CN108691656B - 航空发动机、润滑冷却系统及其调压结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调压结构，包括具有润滑腔的挡油组件，所述挡油组件呈环形设置；所述挡油组件套设于润滑冷却系统中的旋转轴的外侧，使至少部分所述旋转轴位于所述挡油组件的润滑腔内，且所述挡油组件安装于所述润滑冷却系统中的静止结构件上；所述挡油组件能够阻挡部分润滑油流出所述挡油组件的润滑腔。通过挡油组件阻挡部分润滑油的流出，使得润滑油中的气泡破裂，有效的解决目前因旋转轴的离心力使得腔室中润滑油量少以及润滑油中气泡多导致的润滑冷却效果差的问题，增加润滑腔中的压力，保证润滑腔中润滑油量，减少润滑油中气泡的含量，提高润滑冷却效率，继而保证航空发动机的使用性能。本发明还提供一种航空发动机及其润滑冷却系统。

Description

航空发动机、润滑冷却系统及其调压结构

技术领域

本发明涉及航空发动机设备领域，特别是涉及一种航空发动机、润滑冷却系统及其调压结构。

背景技术

航空发动机的滑油系统的基本功能是为发动机的高低压轴承和齿轮连续供给滑油，以减少运动对接触面的摩擦和磨损，防止接触面的表面发生腐蚀和表面硬化，带走摩擦所产生的热量和高温零件传给滑油的热量。轴承在工作的过程中，如果得不到很好的润滑和冷却，很容易因温度升高导致轴承的损坏失效。目前，航空发动机的一个主要的特点相对其他的发动机如内燃机主轴的转速特别高，由此将会对滑油产生的较大的离心力作用，导致腔室中压力较低，会减少腔室中润滑油的油量，同时，在运动过程中会造成大量的空气进入滑油中，进而增加了滑油中的空气含量。由于空气是热的不良导体，导热系数低，进而使滑油和轴承的温度交换的效率降低，温度升高会促使滑油的蒸发，粘度增大，轴承的润滑效率不高，加之腔室中润滑油量少，导致润滑冷却效果差，进而影响航空发动机工作的可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对目前因旋转轴的离心力使得腔室中润滑油量少以及润滑油中气泡多导致的润滑冷却效果差的问题，提供一种能够避免润滑腔中润滑油量过少、减少润滑油中气泡含量、提高润滑冷却效果的调压结构，同时还提供一种含有上述调压结构的润滑冷却系统，以及含有上述润滑冷却系统的航空发动机。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种调压结构，包括具有润滑腔的挡油组件，所述挡油组件呈环形设置；

所述挡油组件套设于润滑冷却系统中的旋转轴的外侧使至少部分所述旋转轴位于所述挡油组件的润滑腔内，且所述挡油组件安装于所述润滑冷却系统中的静止结构件上；

所述挡油组件能够阻挡部分润滑油流出所述挡油组件的润滑腔。

在其中一个实施例中，所述挡油组件包括第一挡油板，所述第一挡油板呈环形设置；

所述第一挡油板上开设多个第一过油孔，所述第一过油孔沿径向方向贯通设置。

在其中一个实施例中，多个所述第一过油孔成行成列设置；

或者，多个所述第一过油孔错列设置。

在其中一个实施例中，所述挡油组件还包括第二挡油板，所述第二挡油板与所述第一挡油板套设设置，且所述第二挡油板能够相对所述第一挡油板转动；

所述第二挡油板上开设多个第二过油孔，所述第二过油孔沿径向方向贯通设置；

所述第二挡油板相对于所述第一挡油板转动时，多个所述第二过油孔与多个所述第一过油孔至少部分重合；

多个所述第二过油孔的排布方式与多个所述第一过油孔的排布方式相同；

多个所述第一过油孔的面积之和为所述第一挡油板表面积的25％～75％。

在其中一个实施例中，所述第一挡油板具有折边，所述折边与平行于所述第一挡油板设置，且所述折边与所述第一挡油板围设成环形槽，所述第二挡油板的一端位于所述环形槽中。

在其中一个实施例中，所述调压结构还包括基座，所述挡油组件的一端安装于所述基座上，且所述挡油组件通过所述基座安装于所述静止结构件上。

在其中一个实施例中，所述调压结构还包括限位件，所述限位件设置于所述基座上，并穿设所述第二挡油板与所述第一挡油板抵接；

所述限位件能够限制所述第二挡油板的位置，以调节所述第一过油孔与所述第二过油孔的重叠面积。

在其中一个实施例中，所述第二挡油板上设置有多个调节孔，多个所述调节孔围绕所述第二挡油板的轴线分布；

所述限位件的一端设置于所述基座上，所述限位件的另一端能够可选择地安装到所述调节孔中，以调节所述第一过油孔与所述第二过油孔的重叠面积。

还涉及一种润滑冷却系统，包括静止结构件、旋转轴及如上述任一技术特征所述的调压结构；

所述调压结构套设于所述旋转轴的外侧，并安装于所述静止结构件上。

还涉及一种航空发动机，包括机体及如上述技术特征所述的润滑冷却系统；

所述润滑冷却系统安装于所述机体中。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：

本发明的航空发动机、润滑冷却系统及其调压结构，旋转轴转动时会使得润滑油在离心力的作用下甩出，通过挡油组件阻挡部分润滑油流出挡油组件的润滑腔，以保证润滑腔中的压力，增加润滑腔中的润滑油量，以保证润滑冷却效果；同时，润滑油在离心力作用下向外甩出时，润滑油中的气泡能够与挡油组件相接触，促使润滑油中的气泡破裂，减少润滑油中气泡的含量。本发明的调压结构通过挡油组件阻挡部分润滑油的流出，使得润滑油中的气泡破裂，有效的解决目前因旋转轴的离心力使得腔室中润滑油量少以及润滑油中气泡多导致的润滑冷却效果差的问题，增加润滑腔中的压力，保证润滑腔中润滑油量，减少润滑油中气泡的含量，提高润滑冷却效率，继而保证航空发动机的使用性能。

附图说明

图1为本发明一实施例的调压结构的剖视图；

图2为图1所示的调压结构中基座的结构示意图；

图3为本发明一实施例的调节结构应用到润滑冷却系统中的剖视结构图；

其中：

100-调压结构；

110-挡油组件；

111-第一挡油板；

1111-第一过油孔；

1112-折边；

112-第二挡油板；

1121-第二过油孔；

120-基座；

130-限位件；

200-安装座；

210-进油孔；

220-出油孔；

300-高压轴；

400-低压轴；

500-高压轴轴承；

600-低压轴轴承；

700-高压轴承座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的航空发动机、润滑冷却系统及其调压结构进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2，图1为本发明一实施例的调压结构100的剖视图，图2为图1所示的调压结构100中基座120的结构示意图。本发明提供了一种调压结构100，该调压结构100应用到润滑冷却系统中，以调节润滑冷却系统中的压力，保证润滑冷却系统中润滑油量，降低润滑油中气泡的含量，提高润滑冷却效果。润滑冷却系统为航空发动机中的一部分，当然，润滑冷却系统也可为其他机械设备如燃气轮机中的一部分。当然，调节结构也可用于其他设备中对润滑油的油量等进行调节。

参见图3，图3为本发明一实施例的调节结构应用到润滑冷却系统中的剖视结构图。本发明还提供了一种润滑冷却系统，包括静止结构件、旋转轴及上述的调压结构100。调压结构100套设于旋转轴的外侧，并安装于静止结构件上。旋转轴在转动时会使润滑油在离心力的作用下向外甩出，调压结构100能够阻挡部分润滑油，以保证润滑腔中的压力，继而保证润滑油量。进一步地，润滑冷却系统的旋转轴包括高压轴300与低压轴400，当然，在本发明的其他实施例中，旋转轴也可为单个轴。而且，润滑冷却系统还包括安装座200、高压轴轴承500、低压轴轴承600及高压轴承座700，安装座200具有容置腔室，高压轴300上安装高压轴轴承500后，并穿设安装座200伸出。高压轴300上具有过孔，低压轴400上安装低压轴轴承600，并穿设过孔伸出安装座200。低压轴轴承600安装在安装座200上，当然也可以在安装座200中增加低压轴承座。高压轴轴承500安装于高压轴承座700上，高压轴承座700安装于安装座200上。高压轴300带动其上的高压轴轴承500相对于高压轴承座700转动，低压轴400带动其上的低压轴轴承600相对于安装座200转动。安装座200具有进油孔210及出油孔220，进油孔210与出油孔220均与容置腔室连通。润滑油经进油孔210进入容置腔室，并从出油孔220流出。润滑油存在于润滑腔中为高压轴轴承500及低压轴轴承600润滑。较佳地，静止结构件可以为高压轴承座700，可以为低压轴承座，也可为安装座200。在本实施例中，调压结构100固定安装于高压轴承座700上。本发明的高压轴300与低压轴400转动时会使得润滑油在离心力的作用下向外甩出，由于调压结构100设置在高压轴300的外侧，调压结构100能够阻挡润滑油的向外流出，这样能够保证润滑腔中的压力，以增加润滑腔中润滑油量，以保证润滑冷却效果；同时，由于润滑油扰动时润滑油中会存在气泡，当含有气泡的润滑油被甩到调压结构100上时，调压结构100能够促使气泡破裂，减少气泡对润滑冷却效果的影响，进而保证润滑冷却系统的使用性能，提高航空发动机的使用寿命。较佳地，本发明的润滑冷却系统还包括喷油管路800，喷油管路800设置于安装座200上，安装座200还开设出油通路230，出油通路230的一端连通进油孔210，出油通路230的另一端与喷油管路800连通。润滑油经进油孔210进入出油通路230并通过喷油管路800喷出进入到调压结构100中。喷油管路800能够便于润滑油进入到调压结构中，以保证低压轴轴承600与高压轴承座700的润滑冷却效果。

参见图1和图3，在本发明的一实施例中，调压结构100包括具有润滑腔的挡油组件110，挡油组件110呈环形设置。挡油组件110套设于润滑冷却系统中的高压轴300的外侧使至少部分高压轴300位于挡油组件110的润滑腔内，且挡油组件110安装于润滑冷却系统中的静止结构件上。环形的挡油组件110能够便于套设在高压轴300的外侧，以使高压轴300到挡油组件110的距离相等，保证挡油组件110的挡油效果相一致，进而保证挡油组件110的挡油性能。挡油组件110能够阻挡部分润滑油流出挡油组件110的润滑腔。高压轴300转动时会使得润滑油在离心力的作用下甩出，通过挡油组件110阻挡部分润滑油流出润滑腔，以保证润滑腔中的压力，增加润滑腔中的润滑油量，以保证润滑冷却效果；同时，润滑油在离心力作用下向外甩出时，润滑油中的气泡能够与挡油组件110相接触，促使润滑油中的气泡破裂，减少润滑油中气泡的含量，提高润滑冷却效率，继而保证航空发动机的使用性能。

作为一种可实施方式，挡油组件110包括第一挡油板111，第一挡油板111呈环形设置。第一挡油板111呈环形设置能够便于套设于高压轴300的外侧，在保证挡油效果的同时，便于成型加工。当然，在本发明的其他实施方式中，第一挡油板111也可呈方形设置。第一挡油板111上开设多个第一过油孔1111，第一过油孔1111沿径向方向贯通设置。调压结构100套设于高压轴300的外侧后，高压轴300与第一挡油板111之间存在一定的距离。高压轴300使润滑油在离心力的作用下向外甩出时，部分润滑油能够通过第一过油孔1111流出第一挡油的润滑腔，进而经安装座200上的出油孔220流出，其余部分润滑油在第一挡油板111的作用下存在于润滑腔中，这样能够保证润滑腔中具有一定的压力，减少润滑油被甩出的量，将润滑油限制在润滑腔中，保证高压轴轴承500与低压轴轴承600的润滑冷却效果。而且，由于第一挡油板111上第一过油孔1111的设置，使得润滑油能够通过第一过油孔1111流出，不至于使润滑腔形成一个死腔，保证润滑冷却系统的循环效果良好。同时，由于被甩出的润滑油与第一挡油板111相接触，能够促使润滑油中的气泡破裂，以达到减少润滑油中空气含量的目的，进一步提高高压轴轴承500与低压轴轴承600的润滑冷却效果。

进一步地，多个第一过油孔1111成行成列设置。这样能够便于第一挡油板111的成型加工，同时还能够便于润滑油的流出，便于减少润滑油中的气泡。当然，在本发明的其他实施例中，多个第一过油孔1111也可错列设置。再进一步地，多个第一过油孔1111的面积之和为第一挡油板111表面积的25％～75％。这样能够既能够保证润滑油通过第一挡油板111的流出量，又能够保证润滑腔中的压力，以保证润滑冷却效果，提升润滑冷却系统的使用性能。

作为一种可实施方式，挡油组件110还包括第二挡油板112，第二挡油板112与第一挡油板111套设设置，且第二挡油板112能够相对第一挡油板111转动。也就是说，第二挡油板112可以位于第一挡油板111的外侧，也可位于第一挡油板111的内侧。在本实施例中，第二挡油板112位于第一挡油板111的外侧。第二挡油板112上开设多个第二过油孔1121，第二过油孔1121沿径向方向贯通设置。第二挡油板112相对于第一挡油板111转动时，多个第二过油孔1121与多个第一过油孔1111至少部分重合。也就是说，第二挡油板112相对于第一挡油板111转动时，能够调节第一过油孔1111与第二过油孔1121重叠面积之和，这样能够调节润滑油流出通道的面积，以调节润滑内外压力，进而控制润滑腔中润滑油量，保证润滑冷却效果。本发明的调压结构100通过第二挡油板112相对于第一挡油板111转动能够调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积，以调节润滑腔中的压力，使得润滑冷却系统处于一个较佳的工作状态，提升航空发动机的使用性能。而且，可以根据不同的工况或者设计状态实际调节第二挡油板112相对于第一挡油板111转动的角度，即调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积。当然，在本发明的其他实施方式中，第一挡油板111也可相对于第二挡油板112转动。

进一步地，多个第二过油孔1121的排布方式与多个第一过油孔1111的排布方式相同。这样能够便于调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积，易于调节润滑腔中的压力，继而保证润滑腔中润滑油的量足够润滑高压轴轴承500及低压轴轴承600，保证润滑冷却效果，提升航空发动机的性能。

再进一步地，第一挡油板111具有折边1112，折边1112与平行于第一挡油板111设置，且折边1112与第一挡油板111围设成环形槽，第二挡油板112的一端位于环形槽中。也就是说，第二挡油板112是在环形槽中转动的，这样能够避免第二挡油板112的位置发生窜动，保证第二过油孔1121与第一过油孔1111的重叠面积，继而保证润滑腔中的油压，提升润滑冷却效果。

作为一种可实施方式，参见图1至图3，调压结构100还包括基座120，挡油组件110的一端安装于基座120上，且挡油组件110通过基座120安装于静止结构件上。基座120是用来便于挡油组件110安装的，以保证挡油组件110位置固定可靠，继而保证使用性能。进一步地，调压结构100还包括限位件130，限位件130设置于基座120上，并穿设第二挡油板112与第一挡油板111抵接。限位件130能够限制第二挡油板112的位置，以调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积。通过限位件130限制第二挡油板112的位置，这样第二挡油板112转动所需角度后，通过限位件130将第二挡油板112的位置固定，避免润滑冷却系统工作时第二挡油板112的位置发生改变而影响润滑油的流出，便于调节润滑腔中的油压，进而保证润滑腔中润滑油量，提升润滑冷却效果。较佳地，限位件130可以为定位螺钉。基座120能够实现挡油组件110与润滑冷却系统的安装。安装时，先将第二挡油板112放入第一挡油板111具有折边1112的一侧，并放入环形槽中，以保证第二挡油板112能够相对于第一挡油板111自由转动，然后将第一挡油板111安装于基座120上，通常是通过焊接方式。组装完成后，第二挡油板112可在圆周方向相对于第一挡油板111自由转动。并通过限位件130的限位作用，调节第二挡油板112的转动位置，以调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积。

进一步地，第二挡油板112上设置有多个调节孔，多个调节孔围绕第二挡油板112的轴线分布。限位件130的一端设置于基座120上，限位件130的另一端能够可选择地安装到调节孔中，以调节第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积。限位件130与不同限位孔的配合能够使得第一过油孔1111与第二过油孔1121的重叠面积均不同，进而实现第一过油孔1111与第二过油孔1121重叠面积的调节，以实现润滑腔中油压的调节，控制润滑腔中润滑油量，提升润滑冷却效果。

本发明还提供了一种航空发动机，包括机体及上述实施例中的润滑冷却系统，润滑冷却系统安装于机体中。本发明的航空发动机通过润滑冷却系统保证润滑腔中的压力以及减少润滑油中气泡的含量，提升润滑冷却效果，进而保证航空发动机的使用性能，提高可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种调压结构，其特征在于，包括具有润滑腔的挡油组件，所述挡油组件呈环形设置；

所述挡油组件套设于润滑冷却系统中的旋转轴的外侧使至少部分所述旋转轴位于所述挡油组件的润滑腔内，且所述挡油组件安装于所述润滑冷却系统中的静止结构件上；

所述挡油组件能够阻挡部分润滑油流出所述挡油组件的润滑腔；

所述挡油组件包括第一挡油板及第二挡油板，所述第一挡油板呈环形设置；所述第二挡油板与所述第一挡油板套设设置，且所述第二挡油板能够相对所述第一挡油板转动；

所述第一挡油板上开设多个第一过油孔，所述第一过油孔沿径向方向贯通设置；所述第二挡油板上开设多个第二过油孔，所述第二过油孔沿径向方向贯通设置；

所述第二挡油板相对于所述第一挡油板转动时，多个所述第二过油孔与多个所述第一过油孔至少部分重合。

2.根据权利要求1所述的调压结构，其特征在于，多个所述第一过油孔成行成列设置；

或者，多个所述第一过油孔错列设置。

3.根据权利要求1所述的调压结构，其特征在于，多个所述第二过油孔的排布方式与多个所述第一过油孔的排布方式相同；

多个所述第一过油孔的面积之和为所述第一挡油板表面积的25％～75％。

4.根据权利要求1所述的调压结构，其特征在于，所述第一挡油板具有折边，所述折边与平行于所述第一挡油板设置，且所述折边与所述第一挡油板围设成环形槽，所述第二挡油板的一端位于所述环形槽中。

5.根据权利要求1所述的调压结构，其特征在于，所述调压结构还包括基座，所述挡油组件的一端安装于所述基座上，且所述挡油组件通过所述基座安装于所述静止结构件上。

6.根据权利要求5所述的调压结构，其特征在于，所述调压结构还包括限位件，所述限位件设置于所述基座上，并穿设所述第二挡油板与所述第一挡油板抵接；

所述限位件能够限制所述第二挡油板的位置，以调节所述第一过油孔与所述第二过油孔的重叠面积。

7.根据权利要求6所述的调压结构，其特征在于，所述第二挡油板上设置有多个调节孔，多个所述调节孔围绕所述第二挡油板的轴线分布；

所述限位件的一端设置于所述基座上，所述限位件的另一端能够可选择地安装到所述调节孔中，以调节所述第一过油孔与所述第二过油孔的重叠面积。

8.一种润滑冷却系统，其特征在于，包括静止结构件、旋转轴及如权利要求1至7任一项所述的调压结构；

所述调压结构套设于所述旋转轴的外侧，并安装于所述静止结构件上。

9.一种航空发动机，其特征在于，包括机体及如权利要求8所述的润滑冷却系统；

所述润滑冷却系统安装于所述机体中。