CN107420201A - 用于可变挤压膜阻尼器的系统及方法 - Google Patents

用于可变挤压膜阻尼器的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种阻尼器组件(140;400;500)，其包括包含径向外表面(208)的轴承组件(138)。壳体(214)包绕轴承组件，并且包括面向径向外表面的径向内表面(218)。径向外表面和径向内表面在其间限定多个环形部(220)。阻尼器组件还包括多个流体供应源(240;244)，其与多个环形部流连通联接并且构造成将流体(240;254)传送至多个环形部中的各个环形部。多个流体供应源中的各个流体供应源独立地控制相应环形部内的流体。

Description

用于可变挤压膜阻尼器的系统及方法
技术领域
本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体而言，涉及燃气涡轮发动机内的可变挤压膜阻尼器系统。
背景技术
燃气涡轮发动机典型地包括挤压膜阻尼器，其向旋转构件(如转子轴)提供阻尼，以减小并且控制振动。至少一些已知的挤压膜阻尼器包括轴承支承部件，如滚动元件轴承的外座圈，其支承轴，配合在约束轴承支承部件的径向运动的环形壳体室内。环形膜空间限定在外座圈的外表面与轴承壳体的相对的内表面之间，使得阻尼器油可引入在其中。轴及其轴承的振动和/或径向运动在环形膜空间内的阻尼器油中生成流体动力，用于阻尼目的。
在已知的挤压膜阻尼器系统中，阻尼在发动机启动条件期间和在发动机巡航操作条件期间为大体上一致的。然而，当过度的阻尼可降低发动机效率时，燃气涡轮发动机在发动机启动条件期间典型地需要更大量的阻尼，如在弓形转子启动期间，而不是在正常燃气涡轮发动机巡航条件期间。
发明内容
在一个方面中，提供一种阻尼器组件。阻尼器组件包括包含径向外表面的轴承组件。壳体包绕轴承组件，并且包括面向径向外表面的径向内表面。径向外表面和径向内表面在其间限定多个环形部。阻尼器组件还包括多个流体供应源，其与多个环形部流连通联接并且构造成将流体传送至多个环形部中的各个环形部。多个流体供应源中的各个流体供应源独立地控制相应环形部内的流体。
在另一方面中，提供一种阻尼器组件。阻尼器组件包括包含径向外表面的周向轴承组件。壳体包括至少部分地包绕轴承组件的径向内表面。凹口限定在径向外表面和径向内表面中的至少一个内并且从其沿轴向延伸。凹口以及径向外表面和径向内表面在其间限定环形部。阻尼器密封件联接于轴承组件和壳体中的至少一个并且设置在相应凹口内。阻尼器密封件构造成能够沿径向定位在其中的凹口内，限定环形部的体积。阻尼器组件还包括流体供应源，其与环形部流连通联接并且构造成将流体传送至环形部。
在又一方面中，提供一种阻尼涡扇发动机的方法。涡扇发动机包括联接于阻尼器组件的可旋转的轴。阻尼器组件包括包含径向外表面的轴承组件。壳体包绕轴承组件并且包括面向径向外表面的径向内表面。径向外表面和径向内表面在其间限定多个环形部。阻尼器组件还包括与多个环形部流连通联接的多个流体供应源。该方法包括将来自多个流体供应源中的第一流体供应源的第一流体流选择性地引导至多个环形部中的第一环形部。该方法还包括将来自多个流体供应源中的第二流体供应源的第二流体流选择性地引导至多个环形部中的第二环形部。
技术方案1. 一种阻尼器组件，其包括：
轴承组件，其包括径向外表面；
壳体，其包绕所述轴承组件，所述壳体包括面向所述径向外表面的径向内表面，所述径向外表面和所述径向内表面在其间限定多个环形部；以及
多个流体供应源，其与所述多个环形部流连通联接并且构造成将流体传送至所述多个环形部中的各个环形部，其中所述多个流体供应源中的各个流体供应源独立地控制所述相应环形部内的所述流体。
技术方案2. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源流连通联接的第一环形部，以及与所述多个流体供应源中的第二流体供应源流连通联接的第二环形部，其中所述第一环形部的体积不等于所述第二环形部的体积。
技术方案3. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源流连通联接的第一环形部、与所述多个流体供应源中的第二流体供应源流连通联接的第二环形部，以及与第一流体供应源流连通联接的第三环形部，其中所述第一环形部的体积等于所述第三环形部的体积，并且所述第一环形部和所述第三环形部的所述体积不等于所述第二环形部的体积。
技术方案4. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源流连通联接的第一环形部、与所述多个流体供应源中的第二流体供应源流连通联接的第二环形部，以及与所述多个流体供应源中的第三流体供应源流连通联接的第三环形部，其中所述第一环形部的体积不等于所述第二环形部的体积，所述第二环形部的体积不等于所述第三环形部的体积，并且所述第三环形部的体积不等于所述第一环形部的所述体积。
技术方案5. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括构造成控制所述相应环形部内的所述流体的断流阀。
技术方案6. 根据技术方案5所述的组件，其特征在于，所述轴承组件联接于可旋转的轴，各个所述断流阀操作性地联接于控制器，所述控制器构造成基于所述轴的旋转速度操作各个所述断流阀。
技术方案7. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括操作性地联接于控制器的调节阀，所述控制器构造成使用所述调节阀来控制所述相应环形部内的所述流体。
技术方案8. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述组件还包括构造成测量所述流体的温度的热电偶，其中所述多个流体供应源中的各个流体供应源基于所述温度测量来控制所述相应环形部内的所述流体。
技术方案9. 一种阻尼器组件，其包括：
周向轴承组件，其包括径向外表面；
壳体，其包括至少部分地包绕所述轴承组件的径向内表面；
凹口，所述凹口限定在所述径向外表面和所述径向内表面中的至少一个内并且从其沿径向延伸，所述凹口以及所述径向外表面和所述径向内表面在其间限定环形部；
阻尼器密封件，其联接于所述轴承组件和所述壳体中的至少一个并且设置在所述相应凹口内，所述阻尼器密封件构造成能够沿径向定位在其中的所述凹口内，限定所述环形部的体积；以及
流体供应源，其与所述环形部流连通联接并且构造成将流体传送至所述环形部。
技术方案10. 根据技术方案9所述的组件，其特征在于，所述流体供应源包括构造成控制所述环形部内的所述流体的断流阀。
技术方案11. 根据技术方案10所述的组件，其特征在于，所述轴承组件联接于可旋转的轴，各个所述断流阀操作性地联接于控制器，所述控制器构造成基于所述轴的旋转速度操作各个所述断流阀。
技术方案12. 根据技术方案9所述的组件，其特征在于，所述流体供应源包括操作性地联接于控制器的调节阀，所述控制器构造成使用所述调节阀来控制所述环形部内的所述流体。
技术方案13. 根据技术方案9所述的组件，其特征在于，所述组件还包括构造成测量所述流体的温度的热电偶，其中所述流体供应源基于所述温度测量来控制所述环形部内的所述流体。
技术方案14. 一种阻尼涡扇发动机的方法，所述涡扇发动机包括联接于阻尼器组件的可旋转的轴，所述阻尼器组件包括包含径向外表面的轴承组件、至少部分地包绕所述轴承组件的壳体，所述壳体包括面向所述径向外表面的径向内表面，所述径向外表面和所述径向内表面在其间限定多个环形部、与所述多个环形部流连通联接的多个流体供应源，所述方法包括：
将来自所述多个流体供应源中的第一流体供应源的第一流体流选择性地引导至所述多个环形部中的第一环形部；以及
将来自所述多个流体供应源中的第二流体供应源的第二流体流选择性地引导至所述多个环形部中的第二环形部。
技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括选择性地关闭所述第二流体供应源。
技术方案16. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，选择性地引导来自所述第一流体供应源的所述第一流体流以及选择性地引导来自所述第二流体供应源的所述第二流体流中的至少一个使用所述可旋转轴的旋转速度确定。
技术方案17. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，选择性地引导来自所述第一流体供应源的所述第一流体流以及选择性地引导来自所述第二流体供应源的所述第二流体流中的至少一个由所述流体的温度确定。
技术方案18. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将来自所述多个流体供应源中的第三流体供应源的第三流体流选择性地引导至所述多个环形部中的第三环形部。
技术方案19. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，选择性地引导来自所述第一流体供应源的所述第一流体流还包括使来自所述第一流体供应源的流体选择性地流动至所述多个环形部中的第三环形部。
技术方案20. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，选择性地引导来自所述第一流体供应源的所述第一流体流以及选择性地引导来自所述第二流体供应源的所述第二流体流中的至少一个通过断流阀和调节阀中的至少一个控制。
附图说明
当参照附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它的特征、方面和优点，在该附图中，相似的标记在所有附图中表示相似的部件，其中：
图1为根据本公开的示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意图。
图2为来自图1中示出的涡扇发动机的示例性阻尼系统的截面视图。
图3为图2中示出的阻尼系统的示意图。
图4为可与图1中示出的涡扇发动机一起使用的另一示例性阻尼系统的示意图。
图5为可与图1中示出的涡扇发动机一起使用的又一示例性阻尼系统的示意图。
图6为可与图1中示出的涡扇发动机一起使用的附加示例性阻尼系统的示意图。
除非另外指出，否则本文中提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征认为是适用于多种系统，其包括本公开的一个或更多个实施例。就此而言，附图不意在包括本文中公开的实施例的实施所需的、本领域技术人员已知的所有常规特征。
部件列表
110涡扇发动机
112纵向中心线
114风扇壳组件
116芯部燃气涡轮发动机
118外壳
120环形入口
122低压压缩机
124高压压缩机
126燃烧区段
128高压涡轮
130低压涡轮
132喷气排气喷嘴区段
134高压轴
136低压轴
137芯部空气流动路径
138轴承组件
140阻尼系统
142风扇
144风扇叶片
146盘
148前毂
150外机舱
152出口导叶组件
154下游区段
156旁通气流通路
158空气
160入口
162第一空气部分
164第二空气部分
166燃烧气体
168 HP涡轮定子导叶
170 HP涡轮转子叶片
172 LP涡轮定子导叶
174 LP涡轮转子叶片
176风扇喷嘴排气区段
178热气体路径
200轴
202外座圈
204内座圈
206滚柱元件
208外表面
210第一表面区段
212第二表面区段
214壳体
216框架
218内表面
220环形部
222密封环
224第一环形部
226体积
228长度
230距离
232第二环形部
234体积
236长度
238距离
240第一流体供应源
242入口
244第二流体供应源
246入口
248第一阀
250第一流体
252第二阀
254第二流体
256控制器
258热电偶
400阻尼系统
402壳体
404外表面
406外座圈
408轴承组件
410内表面
412第一环形部
414第二环形部
416第三环形部
418体积
420长度
422第一表面区段
424距离
426体积
428长度
430第二表面区段
432距离
434体积
436长度
438第三表面区段
440距离
442第一流体供应源
444入口
446入口
448第二流体供应源
450入口
452第一阀
454第一流体
456第二阀
458第二流体
500阻尼系统
502壳体
504外表面
506外座圈
508轴承组件
510内表面
512第一环形部
514第二环形部
516第三环形部
518体积
520长度
522第一表面区段
524距离
526体积
528长度
530第二表面区段
532距离
534体积
536长度
538第三表面区段
540距离
542第一流体供应源
544入口
546第二流体供应源
548入口
550第三流体供应源
552入口
554第一阀
556第一流体
558第二阀
560第二流体
562第三阀
564第三流体
600阻尼系统
602壳体
604外表面
606外座圈
608轴承组件
610内表面
612环形部
614凹口
616阻尼器密封件
618体积
620长度
622表面区段
624距离
626距离
628流体供应源
630入口
632阀
634流体。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求中，将参照许多用语，其应当限定为具有以下意义。
单数形式"一"、"一个"和"该"包括复数参照，除非上下文另外清楚地指出。
"可选"或"可选地"意思是随后描述的事件或情形可或可不发生，并且描述包括其中事件发生的情况，以及其中其不发生的情况。
如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此，由用语或多个用语如"大约"、"近似"和"大致"修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中，近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。此处和遍及说明书和权利要求，范围限制可组合和/或互换；此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。
如本文中描述的可变加压膜阻尼器的实施例提供可控阻尼器，其可调整成提供不同水平的阻尼并且便于改进发动机性能。具体而言，本文中描述的阻尼组件和方法允许阻尼取决于发动机的操作模式而增大或减小。阻尼组件包括限定在内壳体表面与接收加压阻尼流体的外轴承表面之间的多个环形部。与多个环形部流连通联接的多个流体供应源独立地控制其中的加压流体。在需要增大量的阻尼的发动机操作期间，两个或更多个流体供应源使各个相应环形部内的流体加压。在需要减小量的阻尼的发动机操作期间，仅一个流体供应源使相应的环形部内的流体加压，或者没有一个流体供应源使相应的流体加压。在备选实施例中，阻尼组件包括单个环形部，其具有设置在其中的可移动活塞，使得环形部的体积为受控的。减小环形部的体积增大了阻尼组件内的阻尼，并且增大环形部的体积减小了阻尼组件内的阻尼。关于当前发动机操作条件调整阻尼提高了发动机性能，例如，在发动机启动条件期间增大阻尼允许较短的空气发动时间，并且在高发动机速度期间减小阻尼增大了发动机马力。
图1为根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。在示例性实施例中，燃气涡轮发动机为高旁通涡扇喷气发动机110，其在本文中被称为“涡扇发动机110”。如图1中示出的，涡扇发动机110限定轴向方向A(平行于出于参考提供的纵向中心线112延伸)和径向方向R(垂直于纵向中心线112延伸)。大体上，涡扇发动机110包括风扇壳组件114和设置在风扇壳组件114下游的芯部燃气涡轮发动机116。
芯部燃气涡轮发动机116包括大致管状的外壳118，其限定环形入口120。外壳118包围成串流关系的包括增压器或低压(LP)压缩机122和高压(HP)压缩机124的压缩机区段；燃烧区段126；包括高压(HP)涡轮128和低压(LP)涡轮130的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段132。高压(HP)轴或转轴134将HP涡轮128传动地连接于HP压缩机124。低压(LP)轴或转轴136将LP涡轮130传动地连接于LP压缩机122。各个轴134和136由具有阻尼系统140的多个轴承组件138支承。压缩机区段、燃烧区段126、涡轮区段以及排气喷嘴区段132一起限定芯部空气流动路径137。
在示例性实施例中，风扇壳组件114包括风扇142，其具有以间隔开的方式联接于盘146的多个风扇叶片144。如描绘的，风扇叶片144大体上沿着径向方向R从盘146向外延伸。风扇叶片144和盘146能够由LP轴136绕着纵向中心线112一起旋转。
仍参照图1的示例性实施例，盘146由可旋转前毂148覆盖，可旋转前毂148空气动力地定轮廓成促进气流穿过多个风扇叶片144。此外，示例性风扇壳组件114包括环形风扇壳或外机舱150，其沿周向包绕风扇142和/或芯部燃气涡轮发动机116的至少一部分。应当认识到的是，机舱150可构造成由出口导叶组件152关于芯部燃气涡轮发动机116支承。此外，机舱150的下游区段154可在芯部燃气涡轮发动机116的外部分之上延伸，以便在其间限定旁通气流通路156。
在涡扇发动机110的操作期间，一定量的空气158通过机舱150和/或风扇壳组件114的相关联入口160进入涡扇110。在空气158横跨风扇叶片144经过时，如由箭头162指示的空气158的第一部分指引或发送到旁通气流通路156中，并且如由箭头164指示的空气158的第二部分指引或发送到芯部空气流动路径137中，或更具体而言，到增压器压缩机122中。空气的第一部分162与空气的第二部分164之间的比率通常被称为旁通比。空气的第二部分164的压力接着在其发送穿过HP压缩机124并且到燃烧区段126中时增大，在燃烧区段126中，空气的第二部分164与燃料混合并且焚烧以提供燃烧气体166。
燃烧气体166发送穿过HP涡轮128，其中来自燃烧气体166的热和/或动能的一部分经由HP涡轮定子导叶168(联接于外壳118)和HP涡轮转子叶片170(联接于HP轴或转轴134)的连续级抽取，因此引起HP轴或转轴134旋转，由此支持HP压缩机124的操作。燃烧气体166接着发送穿过LP涡轮130，其中热和/或动能的第二部分经由LP涡轮定子导叶172(联接于外壳118)和LP涡轮转子叶片174(联接于LP轴或转轴136)的连续级从燃烧气体166抽取，因此引起LP轴或转轴136旋转，由此支持增压器压缩机122的操作和/或风扇138的旋转。燃烧气体166随后发送穿过芯部燃气涡轮发动机116的喷气排气喷嘴区段132，以提供推进推力。同时，空气的第一部分162的压力在空气的第一部分162在其从涡扇发动机110的风扇喷嘴排气区段176排出之前发送穿过旁通气流通路156，包括穿过出口导叶组件152时显著地增大，也提供推进推力。HP涡轮128、LP涡轮130以及喷气排气喷嘴区段132至少部分地限定热气体路径178，用于将燃烧气体166发送穿过芯部燃气涡轮发动机116。
在操作中，各个轴134和/或136大体上绕着中心线112旋转。然而，在一些操作条件(如但不限于弓形转子启动和/或不平衡负载)期间，轴134和/或136经历偏心或轨道运动，其引起可传播或传递至其它涡扇发动机110位置的振动和偏转。在示例性实施例中，阻尼系统140设在轴134和/或136的轴承位置处，以减小由旋转的轴134和/或136引起的、涡扇发动机110内的振动和偏转负载。在备选实施例中，阻尼系统140可沿着旋转的轴134和/或136定位在任何位置处。
然而，应当认识到的是，图1中描绘的示例性涡扇发动机110仅经由实例，并且在其它示例性实施例中，涡扇发动机110可具有任何其它适合的构造。还应当认识到的是，在再一些示例性实施例中，本公开的方面可并入到任何其它适合的燃气涡轮发动机中。例如，在其它示例性实施例中，本公开的方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、芯部发动机、辅助功率单元以及试验台中。
图2为来自涡扇发动机110(图1中示出)的阻尼系统140的截面视图。图3为图2中示出的阻尼系统140的示意图。在示例性实施例中，阻尼系统140为挤压膜阻尼器。如图2和3中示出的，轴200(如HP轴134或LP轴136)由轴承组件138可旋转地支承。具体而言，轴承组件138示为包括外座圈202、内座圈204以及其间的多个滚柱元件206的常规滚柱轴承。外座圈202沿周向包绕轴200并且包括径向外表面208。径向外表面208包括多个表面区段210和212，如图3中示出的。轴200由内座圈204沿周向可旋转地支承。在备选实施例中，轴承组件138为使得阻尼系统140能够如本文中描述地起作用的任何其它轴承。
阻尼系统140包括沿周向包绕轴承组件138的壳体214。具体而言，壳体214从静止框架结构216延伸，使得壳体214为不旋转的。壳体214包括面向外座圈表面208的径向内表面218。内壳体表面218和外座圈表面208限定由密封环222分离的多个环形部220，并且容纳半加压不可压缩阻尼流体，如油或任何其它适合的阻尼介质。在示例性实施例中，第一环形部224在密封环222之间由内壳体表面218和第一表面区段210限定。第一环形部224具有体积226，其由第一表面区段210的长度228和从内壳体表面218至第一表面区段210的距离230限定。此外，第二环形部232在密封环222之间由内壳体表面218和第二表面区段212限定。第二环形部232具有体积234，其由第二表面区段212的长度236和从内壳体表面218至第二表面区段212的距离238限定。
在示例性实施例中，第一环形部体积226大致不等于第二环形部体积234。即，长度228大致不等于长度236，并且距离230大致不等于距离238。在备选实施例中，第一环形部体积226和第二环形部体积234具有使得阻尼系统140能够如本文中描述地起作用的任何其它尺寸。
阻尼系统140还包括经由壳体214内的入口242与第一环形部224流连通联接的第一流体供应源240，以及经由入口246与第二环形部232流连通联接的第二流体供应源244。压力断流阀248控制第一环形部224内的来自第一流体供应源240的第一流体250的压力，并且压力断流阀252控制第二环形部232内的来自第二流体供应源244的第二流体254的压力。在示例性实施例中，阀248和252为开/关阀，然而，也可使用调节阀。在备选实施例中，第一流体250和第二流体254的压力由控制器256控制，控制器256可操作地联接于第一流体供应源240和第二流体供应源244。
在操作中，轴承组件138的外座圈202被约束关于壳体214旋转，使得旋转限制于内座圈204和轴200，尽管整个轴承组件138和其轴200响应于轴200内的振动和动态负载而在壳体214内沿径向且轨道地自由移动。在轴200加载期间，流体250和254加压，因为轴承组件138和轴200沿径向移位，并且流体250和254在环形部224和234内自由移动，向发动机110提供阻尼。
在示例性实施例中，各个流体供应源240和244独立地操作。例如，在发动机110操作的第一阶段期间，如在当发动机110以较低的每分钟转数(RPM)操作并且轴200引起大负载时的转子启动条件期间，流体供应源240和244两者一起操作，增大阻尼。各个环形部224和232内的相应流体250和254经由阀248和252和/或控制器256加压，由此产生油膜并且阻尼轴200内的负载。接着，在发动机110操作的第二阶段期间，如在当发动机110以较高的RPM操作时的巡航速度期间，仅第一流体供应源240操作，而第二流体供应源244关闭。仅第一环形部224内的第一流体250加压，由此减小阻尼。由轴200引起的负载在高RPM操作期间大体上较低，由此需要较少的阻尼并且改进发动机性能。在备选实施例中，第一流体供应源240和第二流体供应源244两者可关闭，使得不提供阻尼。
在另一实例中，各个流体供应源240和244基于由热电偶258测量的流体250和254温度而独立地操作。具体而言，具有较低温度的油流体具有较高的粘度，其导致比具有较高温度的油流体更多的阻尼。例如，在较低温度操作条件之下的发动机启动条件下，第一流体250具有增大阻尼的温度，并且因此仅第一流体供应源240操作。在当第一流体供应源240在较高温度下操作时的巡航发动机速度期间，第一流体供应源240可关闭，并且仅第二流体供应源244操作，或者如果不需要阻尼，则流体供应源240和244两者可关闭。在备选实施例中，阻尼系统140可经由使得阻尼系统140能够如本文中描述地起作用的任何其它参数控制。
用于阻尼系统140内的各个流体供应源240和244的阻尼的量能够通过分别使各个体积226和234成比例来控制。例如，长度228和/或长度236可增大或减小。此外，阻尼还能够通过调整各个流体250和254的加压来控制。在示例性实施例中，流体250和254为大致等同的介质。在备选实施例中，流体250和254为大致不等同的介质，例如，第一流体250为具有大致不等于第二流体254的油重量的重量的油。
图2和图3示出具有两个环形部224和232的阻尼系统140，由此，流体供应源240和244两者在操作中，仅一个流体供应源240或244在操作中，或者流体供应源240和244都不在操作中。在备选实施例中，阻尼系统140可具有任何数量的环形部/流体供应源，以能够控制阻尼，如但不限于4,6或10个。
图4为可与涡扇发动机110(图1中示出)一起使用的另一示例性阻尼系统400的示意图。在该示例性实施例中，阻尼系统400包括沿周向包绕轴承组件408的外座圈406的径向外表面404的壳体402。壳体402包括与外座圈表面404相对的径向内表面410。内壳体表面410和外座圈表面404限定由密封环222分离的多个环形部412,414和416并且容纳阻尼流体。第一环形部412具有由第一表面区段422的长度420和从内壳体表面410至第一表面区段422的距离424限定的体积418。第二环形部414具有由第二表面区段430的长度428和从内壳体表面410至第二表面区段430的距离432限定的体积426。第三环形部416具有由第三表面区段438的长度436和从内壳体表面410至第三表面区段438的距离440限定的体积434。
在该示例性实施例中，第一环形部体积418大致等于第三环形部体积434。即，长度420大致等于长度436，并且距离424大致等于距离440。第二环形部体积426大致不等于第一环形部体积418或第三环形部体积434。即，长度428大致不等于长度420或长度436，并且距离432大致不等于距离424或距离440。
阻尼系统400还包括经由壳体402内的入口444和446与第一环形部412和第三环形部416流连通联接的第一流体供应源442。第二流体供应源448经由入口450与第二环形部414流连通联接。压力断流阀452控制第一环形部412和第三环形部416内的来自流体供应源442的第一流体454的压力。压力断流阀456控制第二环形部414内的来自第二流体供应源448的第二流体458的压力。在备选实施例中，第一流体454和第二流体458的压力由控制器256控制，控制器256可操作地联接于第一流体供应源442和第二流体供应源448。
在该示例性实施例中，各个流体供应源442和448独立地操作。第一流体454从第一流体供应源442在第一环形部412和第三环形部416两者内加压，并且第二流体458从第二流体供应源448在第二环形部414内加压，以阻尼转子轴200(图2中示出)。在涡扇发动机110操作期间，流体供应源442和448两者加压，用于在低发动机RPM下的增大阻尼，并且仅一个流体供应源442或448加压，用于在高发动机RPM下的减小阻尼。
图5为可与涡扇发动机110(图1中示出)一起使用的又一示例性阻尼系统500的示意图。在该示例性实施例中，阻尼系统500包括沿周向包绕轴承组件508的外座圈506的径向外表面504的壳体502。壳体502包括与外座圈表面504相对的径向内表面510。内壳体表面510和外座圈表面504限定由密封环222分离的多个环形部512,514和516并且容纳阻尼流体。第一环形部512具有由第一表面区段522的长度520和从内壳体表面510至第一表面区段522的距离524限定的体积518。第二环形部514具有由第二表面区段530的长度528和从内壳体表面510至第二表面区段530的距离532限定的体积526。第三环形部516具有由第三表面区段538的长度536和从内壳体表面510至第三表面区段538的距离540限定的体积534。
在该示例性实施例中，第一环形部体积518大致不等于第二环形部体积526，并且第二环形部体积526大致不等于第三环形部体积534。即，长度520大致不等于长度528，并且长度528大致不等于长度536。此外，距离512大致不等于距离532，并且距离532大致不等于距离540。
阻尼系统500还包括经由壳体502内的入口544与第一环形部512流连通联接的第一流体供应源542。第二流体供应源546经由入口548与第二环形部514流连通联接。第三流体供应源550经由入口552与第三环形部516流连通联接。压力断流阀554控制第一环形部512内的来自第一流体供应源542的第一流体556的压力。压力断流阀558控制第二环形部514内的来自第二流体供应源546的第二流体560的压力。压力断流阀562控制第三环形部516内的来自第三流体供应源550的第三流体564的压力。在备选实施例中，第一流体556、第二流体560以及第三流体564的压力由控制器256控制，控制器256可操作地联接于各个流体供应源542,546和550。
在该示例性实施例中，各个流体供应源542,546和550独立地操作。第一流体556从第一流体供应源542在第一环形部512内加压，第二流体560从第二流体供应源546在第二环形部514内加压，并且第三流体564从第三流体供应源550在第三环形部516内加压，以阻尼转子轴200(图2中示出)。在涡扇发动机110操作期间，所有三个流体供应源542,546和550加压，用于在低发动机RPM下的增大阻尼，同时两个流体供应源(例如，第一供应源542和第二供应源546)加压，用于在中间发动机RPM下的阻尼，并且仅一个流体供应源(例如546)加压，用于在高发动机RPM下的减小阻尼。
图6为可与涡扇发动机110(图1中示出)一起使用的附加示例性阻尼系统600的示意图。在该示例性实施例中，阻尼系统600包括沿周向包绕轴承组件608的外座圈606的径向外表面604的壳体602。壳体602包括与外座圈表面604相对的径向内表面610。内壳体表面610和外座圈表面604限定容纳阻尼流体的环形部612。内壳体表面610包括具有设置在其中的阻尼器密封件616的矩形凹口614。在示例性实施例中，阻尼器密封件616为活塞，其能够在凹口614内沿径向移动，由此限定可变的环形部612的体积618。在备选实施例中，阻尼器密封件616为使得体积618能够如本文中描述地限定的任何其它密封件，如膨胀密封环。体积618由表面区段622的长度620和从内壳体表面610至表面区段622的距离624限定。此外，体积618可通过使阻尼器密封件616沿径向向外移动距离626并且使环形部612在凹口614内延伸而扩张。在备选实施例中，凹口614可设置在外轴承表面604内。阻尼系统600还包括经由壳体602内的入口630与环形部612流连通联接的流体供应源628，并且将流体634提供至环形部612。压力断流阀632控制环形部612内的来自流体供应源628的流体634的压力。在备选实施例中，流体的压力由可操作地联接于流体供应源628的控制器256控制。
在该示例性实施例中，阻尼通过调整环形部体积618来控制成阻尼转子轴200(图2中示出)。具体而言，阻尼在体积618减小时增大，并且阻尼在体积618增大时减小。例如，在涡扇发动机110操作期间，在低发动机RPM下的体积618通过阻尼器密封件616朝向外座圈表面604而减小，由此增大阻尼，同时在高发动机RPM下的体积618通过使阻尼器密封件616远离外座圈表面604移动而增大，由此减小阻尼。
可变挤压膜阻尼器的以上描述的实施例提供可控阻尼器，其可调整成提供不同水平的阻尼并且便于改进发动机性能。具体而言，本文中描述的阻尼组件和方法允许阻尼取决于发动机的操作模式而增大或减小。阻尼组件包括限定在内壳体表面与接收加压阻尼流体的外轴承表面之间的多个环形部。与多个环形部流连通联接的多个流体供应源独立地控制其中的加压流体。在需要增大量的阻尼的发动机操作期间，两个或更多个流体供应源使各个相应环形部内的流体加压。在需要减小量的阻尼的发动机操作期间，仅一个流体供应源使相应环形部内的流体加压，或者没有一个流体供应源使相应的流体加压。在备选实施例中，阻尼组件包括单个环形部，其具有设置在其中的可移动活塞，使得环形部的体积为受控的。减小环形部的体积增大了阻尼组件内的阻尼，并且增大环形部的体积减小了阻尼组件内的阻尼。关于当前发动机操作条件调整阻尼提高了发动机性能，例如，在发动机启动条件期间增大阻尼允许较短的空气发动时间，并且在高发动机速度期间减小阻尼增大了发动机马力。
本文中描述的方法、系统以及设备的示例性技术效果包括以下中的至少一个：(a)在预定发动机操作条件期间增大阻尼；(b)在其它预定发动机操作条件期间减小阻尼；(c)提高发动机性能；(d)在发动机启动条件期间减少空气发动时间；以及(e)在高发动机速度条件期间增大发动机马力。
用于可变挤压膜阻尼器的方法、系统以及设备的示例性实施例不限于本文中描述的特定实施例，而是相反地，系统的构件和/或方法的步骤可独立地利用，并且与本文中描述的其它构件和/或步骤分开地利用。例如，方法还可与需要阻尼组件的其它系统以及相关联的方法组合使用，并且不限于仅利用如本文中描述的系统和方法实践。相反地，示例性实施例可连同可受益于阻尼可旋转轴的许多其它应用、装备以及系统实施和利用。
尽管本公开的各种实施例的特定特征可在一些附图中示出并且在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或要求权利。
该书面的描述使用实例以公开实施例(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践实施例(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种阻尼器组件(140;400;500)，其包括：
轴承组件(138)，其包括径向外表面(208)；
壳体(214)，其包绕所述轴承组件，所述壳体包括面向所述径向外表面的径向内表面(218)，所述径向外表面和所述径向内表面在其间限定多个环形部(220)；以及
多个流体供应源(240;244)，其与所述多个环形部流连通联接并且构造成将流体(240;254)传送至所述多个环形部中的各个环形部，其中所述多个流体供应源中的各个流体供应源独立地控制所述相应环形部内的所述流体。
2.根据权利要求1所述的组件(140)，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源(240)流连通联接的第一环形部(224)，以及与所述多个流体供应源中的第二流体供应源(244)流连通联接的第二环形部(232)，其中所述第一环形部的体积(226)不等于所述第二环形部的体积(234)。
3.根据权利要求1所述的组件(140)，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括构造成控制所述相应环形部内的所述流体的断流阀(248;252)。
4.根据权利要求3所述的组件(140)，其特征在于，所述轴承组件联接于可旋转的轴(134;136)，各个所述断流阀操作性地联接于控制器(256)，所述控制器构造成基于所述轴的旋转速度操作各个所述断流阀。
5.根据权利要求1所述的组件(140)，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括操作性地联接于控制器(256)的调节阀(248;252)，所述控制器构造成使用所述调节阀来控制所述相应环形部内的所述流体。
6.根据权利要求1所述的组件(140)，其特征在于，所述组件还包括构造成测量所述流体的温度的热电偶(258)，其中所述多个流体供应源中的各个流体供应源基于所述温度测量来控制所述相应环形部内的所述流体。
7.根据权利要求1所述的组件(400)，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源(442)流连通联接的第一环形部(412)、与所述多个流体供应源中的第二流体供应源(448)流连通联接的第二环形部(414)，以及与第一流体供应源流连通联接的第三环形部(416)，其中所述第一环形部的体积(418)等于所述第三环形部的体积(434)，并且所述第一环形部和所述第三环形部的所述体积不等于所述第二环形部的体积(426)。
8.根据权利要求7所述的组件(400)，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括构造成控制所述相应环形部内的所述流体的断流阀(452;456)。
9.根据权利要求1所述的组件(500)，其特征在于，所述多个环形部包括与所述多个流体供应源中的第一流体供应源(542)流连通联接的第一环形部(512)、与所述多个流体供应源中的第二流体供应源(546)流连通联接的第二环形部(514)，以及与所述多个流体供应源中的第三流体供应源(550)流连通联接的第三环形部(516)，其中所述第一环形部的体积(518)不等于所述第二环形部的体积，所述第二环形部的体积(526)不等于所述第三环形部的体积，并且所述第三环形部的体积(534)不等于所述第一环形部的所述体积。
10.根据权利要求9所述的组件(500)，其特征在于，所述多个流体供应源中的各个流体供应源包括构造成控制所述相应环形部内的所述流体的断流阀(554;558;562)。
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