CN108561243B - 一种外涵面积调节的驱动结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外涵面积调节的驱动结构，包括滑筒(10)、上四连杆机构和下四连杆机构，滑筒(10)位于外涵出口，滑筒(10)轴向移动改变外涵出口的面积，上四连杆机构连接作动筒，下四连杆机构连接滑筒(10)，上四连杆机构和下四连杆机构之间通过共轴连接；本发明控制外涵道滑筒轴向平稳精确的移动，通过对称曲柄连杆机构的应用，限制了滑筒的自由度，运动方向唯一，位移精度良好，系统稳定，反应快速，且不存在卡滞。

Description

一种外涵面积调节的驱动结构

技术领域

本发明属燃气涡轮类发动机中调节机构设计领域，重点在于驱动机构的设计，特别涉及一种外涵面积调节的驱动结构。

背景技术

变循环发动机为了实现变循环，首先需要改变涵道比，需要一个轴向移动的滑筒来控制外涵通道面积的大小。

目前关于滑筒的调节方式，有常规的单曲柄加单连杆的普通方案。这种常规方案，连杆存在一个周向分力会导致分滑筒转动自由度不唯一，且轴向位移不可控；常规方案会增加一个导轨来避免周向移动，但对于发动机这种热膨胀性较大的机构来说，容易卡滞，安全系数较低；所以必须采用其他的驱动方式和结构。

发明内容

发明目的

在常规驱动方式不再适用的情况下，本专利的目的是通过两组平行四边形连杆机构驱动滑筒(图1)，通过平行四边形连杆的对称设计，使其周向方向力的分量为零，且自由度唯一，调节精确、稳定、安全；使调节机构有效安全的运行。

技术方案

一种外涵面积调节的驱动结构，包括滑筒10、上四连杆机构和下四连杆机构，滑筒10位于外涵出口，滑筒10轴向移动改变外涵出口的面积，上四连杆机构连接作动筒，下四连杆机构连接滑筒10，上四连杆机构和下四连杆机构之间通过共轴连接。

所述的一种外涵面积调节的驱动结构，所述上四连杆机构包括第一上连杆1、第二上连杆2、第三上连杆3和第四上连杆4，下四连杆机构包括第一下连杆5、第二下连杆6、第三下连杆7和第四下连杆8，第四上连杆4和第一下连杆5共轴，第三上连杆3和第二下连杆6共轴。

所述的一种外涵面积调节的驱动结构，第一上连杆1、第二上连杆2、第三上连杆3和第四上连杆4长度相等；第一下连杆5、第二下连杆6、第三下连杆7和第四下连杆8长度相等；上连杆与下连杆长度的比值等于作动筒输出位移与滑筒10移动位移的比值。

所述的一种外涵面积调节的驱动结构，还包括安装座9和连接座12，安装座9固定在机匣上，上四连杆机构和下四连杆机构之间的共轴固定在安装座9内；连接座12固定在滑筒10上，下四连杆机构通过连接座12与滑筒10连接。

所述的一种外涵面积调节的驱动结构，安装座9通过两组衬套限制上四连杆机构和下四连杆机构不能在径向方向运动。

所述的一种外涵面积调节的驱动结构，一个滑筒10搭配三组上四连杆机构和三组下四连杆机构，确保滑筒10仅能轴向移动。

有益效果

本专利通过对外涵道分滑筒驱动机构进行特殊设计，控制外涵道分滑筒轴向平稳精确的移动，通过对称曲柄连杆机构的应用，限制了滑筒的自由度，运动方向唯一，位移精度良好，系统稳定，快速，且不存在卡滞；试验表明，在作动筒输出位移情况下外涵道滑筒的的运动快速、平稳、精确。该设计为变循环发动机变涵道比设计提供技术支持。

附图说明

图1对称四边形机构驱动方式；

图2驱动机构剖面示意图；

图3滑筒常规驱动结构方式。

具体实施方式

第一上连杆1、第二上连杆2、第三上连杆3和第四上连杆4构成第一个四边形连杆，由于安装座9是固定的。所以当作动筒推动第一上连杆1和第二上连杆2的铰接点11轴向移动时，第三上连杆3逆时针旋转，第四上连杆4顺时针旋转，且第三上连杆3与第二下连杆6共轴，第四上连杆4和第一下连杆5共轴，所以第二下连杆6逆时针旋转，曲柄顺时针旋转。第一下连杆5、第二下连杆6、第三下连杆7和第四下连杆8构成另一个四边形结构。根据相似比例，连接座12也会按轴向移动，且作动筒的位移和连接座12的位移的比值就是上下连杆杆长的比值。

第四上连杆4和第一下连杆5的共轴通过一个十字槽来实现；第三上连杆3、第四上连杆4、第一下连杆5和第二下连杆6通过4个衬套，以及一个螺钉完成径向固定。第三上连杆3和第二下连杆6通过螺钉拧紧中间十字槽的方式连接在一起，第三上连杆3和第二下连杆6又通过一组衬套限制第四上连杆4和第一下连杆5在径向方向的移动。然后安装座9通过两组衬套限制：第三上连杆3、第四上连杆4、第一下连杆5和第二下连杆6只能绕安装座孔转动，见图2剖面图所以该机构自由度唯一。连接座12处的位移与铰接点11处的位移一一对应。只要铰接点11处的作动筒输出一个轴向位移。那么12处也只存在一个轴向位移。连接座12输出的是一个轴向位移，没有其它方向的位移分量。

整个机构周向均布3处。通过3个连接座12的推动滑筒10的轴向移动。空间三个点的坐标即可确定一个刚体的位移。

Claims (5)

1.一种外涵面积调节的驱动结构，其特征在于，包括滑筒(10)、上四连杆机构和下四连杆机构，滑筒(10)位于外涵出口，滑筒(10)轴向移动改变外涵出口的面积，上四连杆机构连接作动筒，下四连杆机构连接滑筒(10)，上四连杆机构和下四连杆机构之间通过以下连接方式共轴连接：

上四连杆机构包括第一上连杆(1)、第二上连杆(2)、第三上连杆(3)和第四上连杆(4)，下四连杆机构包括第一下连杆(5)、第二下连杆(6)、第三下连杆(7)和第四下连杆(8)，第四上连杆(4)和第一下连杆(5)共轴，第三上连杆(3)和第二下连杆(6)共轴；第一上连杆(1)、第二上连杆(2)、第三上连杆(3)和第四上连杆(4)构成一组平行四边形，第一下连杆(5)、第二下连杆(6)、第三下连杆(7)和第四下连杆(8)构成另一组平行四边形，通过两组平行四边形连杆机构驱动滑筒(10)。

2.根据权利要求1所述的一种外涵面积调节的驱动结构，其特征在于，第一上连杆(1)、第二上连杆(2)、第三上连杆(3)和第四上连杆(4)长度相等；第一下连杆(5)、第二下连杆(6)、第三下连杆(7)和第四下连杆(8)长度相等；上连杆与下连杆长度的比值等于作动筒输出位移与滑筒(10)移动位移的比值。

3.根据权利要求1所述的一种外涵面积调节的驱动结构，其特征在于，还包括安装座(9)和连接座(12)，安装座(9)固定在机匣上，上四连杆机构和下四连杆机构之间的共轴固定在安装座(9)内；连接座(12)固定在滑筒(10)上，下四连杆机构通过连接座(12)与滑筒(10)连接。

4.根据权利要求3所述的一种外涵面积调节的驱动结构，其特征在于，安装座(9)通过两组衬套限制上四连杆机构和下四连杆机构不能在径向方向运动。

5.根据权利要求1所述的一种外涵面积调节的驱动结构，其特征在于，一个滑筒(10)搭配三组上四连杆机构和三组下四连杆机构，确保滑筒(10)仅能轴向移动。

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