用于独立压力控制的可变致动压力系统

摘要

提供了一种泵装置及调节泵装置的压力的方法。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。致动泵排出流体经管道输送到调节器阀构件的相对侧，所述调节器阀构件选择性地调节从致动泵出口排出的流体数量，以便将致动泵输出压力用于调节致动泵排出压力。致动泵排出流体被分成第一和第二部分以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阀构件之间，以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。

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。

在这种结构中，致动泵排出流体的第二部分可以从调节器阀构件 排出以调节其作用在调节器阀构件上的压力(和作用力)大小。由流 向调节器阀构件的致动泵排出流体的第二部分施加在阀构件上的较小 作用力使得调节器阀构件增大从第一端口到第二端口的流动通道的尺 寸，从而减少它们之间的流量限制，如同恒定数量的流努力通过较大 通道。这可操作地使得致动泵排出压力下降。反之亦然。当期望提高 致动泵排出压力时，通过致动泵排出流体的第二部分向阀构件施加更 多作用力以迫使阀构件减少从第一端口到第二端口的流动通道的尺 寸，增大它们之间的流量限制。这可操作地使得致动泵排出压力增大， 如同恒定数量的流努力通过较小通道。

在优选实施例中，控制阀包括可操作地流体联通压力调节阀的第 三端口的控制阀入口和可操作地与控制压力源流体联通的控制阀出 口。控制阀包括控制阀构件，其居间设置在控制阀入口和控制阀出口 之间以调节允许流向控制压力源的致动泵排出流体的第二部分的数 量，从而调节由致动泵排出流体的第二部分施加的偏压量。

为了提高沿第二方向施加于调节器阀构件上的偏压量(即，为了 朝向更高的致动泵排出压力驱使)，控制阀减少允许流向控制压力源的 流体数量。为了减少沿第二方向施加于调节器阀构件上的偏压量(即， 为了朝向更低的致动泵排出压力驱使)，控制阀增大允许流过(即，以 从调节器阀构件排出)且流向控制压力源的流体数量。

在一个特定实施例中，控制压力源是或者可转换成低压源。

在泵装置的高度优选的实施例中，泵装置还包括共享阀和主泵。 共享阀可操作地流体耦联至致动泵出口。主泵具有主泵出口，其流体 耦联至共享阀。共享阀为控制压力源，并且可以在第一和第二压力调 节构造之间转换。第一压力调节构造可操作地将控制阀出口流体耦至 低压源，以允许从控制阀入口流至控制阀出口(即，允许排放致动泵 排出流体的第二部分)。第二压力调节构造可操作地将控制阀出口与主 泵出口(其具有高压)流体耦联。在这种结构中，期望的最小压力(其 实际上为高压)被施加到调节器阀构件上以沿第二方向偏压调节器阀 构件。这使得调节器阀构件维持致动泵排出压力等于或高于期望的高 压。

这在某优选实施例中特别有利，其中在所述实施例中，共享阀为 具有第一流体共享构造和第二流体共享构造的流共享阀，在第一流体 共享构造中，共享阀可操作地将致动泵排出流体与主泵排出流体合并 以提供合并流体，在第二流体共享构造中，共享阀可操作地将致动泵 排出流体与主泵排出流体隔离。这种流合并的情形通常用在主泵不能 单独满足的高燃料需求期间。优选地，当共享阀处于第二压力调节构 造时，共享阀处于第一流体共享构造时。在这种结构中，当流量发生 共享时，不允许致动泵排出压力降至低于主泵排出压力。这防止系统 在两种不同的流利用流共享阀合并时出现瞬变现象。

在优选实施例中，致动泵排出流体的第一部分作用在调节器阀构 件的第一部分上，所述第一部分的第一有效表面面积大于致动泵排出 流体的第二部分作用于其上的调节器阀构件的第二部分的第二有效表 面面积。这种结构形成趋于打开第一端口和第二端口之间的流动路径 的力平衡。这防止调节器阀构件连续驱动第一端口和第二端口之间的 流动路径关闭及使致动泵排出压力朝向无穷大变化和破坏燃料系统。 应当注意到，在一些实施例中，在第一和第二有效表面面积之间的差 异面积上可能存在低压流体的作用，而这些低压流体在力平衡中必须 加以考虑。

通常，这种结构将包括偏压构件，诸如卷簧，其与致动泵排出流 体的第二部分共同作用以沿第二方向驱动调节器阀构件。该偏压构件 可以被构造成提供其大小等于第一和第二有效面积的百分差异乘以期 望的最大致动泵排出压力的作用力，以允许阀构件获得接近期望的最 大致动泵排出压力的稳态值。在一个实施例中，第一有效表面面积比 第二有效面积大约5％-15％，并且还包括沿第二方向作用在调节器 阀构件上的偏压构件，且因此该偏压构件提供约为最大致动泵排出压 力的5％-15％的偏压作用力。这可以根据上述作用在差异面积上的低 压流体产生的作用力来进行补偿。

方法实施例提供了一种调节飞机燃料系统中的致动泵的致动泵排 出压力的方法。这些方法利用致动泵自身的排出压力来调节致动泵排 出压力。该方法包括以下步骤：通过将致动泵排出压力施加到阀构件 的第一部分上来利用致动泵的致动泵排出压力沿第一方向偏压阀构 件；通过将排出压力施加到阀构件的第二部分上来利用致动泵的排出 压力沿与第一方向相反的第二方向偏压阀构件；以及，选择性地调节 施加到阀构件的第二部分上的致动泵排出压力的量。通过调节施加到 阀构件的第二部分上的致动泵排出压力的量，可以操纵阀构件上的力 平衡以调节阀构件的位置，从而调节致动泵排出压力。阀构件沿第一 方向的转换降低了致动泵排出压力，阀构件沿第二方向的转换升高了 致动泵排出压力。

在优选的方法中，沿第一方向偏压的步骤包括可操作地将致动泵 排出流体的第一部分施加到阀构件的第一部分上。沿第二方向偏压的 步骤包括可操作地将致动泵排出流体的第二部分施加到阀构件的第二 部分上。选择性地调节施加到阀构件的第二部分上的致动泵排出压力 的量的步骤包括选择性地调节对阀构件的第二部分进行偏压的致动泵 排出流体的第二部分上所施加的参考压力。

在另一优选方法中，使阀构件沿第一方向转换逐渐打开或增大致 动泵出口和低压源之间的流动路径的尺寸，减小对从它们之间通过的 致动泵排出流体的流量限制量，从而降低致动泵排出压力。使阀构件 沿第二方向转换逐渐关闭或减小致动泵出口和低压源之间的流动路径 的尺寸，增大对从它们之间通过的致动泵排出流体的流量限制量，从 而提高致动泵排出压力。

在该方法的一种实施方式中，调节致动泵排出流体的第二部分上 所施加的参考压力的步骤包括在低压源和具有主泵排出压力的高压源 之间转换的步骤。

根据本发明的方法的其它实施例包括通过将致动泵排出流体的第 二部分的一部分排出到低压源来调节参考压力的步骤。另外，这些方 法可以包括，诸如在流共享结构中，利用高压源超驰低压源以防止致 动泵排出流体的第二部分排放形成低于高压源压力的压力，特别是在 进入流共享模式时，以便朝向高压源(其通常为主泵的排出压力)驱 动致动泵排出压力。

当结合附图阅读时，本发明的其它方面、目标和优点将从下列详 细描述中变得更为明显。

附图说明

结合到本说明书中并且成为其一部分的附图示出了本发明的几个 方面，并且与具体描述部分一同用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是在流体隔离模式下示出的、根据本发明实施例的燃料泵装 置的简化示意图；

图2是流体隔离模式下的、图1的燃料泵装置的简化示意图；

图3是利用三位控制阀的、根据本发明教导的替换性致动泵装置 的部分简化示意图；

图4和5是利用变量容积式致动泵的、根据本发明教导的替换性 致动泵装置的部分简化示意图；以及

图6是根据本发明教导的替换性致动泵装置的另一简化示意图。

尽管将结合某些优选实施例来描述本发明，但并不期望将其局限 于这些实施例。相反地，期望覆盖囊括在由所提交的权利要求限定的 本发明的精神和范围内的所有替换、修改和等同。

具体实施方式

图1中示出了本发明的泵装置100的示例性实施例。泵装置100 优选为构成燃料供应系统的一部分的燃料泵装置，并且包括：燃料源， 其总体上标为102；主燃料供应回路，其总体上标为104，用于在正常 或稳态工作状态期间向发动机提供燃料；致动供应回路，其总体上标 为106，用于向辅助发动机部件提供高压流体；以及泵流共享系统， 其总体上标为108，用于将主供应回路104和致动供应回路106互连 以在需要时将泵流结合/合并。尽管主燃料供应回路104和致动供应回 路106均构成更大的燃料泵装置100的一部分，但是在本发明的其它 实施例中，各个回路104、106可以被单独视为一种燃料泵装置。可以 理解，图1为本发明的示意图，并且只示出燃料输送和控制系统100 的构造的一个实例，其可以依据本领域技术人员熟知的很多种方法来 实现。

如图1所示，燃料源102优选包括燃料箱110和增压泵112。增 压泵112向主燃料供应回路104、致动供应回路106及泵流共享系统 108提供燃料。增压泵112在低的源压Pb下供应燃料，燃料被分入两 个低压燃料供应管路(分别标为116和118)以分别向主燃料供应回 路104、致动供应回路106和泵流共享系统108提供燃料。低压燃料 返回管路将多余的燃料流从主燃料供应回路104和泵流共享系统108 返回给供应管路116、118。增压泵112可以例如是离心泵，以在足够 的压力下将燃料提供给各种下游系统。应注意，流体流用图1中的方 向箭头指示。将认识到，管路116、118、120可分别包括至少一个止 回阀、热交换器和/或燃料过滤器(未示出)，这也是本领域技术人员 所熟知的。

主燃料供应回路104总体上包括主泵122，通常为定量容积式泵， 其在正常或稳态工作状态期间向发动机提供燃料。主泵122包括主泵 入口124，由燃料供应管路116在供应压力Pb下向其提供流体。主泵 122还包括与高压输出管路128流体联通的主泵出口126，其中所述管 路128按照需要的流量和主泵排出压力Ps1向泵流共享系统108提供 高压流体。主泵122还可以具有包括高压释放阀132的压力释放管路 130，其中所述释放阀132可操作地将主泵出口126与主泵入口124 连接以控制主燃料供应回路104提供的最大压力。

主泵122的尺寸优选足以满足从上述风力发动机到巡航状态的发 动机燃烧流量需求。因此，将认识到，由于主泵122的尺寸使得其燃 料输送速度与正常稳态发动机状态期间的发动机需求更为匹配，因此 分流/再循环的高压流的数量最小化。通过以这种方式设计主泵122的 尺寸，最大或高发动机燃料流量状态所需要的多余流量能力被转移给 致动供应回路106，直到需要这些流量。将意识到的是，主泵122的 尺寸足以满足这些发动机稳态工作状态期间的压力和流量要求，但是 它的尺寸不需要被设计成产生满足风力发动机重新点火或高流量状态 和/或满足致动系统的压力及流量要求所需要的流量。这样，主泵122 将少量超出发动机流量需求的流升高至用于正常工作状态的高压，从 而减少在这些工作状态期间产生的热量。这允许在燃料流系统内建立 更小的热交换器。

致动供应回路106向辅助发动机部件提供高压流体，而且还在高 流量需求期间向发动机提供高压流体。致动供应回路106的高压流体 可以通过泵流共享系统108与主燃料供应回路104的燃料合并/结合， 以便在最大燃料需求操作期间向发动机提供充足燃料。

致动供应回路106包括与致动泵142的致动泵入口140流体联通 的低压燃料供应管路118。在该实施例中，致动泵142为定量容积式 致动泵。燃料在致动泵排出压力Ps2(也称作致动泵输出压力)下从 致动泵出口44处离开致动泵142，并且按照需要的压力和流量通过高 压输出管路146被输送给致动器供应管路148。尽管未示出，致动器 供应管路148可以具有最小压力阀、旁路阀、过滤器等，这是本领域 技术人员可以理解的。

包括高压释放阀162的旁路管路160可操作地将致动泵出口144 与致动泵入口140流体联通，以控制由致动供应回路106提供的最大 致动泵排出压力Ps2。

正如将在下文中更具体描述的那样，致动泵142通过致动泵自身 的排出压力，致动泵排出压力Ps2和流体流量受到压力调节。这允许 与外部参数(诸如过去的泵装置中的主泵排出压力Ps1)无关地设定 和调节致动泵排出压力Ps2。通过消除致动泵排出压力Ps2的调节与 主泵排出压力Ps1的相关性，在调节致动泵排出压力Ps2时无需知晓 影响Ps1的参数，诸如发动机转速、CDP和流量分配。另外，在主燃 料供应回路104和致动供应回路106之间进行流共享之前，必须将致 动泵排出压力Ps2提升至接近主泵排出压力Ps1，以使转换瞬变最小。 在主泵排出压力Ps1被用作调节压力时，为实现这点必须知晓与到达 流共享构造相关的参数。本发明的结构在控制致动泵排出压力Ps2时 无需知晓与主泵排出压力Ps1相关的参数。

然而，在需要泵流共享的情况下，致动泵142的压力调节可以被 超驰，从而驱动致动泵排出压力Ps2等于或高于主泵排出压力Ps1(也 称作主泵输出压力Ps1)，这将在下文中作更具体的描述。

致动供应回路106包括压力调节器164。压力调节器164通常包 括压力调节阀166和控制阀168。

压力调节阀166包括调节致动泵排出压力Ps2的压力调节腔室 170。调节器阀构件172与压力调节腔室170的第一、第二和第三端口 173、179、182相互作用以调节致动泵排出压力Ps2。第一端口173 通过高压输出管路146和高压输入管路174与致动泵出口144可操作 地流体联通。高压流体在致动泵排出压力Ps2下通过这些管路146、 174，并且作用在调节器阀构件172的第一端部176上，以及起到沿通 常由箭头178示出的第一位移方向偏压调节器阀构件172的作用。沿 第一位移方向的偏压量等于泵排出压力Ps2乘以第一端部176的有效 表面积。第一端部的有效表面积为等于与第一位移方向178垂直的表 面的表面积值。

压力调节腔室170的第二端口179通过低压输出管路180和供应 管路118可操作地流体联通致动泵入口140或其它低压源，因此处于 供应压力Pb下。第一端口和第二端口173、179通过压力调节腔室170 以可操作和可选择的方式联通。

阀构件172可操作地调节第一端口和第二端口173和179之间的 流动路径的尺寸。在一个实施例中，阀构件172调节第二端口179的 尺寸以调节由调节器阀门166、具体地第二端口179提供的限流量。 限流量的变化调节致动器泵出口144处及高压输出管路146中的致动 泵排出压力Ps2。

当通过调节器阀门166的流动路径变小时，流量限制变大。然而， 由于从第一端口173到第二端口179通过压力调节腔室170的流体流 量保持基本不变，因此变大的流量限制引起流体压力升高，具体地引 起致动泵排出压力Ps2升高。类似地，当通过调节器阀门166的流动 路径变大时，流量限制变小。由于从第一端口173到第二端口179通 过压力调节腔室170的流体流量基本不变，因此变小的流量限制引起 流体压力下降，具体地引起致动泵排出压力Ps2下降。

另外，压力调节腔室170的第三端口182通过调节器阀构件172 关于第一端口和第二端口173、179被封堵隔开。第三端口182通过调 节器管路184可操作地流体联通致动泵出口144，其中管路184在接 合点186处与高压输出管路146耦联。第三端口182处的流体作用于 调节器阀构件172的第二端部188上，沿与第一位移方向178相反的 第二位移方向190偏压调节器阀构件172。通常，由于流量限制件193 导致的压降，管路184中的位于流量限制件193下游的流体处于中间 压力Pz下。调节器管路184中的位于流量限制件193下游的流体也可 以被称作“中间流Pz”。调节器管路184中的位于流量限制件193上游 的流体维持在致动泵排出压力Ps2上。

当朝向第一端口173偏压调节器阀构件172时，第一端口和第二 端口173、179之间的流动路径变小，从而加大流量限制，引起致动泵 排出压力Ps2升高。当朝向第三端口182偏压调节器阀构件172时， 情况相反。

尽管预期可以采用单直径的调节器阀构件，但是所示调节器阀构 件172为双直径的阀构件，因此第一端部176具有比第二端部188更 大的有效表面积。这种结构使得通过向第一端部176施加泵致动压力 Ps2和在等于或低于泵致动压力Ps2的压力或者Pz下向第二端部188 施加流形成的作用力平衡趋于朝向第三端口182偏压调节器阀构件 172。然而，压力调节阀166包括偏压弹簧192，其辅助沿第二位移方 向190偏压调节器阀构件172。应当注意到，在所示优选实施例中， 具有供应压力Pb的流体被提供给第一和第二端部176、188之间的差 异面积189。这在调节器阀构件172上产生附加作用力，在作用于调 节器阀构件172上的作用力平衡中必须考虑该作用力。

关于第一和第二端部176、188之间的有效差异面积设计偏压弹簧 192的尺寸，使得作用于调节器阀构件172上的作用力在最大期望致 动泵输出压力Ps2下达到平衡。下面是假想且简化的实例，并且忽略 了作用于差异面积189上的供应压力Pb及可能存在的其它摩擦力或 流体泄漏的影响，示出了调节器阀构件172上的各种压力的影响。还 假定Pz等于Ps2。如果最大期望致动泵排出压力Ps2为1200psi，在 使用120磅的弹簧时，第一和第二端部176、188之间的有效差异面积 可以为0.1。因此，当致动泵排出压力达到1200psi时，作用于调节器 阀构件172上的作用力达到平衡。

这种双直径结构防止致动泵排出压力Ps2逐渐变得无穷大，因为 当致动泵排出压力Ps2超出期望最大值时，调节器阀构件172上的作 用力平衡将形成沿第一位移方向178作用的净作用力，使得致动泵排 出压力Ps2下降至最大期望值以下。例如，参见先前的双直径结构， 如果致动泵排出压力Ps2为1300psi，由于第一位移方向上的比例为 0.1，由致动泵排出压力Ps2单独施加在调节器阀构件172上的净作用 力将具有130磅的净值。偏压弹簧192将仅沿第二位移方向190施加 120磅的作用力，使得沿第一位移方向178作用于调节器阀构件172 上的总的净作用力为10磅，从而导致调节器阀构件172打开第一端口 和第二端口173之间的流动路径，减少从它们之间通过时的流量限制， 进而使致动泵排出压力Ps2变小。

类似地，假设期望在致动泵排出压力Ps2低于最大期望压力(诸 如低于先前实例中的1200psi)时驱动致动泵排出压力Ps2达到其最大 值，净作用力将沿第二位移方向作用，倾向于使调节器阀构件减少第 一端口和第二端口173、179之间的流动路径的尺寸，加大流量限制， 从而驱动致动泵排出压力Ps2达到更高值。然而，如果致动泵排出压 力Ps2超出1200psi，例如恢复为1300psi，则调节器阀构件172将返 回原始状态，沿位移方向178往回受到驱动，以防止致动泵排出压力 Ps2变成无穷大。

为控制调节器阀构件172上的净作用力，通过排放管路194在致 动泵出口144和第三端口182之间插入控制阀168。控制阀168调节 致动排出压力Ps2的量，并且在大多数情形下调节施加在第二端部188 上的中间压力Pz的量。调节器管路184中的流体可以通过控制阀168 选择性地被排出，以将由第三端口182处的流体施加到第二端部188 上的压力降低至Ps2以下，从而调节调节器阀构件172相对于第一端 口173的位置。当施加于第二端部188上的中间压力Pz因控制阀168 引起的限制减少而下降时，调节器阀构件172将沿第一位移方向178 受到偏压，打开压力调节阀166，从而减少对通过第一端口和第二端 口173、179之间的调节器阀室170的流的流量限制(如上文中描述的 那样)，导致致动泵排出压力Ps2下降。

排放管路194和调节器管路184可操作地将第三端口182与以控 制阀168的孔口195的形式示出的控制阀入口流体联通。通过排放管 道194从调节器管路184排出且因此离开第三端口182的流体越多， 以及/或者施加于其上的限制越少，则施加于第二端部188上的压力将 被调节得更低。控制阀168包括控制阀构件196，其与孔口195共同 作用以调节从调节器管路184排放的流体的数量和/或其压力。作为替 换，可以观察到，阀构件196增加或减少通过控制阀168的流量限制 以调节作用于第二端部188上的压力，很像上文中对第一端口和第二 端口173、179之间的流动路径的调节的讨论。

控制阀168优选为电动液压伺服阀(EHSV)，因此可以电子调节 施加于第二端部188上的致动泵排出压力Ps2(或中间压力Pz)。然而， 控制阀168也可以采用其它形式。通过利用控制阀168的这种结构来 控制调节阀166，可以使得对致动泵排出压力Ps2的控制与主泵122 的主泵输出压力Ps1无关。另外，如上所述，致动泵排出压力Ps2可 以被升高至最大调节设置，而与发动机工作状态无关。在某些情况下， 重要的是通过将致动泵排出压力Ps2驱动至最大(甚至在不需要的情 况下)以将更多能量输入通过致动泵142的流体来给系统增加热量， 从而消除额外用来向低温状态下的燃料增加热量的热交换器。

控制压力管路197可操作地耦联至控制阀出口198和控制压力源， 其在该实施例中被示出为泵流共享系统108，用于提供控制或参考压 力(在本文中互换使用)以控制施加于第二端部188上的压力。

在第一构造中，泵流共享系统108被转换成其中主燃料供应回路 104与致动供应回路106分离或隔离的隔离构造，即，非流共享构造。 在这种构造中，泵流共享系统108可操作地将控制压力管路197与返 回管路120流体耦联，使得控制压力为供应压力Pb。因此，调节器管 路194中的流量限制件193下游的中间压力Pz可以可选择地从第三端 口182放出以调节调节器阀构件172的位置。对调节器阀构件172的 位置的调节通过减少第二端口179处的流体限制以调节从高压输出管 路146通过调节阀166，具体地从第一端口173至第二端口179，流回 致动泵入口140或其它低压流体源的流体的压力来将致动泵排出压力 Ps2调节至较低值。通过控制阀168流出的流体数量可以通过控制阀 168，具体通过孔口195和控制阀构件196之间的相互作用来调节，以 调节致动泵排出压力Ps2。因此，对致动泵排出压力Ps2的调节通过 将致动泵自身的流体排出流体的一部分提供给调节阀166来调节，并 且可以完全与主泵排出压力Ps1及发动机或主燃料供应回路104的任 何其它发动机工作状态无关。另外，通过包括控制阀168，致动泵排 出压力Ps2是可变的。

该第一构造出现在发动机工作于正常或稳态操作下时和致动器供 应回路106与主燃料供应回路104隔离时，换言之，出现在致动器供 应回路106未供应燃料用于提供给燃烧流或补充主泵时。

当发动机需要提供给燃烧室的燃烧流多于主供应回路104严格能 够提供的燃烧流时，泵流共享系统108将转换成流共享构造，其中泵 流共享系统108可操作地结合/合并致动器供应回路106和主供应回路 104的输出，并且馈送这些燃料供应以向燃烧室提供燃烧流。这种构 造在图2中示意性地示出。

由于主供应回路104的主泵122的主泵排出压力Ps1通常不同于 致动泵142的致动泵排出压力Ps2，致动泵排出压力Ps2必须被调节 成至少与主泵排出压力Ps1一样高。在一个实施例中，在正常工作期 间，致动泵排出压力Ps2保持为比主泵排出压力Ps1低的压力。因此， 致动泵排出压力Ps2必须被升高成等于或高于主泵排出压力Ps1。

为了将致动泵排出压力Ps2驱动成主泵排出压力Ps1或高于其的 预定值，泵流共享系统108向致动供应回路106提供压力调节器超驰 信号，将致动泵排出压力Ps2驱动成主泵排出压力Ps1或高于压力 Ps1。

为发送超驰信号，泵流共享系统108将暴露给控制阀168，更具 体为控制阀出口198的控制压力或参考压力转换成主泵排出压力Ps1， 使得可暴露给调节器阀构件172的第二端部188的最小压力为主泵排 出压力Ps1。在第二构造中，泵流共享系统108将控制压力管路197 与压力为Pb的供应管路120断开，并且可操作地将控制压力管路197 与处于主泵排出压力Ps1下的高压输出管路128(在图1中标出)连 接。这通过泵流共享系统108的开关199的状态变化来示意性地表示。

当主泵排出压力Ps1大于致动泵排出压力Ps2，且相应大于中间 压力Pz，并且控制阀168处于打开状态时，没有流体或至少少量流体 将从调节器管路184流出，直到致动泵排出压力Ps2变得大于主泵排 出压力Ps1。这将使由处于中间压力Pz(其因此将接近Ps1)下的第 三端口182中的流体和偏压构件(即偏压弹簧192)作用在第二端部 188上的作用力大于作用于第一端部176上的作用力，从而导致调节 阀166关闭，将致动泵排出压力Ps2驱动至更高值。

从致动泵142流过高压输出管路146的流体将被送入泵流共享系 统108，并且可操作地与流过输出管路128的流体合并/结合，以满足 增大的发动机燃烧流需求。

例如，在一种实施方式中，主泵122的尺寸适于提供组合泵流能 力的约20％，而致动泵142提供组合流能力的约80％。来自两个泵的 组合流足以满足发动机在风力发动机重新点火和最大流量状态下的发 动机流量需求。

对于某些其它实施例，主泵122的尺寸可被设计成适于供应用于 风力发动机启动和/或超过巡航的其它状态的发动机燃烧流。对于某些 其它实施例中，主泵122的尺寸还可被设计成适于供应除发动机燃料 流之外的用于发动机功能的流，诸如向发动机的致动器、阀门和/或其 它液压系统的至少一部分提供流，这将被本领域技术人员所认识到。 因此，这两个泵之间的约80/20的流量分配只是本发明设想的这种流 共享或分配的一个实例。然而优选地，为使燃料流的散热最小化，燃 料泵装置100的致动泵142的尺寸被设计成适于在风力发动机重新点 火和最大流量状态期间的额外流量需求当中提供比主泵122更大的部 分。这防止因主泵122的尺寸过大而导致在稳态工作期间产生过多热 量。另外，可以设想其它比例。

图3是致动供应回路206的替换实施例的示意图，其可以结合到 与先前实施例类似的泵装置中。该致动供应回路206与先前实施例的 致动供应回路106大体相似，在下面的描述中只将集中描述与回路106 不同的那些特征。

该实施例中的主要不同之处是控制阀268的构造。在该实施例中， 控制阀268为三位阀，其具有控制阀构件296，所述阀构件296与控 制阀入口295及第一控制阀和第二控制阀出口298、299共同作用以调 节施加在调节腔室170的第三入口182上的压力，从而调节调节器阀 构件172的位置。通常，该控制阀268，具体是控制阀构件296将在 三个不同位置之间受到调节以提供三种分离的状态，这将在下面作更 完整的描述。

第一控制阀和第二控制阀出口298、299均可操作地耦联至控制压 力管路197。

在一个方位上，控制阀构件296被设置成将第一控制阀出口298 打开。在该方位上，控制阀268的控制或参考压力为主泵排出压力Ps1 或供应压力Pb，其取决于泵流共享系统的构造，即，泵流共享系统处 于流共享构造还是泵隔离构造。

在第二方位上，如图3所示，控制阀构件296被设置成关闭第一控 制阀出口298。在这种方位上，控制阀268的控制或参考压力经由第 二控制阀出口299提供。不同于第一控制阀出口298，第二控制阀出 口299具有流量限制件289，其被居间设置在出口299和连接控制压 力管路197的控制压力源之间。该限制件289向第二控制阀出口299 提供的参考压力高于第一控制阀出口298所提供的。这在期望将控制 压力维持在高于供应压力Pb的中间压力上的情况下可能是有利的。 在一种实施方式中，当控制压力管路197中的压力为供应压力Pb时， 即，当泵流共享系统处于如前所述的主供应回路104和致动供应回路 106彼此隔离的第一构造时，限制件289将第二控制阀出口299处的 压力维持在介于供应压力Pb和致动泵排出压力Ps2之间的压力上。

然而，再次当泵流共享系统转换成第二构造，即，流共享构造时， 控制压力管路197将被转换成主泵排出压力Ps1，其通常大于由限制 件289维持的最小压力。因此，限制件289在流共享构造中将基本是 无关紧要的，因此超驰信号将被执行，致动泵排出压力Ps2被升高， 正如上面所描述的那样。

在第三方位上，控制阀构件296封闭控制阀入口295，其将基本 阻止流通过控制阀268，将中间压力Pz驱动为致动泵排出压力Ps2， 将致动泵排出压力Ps2驱动为最大值。

图4是根据本发明教导的致动供应回路306的替换实施例的示意 图。该致动供应回路306可以被结合到如图1所示的流共享构造中。 该实施例说明了先前实施例的压力调节特征，即，用致动泵排出压力 调节致动泵，可以被用在变量容积式泵上。通常，但非始终如此，对 于这些类型的结构，为了提高致动泵排出压力Ps2，增大泵排量，为 了降低致动泵排出压力Ps2，减少泵排量。

在该实施例中，致动泵322为变量容积式泵。压力调节阀366被 构造成调节致动泵322的致动泵排出压力Ps2及施加在排量控制器 325上的压力以调节致动泵排量，其在一定程度上是因为在变排量系 统中，通常是增加或减少排量来调节压力，正如上所述那样。

在该实施例中，压力调节腔室370包括第一、第二和第三端口373、 379、382，如先前讨论的那样，用于调节致动泵排出压力Ps2，并且 提供沿第一方向驱动调节器阀构件372的流的一部分。压力调节腔室 370还包括另外三个端口，其包括第一排量调节端口、第二排量调节 端口和第三排量调节端口327、329和331，用于调节致动泵322的排 量。

第一排量调节端口327通过供应管路可操作地耦联至调节器管路 184，因此由于其中示出的限制件而低于致动泵322的致动泵排出压力 Ps2的压力被施加到第一排量调节端口327上。然而，该压力可以为 致动泵排出压力Ps2。第二排量调节端口329在供应压力Pb下可操作 地耦联至低压输出管路180。第三排量调节端口331可操作地耦联至 排量控制器管路337，其耦联至排量控制器325。调节器阀构件372 的第二级部分333(也称作结合级)选择性地与排量调节端口327、329、 331相互作用，从而可操作地将第一排量调节端口327或第二排量调 节端口329与第三排量调节端口331耦联，或者不将第一或第二排量 调节端口327、329中的任何一个与第三排量调节端口331耦联，以控 制排量控制器325。通过控制排量控制器325，可以调节致动泵322 的排量以增加或减少排量和流体流量，从而相应增加和减少致动泵输 出压力Ps2。

调节器阀构件372将具有阀构件372期望处于的期望零位。这样， 在稳态下，阀构件372努力维持第二端口379的打开状态近似不变。 因此，如果致动泵输出压力或泵排量增加或减少，从而导致调节器阀 构件372离开零位，则压力调节器阀门366，具体是调节器阀构件372 将趋于驱动系统，使得调节器阀构件372往回朝向零位转换。

在调节器阀构件372的第一位置上，第一和第二排量调节端口 327、329被关闭，并且不与第三排量调节端口331耦联。更常见地， 该位置为零位，并且出现在调节阀366处于稳态位置上时。应当注意， 在该位置上，端口327、329事实上可能不是被关闭成没有流通过它。 一定的泄漏是允许的，并且可能存在。

为了降低致动泵输出压力Ps2，必须减少致动泵322的排量。为 减少致动泵322的输出，必须调节排量控制器325。为调节排量控制 器325，调节器阀构件必须移动至第二位置。在该第二位置上，调节 器阀构件372被移向第三端口382，离开第一端口373，使得由调节器 阀构件372的第二级333形成的空腔335将第一排量调节端口327与 第三排量调节端口331耦联以增加排量控制器管路337中的压力，使 排量控制器325的活塞338如箭头343所示那样挤压其中的偏压构件， 并且减少致动泵322的排量。在这种结构中，通过第一排量调节端口 327的流量增加，从而增加了排量控制器管路337内的压力，因为一 些流体被允许流入控制器管路337。

对调节器阀构件372的位置的调节得以实现，很像先前的实施例 那样。更具体地，压力控制阀368降低在第三端口382处施加在调节 器阀构件372上的压力量，使得作用在阀构件372上的力平衡作用朝 向第三端口382驱动阀构件372。

如上所示，当致动泵322的泵排量减少时，从致动泵322通过的 流量将减少。类似地，通过第一端口和第二端口373和379之间的调 节器阀室370的流量将减少，从而降低由该流体流作用在阀构件上的 压力，使得调节器阀构件372往回朝向第一端口373转换。这也导致 调节器阀构件372往回朝向零位转换。

当调节器阀构件372往回朝向零位转换时，调节器阀构件372开 始关闭第一排量调节端口372，从而维持排量控制器管路337内的最 新获取的升高的压力，以维持致动泵322的新的更低的排量设置。

还应当注意，当调节器阀构件372往回朝向第一端口373转换时， 作用在调节器阀构件372上的弹簧作用力减少，以平衡因致动泵输出 压力Ps2减少而减少的作用在调节器阀构件372的相对端上的压力。 于是形成力平衡，将调节器阀构件372维持在期望的零位上。另外， 即使流速下降，当阀构件372沿第二方向移动且移回零位(诸如零限 制)时，第一端口和第二端口373和379之间的流动路径的尺寸变小， 从而增加限制。对于大多数泵排量值，这种零限制量基本相似。

执行相反的过程以提高致动泵排出压力Ps2。为提高致动泵排出 压力Ps2，必须增加致动泵322的排量。为增加致动泵322的输出(即 排量)，必须调节排量控制器325。为调节排量控制器325，调节器阀 构件必须移动至第三位置。在该第三位置上，调节器阀构件372被移 离第三端口382，移向第一端口373，使得由调节器阀构件372的第二 级333形成的空腔335将第二排量调节端口329与第三排量调节端口 331耦联以降低排量控制器管路337中的压力，使排量控制器325的 活塞338允许其中的偏压构件如箭头345所示那样膨胀，并且增加致 动泵322的排量。在这种结构中，允许排量控制器管路337中的流经 由第三排量调节端口331离开，以便流被排入第二排量调节端口329， 从而降低排量控制器管路337内的压力。

对调节器阀构件372的位置的调节得以实现，很像先前的实施例 那样。更具体地，压力控制阀368提高在第三端口382处施加在调节 器阀构件372上的压力量，使得作用在阀构件372上的力平衡作用朝 向第一端口373驱动阀构件372。

如上所示，当致动泵322的泵排量变大时，从致动泵322通过的 流量将增大。类似地，通过第一端口和第二端口373和379之间的调 节器阀室370的流量将增大，从而提高由该流体流作用在阀构件372 上的压力，使得调节器阀构件372往回朝向第三端口382转换。这也 导致调节器阀构件372往回朝向零位转换，在端口373和379之间提 供零限制。

当调节器阀构件372往回朝向零位转换时，调节器阀构件372开 始关闭第二排量调节端口329，从而防止流体从排量控制管路337排 出以维持排量控制器管路337内的最新获取的降低的压力，以维持致 动泵322的新的更高的排量设置。

还应当注意，当调节器阀构件372往回朝向第三端口382转换时， 作用在调节器阀构件372上的弹簧作用力增大，以平衡因致动泵输出 压力Ps2增大而增大的作用在调节器阀构件372的相对端上的压力。 于是形成力平衡，将调节器阀构件372维持在期望的零位上及从端口 373到端口379的零限制量。

图5是根据本发明教导的致动供应回路406的替换实施例的示意 图。该致动供应回路406可以被结合到如图1所示的流共享结构中。 该实施例与先前实施例的相似之处在于它包括变量容积式致动泵 422。该实施例包括调节由变量容积式致动泵422的排量控制器425 使用的参考压力的能力，而不是依赖于恒定的参考压力源。这种结构 提高了系统的增益及响应性。

该实施例的调节器阀构件472包括第二级433及第三级447，其 中第二级433与先前实施例的第二级333基本相同地操作以调节排量 控制器管路437内的压力，第三级447用于改变施加在参考压力管路 432中的排量控制器425的活塞438上的参考压力。更具体地，处于 先前实施例的端口之外，调节阀466还包括第一参考压力端口、第二 参考压力端口和第三参考压力端口449、451、453，用于调节施加在 活塞438上的参考压力。第一参考压力端口449经由管路428可操作 地耦联由调节管路184提供的致动泵排出压力Ps2。由于其中可能的 流量限制件，该压力可能小于Ps2。第二参考压力端口451经由管路 430可操作地耦联至供应压力Pb，其中管路430可操作地耦联至低压 输出管路180。第三参考压力端口453通过管路432可操作地耦联至 排量控制器425以向活塞438提供参考压力。

第三级447的作用基本类似于关于先前实施例讨论的第二级，但 是用于调节施加在活塞438的相对侧上的参考压力，从而形成与先前 实施例不同的增益值。

在第一位置上，如图5所示，变量容积式致动泵422处于稳态排 量构造，因此排量控制器425的排量设置位于稳态位置上。这通过以 下事实来说明：第三参考压力端口453通过由第三级447限定的空腔 455不耦联至第一参考压力端口或第二参考压力端口449、451中的任 何一个。而且，第三排量调节端口431未可操作地耦联至第一或第二 排量调节端口427或429中的任何一个。因此，管路432和437内的 压力维持在恒定值上，使得活塞438处于平衡位置上，从而保持恒定 排量。

在第二位置上，调节器阀构件472离开第三端口482，移向第一 端口472。这通常将由控制阀468来完成，所述控制阀468发出信号 指示致动泵排出压力Ps2发生期望的提高，并且/或者致动泵422的排 量发生期望的增加，正如先前实施例中描述的那样。然而，正如将在 下文中更详细解释的那样，不仅排量控制管路437中的压力将发生变 化，而且调节器阀构件472将使活塞438的相对侧上的压力发生变化， 其与排量控制管路437的相反，从而提高系统的响应性。

在该第二位置上，由调节器阀构件472的第三级447形成的空腔 455将第一参考压力端口449与第三参考压力端口453耦联，以提高 参考压力管路432中的压力和暴露给排量控制器425的活塞438的弹 簧侧的压力。同样在该位置上，由第二级433形成的空腔435将第二 排量调节端口429与第三排量调节端口431耦联，以降低暴露给活塞 438的相对侧的排量控制器管路437中的压力。在这种构造中，在活 塞438的弹簧侧上施加高压，在活塞438的相对侧上施加低压。这将 使活塞438沿箭头465所示方向致动，并且调节致动泵422的排量设 置，从而导致泵排量增大。应当注意到，由于在活塞438的一侧上的 作用力增大的同时，活塞438的另一侧上的作用力减小，因此与先前 实施例相比，活塞438的致动更快实现。

当致动泵422的泵排量增大时，从致动泵422通过的流量将增大。 类似地，通过第一端口和第二端口473和479之间的调节器阀室的流 量将增大，从而提高由该流体流作用在阀构件472上的压力，使得调 节器阀构件472往回朝向第三端口482转换。这还导致调节器阀构件 472往回朝向稳态位置转换。

当调节器阀构件472往回朝向稳态位置转换时，调节器阀构件472 开始关闭第二排量调节端口429，从而防止流体从排量控制管路437 排出以维持排量控制器管路437内的最新获取的降低的压力。类似地， 调节器阀构件472开始关闭第一参考压力端口，从而维持参考压力管 路432内的最新获取的提高的压力。通过调节器阀构件472返回稳态 位置，致动泵422维持新的更高的排量设置。

还应当注意，当调节器阀构件472往回朝向第三端口482转换时， 作用在调节器阀构件472上的弹簧作用力增大，以平衡因致动泵输出 压力Ps2增大而增大的作用在阀构件472的相对端上的压力。于是形 成力平衡，将调节器阀构件472维持在期望的稳态位置上。

在第三位置上，与第二位置相反，调节器阀构件472移向第三端 口482，离开第一端口473。在该第三位置上，由调节器阀构件472 的第三级447形成的空腔455将第二参考压力端口451与第三参考压 力端口453耦联，以降低参考压力管路432中的压力和暴露给排量控 制器425的活塞438的弹簧侧(即参考侧)的压力。同样在该位置上， 由第二级433形成的空腔435将第一排量调节端口427与第三排量调 节端口431耦联，以提高暴露给活塞438的相对侧的排量控制器管路 437中的压力。在这种构造中，在活塞438的弹簧侧上施加低压，在 活塞438的相对侧上施加高压。这将使活塞438沿箭头467所示方向 致动，并且调节致动泵422的排量设置，从而导致泵排量减小。应当 注意到，由于在活塞438的一侧上的作用力增大的同时，活塞438的 另一侧上的作用力减小，因此与先前实施例相比，活塞438的致动更 快实现。

当致动泵422的泵排量减小时，从致动泵422通过的流量将减小。 类似地，通过第一端口和第二端口473和479之间的调节器阀室的流 量将减小，从而降低由该流体流作用在阀构件472上的压力，使得调 节器阀构件472往回朝向第一端口473转换。这还导致调节器阀构件 472往回朝向稳态位置转换。

当调节器阀构件472往回朝向稳态位置转换时，调节器阀构件472 开始关闭第一排量调节端口427，维持排量控制器管路437内的最新 获取的提高的压力。类似地，调节器阀构件472开始关闭第二参考压 力端口，从而防止流体从参考压力管路432排出，以及维持参考压力 管路432内的最新获取的降低的压力。通过调节器阀构件472返回稳 态位置，致动泵422维持新的更低的排量设置。

还应当注意，当调节器阀构件472往回朝向第一端口473转换时， 作用在调节器阀构件472上的弹簧作用力减小，以平衡因致动泵输出 压力Ps2下降而下降的作用在阀构件472的相对端上的压力。

图6是根据本发明的泵装置的另一实施例。这是图1中示出的实 施例的简化结构。该结构为单独的泵装置，其不包括用于将泵542与 任何其它泵耦联的泵流共享阀。在该实施例中，控制压力源为由具有 供应压力Pb的供应泵提供的来源。在该实施例中，控制压力管路597 始终耦联处于供应压力Pb下的燃料源。在所示出的实施例中，控制 压力管路597耦联低压输出管路180。

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文中所描述的本发明的优选实施例包括本发明人知晓的用于实施 本发明的最佳模式。在阅读了上述描述之后，这些优选实施例的变型 对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本发明人期望本领域技术 人员根据情况来采用这些变型，并且本发明人期望本发明能够以除了 文中具体描述的方式以外的其它方式来实现。因此，本发明包括适用 法律允许范围内的、在所提交的权利要求中提及的主题的所有修改及 等同物。此外，上述元件在所有可能变型中的任何组合均被本发明所 包括，除非文中另有说明或与上下文明显矛盾。