[發明專利]壓氣機的進口導流葉片的調節精度保持結構

有效

• 申請號: 202110543474.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN112963382B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王家廣;陳云永;劉從靈;李游;曹傳軍
• 申請（專利權）人: 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F04D29/54
• 分類號: F04D29/54;F04D29/64
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;何橋云

本發明公開了一種壓氣機的進口導流葉片的調節精度保持結構，包括前承力機匣、進口導流葉片、內支撐段和外支撐段，進口導流葉片的兩端分別安裝在內支撐段和外支撐段上，前承力機匣包括同軸設置的內筒體和外筒體，內支撐段和外支撐段均為環形結構，外支撐段固設于外筒體，內支撐段固設于內筒體，內支撐段包括第一環形體和第二環形體，第一環形體固設于內筒體，第二環形體可拆卸固定于第一環形體。本發明的進口導流葉片的調節精度保持結構不僅避免了內支撐段出現非預期的空間位置改變的情況發生，有效避免內支撐段發生變形，同時可以避免外支撐段受到外力因素發生振動，保證了外支撐段連接的穩定性和剛性，保證了各進口導流葉片的調節精度。

技術領域

本發明涉及航空發動機用的壓氣機，具體涉及一種壓氣機的進口導流葉片的調節精度保持結構。

背景技術

目前國內外航空發動機壓氣機中，為了改善高壓壓氣機在全工況的裕度，通常將高壓壓氣機的進風處的前幾級靜子葉片（以下稱為“進口導流葉片”）設計為可調葉片。可調葉片在工作過程中根據工況需要調整葉片的安裝角，以確保高壓壓氣機具有充足的裕度，進而保證發動機整機的安全運轉。同時航空發動機需從工作溫度相對較低的高壓壓氣機的前幾級引氣，經由壓氣機轉子內腔，通向工作溫度相對更高的渦輪部件或后支點軸承腔的外圍腔，起到冷卻或封嚴的作用。

上述功能需求的同時存在使得工程實現過程中有可能存在如下所述問題。

首先，進口導流葉片由葉身及位于內側和外側的軸頸組成。進口導流葉片的外側軸頸安裝在靜子機匣的安裝孔內，內側軸頸通過內環上的安裝孔安裝在內封嚴環上。在此結構中，內封嚴環的空間位置通常不在理想設計位置上。這種非預期的空間位置改變一方面使得該級內各進口導流葉片的轉軸無法保持均布，進而使得該級進口導流葉片的調節精度沿周向存在較大差異。另一方面，使得該級進口導流葉片在開、關的極限邊界存在空行程，進而使得在開、關過程的同一角度實現上存在較大差異。

其次，進口導流葉片的內封嚴環與前承力機匣的徑向配合接口作為壓氣機轉子內引氣腔邊界的一部分需考慮氣密性，故需要采用徑向小間隙止口配合。然而，在現有技術中，因進口導流葉片位于前對開機匣上，其內封嚴環也需要是沿徑向兩半對開結構。這種兩半對開結構是相互分離的，沒有任何約束。由于未施加徑向和/或軸向的適當約束，該結構使得內封嚴環與前承力機匣徑向配合面之間不能保持傳統的止口配合關系，即內封嚴環的實際空間位置不唯一，易出現非預期的空間位置改變。

再有，高壓壓氣機前幾級引氣通常經由布置在前承力機匣內部的孔、槽引導至壓氣機轉子內腔。前承力機匣上通往壓氣機轉子內腔的引氣口出口因空間所限只能布置在進口導流葉片內封嚴環附近。當高壓壓氣機前幾級引氣壓力及流量隨航空發動機運轉狀態提高而增大時，進口導流葉片內封嚴環受到源自引氣的不斷改變的軸向力，進一步使得其空間位置發生非預期的改變。

綜上，兩半對開且需與前承力機匣徑向小間隙配合的進口導流葉片內封嚴環極易出現空間位置非預期變化的情況。在引氣氣流的沖擊下，進口導流葉片內封嚴環的空間位置將更加不可控。此時，進口導流葉片的調節精度存在各葉片調節角度周向差異較大，且開、關過程對同一角度目標實際實現差異較大的問題。

為了解決上述問題，中國發明專利CN112065777B公開了一種壓氣機進口導流葉片的調節精度保持結構，包括進口導流葉片、內封嚴環和前承力機匣，進口導流葉片設置在內封嚴環和外機匣之間，內封嚴環由兩個半環組成，其中，兩個半環以裝配方式連成一體，使得內封嚴環獲得徑向約束。在該發明中，通過進口導流葉片內封嚴環上的徑向、軸向限位特征，與前承力機匣及前承力機匣上的限位特征配合使用，實現了對進口導葉內封嚴環的空間位置徑向、軸向約束，有效地達到了改善和保持進口導葉調節精度的效果。

但是，上述的壓氣機進口導流葉片的調節精度保持結構存在以下缺陷：

（1）進口導流葉片的內支撐段由內封嚴環和內環組成，而內封嚴環和內環均為鈑金件，由于鈑金件結構的穩定性差，這種支撐結構容易在極端載荷條件下發生變形，從而可能影響進口導流葉片的調節精度；