CN108825361A - 排气总压控制式压气机喘振调节机构 - Google Patents

Abstract

一种机械设计技术领域的排气总压控制式压气机喘振调节机构，包括放气管、调节体、调节板、总压装置、压力传递管、调节杆、控制体、控制板、弹簧，总压装置布置在催化器的后端，控制板布置在控制体内，控制板与控制体的内壁面密封接触，控制板的上壁面通过弹簧与控制体的上壁面连接在一起。当发动机负荷增大时，放气管被隔断，压气机正常给发动机供气；当发动机负荷降低时，有一部分气体从压气机前流到压气机后，压气机相对流量较大，没有喘振发生。本发明设计合理，结构简单，适用于压气机防喘振系统的优化设计。

Description

排气总压控制式压气机喘振调节机构

技术领域

本发明涉及的是一种机械设计技术领域的压气机喘振调节系统，特别是一种适用于增压发动机的排气总压控制式压气机喘振调节机构。

背景技术

压气机都是按给定的进气条件、转速、增压比和空气流量设计的，但其工作状态(工作环境的温度、压力、转速和空气流量等)实际上是变化的，压气机在各种工作状态下的性能称为压气机特性。在一定转速下，当压气机的增压比增大到某一数值时，压气机就会进入不稳定的工作状态，很容易发生喘振，使整个系统产生低频大振幅的气流轴向脉动，甚至会发生瞬间气流倒流的现象。压气机喘振可能导致叶片断裂、结构损坏、燃烧室超温和发动机熄火停车。为避免发生喘振可以采取下列措施：按转速调节某几级整流叶片的安装角，使流入的气流具有合适的迎角，避免气流分离而造成喘振；将多级压气机分成2个不同转速的转子,分别由高、低压涡轮驱动。有些发动机采用3转子结构；多级轴流式压气机从中间级放气，以增加前面各级的空气流量，避免气流的迎角过大，产生分离，出现喘振；多级轴流式压气机在第一级压气机的机匣上开槽，使第一级工作轮叶片尖端部分的气流通过机匣上的槽道产生回流，减小气流的迎角，这种方法称为机匣处理。压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率，高振幅的震荡现象。这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源，他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温，并在很短的时间内造成机件的严重损坏，所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作。发动机的声音由尖哨转变为低沉；发动机的振动加大；压气机出口总压和流量大幅度的波动；转速不稳定，推力突然下降并且有大幅度的波动；发动机的排气温度升高，造成超温；严重时会发生放炮，气流中断而发生熄火停车。因此，一旦发生上述现象，必须立即采取措施，使压气机退出喘振工作状态。

在现有技术中，还没有利用离心力原理对压气机喘振进行控制的技术。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种排气总压控制式压气机喘振调节机构，可以利用发动机排气总压来控制压气机的喘振。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括进气管、空滤、压气机、发动机、排气管、涡轮、催化器、放气管、调节体、调节板、总压装置、压力传递管、调节杆、控制体、控制板、弹簧，进气管的出气口与发动机的进气道相连接，排气管的进气口与发动机的排气道相连接，空滤、压气机依次连接在进气管上，涡轮、催化器依次连接在排气管上，放气管的两端分别与压气机前后的进气管相连通，调节体布置在放气管上，调节板布置在调节体内，调节体的内部腔体为长方体，调节板的横截面为长方形，调节板与调节体的内壁面密封接触；总压装置布置催化器的后端，总压装置的上壁面安装一个渐缩喷管，总压装置的下壁面安装一个渐缩总压管，总压装置的侧壁面安装一个出气管；控制板布置在控制体内，控制板与控制体的内壁面密封接触，控制板的上壁面通过弹簧与控制体的上壁面连接在一起，调节杆的上端穿过控制体下壁面后与控制板固结在一起，调节杆的下端穿过调节体的上壁面后与调节板固结在一起，压力传递管的一端与渐缩总压管的底部连通，压力传递管的另一端与控制板下方的控制体内部腔体连通。

进一步地，在本发明中，总压装置内部腔体横截面为圆形，控制体内部腔体横截面为长方形。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，结构简单，可以利用热膨胀装置来防止压气机出现喘振。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面的结构示意图；

图3为图1中B-B剖面的结构示意图；

图4为图1中C-C剖面的结构示意图；

图5为图1的局部放大图；

其中：1、进气管，2、空滤，3、压气机，4、发动机，5、排气管，6、涡轮，7、催化器，8、放气管，9、调节体，10、调节板，11、总压装置，12、压力传递管，13、调节杆，14、控制体，15、控制板，16、弹簧，17、渐缩喷管，18、渐缩总压管，19、出气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1至图5所示，本发明包括进气管1、空滤2、压气机3、发动机4、排气管5、涡轮6、催化器7、放气管8、调节体9、调节板10、总压装置11、压力传递管12、调节杆13、控制体14、控制板15、弹簧16，进气管1的出气口与发动机4的进气道相连接，排气管5的进气口与发动机4的排气道相连接，空滤2、压气机3依次连接在进气管1上，涡轮6、催化器7依次连接在排气管5上，放气管8的两端分别与压气机3前后的进气管1相连通，调节体9布置在放气管8上，调节板10布置在调节体9内，调节体9的内部腔体为长方体，调节板10的横截面为长方形，调节板10与调节体9的内壁面密封接触；总压装置11布置催化器7的后端，总压装置11的上壁面安装一个渐缩喷管17，总压装置11的下壁面安装一个渐缩总压管18，总压装置11的侧壁面安装一个出气管19；控制板15布置在控制体14内，控制板15与控制体14的内壁面密封接触，控制板15的上壁面通过弹簧16与控制体14的上壁面连接在一起，调节杆13的上端穿过控制体14下壁面后与控制板15固结在一起，调节杆13的下端穿过调节体9的上壁面后与调节板10固结在一起，压力传递管12的一端与渐缩总压管18的底部连通，压力传递管12的另一端与控制板15下方的控制体14内部腔体连通；总压装置11内部腔体横截面为圆形，控制体14内部腔体横截面为长方形。

在本发明的工作过程中，当发动机4负荷增大时，排气管5内的排气流量也增大，渐缩喷管17出口处的流速也增大，渐缩总压管18内的总压也增大，此总压增大作用被压力传递管12传递到控制板15下方的控制体14内，从而使控制板15带动调节杆13向上移动并压缩弹簧16，调节杆13带动调节板10向上移动，旁通管8被阻断，压气机3的供气全部给发动机4。当发动机4负荷降低时，排气管5内的排气流量降低，渐缩喷管17出口处的流速也降低，渐缩总压管18内的总压也减小，此总压减小作用被压力传递管12传递到控制板15下方的控制体14内，在弹簧16的弹性作用下，控制板15带动调节杆13也向下移动，从而使调节杆13带动调节板10向下移动，有一部分气体从压气机3前通过放气管8流到压气机3后，压气机3的相对流量较大，没有喘振发生。

Claims (2)

1.一种排气总压控制式压气机喘振调节机构，包括进气管(1)、空滤(2)、压气机(3)、发动机(4)、排气管(5)、涡轮(6)、催化器(7)，进气管(1)的出气口与发动机(4)的进气道相连接，排气管(5)的进气口与发动机(4)的排气道相连接，空滤(2)、压气机(3)依次连接在进气管(1)上，涡轮(6)、催化器(7)依次连接在排气管(5)上，其特征在于，还包括放气管(8)、调节体(9)、调节板(10)、总压装置(11)、压力传递管(12)、调节杆(13)、控制体(14)、控制板(15)、弹簧(16)，放气管(8)的两端分别与压气机(3)前后的进气管(1)相连通，调节体(9)布置在放气管(8)上，调节板(10)布置在调节体(9)内，调节体(9)的内部腔体为长方体，调节板(10)的横截面为长方形，调节板(10)与调节体(9)的内壁面密封接触；总压装置(11)布置催化器(7)的后端，总压装置(11)的上壁面安装一个渐缩喷管(17)，总压装置(11)的下壁面安装一个渐缩总压管(18)，总压装置(11)的侧壁面安装一个出气管(19)；控制板(15)布置在控制体(14)内，控制板(15)与控制体(14)的内壁面密封接触，控制板(15)的上壁面通过弹簧(16)与控制体(14)的上壁面连接在一起，调节杆(13)的上端穿过控制体(14)下壁面后与控制板(15)固结在一起，调节杆(13)的下端穿过调节体(9)的上壁面后与调节板(10)固结在一起，压力传递管(12)的一端与渐缩总压管(18)的底部连通，压力传递管(12)的另一端与控制板(15)下方的控制体(14)内部腔体连通。

2.根据权利要求1所述的排气总压控制式压气机喘振调节机构，其特征在于所述总压装置(11)内部腔体横截面为圆形，控制体(14)内部腔体横截面为长方形。