[發明專利]一種航空發動機增壓轉換轉速調整方法

有效

• 申請號: 201210425529.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102937528A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 趙志剛;陳宇;馬亮廷;欒信雨;馮忠海
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01M15/09
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

技術領域

本發明屬于航空發動機技術領域，是涉及一種航空發動機地面試車的工藝調整方法，特別是涉及一種航空發動機增壓轉換轉速調整方法。

背景技術

航空發動機工作時，轉子高速旋轉，最高可達上萬轉每分鐘，支撐轉子的軸承對潤滑的滑油要求非常高。由于轉速過高，傳統的皮碗等接觸式密封方式無法滿足對滑油的密封的要求，所以航空發動機的滑油系統多數采用篦齒封嚴結構。

該結構由滑油腔、滑油外腔、通氣腔組成，其工作原理為利用發動機壓氣機產生的高壓空氣，在滑油腔外、滑油腔間形成一定的壓力梯度的封嚴氣體，防止滑油腔的滑油外泄，從而達到對滑油的封嚴目的。其中，為了達到封嚴壓力的平衡，滑油外腔安裝有調壓活門，保持滑油外腔封嚴空氣的壓力恒定。

發動機在設計時為了提高工作效率，采用利用增壓轉換活門根據發動機工況選擇合適的封嚴供氣的方式，即低轉速工作時在發動機內涵取氣、高轉速時在外涵取氣，分段向通氣腔提供不同的封嚴空氣。

在發動機地面試車中，經常出現增壓轉換活門工作的轉換轉速不合格問題。一般出現問題后需要反復更換發動機的增壓轉換活門，更換封嚴圈提高供氣管路密封性，但效果都不明顯，造成了發動機的重復試車，出廠前試車周期長，增加了生產成本。

由于存在該問題，需要研究一套有效的排故措施，提高發動機的試車合格率。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種航空發動機增壓轉換轉速調整方法，該方法不需要使發動機反復試車、更換零件，降低了生產成本，而且調整方法簡單，操作方便，提高了發動機的試車合格率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種航空發動機增壓轉換轉速調整方法，具體包括如下步驟：

步驟一：將發動機所需增壓轉換活門的理想轉換轉速范圍與目前實際的轉換轉速進行比較；

步驟二：如果增壓轉換活門實際的轉換轉速比理想轉換轉速范圍大，則通過液壓作動筒活塞桿調小發動機尾噴口直徑；反之，則通過液壓作動筒活塞桿調大發動機尾噴口直徑；直至增壓轉換活門實際的轉換轉速調整到理想轉換轉速范圍內。

所述的通過液壓作動筒活塞桿對發動機尾噴口直徑進行調整的方法，具體包括如下步驟：

步驟A：通過試車臺液壓系統增大無桿腔壓力，使其大于有桿腔壓力，使液壓作動筒活塞桿全部移出腔體；

步驟B：拆掉液壓作動筒活塞桿鎖緊螺帽上的保險，旋出鎖緊螺帽；

步驟C：轉動液壓作動筒活塞桿，從而調整發動機尾噴口直徑；

步驟D：調整完成后，旋進鎖緊螺帽，并安裝保險。

本發明的工作原理：

如圖2所示，從增壓轉換活門的結構可以看到，活門11左邊作用著大氣壓力和彈簧力，而右邊作用著外涵壓力。發動機不工作時，外涵道沒有壓力，活門11在左邊彈簧6的作用下，右移到底，關閉了外涵供氣路8，打開了高壓供氣路7。當發動機起動時，由于此時外涵道的壓力較小，外涵供氣路8仍關閉著，這時，由高壓壓氣機向滑油支點增壓系統供氣。隨著發動機轉速增加，高壓壓氣機的供氣壓力和流量都增大，一方面造成滑油腔壓力過大，另一方面使發動機的可用能損失增大，發動機推力下降。因此，當從外涵供氣路8進入的外涵壓力與從大氣壓力口10進入的大氣壓力之差大于彈簧力時，活門11左移，關閉了高壓供氣路7，打開了外涵供氣路8。由此可以確定，增壓轉換活門轉換的時機取決于外涵壓力與大氣壓力引起的壓力差。

在增壓轉換活門的開啟壓力不變的情況下，在較低的轉換轉速條件下，想辦法提高外涵壓力，使其與大氣壓力之差大于彈簧力的轉換條件，就達到了降低增壓轉換活門的轉換轉速的目的。

假定低壓渦輪后到尾噴口前的氣流流動為絕能等熵(理想狀態)，則通過同一管道中各截面的流量為常數，即

其中：A為尾噴口截面積，P*為總壓，K為常數，T*為總溫，q(Ma)為流量函數。因為氣流流動為絕能等熵過程，故由公式(1)得

A_調前×q(Ma_調前)＝A_調后×q(M_a調后)??????????????????(2)

其中，角標調前、調后代表調整尾噴口截面積前后。

當縮小尾噴口直徑，即A_調后減小時，則q(Ma_調后)增大，由流量函數和馬赫數關系曲線可知，如圖3所示：q(Ma_調后)增大，則Ma_調后增大，由公式(3)可知：

Ma=V/a??????????????????????(3)