CN108799399A - 挤压膜阻尼器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻尼器组件，包括：轴承组件，所述轴承组件包括轴承外座圈。阻尼器内座圈与轴承外座圈间隔开，并包括多个周向间隔的第一开口。所述阻尼器组件还包括与所述阻尼器内座圈间隔开的阻尼器外座圈；以及多个阻尼器区段，其在所述阻尼器内座圈和所述阻尼器外座圈之间延伸。每个阻尼器区段包括多个第二开口。

Description

挤压膜阻尼器组件
技术领域
本公开的领域一般涉及阻尼器系统，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机中的挤压膜(squeeze film)阻尼器组件。
背景技术
至少一些已知的旋转机器例如燃气涡轮发动机通常包括挤压膜阻尼器，其对旋转部件例如转子轴提供阻尼以降低和控制振动。至少一些已知的挤压膜阻尼器包括轴承支撑构件，例如滚动元件轴承支撑轴的外座圈(race)，其装配在环形外壳腔中，限制轴承支撑构件的径向运动。在外座圈的外表面和轴承外壳的相对内表面之间限定环形膜空间，使得阻尼器油可以引入其中。轴和其轴承的振动和/或径向运动在环形膜空间内的阻尼器油中产生水动力，导致由轴的运动产生阻尼力。
在已知的挤压膜阻尼器系统中，在发动机起动条件和发动机巡航运行条件中，所提供的阻尼大致是一致的。然而，燃气涡轮发动机在发动机起动条件例如在弯曲转子起动中比在正常的燃气涡轮发动机巡航条件通常要求较大量的阻尼，在所述巡航条件，过大的阻尼可能降低发动机效率。
发明内容
在一方面，提供了一种阻尼器组件。所述阻尼器组件包括轴承组件，所述轴承组件包括轴承外座圈。阻尼器内座圈与所述轴承外座圈间隔开，并包括多个周向间隔的第一开口。所述阻尼器组件还包括与所述阻尼器内座圈间隔开的阻尼器外座圈以及多个阻尼器区段，其在所述阻尼器内座圈和所述阻尼器外座圈之间延伸。每个阻尼器区段包括多个第二开口。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个第一开口径向地定向，并且所述多个第二开口周向地定向。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述阻尼器内座圈通过内流体室与所述轴承外座圈间隔开，并且，所述阻尼器外座圈通过外流体室与所述阻尼器内座圈间隔开。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个第一开口将所述内流体室与所述外流体室流体连通地联接。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个阻尼器区段通过所述外流体室径向地延伸。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个第一开口是从所述阻尼器内座圈的径向内表面到所述阻尼器内座圈的径向外表面延伸的通孔，并且，所述多个第二开口是从所述阻尼器区段的第一周向表面到所述阻尼器区段的第二周向表面延伸的通孔。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述阻尼器外座圈通过外流体室与所述阻尼器内座圈间隔开，所述外流体室包括由所述多个阻尼器区段分开的多个周向间隔的腔室。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个周向间隔的腔室包括第一腔室和周向相邻的第二腔室，所述第二腔室通过所述多个阻尼器区段中的第一阻尼器区段与所述第一腔室分开，所述多个第二开口将所述第一腔室与所述第二腔室流体连通地联接。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个阻尼器区段包括单个阻尼器区段，其在通过所述阻尼器内座圈限定的多个第一开口中的一对相邻的第一开口之间周向地定位。
在另一方面中，提供了一种阻尼器组件。所述阻尼组件包括：轴承组件，其包括轴承外座圈；与所述轴承外座圈间隔开的阻尼器外座圈；以及在所述轴承外座圈和阻尼器外座圈之间限定的流体室。所述阻尼器组件还包括多个周向间隔的阻尼器区段，其在所述流体室内在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间延伸。每个阻尼器区段在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间沿弧形路径延伸。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，每个阻尼器区段包括第一端和第二端，所述第一端固定联接至所述轴承外座圈，所述第二端滑动联接至所述阻尼器外座圈。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，每个阻尼器区段包括通过其中而限定的多个开口。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，每个开口是在所述阻尼器区段的第一表面和所述阻尼器区段的第二表面之间延伸的通孔，使得所述开口引导流体通过所述阻尼器区段。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个开口中的每个开口定向成基本与直接围绕所述开口的所述第一和第二表面垂直。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个开口中的每个开口关于直接围绕所述开口的所述第一和第二表面倾斜地定向。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个开口包括多排开口。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述流体室包括由所述多个阻尼器区段分开的多个腔室。所述多个腔室包括第一腔室和周向相邻的第二腔室，所述第二腔室由多个阻尼器区段中的第一阻尼器区段分开。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述第一阻尼器区段包括多个开口，所述多个开口将所述第一腔室与所述第二腔室流体连通地联接。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，每个阻尼器区段包括第一端和第二端，所述第一端滑动联接至所述轴承外座圈，所述第二端固定联接至所述阻尼器外座圈。
在本公开的一方面，其可以包括任一前面和/或以下实例和方面的主题的至少一部分，所述多个阻尼器区段是灵活的。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中相同的标号表示相同的零件，在附图中：
图1是根据本公开的实例实施例的示范性燃气涡轮发动机的示意图。
图2是可以用于图1中所示的燃气涡轮发动机的示范性阻尼系统的横截面图。
图3是沿着线3-3截取的图2中所示的阻尼系统的横截面图。
图4是沿着线4-4截取的图2中所示的阻尼系统的横截面图。
图5是可以用于图1中所示的燃气涡轮发动机的替代性阻尼系统的横截面图。
图6是沿着线6-6截取的图5中所示的阻尼系统的横截面图。
图7是可以用于图5中所示阻尼系统的示范性阻尼区段的横截面图。
图8是可以用于图5中所示阻尼系统的替代性阻尼区段的横截面图。
除非另外指明，否则本公开所提供的附图意在说明本发明的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本发明的一个或多个实施例的广泛多种系统。由此，附图并非意在包括所属领域的技术人员已知的实践本公开中所公开的实施例所需的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将引用若干术语，所述术语应定义为具有以下含义。
除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”以及“所述”包括复数个参考物。
“任选”或“视需要”意指随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，且所述描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。
如本公开在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可应用于修饰可以许可的方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由例如“约”、“大约”和“大体上”的用语修饰的值不限于所指定的确切值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另外指示，否则此类范围确定包括其中含有的所有子范围。
如本公开中描述的挤压膜阻尼组件的实施例提供附加的粘滞阻尼以有利于改善旋转机器的性能。例如，本公开中描述的阻尼组件和方法在特定的发动机运行条件下提供低偏心率的低阻尼，同时在不同的发动机运行条件下提供高偏心率的高阻尼。更具体地，本公开中描述的阻尼组件和方法以被动方式在不同的发动机运行条件下提供定制的更有效的阻尼。本公开中描述的阻尼器组件比许多已知的阻尼器组件更大，通过在高挤压压力下引导流体通过阻尼器中的开口，达到期望的阻尼。而且，较大尺寸的阻尼器组件避免了在流体的粘度比期望的更高时，特别是在偏心率很低的情况下的高阻尼。
使用这些实施例，低偏心率的运行降低了通过切向开口的流速，从而只降低了粘滞阻尼，阻尼器的所有阻尼都是由于每个区段内的流体挤压作用产生的。在高偏心率运行下，由于腔室之间的动态压力差较高，所以通过切向开口的流速较高。这导致较高的粘滞阻尼以及流体挤压作用，从而提供整体较高的能量耗散。具有偏心率的提高的阻尼有助于在特定的加载条件下对于相似尺寸的阻尼器在触底(bottoming out)之前达到阻尼器的较高容量(capacity)。在本公开所描述的实施例中切向和径向开口的定制分布对特定的运行条件提供与标准挤压膜阻尼器互补的被动式阻尼器控制，这在运行偏心率提高时降低了阻尼。
本公开中描述的阻尼组件的一个实施例包括轴承组件，所述轴承组件包括轴承外座圈。阻尼器内座圈与所述轴承外座圈间隔开，并包括多个周向间隔的第一开口。阻尼器组件还包括与阻尼器内座圈间隔开的阻尼器外座圈和在所述阻尼器内座圈和所述阻尼器外座圈之间延伸的多个阻尼器区段。每个阻尼器区段包括多个第二开口。在替代性实施例中，阻尼组件包括：轴承组件，其包括轴承外座圈；与轴承外座圈间隔开的阻尼器外座圈；以及在所述轴承外座圈和阻尼器外座圈之间限定的流体室。所述阻尼器组件还包括多个周向间隔的阻尼器区段，其在所述流体室内在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间延伸。每个阻尼器区段在阻尼器外座圈和轴承外座圈之间沿弧形路径延伸，并包括多个开口以使得对从其流过的流体提供阻尼。
图1是根据本公开的示范性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图。在此示范性实施例中，燃气涡轮发动机以高涵道燃气涡轮发动机110实施。如图1中示出，燃气涡轮发动机110限定轴向方向A(平行于出于参考目的而提供的纵向中心线112延伸)和径向方向R(垂直于纵向中心线112延伸)。一般来说，燃气涡轮发动机110包括风扇壳体组件114和设置在风扇壳体组件114下游的核心燃气涡轮发动机116。
核心燃气涡轮发动机116包括基本上管状的外部壳体118，所述外部壳体118界定环形入口120。外部壳体118以串流关系包覆：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机122和高压(HP)压缩机124；燃烧区段126；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮128和低压(LP)涡轮130；和喷气排气喷嘴区段132。高压(HP)轴或转轴134将HP涡轮机128传动地连接到HP压缩机124。低压(LP)轴或转轴136将LP涡轮机130传动地连接到LP压缩机122。每个轴134和136由多个轴承组件138支撑，所述多个轴承组件具有阻尼组件140。压缩机区段、燃烧区段126、涡轮区段和排气喷嘴区段132一起界定核心空气流动路径137。
在示范性实施例中，风扇壳体组件114包括风扇142，其具有以间隔开的方式联接到盘146的多个风扇叶片144。如所描绘，风扇叶片144从盘146大体沿径向方向R向外延伸。风扇叶片144和盘146能够通过LP轴136一起围绕纵向中心线112旋转。
仍然参考图1的示范性实施例，盘146由可旋转前毂148覆盖，所述前毂成空气动力学轮廓以促进空气流通过多个风扇叶片144。另外，示范性风扇壳体组件114包括环形风扇壳体或外舱体150，所述环形风扇壳体或外舱体150周向地环绕风扇142和/或核心燃气涡轮发动机116的至少一部分。应了解，舱体150可被构造成相对于核心燃气涡轮发动机116由出口导叶组件152支撑。此外，舱体150的下游区段154可在核心燃气涡轮发动机116的外部部分上方延伸，以便在其间界定外涵气流通道156。
在燃气涡轮发动机110运行期间，一定体积的空气158通过舱体150和/或风扇壳体组件114的相关联入口160进入燃气涡轮机110。当空气158横穿风扇叶片144时，空气158的第一部分162被引导或传送到外涵气流通道156中，且空气158的第二部分164被引导或传送到核心空气流动路径137中，或更具体地说，进入增压压缩机122中。空气158的第一部分162与空气158的第二部分164之间的比率通常被称为涵道比。在空气158的第二部分164被导引通过HP压缩机124且进入燃烧区段126时，空气158的第二部分164的压力接着增加，在燃烧区段126处，空气与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体166。
燃烧气体166被导引通过HP涡轮机128，在HP涡轮机128处，来自燃烧气体166的热能和/或动能的部分通过连接到外部壳体118的HP涡轮机定子静叶168和连接到HP轴或转轴134的HP涡轮机转子叶片170的顺序级被抽取，由此使得HP轴或转轴134旋转，从而支持HP压缩机124的操作。燃烧气体166接着被导引通过LP涡轮130，在那里，来自燃烧气体166的热能和动能的第二部分经由联接到外部壳体118的LP涡轮静叶172和联接到LP轴或转轴136的LP涡轮转子叶片174的顺序级被抽取，由此导致LP轴或转轴136旋转，从而支持增压压缩机122的操作和/或风扇142的旋转。燃烧气体166随后被导引通过核心燃气涡轮发动机116的喷气排气喷嘴区段132以提供推进力。同时，当空气的第一部分162在从燃气涡轮发动机110的风扇喷嘴排气区段176抽出之前被导引通过旁路空气流通道156时，包括通过出口导叶组件152，空气的第一部分162的压力显著增加，从而也提供推进力。HP涡轮128、LP涡轮130和喷气排气喷嘴区段132至少部分地界定热气体路径178，以用于将燃烧气体166导引通过核心涡轮发动机116。
运行中，每个轴134和/或136通常围绕纵向中心线112旋转。然而，在一些运行条件中，例如但不限于弯曲转子起动和/或不平衡载荷，轴134和/或136经历偏心或绕轨道运动，这诱发振动和偏转，可以传播或传递到燃气涡轮发动机110的其它位置。在示范性实施例中，在轴134和/或136的轴承组件138处提供阻尼组件140以降低燃气涡轮发动机110内由旋转轴134和/或136引起的振动和偏转载荷。在替代性实施例中，阻尼组件140可以沿旋转轴134和/或136定位在任何位置。
然而，应了解，图1中仅以举例方式描绘了示范性燃气涡轮发动机110，并且在其它示范性实施例中，燃气涡轮发动机110可以具有任何其它合适的配置。还应了解，在其它示范性实施例中，本公开的各方面可以并入到任何其它合适的旋转机器中。举例来说，在其它示范性实施例中，本公开的各方面可并入到例如涡轮螺旋桨发动机、核心发动机、辅助动力装置和试验台中。
图2是可以用作燃气涡轮发动机110(图1中示出)中的阻尼组件140的示范性阻尼器组件200的横截面图。图3是沿着图2中所示的线3-3的阻尼器组件200的横截面图。图4是沿着图2中所示的线4-4的阻尼器组件200的横截面图。
在示范性实施例中，阻尼器组件200是挤压膜阻尼器。如图2和图3所示，轴202(例如HP轴134或LP轴136)能够由轴承组件138旋转支撑。具体地，轴承组件138图示为常规的滚动轴承，其包括轴承外座圈204、径向内轴承内座圈206和在其之间的多个滚动元件208。轴承外座圈204周向围绕轴202、轴承内座圈206和滚动元件208。轴202能够由轴承内座圈206周向地旋转支撑。在替代性实施例中，轴承组件138为使得阻尼器组件200能够如本公开中所描述起作用的任何其它轴承。
阻尼器组件200包括阻尼器内座圈210，其通过内流体室212与轴承外座圈204间隔开。在示范性实施例中，阻尼器组件200还包括阻尼器外座圈214，其通过外流体室216与阻尼器内座圈210间隔开。而且，阻尼器组件200包括多个阻尼器区段218，所述阻尼器组件区段在阻尼器内座圈210和阻尼器外座圈214之间通过外流体室216径向延伸。
在示范性实施例中，阻尼器内座圈210包括多个周向间隔的第一开口220，每个阻尼器区段218包括多个第二开口222。如图2所示，阻尼器内座圈210中的第一开口220径向定向。更具体地，第一开口220是从阻尼器内座圈210的径向内表面224延伸到阻尼器内座圈210的径向外表面226的通孔，使得第一开口220将内流体室212与外流体室216流体连通地联接。而且，阻尼器区段218设置成使得单个阻尼器区段218定位在通过阻尼器内座圈210限定的多个第一开口220中的一对相邻第一开口220之间的周向上。尽管在图2-4中第一开口220和第二开口222显示为圆形，但考虑了第一开口220和第二开口222可以用是圆形、锥形、卵形、螺旋形或其任何组合。通常，第一开口220和第二开口222可以是有利于阻尼器组件200如本公开中描述的运行的任何形状。另外，尽管在图2中示出8个开口220和8个阻尼器区段218，但考虑了阻尼器组件200包括有利于阻尼器组件200如本公开中描述的运行的任何数目的开口220和阻尼器区段218。
外流体室216包括由多个阻尼器区段218分开的多个周向间隔的腔室228，使得相邻腔室228由单个阻尼器区段218分开。如图2和图3中所示，第二开口222周向地定向，形成从阻尼器区段218的第一周向表面230延伸到阻尼器区段218的第二周向表232面的通孔。更具体地，多个腔室228包括第一腔室234和周向相邻的第二腔室236，所述第二腔室236通过多个阻尼器区段218中的第一阻尼器区段238与第一腔室234分开。如图2所示，多个第二开口222将第一腔室234与第二腔室236流体连通地联接。
运行中，轴承组件138的轴承外座圈204被限制相对于阻尼器内座圈210和阻尼器外座圈214旋转，使得旋转局限于轴承内座圈206和轴202，不过整个轴承组件138和其轴202响应于轴202内的振动和动态载荷而在阻尼器组件200内的径向和轨道方向上自由运动。在轴202加载期间，流体室212和216中的流体在轴承组件138和轴202径向位移时被加压，流体从内室212通过阻尼器内座圈210中的开口220被引导至外流体室216，流体还被引导通过阻尼器区段218中的开口222在外流体室216中的相邻腔室228之间流动，以将阻尼提供至发动机110。挤压阻尼流体通过开口220和222的动作提供额外的粘滞阻尼，其取决于流动速度和开口220和222的大小。由于通过开口220和222的较高的粘滞阻尼，阻尼器组件200的总阻尼随偏心率的增大提高，因此相比相同大小的传统阻尼器，提供转子动态响应的更高阻尼容量。
图5是可以用作燃气涡轮发动机110(图1中示出)中的阻尼组件140的替代性阻尼器组件300的横截面图。图6是沿着图5中所示的线6-6的阻尼器组件300的横截面图。图7是可以用于阻尼器组件300的示范性阻尼器区段314的横截面图。图8是可以用于阻尼器组件300的替代性阻尼区段400的横截面图。
阻尼器组件300是挤压膜阻尼器。如图5和图6所示，轴302(例如HP轴134或LP轴136)能够由轴承组件138旋转支撑。具体地，轴承组件138图示为常规的滚动轴承，其包括轴承外座圈304、径向内轴承内座圈306和在其之间的多个滚动元件308。轴承外座圈304周向围绕轴302、轴承内座圈306和滚动元件308。轴302能够由轴承内座圈306周向地旋转支撑。在替代性实施例中，轴承组件138为使得阻尼器组件300能够如本公开中所描述起作用的任何其它轴承。
如图5所示，阻尼器组件300包括与轴承外座圈304间隔开的阻尼器外座圈310和在阻尼器外座圈310和轴承外座圈304之间径向限定的流体室312。阻尼器组件300还包括多个周向间隔的阻尼器区段314，其在流体室312内在阻尼器外座圈310和轴承外座圈304之间延伸。如下面更详细描述的，每个阻尼器区段314在阻尼器外座圈310和轴承外座圈304之间沿弧形路径延伸。另外，尽管在图5中示出4个阻尼器区段314，但考虑了阻尼器组件300包括有利于阻尼器组件300如本公开中描述的运行的任何数目的阻尼器区段314。而且，阻尼器组件300可以包括附加的流体室和附加的外座圈，不局限于图5中所示的单个流体室312和单个阻尼器外座圈310。
每个阻尼器区段314包括第一端316和相对的第二端318。第一端316固定地或枢转联接至轴承外座圈304，第二端318滑动联接至阻尼器外座圈310。当轴302和轴承组件138径向移动时，作为响应阻尼器区段314的第二端318沿阻尼器外座圈310滑动。在其它实施例中，第二端318固定地或枢转地联接至阻尼器外座圈310，第一端316滑动联接至轴承外座圈304。而且，阻尼器区段314是灵活的，以应对在燃气涡轮发动机110(图1中示出)的不同运行模式期间流体室312的变化厚度。
如在图5和图7中最佳显示的，每个阻尼器区段314包括通过其限定的多个开口320。具体地，每个开口320是在阻尼器区段314的第一表面322和阻尼器区段314的第二表面324之间延伸的通孔，使得开口320引导流体通过阻尼器区段314。更具体地，流体室312包括由多个阻尼器区段314分开的多个腔室326。多个腔室326包括第一腔室328和周向相邻的第二腔室330，所述第二腔室330由多个阻尼器区段314中的第一阻尼器区段332分开。阻尼器区段332中的多个开口320将第一腔室328与第二腔室330流体连通地联接，并促进在流体室312内在腔室328和330之间引导流体。尽管在图5和图7中开口320显示为圆形，但考虑了开口320可以是圆形、锥形、卵形、螺旋形或其任何组合。通常，开口320可以是有利于阻尼器组件300如本公开中描述的运行的任何形状。
在示范性实施例中，如图5-7所示，阻尼器区段314中的多个开口320包括多排334开口320。更具体地，多排334从每个阻尼器区段314的第一端316延伸到第二端318。尽管在图6和图7中示出两排334开口320，但考虑了每个阻尼器区段314包括有利于阻尼器组件300如本公开中描述的运行的任何数目的排334的开口320。此外，相邻排334的开口320可以与相邻排334的开口320轴向偏置，并且每一排334的开口320在每个阻尼器区段314的第一轴向端336和第二轴向端338之间基本延伸整个轴向距离。
而且，在图7所示的实施例中，每个开口320基本上垂直于直接围绕开口320的第一表面322和第二表面324定向。因此，阻尼器区段314的不同排334中的开口320并不全部相互平行。更具体地，因为弧形阻尼器区段314在阻尼器外座圈310和轴承外座圈304之间在周向和径向方向两者上延伸，垂直于表面322和324的开口320定向在阻尼器区段314的不同部分中的不同方向，该表面322和324直接围绕开口320。例如，邻近每个阻尼器区段314的第一端316的排334中的开口320可以与位于阻尼器区段314的中央区域中的排334中的开口320定向在不同的方向。因此，流体室312内的阻尼流体在阻尼器外座圈310和轴承外座圈304之间的不同方向上被引导。
在另一实施例中，如图8所示，阻尼器组件300包括阻尼器区段400，其取代阻尼器区段314。阻尼器区段314和400基本上彼此类似，例外之处是阻尼器区段400包括多个开口402，其相对于直接围绕开口402的第一阻尼器区段表面404和第二阻尼器区段表面406倾斜定向。在此实施例中，开口402可以相互平行或者可以不相互平行。而且，开口402可以定向在预定的方向，以通过其朝阻尼器外座圈310或轴承外座圈304之一引导流体。
参照图5-8，运行中，轴承组件138的轴承外座圈304被限制关于阻尼器外座圈310旋转，使得旋转局限于轴承内座圈306和轴302，不过整个轴承组件138和其轴302响应于轴302内的振动和动态载荷而在阻尼器组件300内径向和倾斜方向上自由运动。在轴302加载期间，流体室312中的流体在轴承组件138和轴302径向位移时被加压，流体通过阻尼器区段314中的开口320在流体室312中的相邻腔室326之间引导，以将阻尼提供至发动机110。挤压阻尼流体通过开口320的动作提供额外的粘滞阻尼，其取决于流动速度和开口320的大小。由于通过开口320的较高的粘滞阻尼，阻尼器组件300的总阻尼随偏心率的增大提高，因此相比相同大小的传统阻尼器，提供转子动态响应的更高阻尼容量(capacity)。而且，阻尼器组件300的附加粘滞阻尼使得阻尼器组件300能够获得与传统阻尼器相似水平的阻尼，不过比传统阻尼器尺寸要大。较大尺寸的阻尼器组件300使得在轴承外座圈304接触阻尼器外座圈310之前有较高的容量(更多的轴运动)。
上文描述的挤压膜阻尼组件的实施例提供额外的粘滞阻尼以有利于改善发动机性能。具体地，本公开中描述的阻尼组件和方法在特定的发动机运行条件下提供低偏心率的低阻尼，同时在不同的发动机运行条件下提供高偏心率的高阻尼。本公开中描述的阻尼组件的一个实施例包括轴承组件，所述轴承组件包括轴承外座圈。阻尼器内座圈与所述轴承外座圈间隔开，并包括多个周向间隔的第一开口。阻尼器组件还包括与阻尼器内座圈间隔开的阻尼器外座圈和在所述阻尼器内座圈和所述阻尼器外座圈之间延伸的多个阻尼器区段。每个阻尼器区段包括多个第二开口。在替代性实施例中，阻尼组件包括：轴承组件，其包括径向外座圈；与所述轴承外座圈间隔开的阻尼器外座圈；以及在所述轴承外座圈和阻尼器外座圈之间限定的流体室。所述阻尼器组件还包括多个周向间隔的阻尼器区段，其在所述流体室内在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间延伸。每个阻尼器区段在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间沿弧形路径延伸。
使用这些实施例，低偏心率的运行降低了通过切向开口的流速，从而只降低了粘滞阻尼，阻尼器的所有阻尼都是由于每个区段内的流体挤压作用产生的。在高偏心率运行下，由于腔室之间的动态压力差较高，所以通过切向开口的流速较高。这导致较高的粘滞阻尼以及流体挤压作用，从而提供整体较高的能量耗散。与常规的挤压膜阻尼器相比，随偏心率提高阻尼为阻尼器几何形状提供了较大的设计空间，以达到相似的阻尼水平，还提供了在特定的加载条件下对相似大小的阻尼器在触底之前的较高载荷能力。在本公开所描述的实施例中切向和径向开口的定制分布对特定的运行条件提供与标准挤压膜阻尼器互补的被动式阻尼器控制，这在运行偏心率提高时降低了阻尼。
本公开中所描述的方法、系统和设备的示范性技术效果包括以下各项中的至少一项：(a)提高预定的发动机运行条件中的阻尼；(b)降低其它预定的发动机运行条件中的阻尼；(c)提高发动机性能；(d)降低发动机起动次数；(e)提高高发动机速度条件期间的发动机马力；以及(f)提高高动力运行条件下的发动机稳定性。
用于挤压膜阻尼器的方法、系统和设备的示范性实施例不限于本公开所描述的具体实施例，相反，系统的部件和/或方法的步骤可以相对于本公开所描述的其它部件和/或步骤独立地和单独地使用。例如，所述方法也可与需要阻尼器组件的其它系统和相关联方法组合使用，且不限于仅用如本公开所描述的系统和方法来实践。相反，示范性实施例可结合可受益于为可旋转轴提供阻尼的许多其它应用、设备和系统实施和使用。
尽管可能在一些附图中展示本发明的各种实施例的具体特征，而在其它附图中未展示，但这仅是为方便起见。根据本发明的原理，可结合任何其它图式的任何特征参考和/或主张图式的任何特征。
本书面描述使用实例来公开包括最佳模式的实施例，并且还使所属领域的技术人员能够实践所述实施例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书所界定，且可包括所属领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有并非不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构要素，那么此类其它实例希望在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种阻尼器组件(200)，包括：
轴承组件(138)，所述轴承组件包括轴承外座圈(204)；
与所述轴承外座圈间隔开的阻尼器内座圈(210)，其中，所述阻尼器内座圈包括多个周向间隔的第一开口(220)；
与所述阻尼器内座圈间隔开的阻尼器外座圈(214)；以及
多个阻尼器区段(218)，其在所述阻尼器内座圈和所述阻尼器外座圈之间延伸，其中，每个阻尼器区段包括多个第二开口(222)。
2.根据权利要求1所述的组件(200)，其中，所述多个第一开口(220)径向地定向，并且所述多个第二开口(222)周向地定向。
3.根据权利要求1所述的组件(200)，其中，所述阻尼器内座圈(210)通过内流体室(212)与所述轴承外座圈(204)间隔开，并且其中，所述阻尼器外座圈(214)通过外流体室(216)与所述阻尼器内座圈间隔开。
4.根据权利要求3所述的组件(200)，其中，所述多个第一开口(220)将所述内流体室(214)与所述外流体室(216)流体连通地联接。
5.根据权利要求1所述的组件(200)，其中，所述多个第一开口(220)是从所述阻尼器内座圈(210)的径向内表面(224)延伸到所述阻尼器内座圈的径向外表面(226)的通孔，并且其中，所述多个第二开口(222)是从所述阻尼器区段(218)的第一周向表面(230)延伸到所述阻尼器区段的第二周向表面(232)的通孔。
6.一种阻尼器组件(300)，包括：
轴承组件(138)，所述轴承组件包括轴承外座圈(304)；
与所述轴承外座圈间隔开的阻尼器外座圈(310)；
流体室(312)，其限定于所述轴承外座圈和所述阻尼器外座圈之间；以及
多个周向间隔的阻尼器区段(314)，其在所述流体室内在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间延伸，其中，每个阻尼器区段在所述阻尼器外座圈和所述轴承外座圈之间沿弧形路径延伸。
7.根据权利要求6所述的组件(300)，其中，每个阻尼器区段(314)包括第一端(316)和第二端(318)，所述第一端固定联接至所述轴承外座圈(304)，所述第二端滑动联接至所述阻尼器外座圈(310)。
8.根据权利要求6所述的组件(300)，其中，每个阻尼器区段(314)包括通过其中而限定的多个开口(320)。
9.根据权利要求8所述的组件(300)，其中，每个开口(320)是在所述阻尼器区段(314)的第一表面(322)和所述阻尼器区段的第二表面(324)之间延伸的通孔，使得所述开口引导流体通过所述阻尼器区段。
10.根据权利要求9所述的组件(300)，其中，所述多个开口中的每个开口(320)定向成基本与直接围绕所述开口的所述第一表面(322)和所述第二表面(324)垂直。
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