流量小，需要关闭燃油分级控制时，在切换件644的作用下，分级阀体640运动至右侧位置，第一压力输出部641输出高压压力Ps至分级活门600的活塞620的一侧，由于活塞620的另一侧连接有推杆621，压力的施力面积更小，因此活塞的一侧的驱动力大于另一侧，活塞620在一侧的高压压力Ps压力作用下向左移动至止靠驱动分级活门本体602向左移动，封闭第二组燃油喷嘴8，计量燃油只供往第一组燃油喷嘴7。

如图5所示，在燃油分级控制组件6的第二状态，第一压力输出部641输出高压压力Ps，若燃烧室流量大，需要开启燃油分级控制，此时切换件644失效，分级阀体640无法移动向左移动使第一压力输出部641输出低压压力Pb。在第二状态下，第二压力输出部631开启，连通第二压力源，即与低压压力Pb连通，此时高压压力Ps与低压压力Pb通过限流结构634连通，高压泵2限制地与低压泵1限制地连通，其流通面积为S3，使分级压力为第二压力输出部631与第一压力输出部641并联输出的第三压力，即高压压力Ps与低压压力Pb之间的中间压力Ps’，Ps’无法维持活塞620在左端止靠，在活塞另一侧的高压压力Ps的推动下，活塞620向右移动而驱动分级活门本体602向右移动而解除对第二组燃油喷嘴8的封闭，计量燃油同时供往第一组燃油喷嘴7和第二组燃油喷嘴8。设置超控活门630的有益效果在于，形成并联输出的结构，在分级阀切换件故障的情况下，可以及时连通低压压力，使得分级活门及时打开，有效解决了分级阀故障后造成燃烧室效率下降、燃油***压力异常升高的问题。

继续参考图5，在一些实施例中，在燃油分级控制组件6的第二状态开启第二压力输出部631的方式可以是，第一压力输出部641输出的高压压力Ps持续增大，直至一临界压力P1，临界压力P1的作用于超控活门630的一端632，开启所述第二压力输出部631，使其与低压泵2连通，即第二压力输出部631沟通低压压力Pb。如此设置的有益效果在于可以利用分级阀故障后造成的***压力异常升高的现象本身而开启第二压力输出部631，使得分级控制组件6对于燃油***的压力异常升高的反馈及时，也进一步提高了燃油***运行的可靠性。

继续参考图5，在一实施例中，燃油分级控制组件6的具体结构还可以是，超控活门630的另一端633连通一第四压力源，提供一第四压力，如图4A至图5所示的，第四压力源可以是定压活门，第四压力可以是定压活门调制的定压压力Pc，如图4A、图4B所示，在Pc的作用下，Pc对超控活门施加向左的力，第二压力输出部631保持关闭，直至第二状态下Ps升高至临界压力P1，在作用于图4A中所示的截面S1处，使超控活门630向右移动而开启第二压力输出部631，连通低压压力Pb。如此设置的有益效果在于，可以使得分级阀失效造成造成压力异常升高时，超控活门630感受定压压力Pc、高压压力Ps、回油压力(Pc-Pb)三者的相互关系，使得超控活门630及时响应，运行可靠；同时使其结构简单，节省制造加工以及维护成本。

参考图4A至图5，在一个或多个实施例中，超控活门630的具体结构可以是，超控活门630包括超控活门本体611以及衬套612，衬套612连通低压压力Pb，衬套612的一端包括密封结构613；超控活门本体611具有一中空孔道616，连通第一压力输出部641，第二压力输出部631包括中空孔道616。如图4A以及图4B所示，在第一状态，超控活门本体611的一端632与衬套612的一端通过密封结构613密封；如图5所示，在第二状态，第一压力输出部641输出的高压压力Ps持续增大，直至临界压力P1，在临界压力P1的作用下，推动超控活门本体611朝其另一端633移动，解除超控活门本体611的一端632与密封结构613的密封，打开中空孔道616的一端，使得中空孔道616连通低压压力Pb，使第二压力输出部631与第一压力输出部641并联输出中间压力Ps’至分级活门600。继续参考图4A以及图5所示，在一实施例中，密封结构613的位置位于中空孔道616与超控活门本体602的外壁面之间，如此使得第二压力输出部631开启后维持开启状态所需的维持压力P2的作用面积S2大于临界压力P1的作用面积S1，因此维持压力P2小于临界压力P1，如此可以形成一压力滞环，压力值为P1-P2，防止超控活门反复地开关导致燃油***的压力振荡。其原因在于，分级活门602打开后，由于供应的油路从增加了第二组燃油喷嘴8，因此燃油***的总的流体面积增大，Ps及Ps`压力下降，若无此压力滞环，则超控活门630则又会迅速右移而关闭第二压力输出部631，从而输出Ps至分级活门600而封闭第二组燃油喷嘴8，造成燃油***的压力振荡。随着发动机状态下降，计量燃油流量持续减小，Ps’压力下降到低于维持压力P2时，超控活门630右移止靠，关闭第二压力输出部631，此时继续输出高压压力Ps至分级活门600，使其右移关闭第二组燃油喷嘴8，计量燃油只供往第一组燃油喷嘴7。

参考图4A以及图4B，在一实施例中，超控活门本体611的结构可以包括身部6110、平台部6111，平台部6111的截面积大于身部6110，身部6110开设有中空孔道616，身部616的另一端连接有平台部6111，平台部6111与定压压力Pc连通，即定压压力Pc作用于平台部6111。如此设置的有益效果在于利用稳定状态的定压压力Pc保持Ps增大至P1之前，超控活门630被压至左止靠，第二压力输出部631关闭，分级活门600与超控活门630的连接部位为死腔。

参考图4A、图4B以及图6，在一实施例中，超控活门630的具体结构可以是，超控活门本体611还包括凸起部6112，身部6110为台阶状，其包括第一身部段6113以及第二身部段6114，两者之间的台阶高度等于凸起部6112的凸起高度，凸起部6112从第二身部段6114凸起；衬套612包括第一衬套段6121，第二衬套段6122，以及第三衬套段6123，其中，第一衬套段6121截面积等于平台部6111，第二衬套段6122截面积等于第一身部段6113，第三衬套段6123的截面积大于第二衬套段6122，第三衬套段6123与第二衬套段6122的交界处形成一台阶；第二衬套段6122连通第一压力源，定压压力Pc具有初始状态，位于初始状态时，此时在发动机转速较低或者定压压力Pc未建立的情况下，中空孔道616连通高压压力Ps，低压压力Pb与中空孔道616通过凸起部6112与第二衬套段6122的配合而隔离，平台部6111与衬套612的另一端止靠，具体地可以通过节流嘴608输入低压压力Pb、复位弹簧609的作用止靠。如此设置的有益效果在于，可以在发动机转速较低或者定压压力Pc未建立的情况下，保证分级活门600关闭，维持燃油***的***压力。另外，在上述第二状态中，如图5所示，限流结构634可以是由该台阶与凸起部6112之间限定一限流面积S3构成。如此设置使得限流结构的构造简单，超控活门的结构紧凑。

承上所述的，用于燃气轮机的燃油分级控制，控制输出至燃油分级控制组件的分级活门的压力的燃油分级控制方法可以包括：

在第一状态，燃油***的分级阀切换输出第一压力或者第二压力至所述分级活门；

在第二状态，分级阀的切换失效，所述分级阀仅输出所述第一压力，通过所述第一压力打开所述燃油***的超控活门，输出所述第二压力，所述分级阀输出的第一压力与所述超控阀输出的第二压力并联输出一第三压力至所述分级活门。

综上，采用以上实施例介绍的燃油分级控制组件、燃油***、燃气轮机、超控活门以及燃油分级控制方法的有益效果包括但不限于，

1.解决分级阀电气故障后造成燃烧室效率下降的问题；

2.解决分级阀电气故障后燃油***压力异常升高的问题；

3.开启超控活门的临界压力与维持超控活门开启的维持压力之间具备压力滞环，防止分级活门因为开启导致***压力降低后分级活门再次关闭而引发***压力波动的问题；

4.超控活门在具备初始状态的沟通油路，在低压力状态下保证分级活门关闭，维持***压力；

5.超控活门比直接旁通式的旁通活门体积小，重量轻，而且随之匹配的附件壳体也可以相应做小，在减重方面具备优势，提高了发动机推重比。

本发明虽然以上述实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种燃油分级控制组件，用于燃气轮机的燃油***，所述燃油***包括第一压力源，提供一第一压力；第二压力源，提供一第二压力；其特征在于，所述分级控制组件包括：

分级活门；

分级阀，与所述第一压力源、第二压力源连接，包括第一压力输出部以及切换件；以及

超控活门，与所述第二压力源连接，具有第二压力输出部以及限流结构，所述第二压力输出部连通所述第一压力输出部，所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出一分级压力至所述分级活门；

其中，所述控制组件具有第一状态以及第二状态；

在所述第一状态，所述第二压力输出部关闭，所述分级压力为所述第一压力输出部输出的一第一压力或者一第二压力，通过所述切换件进行所述第一压力输出部输出所述第一压力与所述第二压力之间的切换；

在所述第二状态，所述切换件失效，所述第一压力输出部仅输出所述第一压力，所述第二压力输出部开启，所述第一压力源通过所述限流结构，限制地连通所述第二压力源，使所述分级压力为所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出的一第三压力；

其中，所述第一压力大于所述第三压力，所述第三压力大于所述第二压力；

所述超控活门包括超控活门本体以及衬套，所述衬套连通所述第二压力源，其一端包括一密封结构；所述超控活门本体具有一中空孔道，连通所述第一压力输出部，所述第二压力输出部包括所述中空孔道；

在所述第一状态，所述超控活门本体的一端与所述衬套的一端通过所述密封结构密封；

在所述第二状态，所述第一压力输出部输出的所述第一压力持续增大，直至一临界压力，在所述临界压力的作用下推动所述超控活门本体朝其另一端移动，解除所述超控活门本体的一端与所述密封结构的密封，打开所述中空孔道的一端，所述中空孔道连通所述第二压力源，使所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出一第三压力至所述分级活门；

所述超控活门本体包括身部、平台部，所述平台部的截面积大于所述身部，所述身部开设有所述中空孔道，所述身部的另一端连接所述平台部，所述平台部与一第四压力源连通，对所述平台部作用一第四压力。

2.如权利要求1所述的分级控制组件，其特征在于，在所述第二状态，所述第一压力输出部输出的所述第一压力持续增大，直至一临界压力，所述临界压力的作用于所述超控活门的一端开启所述第二压力输出部，使其与所述第二压力源连通。

3.如权利要求2所述的分级控制组件，其特征在于，所述超控活门的另一端连通一第四压力源，提供一第四压力，在所述第四压力作用下，所述第二压力输出部保持关闭，直至所述第一压力增大至所述临界压力开启所述第二压力输出部。

4.如权利要求1所述的分级控制组件，其特征在于，所述分级阀还包括分级阀体以及第一压力输入部，所述第一压力输入部具有第一压力输入口、第二压力输入口，分别连通所述第一压力源、第二压力源，通过所述切换件作用下分级阀体的移动封堵所述第一压力输入口或者第二压力输入口，以使得所述第一压力输出部对应输出所述第二压力或者第一压力。

5.如权利要求1所述的分级控制组件，其特征在于，所述密封结构的密封位置位于所述中空孔道与所述超控活门本体的外壁面之间，使得所述第二压力输出部开启后维持开启状态所需的压力小于所述临界压力。

6.如权利要求1所述的分级控制组件，其特征在于，所述超控活门本体还包括凸起部，所述身部为台阶状，其包括第一身部段以及第二身部段，两者之间的台阶高度等于所述凸起部的凸起高度，所述凸起部从第二身部段凸起；所述衬套包括第一衬套段，第二衬套段，以及第三衬套段，其中，所述第一衬套段截面积等于所述平台部，所述第二衬套段截面积等于所述第一身部段，所述第三衬套段的截面积大于所述第二衬套段，所述第三衬套段与所述第二衬套段的交界处形成一台阶；所述第二衬套段连通第一压力源，所述第四压力源具有初始状态，位于初始状态时，所述中空孔道连通所述第一压力源，且所述第二压力源与所述中空孔道通过所述凸起部与所述第二衬套段的配合而隔离，所述平台部与所述衬套的另一端止靠；所述第二状态时，所述凸起部与所述台阶形成所述限流结构，使得所述第一压力源限制地连通所述第二压力源。

7.如权利要求1所述的分级控制组件，其特征在于，所述第一压力源为高压油泵，所述第二压力源为低压油泵，所述分级活门包括活门本体、推杆以及活塞，所述推杆两端分别连接所述活门本体、活塞，所述活塞一侧面接受所述第二压力输出部与所述第一压力输出部并联输出压力，另一侧面与推杆连接，并接受所述第一压力；所述燃油***为FADEC燃油***，所述切换件为电控阀，所述燃油***还包括第一组燃油喷嘴以及第二组燃油喷嘴，当所述分级压力为所述第一压力，所述活塞被推向其另一侧的方向关闭所述第二组燃油喷嘴；当所述分级压力为所述第二压力或者第三压力，所述活塞被推向其一侧的方向开启所述第二组燃油喷嘴。

8.一种燃油***，用于燃气轮机，包括第一组燃油喷嘴，用于向燃气轮机的预燃级喷射燃油；第二组燃油喷嘴，用于向燃气轮机的主燃级喷射燃油；其特征在于，还包括如权利要求1-7任意一项所述的燃油分级控制组件，控制所述第二组燃油喷嘴的开闭。

9.一种燃气轮机，包括燃烧室，其特征在于，还包括如权利要求1-7任意一项所述的燃油分级控制组件，用于向所述燃烧室分级供油。

10.一种超控活门，用于如权利要求1-7任意一项所述的燃油分级控制组件，其特征在于，包括超控活门本体以及衬套，所述衬套能够连通燃油***的第二压力源，所述衬套包括位于其一端的一密封结构；所述超控活门本体具有一中空孔道，能够连通燃油***的分级阀的第一压力输出部；所述超控活门本体的一端与衬套的一端能够在一临界压力下分离。

11.一种燃油分级控制方法，采用如权利要求1-7任意一项所述的燃油分级控制组件，控制输出至燃油分级控制组件的分级活门的压力，其特征在于，包括：在第一状态，燃油***的分级阀切换输出第一压力或者第二压力至所述分级活门；

在第二状态，分级阀的切换失效，所述分级阀仅输出所述第一压力，通过所述第一压力打开所述燃油***的超控活门，输出所述第二压力，所述分级阀输出的第一压力与所述超控阀输出的第二压力并联输出一第三压力至所述分级活门。

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