[發(fā)明專(zhuān)利]氣體渦輪引擎

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010794726.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112483276A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克雷格·W·貝門(mén)特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 勞斯萊斯有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02K3/06
• 分類(lèi)號(hào): F02K3/06;F02C3/107;F02C7/36;F02C7/06;F02C9/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊國(guó)治;王瑋

本公開(kāi)涉及氣體渦輪引擎，該氣體渦輪引擎包括低壓軸和高壓軸；其中低壓軸將風(fēng)扇連接到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)渦輪，并且高壓軸將高壓渦輪連接到壓縮機(jī)區(qū)段。低壓軸和高壓軸被布置成使得當(dāng)在怠速下操作時(shí)，怠速軸速度比大于6.05。該怠速軸速度比是在怠速條件下高壓軸的速度與低壓軸的速度的比率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及氣體渦輪引擎、在怠速下操作氣體渦輪引擎的方法和設(shè)計(jì)氣體渦輪引擎的方法。

背景技術(shù)

用于飛行器推進(jìn)的渦輪風(fēng)扇氣體渦輪引擎的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是總體效率和動(dòng)力輸出或推力。氣體渦輪引擎在巡航條件下花費(fèi)大部分使用壽命，并且消耗最多的燃料。因此，針對(duì)巡航條件的設(shè)計(jì)可能是氣體渦輪設(shè)計(jì)的重要驅(qū)動(dòng)因素。然而，其他操作狀態(tài)也會(huì)影響引擎的設(shè)計(jì)。

在怠速下，尤其是在較大的氣體渦輪引擎中，氣體渦輪不在許多部件已經(jīng)被設(shè)計(jì)或優(yōu)化的條件下操作。這會(huì)導(dǎo)致部件例如軸承和齒輪的磨損和熱管理出現(xiàn)問(wèn)題。例如，在低負(fù)載下，軸承可經(jīng)歷滑移和/或次優(yōu)的油分配。隨著引擎尺寸的增加，氣體渦輪部件在怠速下經(jīng)歷更大的磨損和熱管理問(wèn)題。

因此，要解決的一般問(wèn)題是如何提供對(duì)部件在怠速下的熱負(fù)載和磨損的改進(jìn)管理。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一方面，提供了一種氣體渦輪引擎，該氣體渦輪引擎包括低壓軸和高壓軸；其中低壓軸將風(fēng)扇連接到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)渦輪，并且高壓軸將高壓渦輪連接到壓縮機(jī)區(qū)段。低壓軸和高壓軸被布置成使得當(dāng)在怠速下操作時(shí)，怠速軸速度比大于6.05。怠速軸速度比是在怠速條件下高壓軸的旋轉(zhuǎn)速度與低壓軸的旋轉(zhuǎn)速度的比率。

根據(jù)第二方面，提供了一種在怠速下操作氣體渦輪引擎的方法，其中氣體渦輪引擎包括低壓軸和高壓軸，并且其中低壓軸將風(fēng)扇連接到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)渦輪，并且高壓軸將高壓渦輪連接到壓縮機(jī)區(qū)段。該方法包括以第一旋轉(zhuǎn)速度操作第一軸并且以第二旋轉(zhuǎn)速度操作第二軸，使得怠速軸速度比大于6.05。

根據(jù)第三方面，提供了一種設(shè)計(jì)氣體渦輪引擎的方法，其中氣體渦輪引擎包括低壓軸和高壓軸，并且其中低壓軸將風(fēng)扇連接到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)渦輪，并且高壓軸將高壓渦輪連接到壓縮機(jī)區(qū)段。該方法包括將低壓軸的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置在怠速，并且將高壓軸的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置在怠速，使得怠速軸速度比大于6.05。該方法包括將低壓軸連接到低壓軸推力軸承，并且將高壓軸連接到高壓軸推力軸承。

怠速軸速度比可大于6.44。怠速軸速度比可小于9.0。怠速軸速度比可小于8.3。

怠速軸速度比可以是6.05、6.44、7、7.35、7.68、8.12、8.3、8.6或9。怠速軸速度比可以在上述值中的兩個(gè)之間，例如大于6.05且小于8.12，或例如大于6.44且小于8.3。

風(fēng)扇可以通過(guò)動(dòng)力齒輪箱連接到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)渦輪。動(dòng)力齒輪箱可提供齒輪傳動(dòng)架構(gòu)。

動(dòng)力齒輪箱可包括大于3.1的齒輪傳動(dòng)比。動(dòng)力齒輪箱可包括小于3.8的齒輪傳動(dòng)比。動(dòng)力齒輪箱可包括在3.2和3.7之間的齒輪傳動(dòng)比。

低壓軸可以被支撐在推力軸承上。推力軸承可以與低壓壓縮機(jī)軸向?qū)?zhǔn)。推力軸承可以在低壓壓縮機(jī)的軸向前方。推力軸承可以在動(dòng)力齒輪箱的軸向前方或后方。

低壓推力可以具有第一推力軸承和第二推力軸承。第一推力軸承可以在動(dòng)力齒輪箱的前方。第二推力軸承可以在動(dòng)力齒輪箱的后方。

高壓軸可以支撐在推力軸承上。高壓軸推力軸承可以與高壓壓縮機(jī)軸向?qū)?zhǔn)，例如與高壓壓縮機(jī)的前向軸向位置或葉片軸向?qū)?zhǔn)。高壓推力軸承可以在高壓壓縮機(jī)的前方。

一個(gè)或多個(gè)推力軸承可以是滾珠軸承或滾柱推力軸承。

油到一個(gè)或多個(gè)軸承和/或部件的流動(dòng)可以與高壓軸的速度成比例。

油到所述一個(gè)或多個(gè)軸承和/或部件的流動(dòng)可以由一個(gè)或多個(gè)泵供應(yīng)。所述一個(gè)或多個(gè)泵可以機(jī)械地聯(lián)結(jié)和/或驅(qū)離至高壓軸。