CN108644019A - 一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统 - Google Patents

一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微小型涡轮发动机技术领域，具体涉及一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统。其特点是包括轴套本体，轴套本体通过轴承安装在轴上，轴套本体前端与扩压器相连，轴套本体前端与轴之间设置有前碳环，前碳环通过前挡板和前碳环外套安装在轴的套筒上，轴套本体后端与涡轮导向器相连，轴套本体后端与轴之间设置有后碳环，后碳环通过后挡板和后碳环外套安装在轴上，所述的轴承安装在轴套本体内的轴承支座上，轴承支座上设置有油孔，油孔与轴套本体和轴形成的腔体相连通，轴套本体上还设置有燃油喷嘴和进油口，燃油喷嘴和进油口与腔体相连通。其降低了发动机对轴承的要求，提高了轴承的寿命，降低了发动机的维护成本。

Description

一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统
技术领域
本发明涉及微小型涡轮发动机技术领域，具体涉及一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统。
背景技术
随着近些年国内低空区域的开放，各种类型飞行器迅速发展，同时作为飞行器动力源的发动机也得到充足发展。当前消费级飞行器主要采用电池驱动电机作为动力源，而工业级飞行器、大型航模、通航/无人机等主要采用微小型涡轮发动机作为动力装置，微小型涡轮发动机区别于传统涡轮发动机，主要在于采用单级离心式压气机和单级轴流或向心涡轮结构，具有结构简单、推重比大等优点。微小型涡轮发动机主要包含微小型涡轮喷气发动机、微小型涡轮风扇发动机及微小型涡轮螺旋桨发动机等微小型涡轮发动机。
传统的微小型涡轮发动机供油系统主要包括两部分，分别为滑油系统和燃油系统，均采用的是铜管或不锈钢管作为油路设计，其管路结构复杂，安装不方便，加工设计成本高，可维护性较差。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，从而解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特点是包括轴套本体，轴套本体通过轴承安装在轴上，轴套本体前端与扩压器相连，轴套本体前端与轴之间设置有前碳环，前碳环通过前挡板和前碳环外套安装在轴的套筒上，轴套本体后端与涡轮导向器相连，轴套本体后端与轴之间设置有后碳环，后碳环通过后挡板和后碳环外套安装在轴上，所述的轴承安装在轴套本体内的轴承支座上，轴承支座上设置有油孔，油孔与轴套本体和轴形成的腔体相连通，轴套本体上还设置有燃油喷嘴和进油口，燃油喷嘴和进油口与腔体相连通。
所述的轴套本体前端通过螺钉与扩压器固定相连，轴套本体后端通过螺钉与涡轮导向器固定相连，前碳环与前碳环外套之间设置有前弹簧，后碳环与后碳环外套之间设置有后弹簧，所述的前挡板通过扩压器内边缘固定压紧，后挡板通过涡轮导向器内边缘固定压紧。
所述的前碳环外套上对应轴承设置有前碳环外套凹槽，轴承外环通过前碳环外套定位，前碳环外套上对应前碳环上的定位孔设置有前碳环外套定位销；后碳环外套上对应轴承设置有后碳环外套凹槽，轴承外环通过后碳环外套定位，后碳环外套上对应后碳环的定位孔设置有后碳环外套定位销，所述的燃油喷嘴设置在后碳环外套外部的轴套本体上，油孔通过后碳环外套与燃油喷嘴相连通，燃油喷嘴通过螺纹孔与轴套壳体相连，燃油喷嘴将腔体内部油液喷到发动机燃烧室蒸发管中。
所述的前碳环和后碳环上分别设置有用于安装前弹簧和后弹簧的四个弹簧安装孔，前碳环和后碳环分别通过前弹簧和后弹簧产生预紧力实现密封；前碳环和后碳环的内环表面均分设置有密封凹槽，燃油在密封凹槽内部形成紊流逐级降压实现密封；前碳环和后碳环内径与轴之间设置0.01～0.04mm的间隙，在油的作用下会产生油膜将碳环托起实现密封；前碳环和后碳环工作温度T的范围为：-120℃＜T＜500℃，压强P的范围：-0.8bar＜P＜75bar。
本发明的有益效果是：所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其取消了润滑油油路设计，简化了发动机燃滑油系统的复杂油路设计；采用了一体化模块燃油喷嘴结构，取消了复杂油路管道设计，既方便安装拆卸，又可以更换，提高了微小型涡轮发动机的可维护性，最大程度对轴承进行了冷却和润滑，降低了发动机对轴承的要求，提高了轴承的寿命，降低了发动机的维护成本。
附图说明
图1为本发明剖视结构示意图；
图2为本发明的轴套壳体结构示意图；
图3为本发明的前碳环外套结构示意图；
图4为本发明的后碳环外套结构示意图；
图5为本发明的前后碳环主视结构示意图；
图6为本发明的图5剖视结构示意图。
图中所示：1、扩压器；2、前挡板；3、前碳环外套；31、前碳环外套定位销；32、前碳环外套凹槽；4、套筒；5、轴套本体；51、油孔；52、轴承支座；53.腔体；6、轴；7、后碳环外套；71、后碳环外套定位销；72、后碳环外套凹槽；8、燃油喷嘴；9、前碳环；91、定位孔；92、弹簧安装孔；93、密封凹槽；10、前弹簧；11、进油口；12、轴承；13、后挡板；14、涡轮导向器；15、后碳环；16、后弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至6所示，所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特点是包括轴套本体5，轴套本体5通过轴承12安装在轴6上，轴套本体5前端与扩压器1相连，轴套本体5前端与轴6之间设置有前碳环9，前碳环9通过前挡板2和前碳环外套3安装在轴6的套筒4上，轴套本体5后端与涡轮导向器14相连，轴套本体5后端与轴6之间设置有后碳环15，后碳环15通过后挡板13和后碳环外套7安装在轴6上，所述的轴承2安装在轴套本体5内的轴承支座52上，轴承支座52上设置有油孔51，油孔51与轴套本体5和轴6形成的腔体53相连通，轴套本体5上还设置有燃油喷嘴8和进油口11，燃油喷嘴8和进油口11与腔体53相连通。
所述的轴套本体5前端通过螺钉与扩压器1固定相连，轴套本体5后端通过螺钉与涡轮导向器14固定相连，前碳环9与前碳环外套3之间设置有前弹簧10，后碳环15与后碳环外套7之间设置有后弹簧16，所述的前挡板2通过扩压器1内边缘固定压紧，后挡板13通过涡轮导向器14内边缘固定压紧。
所述的前碳环外套3上对应轴承12设置有前碳环外套凹槽32，轴承12外环通过前碳环外套3定位，前碳环外套3上对应前碳环9上的定位孔91设置有前碳环外套定位销31；后碳环外套7上对应轴承设置有后碳环外套凹槽72，轴承外环通过后碳环外套7定位，后碳环外套7上对应后碳环15的定位孔设置有后碳环外套定位销71，所述的燃油喷嘴8设置在后碳环外套7外部的轴套本体5上，油孔51通过后碳环外套7与燃油喷嘴8相连通，燃油喷嘴8通过螺纹孔与轴套壳体5相连，燃油喷嘴8将腔体53内部油液喷到发动机燃烧室蒸发管中。
所述的前碳环9和后碳环15上分别设置有用于安装前弹簧10和后弹簧16的四个弹簧安装孔92，前碳环9和后碳环15分别通过前弹簧10和后弹簧16产生预紧力实现密封；前碳环9和后碳环15的内环表面均分设置有密封凹槽93，燃油在密封凹槽93内部形成紊流逐级降压实现密封；前碳环9和后碳环15内径与轴6之间设置0.01～0.04mm的间隙，在油的作用下会产生油膜将碳环托起实现密封；前碳环9和后碳环15工作温度T的范围为：-120℃＜T＜500℃，压强P的范围：-0.8bar＜P＜75bar。
所述的一种微小型涡轮发动机轴套，使用时，轴承12首先安装到轴套本体5的轴承支座52上面，前碳环外套3的前碳环外套凹槽32处贴紧轴承12外环，前弹簧10和后弹簧16分别安装在前碳环9和后碳环15对应的弹簧安装孔92中，同时，将前碳环9和后碳环15上的定位孔91安装在对应的前碳环外套定位销31和后碳环外套定位销71上，前挡板2与前碳环9接触并通过轴套壳体5定位，后碳环外套7的后碳环外套凹槽72处贴紧轴承12外环，后挡板13与后碳环15接触并通过轴套壳体5定位。在本实施例中，微小型涡轮发动机供油系统通过进油口11将所有的燃滑油混合液导入密封腔体53内部，对轴承12部件进行充分冷却，然后燃滑油混合液一部分通过轴套本体5内部右侧的轴承支座16上的油孔51，一部分通过轴承12内外环滚珠间隙，通过后碳环外套凹槽72输到燃油喷嘴8，最终将油液喷到燃烧室中进行燃烧。取消了润滑油油路，将燃滑油混合液(润滑油比例为5％)全部通过一根较短的进油油路直接通到密封轴套，然后通过燃油喷嘴将燃滑油混合液注入燃烧室。燃滑油混合液全部通过密封轴套可使微小型涡轮发动机轴套内部轴承部件得到最大程度冷却及润滑，使得微小型涡轮发动机寿命及维护成本得到改善，同时简化了微小型涡轮发动机的供油系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特点是包括轴套本体，轴套本体通过轴承安装在轴上，轴套本体前端与扩压器相连，轴套本体前端与轴之间设置有前碳环，前碳环通过前挡板和前碳环外套安装在轴的套筒上，轴套本体后端与涡轮导向器相连，轴套本体后端与轴之间设置有后碳环，后碳环通过后挡板和后碳环外套安装在轴上，所述的轴承安装在轴套本体内的轴承支座上，轴承支座上设置有油孔，油孔与轴套本体和轴形成的腔体相连通，轴套本体上还设置有燃油喷嘴和进油口，燃油喷嘴和进油口与腔体相连通。
2.如权利要求1所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特征在于，所述的轴套本体前端通过螺钉与扩压器固定相连，轴套本体后端通过螺钉与涡轮导向器固定相连，前碳环与前碳环外套之间设置有前弹簧，后碳环与后碳环外套之间设置有后弹簧，所述的前挡板通过扩压器内边缘固定压紧，后挡板通过涡轮导向器内边缘固定压紧。
3.如权利要求1或2所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特征在于，所述的前碳环外套上对应轴承设置有前碳环外套凹槽，轴承外环通过前碳环外套定位，前碳环外套上对应前碳环上的定位孔设置有前碳环外套定位销；后碳环外套上对应轴承设置有后碳环外套凹槽，轴承外环通过后碳环外套定位，后碳环外套上对应后碳环的定位孔设置有后碳环外套定位销，所述的燃油喷嘴设置在后碳环外套外部的轴套本体上，油孔通过后碳环外套与燃油喷嘴相连通，燃油喷嘴通过螺纹孔与轴套壳体相连，燃油喷嘴将腔体内部油液喷到发动机燃烧室蒸发管中。
4.如权利要求3所述的一种微小型涡轮发动机一体化轴套供油系统，其特征在于，所述的前碳环和后碳环上分别设置有用于安装前弹簧和后弹簧的四个弹簧安装孔，前碳环和后碳环分别通过前弹簧和后弹簧产生预紧力实现密封；前碳环和后碳环的内环表面均分设置有密封凹槽，燃油在密封凹槽内部形成紊流逐级降压实现密封；前碳环和后碳环内径与轴之间设置0.01～0.04mm的间隙，在油的作用下会产生油膜将碳环托起实现密封；前碳环和后碳环工作温度T的范围为：-120℃＜T＜500℃，压强P的范围：-0.8bar＜P＜75bar。
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