CN111706433B

CN111706433B - 一种声衬组合结构

Info

Publication number: CN111706433B
Application number: CN202010394478.2A
Authority: CN
Inventors: 侯鹏; 董阳; 司艳丽; 印雪梅; 韩方军
Original assignee: AECC Shenyang Engine Research Institute
Current assignee: AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2040-05-11
Also published as: CN111706433A

Abstract

本申请属于发动机中介机匣降噪设计技术领域，具体涉及一种声衬组合结构，包括：风扇前声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内风扇叶片之前；风扇后声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内风扇叶片与静子叶片之间；静子叶片声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内静子叶片之后，其上具有靠近前端的中频消音区、靠近后端的高频消音区；中频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；高频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔。

Description

一种声衬组合结构

技术领域

本申请属于发动机中介机匣降噪设计技术领域，具体涉及一种声衬组合结构。

背景技术

发动机中介机匣内设置有风扇叶片、静子叶片，气流流入中介机匣时，依次流经风扇叶片、静子叶片，产生大量的噪声，为降低中介机匣内产生的噪音，当前多在其内设置有声衬结构。

当前在中介机匣内设置的声衬结构多包括呈环形的风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬，其中，风扇前声衬位于风扇叶片之前，风扇后声衬位于风扇叶片与静子叶片之间，静子叶片声衬位于静子叶片之后；风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬主要依靠其上开设的消音孔吸收降低中介机匣内的噪音。

试验表明声衬结构中风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬上消音孔的形状、大小、排列方式、开孔率(开孔面积占总面积的比值)，对声衬的强度、气流的流动阻力以及噪音的吸收频带、吸收大小有重要影响，而当前声衬结构中，出于设计及其加工效率方面的考虑，忽视消音孔忽略形状、大小、排列方式、开孔率的影响，多在风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬上开设圆形的消音孔，以正三角形或矩形的形式排列，具有以下缺陷：

1)、没有考虑中介机匣内气流方向及其噪声频带的分布特性，风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬上消音孔统一设计为圆形均匀排列，降噪效果较差；

2)、风扇前声衬、风扇后声衬、静子叶片声衬上消音孔设计为圆形难以达到较高的穿孔率，当穿孔率超过14％时，消音孔间的边距会过小，使声衬的强度遭受极大损害，容易发生严重变形，甚至于破坏；

3)、风扇前声衬、风扇后声衬上圆形的消音孔会对对应部位的气流产生较大阻力，影响发动机的气动性能，甚至产生额外噪声。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种声衬组合结构，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一种声衬组合结构，包括：

风扇前声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内风扇叶片之前；

风扇后声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内风扇叶片与静子叶片之间；

静子叶片声衬，用以在中介机匣内设置，位于中介机匣内静子叶片之后，其上具有靠近前端的中频消音区、靠近后端的高频消音区；中频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；高频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，中频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔；中频消音区的大圆孔分布区域、小圆孔分布区域沿轴向相间分布；中频消音区的大圆孔呈矩形排列；中频消音区的小圆孔呈正三角形排列；

高频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；高频消音区的大圆孔分布区域、小圆孔分布区域沿轴向相间分布；高频消音区的大圆孔呈矩形排列；高频消音区的小圆孔呈正三角形排列。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，中频消音区大圆孔、小圆孔的直径比为2:1，开孔面积比为1:1～1:4；

高频消音区大圆孔、小圆孔的直径比为2:1，开孔面积比为1:1～1:4。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，中频消音区消音孔的开孔率为10％～20％；大圆孔的直径为1.2～3.2mm；

高频消音区消音孔的开孔率为10％～14％；小圆孔的直径为0.8～2mm，呈正三角形排列。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，风扇前声衬、风扇后声衬以复合材料制造，其消音孔为沿周向伸展的矩形孔。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，矩形孔的开孔率为14％～15％。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，矩形孔呈矩形排列或交替排列。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，矩形孔长度为1～5mm，宽度为3～7mm。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，风扇前声衬、风扇后声衬的消音孔为沿周向伸展的椭圆形孔。

根据本申请的至少一个实施例，上述声衬组合结构中，所述椭圆形孔的开孔率为14％～15％。

附图说明

图1是本申请实施例提供的声衬组合结构的示意图；

其中：

1-风扇前声衬；2-中介机匣；3-风扇叶片；4-风扇后声衬；5-静子叶片；6-静子叶片声衬。

具体实施方式

为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。

此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。

下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。

一种声衬组合结构，包括：

风扇前声衬1，用以在中介机匣2内设置，位于中介机匣2内风扇叶片3之前；

风扇后声衬4，用以在中介机匣2内设置，位于中介机匣2内风扇叶片3与静子叶片5之间；

静子叶片声衬6，用以在中介机匣2内设置，位于中介机匣2内静子叶片5之后，其上具有靠近前端的中频消音区、靠近后端的高频消音区；中频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；高频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔。

对于上述实施例公开的声衬组合结构，领域内技术人员可以理解的是，中介机匣中由于风扇叶片3的整流作用，导致气流通过的频率较高，致使静子叶片5位置处产生噪声频带较高，为中频噪声、高频噪声，将静子叶片声衬6的中频消音区的消音孔设置为大圆孔，声阻较小，可有效降低中频噪声；将静子叶片声衬6的高频消音域的消音孔设置为小圆孔，声阻较大，可有效降低高频噪声。

对于上述实施例公开的声衬组合结构，领域内技术人员还可以理解的是，其充分考虑中介机匣2中噪声频带的分布特性，在静子叶片声衬6上以大圆孔、小圆孔配合的形式有效降低高频噪声、中频噪声，提高对中介机匣2的降噪效果。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，中频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔；中频消音区的大圆孔分布区域、小圆孔分布区域沿轴向相间分布；中频消音区的大圆孔呈矩形排列；中频消音区的小圆孔呈正三角形排列；

对于上述实施例公开的声衬组合结构，领域内技术人员还可以理解的是，中介机匣中风扇叶片3尾缘气流趋于均匀流，设计静子叶片声衬6中频消音区、高频消音区大圆孔、小圆孔以矩形、正三角形交错排列，相间分布可有效提高对对应部位的降噪效果。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，中频消音区大圆孔、小圆孔的直径比为2:1，开孔面积比为1:1～1:4；

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，中频消音区消音孔的开孔率为10％～20％；大圆孔的直径为1.2～3.2mm；

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，风扇前声衬1、风扇后声衬4以复合材料制造，其消音孔为沿周向伸展的矩形孔。

对于上述实施例公开的声衬组合结构，领域内技术人员还可以理解的是，复合材料为各向异性材料，其上矩形孔四角的缺口敏感性弱于金属材料，可在复合材料制造的风扇前声衬1、风扇后声衬4上开设矩形孔，经实验验证，相同穿孔率下，矩形孔相较于圆孔可以减小15％～30％的流阻，以此能够降低风扇前声衬1、风扇后声衬4对应部位的气流阻力，且避免产生额外噪声。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，矩形孔的开孔率为14％～15％。

对于上述实施例公开的声衬组合结构，领域内技术人员还可以理解的是，在相同穿孔率的情况下，相较于圆形孔矩形孔间的边距相对较大，可以较好的保证结构强度，因此在风扇前声衬1、风扇后声衬4可以设计矩形孔具有相对较大的开孔率，以此提高风扇前声衬1、风扇后声衬4的吸音效果。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，矩形孔呈矩形排列或交替排列。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，矩形孔长度为1～5mm，宽度为3～7mm。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，风扇前声衬1、风扇后声衬4的消音孔为沿周向伸展的椭圆形孔，以具有相对较大的边距，能够在相同的开孔率下保证风扇前声衬1、风扇后声衬4的结构强度，避免风扇前声衬1、风扇后声衬4在发动机工作时发生严重变形。

在一些可选的实施例中，上述声衬组合结构中，椭圆形孔的开孔率为14％～15％，以具有相对较大的开孔率，提高风扇前声衬1、风扇后声衬4的吸音效果。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种声衬组合结构，其特征在于，包括：

风扇前声衬(1)，用以在中介机匣(2)内设置，位于所述中介机匣(2)内风扇叶片(3)之前；

风扇后声衬(4)，用以在所述中介机匣(2)内设置，位于所述中介机匣(2)内风扇叶片(3)与静子叶片(5)之间；

静子叶片声衬(6)，用以在所述中介机匣(2)内设置，位于所述中介机匣(2)内静子叶片(5)之后，其上具有靠近前端的中频消音区、靠近后端的高频消音区；所述中频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；所述高频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔；

所述中频消音区的部分消音孔为直径相对较小的小圆孔；所述中频消音区的大圆孔分布区域、小圆孔分布区域沿轴向相间分布；所述中频消音区的大圆孔呈矩形排列；所述中频消音区的小圆孔呈正三角形排列；

所述高频消音区的部分消音孔为直径相对较大的大圆孔；所述高频消音区的大圆孔分布区域、小圆孔分布区域沿轴向相间分布；所述高频消音区的大圆孔呈矩形排列；所述高频消音区的小圆孔呈正三角形排列；

所述风扇前声衬(1)、风扇后声衬(4)以复合材料制造，其消音孔为沿周向伸展的矩形孔。

2.根据权利要求1所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述中频消音区大圆孔、小圆孔的直径比为2:1，开孔面积比为1:1～1:4；

所述高频消音区大圆孔、小圆孔的直径比为2:1，开孔面积比为1:1～1:4。

3.根据权利要求1所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述中频消音区消音孔的开孔率为10％～20％；所述大圆孔的直径为1.2～3.2mm；

所述高频消音区消音孔的开孔率为10％～14％；所述小圆孔的直径为0.8～2mm，呈正三角形排列。

4.根据权利要求1所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述矩形孔的开孔率为14％～15％。

5.根据权利要求4所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述矩形孔呈矩形排列或交替排列。

6.根据权利要求4所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述矩形孔长度为1～5mm，宽度为3～7mm。

7.根据权利要求1所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述风扇前声衬(1)、风扇后声衬(4)的消音孔为沿周向伸展的椭圆形孔。

8.根据权利要求7所述的声衬组合结构，其特征在于，

所述椭圆形孔的开孔率为14％～15％。