CN110374689B - 作动筒、可调静子叶片的调节机构及航空发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作动筒、可调静子叶片的调节机构及航空发动机，其中，作动筒包括：筒体；传动件，其第一端设于所述筒体内，且与所述筒体之间形成空腔；其第二端沿所述筒体的轴向设于所述筒体外，且用于连接执行件；和第一密封部，设于所述传动件的第一端，用于将所述空腔分隔为第一腔和第二腔；所述第一腔与所述第二腔之间的压力差可调，用于驱动所述传动件往复转动。本发明能够简化传力形式，且传动件的动作幅度小，降低了结构干涉风险。

Description

作动筒、可调静子叶片的调节机构及航空发动机

技术领域

本发明涉及航空设备领域，尤其涉及一种作动筒、可调静子叶片的调节机构及航空发动机。

背景技术

发动机VSV(Variable Stator Vane可调静子叶片)调节机构一般通过作动筒驱动，由于作动筒只能做直线往复运动，为了将直线运动转化为VSV作动环沿发动机中轴线的转动，一般通过两种方式实现。

一种是将作动筒平行于发动机轴线放置，通过一系列用于转换的机械结构实现运动方式的转换(直线运动转换为转动)，这种方式的弊端是机械结构复杂，占用空间大。

另一种是将作动筒垂直于发动机轴线放置，作动筒同时也垂直于扭力杆，将作动筒的无杆腔端铰接在机匣上，有杆腔端的作动杆铰接在扭力杆上，无需转化机构，直接驱动扭力杆转动。这种方式的弊端是作动筒本身也要跟着VSV作动环运动，从而液压油需要通过软管输送，软管占用空间较大，且附件本身不能完全固定在机匣上，附件本身的运动可能会引起较多的干涉风险，管路的频繁运动或导致管路疲劳，或接口处漏油，由于传力连杆结构的本身特性，扭力杆所受到的力矩不稳定。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种用于简化传力方式的作动筒、可调静子叶片的调节机构及航空发动机。

本发明的一些实施例提供了一种作动筒，其包括：筒体；传动件，其第一端设于所述筒体内，且与所述筒体之间形成空腔；其第二端沿所述筒体的轴向设于所述筒体外，且用于连接执行件；和第一密封部，设于所述传动件的第一端，用于将所述空腔分隔为第一腔和第二腔；所述第一腔与所述第二腔之间的压力差可调，用于驱动所述传动件往复转动。

可选地，所述传动件的第一端的部分外表面与所述筒体的内壁面贴合；所述传动件的第一端的其他外表面与所述筒体的内壁面之间形成所述空腔。

可选地，所述传动件的第一端与所述筒体之间形成的所述空腔为环形腔；所述作动筒还包括：第二密封部，其设于所述筒体内，用于将所述环形腔分为第一弧形腔和第二弧形腔；其中，所述第二弧形腔包括所述第一腔和所述第二腔。

可选地，所述第一腔设有第一进出油口，用于向所述第一腔内注油，及将所述第一腔内的油排出；所述第二腔设有第二进出油口，用于向所述第二腔内注油，及将所述第二腔内的油排出；所述第一弧形腔用于收集漏油，且设有用于排出漏油的漏油孔。

可选地，所述第二密封部包括第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件用于与所述传动件的第一端面配合以限制所述传动件向所述第一弧形腔的方向移动。

可选地，所述传动件被构造成杆状。

可选地，所述传动件的中轴线与所述筒体的中轴线重合。

本发明的一些实施例提供了一种可调静子叶片的调节机构，其包括执行件和上述的作动筒。

可选地，所述执行件被构造成杆状，用于向可调静子叶片传递扭力；所述作动筒中的传动件被构造成杆状；所述传动件的第二端与所述执行件的第一端连接。

可选地，所述执行件沿轴向设有至少一个用于连接可调静子叶片的连接部。

可选地，所述传动件的第二端与所述执行件的第一端之间设有相互配合的插块和插孔。

可选地，所述执行件与所述作动筒中的传动件一体成型。

本发明的一些实施例提供了一种航空发动机，其包括可调静子叶片和上述可调静子叶片的调节机构。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，传动件的第一端设于筒体内，且与筒体之间形成空腔；传动件的第二端沿筒体的轴向设于筒体外，且用于连接执行件；传动件从筒体的第二端伸出，更容易实现筒体的密封；第一密封部设于传动件的第一端，用于将传动件的第一端与筒体之间形成的空腔分隔为第一腔和第二腔；第一腔与第二腔之间的压力差可调，用于驱动传动件往复转动；传动件往复转动进而带动执行件往复转动，传动件的传力方式为转动，简化了传力形式，且传动件的动作幅度小，降低了结构干涉风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的作动筒与执行件的连接示意图；

图2为本发明一些实施例提供的作动筒的爆炸示意图；

图3为本发明一些实施例提供的作动筒的主视示意图；

图4为图3的A-A剖视示意图；

图5为本发明一些实施例提供的作动筒的侧视示意图；

图6为图5的B-B剖视示意图。

附图中标号：

1-筒体；2-传动件；3-执行件；4-第一密封部；5-第二密封部；6-第一弧形腔；7-第一腔；8-第二腔；9-垫片；10-压板；11-螺栓；12-连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一些实施例提供的作动筒包括筒体1、传动件2和第一密封部4(如图2所示)。

如图2所示，在一些实施例中，筒体1可以为圆筒形(但不限于此)，筒体1的第一端封闭，筒体1的第二端设有垫片9和压板10。垫片9用于将筒体1密封，压板10用于将垫片9固定于筒体1。进一步地，可以通过螺栓11将压板10和垫片9固定在筒体1的第二端。

在一些实施例中，传动件2的第一端设于筒体1内，且与筒体1之间形成空腔；传动件2的第二端沿筒体1的轴向设于筒体1外，且用于连接执行件3。传动件2从筒体1的第二端伸出，更容易实现筒体1的密封。

进一步地，传动件2的第二端从筒体1的第二端伸出，垫片9设有允许传动件2的第二端穿过的通孔，且垫片9用于实现筒体1与传动件2之间的密封。进一步地，压板10设有允许传动件2的第二端穿过的通孔，压板10用于将垫片9固定于筒体1。

在一些实施例中，第一密封部4设于传动件2的第一端，用于将传动件2的第一端与筒体1之间形成的空腔分隔为第一腔7和第二腔8。

在一些实施例中，第一腔7与第二腔8之间的压力差可调，用于驱动传动件2往复转动。传动件2往复转动进而带动执行件3往复转动，传动件2的传力方式为转动，用于为其驱动的执行件3提供一个稳定的驱动力矩，相比于现有技术中的直线往复型作动筒，明显降低了传动件的动作幅度，在零件结构复杂的发动机机匣表面，这一特性显著降低了结构干涉的风险。

在一些实施例中，通过将筒体1固定，将传动件2的第二端连接执行件3的一端，以进行扭转动力的传递，既不需要复杂的运动转换结构，又同时减少了一个用于固定执行件3的支架，显著简化了调节机构的整体结构，同时降低了系统重量。

在一些实施例中，传动件2的第一端的部分外表面与筒体1的内壁面紧密贴合。传动件2的第一端的其他外表面与筒体1的内壁面之间形成空腔。该空腔即为传动件2的第一端与筒体1之间形成的空腔，该空腔通过第一密封部4分为第一腔7和第二腔8。

在一些实施例中，第一密封部4既用于将传动件2的第一端与筒体1之间形成的空腔分隔为第一腔7和第二腔8，又用于支撑传动件2，使传动件2的部分外表面与筒体1的内壁面紧密贴合，使传动件2的其他外表面与筒体1的内壁面之间形成空腔。

如图6所示，在一些实施例中，传动件2的第一端周向与筒体1的内壁面之间均具有一定间隙。传动件2的第一端与筒体1之间形成的空腔为环形腔。作动筒还包括第二密封部5，其设于筒体1内，用于将环形腔分为第一弧形腔6和第二弧形腔。传动件2的第一端设置的第一密封部4将第二弧形腔分隔为第一腔7和第二腔8。

如图4所示，第一密封部4可以与传动件2的第一端一体成型，既用于将第二弧形腔分隔为第一腔7和第二腔8，又用于支撑传动件2。

在一些实施例中，第二密封部5既用于将环形腔分为第一弧形腔6和第二弧形腔，且用于限制传动件2向第一弧形腔6的方向移动。第一密封部4用于将第二弧形腔分为第一腔7和第二腔8。

如图6所示，在一些实施例中，第二密封部5包括第一部件和第二部件，第一部件和第二部件均设有弧形面，用于与传动件2的第一端外表面配合，以将环形腔分为第一弧形腔6和第二弧形腔，又用于限制传动件2向第一弧形腔6的方向移动。第一密封部4用于将第二弧形腔分为第一腔7和第二腔8。

在一些实施例中，第二密封部5的第一部件和第二部件可以对称设于筒体1的内壁面。

在一些实施例中，第二密封部5的第一部件和第二部件可以设于筒体1的中部或者可以设于筒体1的中部略靠近第一弧形腔6的位置。

在一些实施例中，第一腔7与第二腔8之间的压力差可以为气压差或者液压差等。

在一些实施例中，第一腔7设有第一进出油口，用于向第一腔7内注油，及将第一腔7内的油排出。第二腔8设有第二进出油口，用于向第二腔8内注油，及将第二腔8内的油排出。

在一些实施例中，第一弧形腔6用于收集漏油。第一弧形腔6设有用于排出漏油的漏油孔。通过设置第一弧形腔6收集漏油，能够提高设备的安全性能，适用于航空发动机领域。

在一些实施例中，传动件2被构造成杆状。

进一步地，传动件2的中轴线与筒体1的中轴线重合。传动件2从筒体1的第二端伸出，运动时传动件2绕中轴转动，带动执行件3转动。

在一些具体实施例中，筒体1与传动件2的第一端之间形成环形腔，整个环形腔分为三个腔室，其中包括一个漏油腔(第一弧形腔6)，两个驱动腔(第一腔7和第二腔8)。

传动件2的第一端与第一密封部4为一体结构，传动件2从环形腔的一端的中轴线方向伸出，第一密封部4将第二弧形腔一分为二，两个腔体(第一腔7和第二腔8)分别与一个进出油口相连，两进出油口分别对应通高压油和低压油，以推动第一密封部4带动传动件2绕中轴转动，从而带动执行件3转动。

在一些具体实施例中，传动件2被构造成杆状，传动件2的第一端插入筒体1内，传动件2的第二端从筒体1的第二端伸出。第一密封部4可以为矩形活塞，矩形活塞将筒体1与传动件2之间的第二弧形腔分割为第一腔7和第二腔8，第一腔7和第二腔8分别对应连通第一进出油口和第二进出油口。垫片9和压板10通过螺栓11固定在筒体1的第二端。

如图6所示，当第一腔7的第一进出油口通高压来油，第二腔8的第二进出油口低压回油，推动传动件2逆时针转动，从而带动执行件3逆时针转动，实现作动筒的动力输出。反之，第一腔7的第一进出油口低压回油，第二腔8的第二进出油口通高压来油，推动传动件2顺时针转动，从而带动执行件3顺时针转动，实现作动筒的动力输出。

一些实施例提供的可调静子叶片的调节机构，其包括执行件3和一些实施例提供的作动筒。

在一些实施例中，作动筒的筒体1固定，不需要使用软管输送液压油，避免了因软管长期摆动造成的管路疲劳或接口漏油。

在一些实施例中，作动筒通过传动件2连接执行件3传递扭力，不需要复杂的运动转换结构，同时减少了一个用于固定执行件3的支架，显著简化了可调静子叶片的调节机构的整体结构，同时降低了系统重量。

在一些实施例中，筒体1与传动件2之间的腔为环形腔，传动件2从环形腔一端的中轴线方向伸出，运动方式为往复转动。筒体1与传动件2之间通过第一密封部4和第二密封部5形成的第一腔7和第二腔8都是无杆腔，易于实现密封，且通过第二密封部5形成的第一弧形腔6用于收集漏油，避免产生安全隐患。

在一些实施例中，执行件3被构造成杆状，用于向可调静子叶片传递扭力。

在一些实施例中，执行件3为杆状，且沿执行件3的轴向设有至少一个用于连接可调静子叶片的连接部12。例如：图1中所示设置三个连接部12。每一连接部12用于连接至一作动环，每一作动环设有一圈叶片。

在一些实施例中，作动筒中的传动件2被构造成杆状。传动件2的第二端与执行件3的第一端连接。

在一些实施例中，传动件2的第二端与执行件3的第一端之间设有相互配合的插块和插孔(但不限于此)，以用于实现传动件2与执行件3的连接。作动筒通过传动件2连接执行件3传递扭力，不需要复杂的运动转换结构。

如图2、图3、图5所示，在一些实施例中，传动件2的第二端设有“十”字型插块，对应的，执行件3的第一端设有“十”字型插孔。

在一些实施例中，执行件3与作动筒中的传动件2一体成型。作动筒通过传动件2连接执行件3传递扭力，不需要复杂的运动转换结构。

在一些实施例中，作动筒的筒体1可以固定在执行件3一端的机匣上，筒体1的中轴线与执行件3的中轴线重合，直接带动执行件3转动；且作动筒的筒体1同时可充当执行件3的支架，不仅简化了复杂的运动转换结构，同时减少了一个固定执行件3的支架，显著简化了可调静子叶片的调节机构的整体结构，同时降低了系统重量。

一些实施例提供的航空发动机，其包括可调静子叶片和上述一些实施例的可调静子叶片的调节机构。

在一些实施例中，可调静子叶片包括至少一个作动环，作动环为环形，作动环上设有至少一个叶片，或者，沿作动环设置一圈叶片。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种航空发动机，其特征在于：包括可调静子叶片、可调静子叶片的调节机构和机匣；

所述可调静子叶片的调节机构包括执行件(3)和作动筒；其中，所述执行件(3)为杆状，且沿所述执行件(3)的轴向设有至少一个连接所述可调静子叶片的连接部(12)；

所述作动筒包括：

筒体(1)；

传动件(2)，其第一端设于所述筒体(1)内，且与所述筒体(1)之间形成空腔；其第二端沿所述筒体(1)的轴向设于所述筒体(1)外，且连接所述执行件(3)；和

第一密封部(4)，设于所述传动件(2)的第一端，用于将所述空腔分隔为第一腔(7)和第二腔(8)；

所述第一腔(7)与所述第二腔(8)之间的压力差可调，用于驱动所述传动件(2)往复转动；

所述筒体(1)固定在所述执行件(3)一端的所述机匣上，所述筒体(1)的中轴线与所述执行件(3)的中轴线重合。

2.如权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，

所述传动件(2)的第一端的部分外表面与所述筒体(1)的内壁面贴合；

所述传动件(2)的第一端的其他外表面与所述筒体(1)的内壁面之间形成所述空腔。

3.如权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，

所述传动件(2)的第一端与所述筒体(1)之间形成的所述空腔为环形腔；

所述作动筒还包括：第二密封部(5)，其设于所述筒体(1)内，用于将所述环形腔分为第一弧形腔(6)和第二弧形腔；

其中，所述第二弧形腔包括所述第一腔(7)和所述第二腔(8)。

4.如权利要求3所述的航空发动机，其特征在于，

所述第一腔(7)设有第一进出油口，用于向所述第一腔(7)内注油，及将所述第一腔(7)内的油排出；

所述第二腔(8)设有第二进出油口，用于向所述第二腔(8)内注油，及将所述第二腔(8)内的油排出；

所述第一弧形腔(6)用于收集漏油，且设有用于排出漏油的漏油孔。

5.如权利要求3所述的航空发动机，其特征在于，所述第二密封部(5)包括第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件用于与所述传动件(2)的第一端面配合以限制所述传动件(2)向所述第一弧形腔(6)的方向移动。

6.如权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述传动件(2)被构造成杆状。

7.如权利要求6所述的航空发动机，其特征在于，所述传动件(2)的中轴线与所述筒体(1)的中轴线重合。

8.如权利要求1至7任一项所述的航空发动机，其特征在于，

所述执行件(3)被构造成杆状，用于向可调静子叶片传递扭力；

所述作动筒中的传动件(2)被构造成杆状；

所述传动件(2)的第二端与所述执行件(3)的第一端连接。

9.如权利要求8所述的航空发动机，其特征在于，所述传动件(2)的第二端与所述执行件(3)的第一端之间设有相互配合的插块和插孔。

10.如权利要求8所述的航空发动机其特征在于，所述执行件(3)与所述作动筒中的传动件(2)一体成型。

Images