[發明專利]一種微小型渦輪噴氣發動機轉子軸承潤滑冷卻裝置

無效

• 申請號: 200810247360.6
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101446236A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 丁水汀;韓樹軍;鄭東亞;杜發榮;張奇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F02C7/14
• 分類號: F02C7/14;F02C7/06
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明涉及發動機潤滑冷卻技術領域，具體涉及一種微小型渦輪噴氣發動機轉子軸承潤滑冷卻裝置。

背景技術

微小型渦輪噴氣發動機具有結構緊湊，重量輕的特點，這決定了其轉子系統的潤滑必須采用輕量設計。轉子系統包括壓氣機、發動機軸、渦輪、軸承及軸承座套。轉子的軸承采用角接觸球軸承以承受發動機的軸向力。該角接觸球軸承采用脂潤滑最高可以工作在11萬轉，采用油潤滑最高可以工作在16萬轉，微小型渦輪噴氣發動機的最高轉速在12萬轉，考慮轉子系統工作的可靠性，在微小型渦輪噴氣發動機上通常采用油潤滑方式。

轉子軸承的潤滑冷卻問題，一直是航空渦輪噴氣發動機的重點，也是人們關注的焦點。傳統的做法是用循環帶壓力的滑油噴射到運轉的軸承上，一方面潤滑軸承，另一方面循環的滑油還可帶走軸承運轉中產生的摩擦熱。但對于小型及微型航空發動機，若使用壓力油潤滑方案，則和大型發動機一樣需要潤滑油箱、滑油泵、流量控制機構、油濾、油分離器、冷卻裝置、進出油管等，這需要增加大量的附件。由于微型航空發動機的轉速很高，需要很大減速比才能使轉速達到進、回油泵要求的轉速，這勢必也增加減速器結構復雜性，同時導致減速器和整個潤滑冷卻裝置在整個發動機中所占的體積和重量都很大，推重比降低。因此采用這種方法會帶來很多問題，不能照顧到小型和微型發動機的特殊性。

發明內容

本發明的目的是為微小型渦輪噴氣發動機提供一種結構簡單、重量小的轉子軸承潤滑冷卻裝置，采用輕型設計，在航空煤油中按一定比例添加潤滑油組成混合油，混合油經過油泵加壓，進入燃油管路和滑油管路，燃油管路的混合油直接進入燃燒室進行燃燒，滑油管路的混合油進入前后兩個軸承腔對軸承進行潤滑，完成潤滑后滑油不再循環，從前軸承進入的滑油可進入燃燒室進行燃燒，從后軸承進入的滑油一部分在渦輪處燃燒，未燃燒的部分隨燃氣排出發動機。

本發明所述的一種微小型渦輪噴氣發動機轉子軸承潤滑冷卻裝置，包括燃油管路、滑油管路和節流器。

航空煤油與軸承潤滑油按照所需比例在油箱里進行混合形成混合油，混合油裝在油箱里由油泵泵出為冷卻裝置提供冷卻介質。

燃油管路由第一段管路和第二段管路連通組成，第二段管路為圓形管路。第二段管路下方分布有若干個燃油出口?；凸苈酚袃蓚€出口，分別為出口A與出口B，所述的出口A與出口B流出的混合油分別進入壓氣機端軸承與渦輪端軸承進行潤滑與冷卻。燃油管路入口與滑油管路入口通過三通閥連接，三通閥另一個接口連接快速插頭，三通閥上連接的快速插頭連接油泵。

滑油管路出口A、出口B附近分別設有節流器控制滑油的消耗量。

在發動機的徑向軸向擴壓器側壁對應壓氣機端軸承的位置開設潤滑孔A，轉子軸套對應渦輪端軸承的位置開設潤滑孔B。在發動機的滑油盤上開設滑油出油孔。燃油管路入口與滑油管路入口分別固定在發動機徑向軸向擴壓器的罩盤孔中。在罩盤孔上方用O型圈進行密封?；凸苈返某隹贏固定在潤滑孔A中，出口B固定在潤滑孔B中。出口A流出的混合油首先進入轉子軸套中的滑油盤中，通過滑油盤上的滑油出油孔進入到壓氣機端軸承后方的空間，在離心式壓氣機葉輪的空氣壓力作用下向前進入壓氣機端軸承對其進行潤滑和冷卻，最后混合油通過離心式壓氣機葉輪與徑向軸向擴壓器之間的空隙，再經過徑向軸向擴壓器的導流進入到燃燒室進行燃燒。出口B流出的混合油直接噴向渦輪端軸承的滾珠，對其進行潤滑和冷卻，之后在轉子軸套的內外壓差作用下，通過轉子軸套與渦輪兩者之間的間隙后，流向渦輪葉片，一部分可以在渦輪處受熱燃燒，未燃燒的部分隨燃氣排出發動機。

本發明的優點在于：

(1)結構簡單，減輕發動機重量。將航空煤油和潤滑油按比例混合，組成混合油，只需要一個油泵給混合油加壓，減少了附件，另外轉子軸承腔不再需要各種油氣封嚴措施，減少了封嚴蓖齒、封嚴環、連接結構等部件；

(2)滑油管路設計簡單，采用插入設計，出口處不必考慮密封連接；

(3)在滑油管路兩個出口處布置節流器用以控制混合油中作為潤滑油的消耗量；

(4)起到潤滑冷卻作用的混合油不進行循環，減少了冷卻裝置、進出油管等設備，使發動機結構簡單，質量輕，增加了發動機的有效載荷。

附圖說明

圖1是本發明一種微小型渦輪噴氣發動機轉子軸承潤滑冷卻裝置的結構示意圖；

圖2是本發明裝配核心機后的結構示意圖；

圖3是發動機的徑向軸向擴壓器結構示意圖；

圖4是發動機的轉子軸套結構示意圖；

圖5是發動機的滑油盤結構示意圖。