CN112228223B - 一种大功率燃气涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空发动机制造技术领域，具体涉及一种大功率燃气涡轮发动机，包括机匣，机匣内设置有轴承支架，主轴通过轴承与轴承支架转动连接，主轴前端连接压气机叶轮，主轴后端连接涡轮，轴承支架位于高压风道内；主轴与轴承支架之间具有环形夹腔，所述轴承支架上开设有进油孔和排油孔；轴承支架的端部设有端盖，端盖内环面与主轴之间设有封严机构，所述封严机构包括端盖内环面与主轴外环面之间间隔设置形成的环形气隙，以及环形气隙的通流截面上设置的活动密封环。本发明避免低转速情况下滑油从环形气隙渗出，有效降低高转速情况下密封环的磨损速度，提高密封环使用寿命，同时降低主轴转动阻力；避免滑油压力过低，确保轴承可靠运转。

Description

一种大功率燃气涡轮发动机

技术领域

本发明属于航空发动机制造技术领域，具体涉及一种大功率燃气涡轮发动机。

背景技术

航空发动机主要由主轴、压气机、涡轮、机匣、燃油系统、滑油系统等组成，主轴通过轴承转动安装在机匣的涵道内，压气机安装在主轴前端，涡轮安装在主轴后端，压气机与涡轮之间形成高压风道，燃油系统的喷嘴和点火机构一般位于该风道内，主轴的轴承支撑机构一般也安装在该位置。发动机在高速运转过程中需要不断向轴承腔内提供润滑油以保证轴承正常运转，而为了防止润滑油泄露还需要在轴承腔的端部设置封严装置，现有技术一般采用滑动密封圈进行封严，密封圈与主轴之间存在相对摩擦，这一方面增大了主轴的转动阻力，另一方面主轴高速转动使密封圈磨损速度较快，使用寿命低。现有技术又提出了一种风压封严机构，将高压风道内的高压气流引入轴承腔与主轴之间的缝隙中形成高压气隙，以此来达到封严的目的，这种封严方式在发动机正常运转时能够起到较好的封严效果，但是在发动机启动或停机的过程中，高压风道内的风压可能低于封严所需的风压，此时滑油依然有可能从气隙渗出；另外轴承腔内的气压会存在波动，而现有滑油供油系统无法根据轴承腔的气压波动来调节供油压力，所以当轴承腔压力升高时有可能导致滑油系统供油压力不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率燃气涡轮发动机,能够降低转动阻力，避免滑油渗漏，同时避免滑油供油压力不足。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种大功率燃气涡轮发动机，包括机匣，机匣内固定设置有轴承支架，主轴通过轴承与轴承支架转动连接，主轴前端连接有压气机叶轮，主轴后端连接涡轮，轴承支架位于压气机和涡轮之间的高压风道内；主轴与轴承支架之间具有环形夹腔，所述轴承支架上开设有进油孔和排油孔；轴承支架的端部设有端盖，端盖内环面与主轴之间设有封严机构，所述封严机构包括端盖内环面与主轴外环面之间间隔设置形成的环形气隙，以及环形气隙的通流截面上设置的活动密封环，所述环形气隙的一端与环形夹腔连通，另一端与轴承支架外部的高压风道连通，所述活动密封环被装配为当高压风道内的气压小于指定压力时活动密封环能够将环形气隙封闭，且当高压风道内的气压大于或等于所述指定压力时活动密封环能够将环形气隙开启；所述进油孔与阀门组件连通，阀门组件与滑油箱连通，且阀门组件与滑油箱之间设有滑油泵，阀门组件与燃气涡轮发动机的高压风道连通，排油孔与滑油箱连通；所述阀门组件被装配为当燃气涡轮发动机启动且高压风道内的气压小于指定压力时阀门组件能够以恒定压力向进油孔输送滑油，当燃气涡轮发动机启动且高压风道内的气压大于或等于指定压力时阀门组件能够以浮动压力向进油孔输送滑油，且油压随着高压风道内气压的升降而同步升降，当燃气涡轮发动机停机时阀门组件能够停止向进油孔输送滑油。

所述端盖内端设有一环形活塞，环形活塞与端盖内端设置的活塞腔构成滑动配合，环形活塞上设有沿径向向内凸伸的台阶部，台阶部的内环面与端盖的内环面平齐，所述活动密封环包括一截面为U型的橡胶圈，橡胶圈的两端分别与端盖和台阶部固接，当台阶部向端盖端面靠近时能够挤压橡胶圈使橡胶圈向环形气隙内拱起以封闭所述环形气隙，且当台阶部远离端盖端面时能够拉伸橡胶圈使橡胶圈从环形气隙内移出以开启所述环形气隙；还包括阀门组件，所述活塞腔通过第一气路与阀门组件连通，阀门组件与所述高压风道连通，阀门组件被装配为当高压风道内的气压小于指定压力时能够使活塞腔与高压风道断开，且当高压风道内的气压大于或等于指定压力时能够使活塞腔与高压风道连通；当活塞腔充气时能够驱动环形活塞滑动并使台阶部向远离端盖的方向运动。

所述阀门组件包括阀壳、第一阀芯和第二阀芯，所述阀壳内设有相互垂直并连通的第一阀腔和第二阀腔，第一阀芯滑动设置在第一阀腔内，第二阀芯滑动设置在第二阀腔内，所述第一阀腔内设有第一环槽，第一环槽上设有贯通至阀壳外壁的第一出气孔，第一出气孔与活塞腔连通，第一阀腔的一端为第一进气孔，第一进气孔与高压风道连通，当第一阀芯朝向第一进气孔的一端处于第一环槽内时能够使第一进气孔与第一出气孔连通，当第一阀芯朝向第一进气孔的一端处于第一环槽与第一进气孔之间时能够使第一进气孔与第一出气孔断开；所述第一阀芯上设有第二环槽，第二环槽与第二阀腔连通，第一阀芯内设有第一气道，第一气道的一端与第一进气孔连通，另一端与第二环槽连通，所述第二阀芯远离第二环槽的一端设有第一压簧，第二阀芯朝向第二环槽的一端设有阀销，所述第二环槽内设有销槽，所述阀销与销槽插合，当第一进气孔的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯向远离第一阀芯的方向运动并使阀销从销槽内抽离，此时第一阀芯在气压作用下向远离第一进气孔的方向滑动并使第一进气孔与第一出气孔连通；第一阀腔内还设有第二压簧，第二压簧被装配为其弹力能够驱使第一阀芯向靠近第一进气孔的方向滑动；还包括第三阀芯，所述第三阀芯也滑动设置在第一阀腔内，第三阀芯为中空的管状结构，第一阀芯远离第一进气孔的一端滑动设置在第三阀芯的中心孔内，第一阀腔的侧壁上设有进油流道和出油流道，进油流道与滑油泵连通，出油流道与进油孔连通，第三阀芯的外环面上设有第三环槽，第三阀芯与电磁伸缩元件相连，第三阀芯具有第一工位和第二工位，当第三阀芯位于第一工位时进油流道和出油流道通过第三环槽连通，当第三阀芯位于第二工位时第三环槽与进油流道或出油流道错开使进油流道和出油流道断开连接；第三环槽内开设有两条贯通至第三阀芯中心孔的径向流道，当第三阀芯处于第一工位时两径向流道分别与进油流道和出油流道共线，第一阀芯上位于第三阀芯内的部分设有第四环槽，第一阀腔内还设有第二压簧，第二压簧被装配为其弹力能够驱使第一阀芯向靠近第一进气孔的方向滑动，当阀销与销槽插合时，第四环槽与两径向流道错开，当第一进气孔的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯向远离第一阀芯的方向运动并使阀销从销槽内抽离，此时第一阀芯在气压作用下向远离第一进气孔的方向滑动并使第四环槽与两径向流道连通，且随着第一进气孔气压的变化第一阀芯往复滑动进而使第四环槽与两径向孔之间的通流面积发生变化。

所述橡胶圈两端分别设有一快接环，两快接环分别与端盖和台阶部卡接，所述两快接环结构相同且相互对称设置；快接环包括环座、环座外环面上沿周向间隔设有多个第一弹性卡凸，第一弹性卡凸的内侧设有第一轴向滑槽，当第一弹性卡凸受压时能够向第一轴向滑槽内弹性收缩，第一轴向滑槽内设有锁止板，锁止板与第一轴向滑槽滑动配合，当锁止板滑动至第一弹性卡凸内侧时能够阻止第一弹性卡凸向第一轴向滑槽内收缩；第一轴向滑槽内侧设有宽度小于第一轴向滑槽的第二轴向滑槽；第二轴向滑槽内设有第二弹性卡凸，第二弹性卡凸凸伸至第一轴向滑槽内以阻止锁止板向第一弹性卡凸内侧区域滑动，第二轴向滑槽内还设有沿轴向滑动设置的活动压板，当活动压板覆盖在第二弹性卡凸上时能够使第二弹性卡凸从第一轴向滑槽内移出；活动压板和锁止板分别凸出于环座两端，且两快接环的锁止板相向凸伸设置，两快接环的活动压板相背凸伸设置；所述端盖和台阶部相对的端面上分别设有一台阶槽，台阶槽的侧壁上设有环形卡槽，当快接环置于台阶槽内时第一弹性卡凸卡设与所述环形卡槽内。

所述两快接环之间设有用于驱使两快接环相互靠近的弹性元件；所述弹性元件包括沿快接环周向间隔设置的多个V型簧片，各V型簧片的两端分别与两快接环固接。

所述主轴上还设有挡风盘，所述挡风盘与端盖外端间隔设置且挡风盘与端盖之间的间隙与环形气隙连通，所述挡风盘外端设有与机匣固接的引风盖，所述引风盖包括与挡风盘平行的环形端板以及与端盖外环面平行的环形侧板，所述环形端板与挡风盘间隔设置，环形端板内环面与主轴轴面间隔设置，环形侧板与端盖外环面间隔设置，所述轴承支架外壁与环形侧板端部对应位置处设有环形的引风槽，所述环形的引风槽的槽口与压气机所在方向相对设置，所述环形侧板凸伸至引风槽内并与引风槽槽底间隔一段距离设置使引风槽和环形侧板之间形成U型风道。

所述端盖与挡风盘之间设有环形挡风圈，所述环形挡风圈与端盖滑动连接且环形挡风圈与环形活塞固接，挡风盘上设有与环形挡风圈正对的环形浅槽，当台阶部与端盖靠近时环形挡风圈插入环形浅槽且两者间隙配合使挡风盘与端盖之间的间隙的通流截面减小，当台阶部远离端盖时环形挡风圈收缩于端盖内使挡风盘与端盖之间的间隙畅通；所述端盖包括内圈和外圈，所述环形挡风圈从内圈和外圈之间的环形缝隙穿过，环形挡风圈上设有腰型孔，内圈和外圈之间通过径向设置的销柱固定连接，销柱从腰型孔内穿过。

所述轴承支架上还开设有与环形夹腔连通的排气孔，所述第一阀腔上还设有第二进气孔、第二出气孔和进出气孔，所述第三阀芯的外环面上设有第五环槽，所述排气孔与进出气孔连通，第二进气孔与蓄能器连通，第二出气孔与滑油箱内的空气连通，当第三阀芯位于第一工位时进出气孔通过第五环槽与第二出气孔连通，当第三阀芯位于第二工位时进出气孔通过第五环槽与第二进气孔连通，所述蓄能器通过管路与高压风道连通且管路上设有单向阀，单向阀被装配为只能使气流从高压风道流向蓄能器。

所述滑油箱内的空气与大气连通。

所述进油孔沿轴承支架的周向均匀间隔设置多个，各进油孔内端朝向轴承端面设置。

本发明取得的技术效果为：本发明在环形气隙内设置活动密封环，当高压风道内的气压低于预设压力时活动密封环能够将环形气隙封堵，避免低转速情况下滑油从环形气隙渗出，而当高压风道内的气压大于等于预设压力时活动密封环能够将环形气隙开启，此时活动密封环与主轴分离，有效降低高转速情况下密封环的磨损速度，提高密封环使用寿命，同时降低主轴转动阻力；本发明利用阀门组件实现了滑油供油压力的随动调节，当轴承腔气压升高时提高供油压力，当轴承腔气压下降时降低供油压力，避免滑油压力过低，确保轴承可靠运转。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的封严机构的剖视图；

图2是本发明的实施例所提供的阀门组件的立体剖切结构示意图，其中阀壳剖切了二分之一，第三阀芯剖切的三分之一；

图3是本发明的实施例所提供的阀门组件的剖视图；

图4是本发明的实施例所提供的润滑系统的原理图；

图5是本发明的实施例所提供的活动密封环的立体图及其局部放大视图；

图6是本发明的实施例所提供的活动密封环安装前的半剖面图；

图7是本发明的实施例所提供的活动密封环安装后的半剖面图；

图8是本发明的实施例所提供的活动密封环的爆炸图及其局部放大视图；

图9是本发明的实施例所提供的环形活塞的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1、4所示，一种大功率燃气涡轮发动机，包括机匣，机匣内固定设置有轴承支架20，主轴10通过轴承60与轴承支架20转动连接，主轴10前端连接有压气机叶轮，主轴10后端连接涡轮，轴承支架20位于压气机和涡轮之间的高压风道1内；主轴10与轴承支架20之间具有环形夹腔21，所述轴承支架20上开设有进油孔22和排油孔23；轴承支架20的端部设有端盖30，端盖30内环面与主轴10之间设有封严机构，所述封严机构包括端盖30内环面与主轴10外环面之间间隔设置形成的环形气隙34，以及环形气隙34的通流截面上设置的活动密封环33，所述环形气隙34的一端与环形夹腔21连通，另一端与轴承支架20外部的高压风道1连通，所述活动密封环33被装配为当高压风道1内的气压小于指定压力时活动密封环33能够将环形气隙34封闭，且当高压风道1内的气压大于或等于所述指定压力时活动密封环33能够将环形气隙34开启。

本发明在环形气隙34内设置活动密封环33，当高压风道1内的气压低于预设压力时活动密封环33能够将环形气隙34封堵，避免低转速情况下滑油从环形气隙34渗出，而当高压风道1内的气压大于等于预设压力时活动密封环33能够将环形气隙34开启，此时活动密封环33与主轴10分离，有效降低高转速情况下密封环的磨损速度，提高密封环使用寿命，同时降低主轴10转动阻力。

进一步的，如图4所示，所述进油孔22与阀门组件70连通，阀门组件70与滑油箱80连通，且阀门组件70与滑油箱80之间设有滑油泵81，阀门组件70与燃气涡轮发动机的高压风道1连通，排油孔23与滑油箱80连通；所述阀门组件70被装配为当燃气涡轮发动机启动且高压风道1内的气压小于指定压力时阀门组件70能够以恒定压力向进油孔22输送滑油，当燃气涡轮发动机启动且高压风道1内的气压大于或等于指定压力时阀门组件70能够以浮动压力向进油孔22输送滑油，且油压随着高压风道1内气压的升降而同步升降，当燃气涡轮发动机停机时阀门组件70能够停止向进油孔22输送滑油。本发明利用阀门组件70实现了滑油供油压力的随动调节，当轴承腔气压升高时提高供油压力，当轴承腔气压下降时降低供油压力，避免滑油压力过低，确保轴承60可靠运转。

优选的，如图1所示，所述端盖30内端设有一环形活塞31，环形活塞31与端盖30内端设置的活塞腔32构成滑动配合，环形活塞31上设有沿径向向内凸伸的台阶部311，台阶部311的内环面与端盖30的内环面平齐，所述活动密封环33包括一截面为U型的橡胶圈331，橡胶圈331的两端分别与端盖30和台阶部311固接，当台阶部311向端盖30端面靠近时能够挤压橡胶圈331使橡胶圈331向环形气隙34内拱起以封闭所述环形气隙34，且当台阶部311远离端盖30端面时能够拉伸橡胶圈331使橡胶圈331从环形气隙34内移出以开启所述环形气隙34；还包括阀门组件70，所述活塞腔32通过第一气路24与阀门组件70连通，阀门组件70与所述高压风道1连通，阀门组件70被装配为当高压风道1内的气压小于指定压力时能够使活塞腔32与高压风道1断开，且当高压风道1内的气压大于或等于指定压力时能够使活塞腔32与高压风道1连通；当活塞腔32充气时能够驱动环形活塞31滑动并使台阶部311向远离端盖30的方向运动。本发明利用环形活塞31控制活动密封环33的胀缩，再利用高压风道1内的高压气流驱动环形活塞31动作，巧妙实现了活动密封环33与高压风道1气压的随动变化。

具体的，如图2、3所示，所述阀门组件70包括阀壳74、第一阀芯71和第二阀芯72，所述阀壳74内设有相互垂直并连通的第一阀腔和第二阀腔，第一阀芯71滑动设置在第一阀腔内，第二阀芯72滑动设置在第二阀腔内，所述第一阀腔内设有第一环槽743，第一环槽743上设有贯通至阀壳74外壁的第一出气孔742，第一出气孔742与活塞腔32连通，第一阀腔的一端为第一进气孔741，第一进气孔741与高压风道1连通，当第一阀芯71朝向第一进气孔741的一端处于第一环槽743内时能够使第一进气孔741与第一出气孔742连通，当第一阀芯71朝向第一进气孔741的一端处于第一环槽743与第一进气孔741之间时能够使第一进气孔741与第一出气孔742断开；所述第一阀芯71上设有第二环槽712，第二环槽712与第二阀腔连通，第一阀芯71内设有第一气道711，第一气道711的一端与第一进气孔741连通，另一端与第二环槽712连通，所述第二阀芯72远离第二环槽712的一端设有第一压簧75，第二阀芯72朝向第二环槽712的一端设有阀销721，所述第二环槽712内设有销槽713，所述阀销721与销槽713插合，当第一进气孔741的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯72向远离第一阀芯71的方向运动并使阀销721从销槽713内抽离，此时第一阀芯71在气压作用下向远离第一进气孔741的方向滑动并使第一进气孔741与第一出气孔742连通；第一阀腔内还设有第二压簧76，第二压簧76被装配为其弹力能够驱使第一阀芯71向靠近第一进气孔741的方向滑动；还包括第三阀芯73，所述第三阀芯73也滑动设置在第一阀腔内，第三阀芯73为中空的管状结构，第一阀芯71远离第一进气孔741的一端滑动设置在第三阀芯73的中心孔内，第一阀腔的侧壁上设有进油流道744和出油流道745，进油流道744与滑油泵81连通，出油流道745与进油孔22连通，第三阀芯73的外环面上设有第三环槽731，第三阀芯73与电磁伸缩元件相连，第三阀芯73具有第一工位和第二工位，当第三阀芯73位于第一工位时进油流道744和出油流道745通过第三环槽731连通，当第三阀芯73位于第二工位时第三环槽731与进油流道744或出油流道745错开使进油流道744和出油流道745断开连接；第三环槽731内开设有两条贯通至第三阀芯73中心孔的径向流道732，当第三阀芯73处于第一工位时两径向流道732分别与进油流道744和出油流道745共线，第一阀芯71上位于第三阀芯73内的部分设有第四环槽714，第一阀腔内还设有第二压簧76，第二压簧76被装配为其弹力能够驱使第一阀芯71向靠近第一进气孔741的方向滑动，当阀销721与销槽713插合时，第四环槽714与两径向流道732错开，当第一进气孔741的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯72向远离第一阀芯71的方向运动并使阀销721从销槽713内抽离，此时第一阀芯71在气压作用下向远离第一进气孔741的方向滑动并使第四环槽714与两径向流道732连通，且随着第一进气孔741气压的变化第一阀芯71往复滑动进而使第四环槽714与两径向孔之间的通流面积发生变化。本发明利用第二阀芯72实现了第一阀芯71的延迟启动，只有当气压达到指定压力时才能够将第一阀芯71瞬时开启，避免第一阀芯71在未达到指定气压时就产生浮动，从而避免活动密封环33封闭状态下出现密封不严的情况。

优选的，如图5、6、7、8所示，所述橡胶圈331两端分别设有一快接环，两快接环分别与端盖30和台阶部311卡接，所述两快接环结构相同且相互对称设置；快接环包括环座332、环座332外环面上沿周向间隔设有多个第一弹性卡凸333，第一弹性卡凸333的内侧设有第一轴向滑槽3321，当第一弹性卡凸333受压时能够向第一轴向滑槽3321内弹性收缩，第一轴向滑槽3321内设有锁止板334，锁止板334与第一轴向滑槽3321滑动配合，当锁止板334滑动至第一弹性卡凸333内侧时能够阻止第一弹性卡凸333向第一轴向滑槽3321内收缩；第一轴向滑槽3321内侧设有宽度小于第一轴向滑槽3321的第二轴向滑槽3322；第二轴向滑槽3322内设有第二弹性卡凸335，第二弹性卡凸335凸伸至第一轴向滑槽3321内以阻止锁止板334向第一弹性卡凸333内侧区域滑动，第二轴向滑槽3322内还设有沿轴向滑动设置的活动压板336，当活动压板336覆盖在第二弹性卡凸335上时能够使第二弹性卡凸335从第一轴向滑槽3321内移出；活动压板336和锁止板334分别凸出于环座332两端，且两快接环的锁止板334相向凸伸设置，两快接环的活动压板336相背凸伸设置；所述端盖30和台阶部311相对的端面上分别设有一台阶槽，台阶槽的侧壁上设有环形卡槽，当快接环置于台阶槽内时第一弹性卡凸333卡设与所述环形卡槽内。本发明提供了一种集成式活动密封结构，该结构能够有效降低活动密封环33的安装难度，具体安装方法为：活动密封环33初始状态如图6所示，保持该状态将活动密封环33放在端盖30与环形活塞31之间，然后用端盖30和环形活塞31分别挤压两侧的快接环，挤压过程中两快接环上的锁止板334相互抵触，但由于受到第二弹性卡凸335的阻挡所以不会立刻插入第一弹性卡凸333下方，而此时第一弹性卡凸333受到台阶槽侧壁挤压而向内收缩，当快接环接近台阶槽的端面时，台阶槽端面挤压活动压板336，使第二弹性卡凸335错开锁止板334，当快接环与台阶槽端面抵接时第一弹性卡凸333回弹至环形卡槽内，而锁止板334由于失去了第二弹性卡凸335的阻挡因此会向第一弹性卡凸333下方滑动，进而将第一弹性卡凸333的形变路径封死，从而使快接环与台阶槽有效连接。

进一步的，所述两快接环之间设有用于驱使两快接环相互靠近的弹性元件；所述弹性元件包括沿快接环周向间隔设置的多个V型簧片337，各V型簧片337的两端分别与两快接环固接。弹性元件用于实现环形活塞31的复位。

进一步的，如图1所示，所述主轴10上还设有挡风盘40，所述挡风盘40与端盖30外端间隔设置且挡风盘40与端盖30之间的间隙与环形气隙34连通，所述挡风盘40外端设有与机匣固接的引风盖50，所述引风盖50包括与挡风盘40平行的环形端板以及与端盖30外环面平行的环形侧板，所述环形端板与挡风盘40间隔设置，环形端板内环面与主轴10轴面间隔设置，环形侧板与端盖30外环面间隔设置，所述轴承支架20外壁与环形侧板端部对应位置处设有环形的引风槽26，所述环形的引风槽26的槽口与压气机所在方向相对设置，所述环形侧板凸伸至引风槽26内并与引风槽26槽底间隔一段距离设置使引风槽26和环形侧板之间形成U型风道。

进一步的，如图1、9所示，所述端盖30与挡风盘40之间设有环形挡风圈312，所述环形挡风圈312与端盖30滑动连接且环形挡风圈312与环形活塞31固接，挡风盘40上设有与环形挡风圈312正对的环形浅槽，当台阶部311与端盖30靠近时环形挡风圈312插入环形浅槽且两者间隙配合使挡风盘40与端盖30之间的间隙的通流截面减小，当台阶部311远离端盖30时环形挡风圈312收缩于端盖30内使挡风盘40与端盖30之间的间隙畅通；所述端盖30包括内圈和外圈，所述环形挡风圈312从内圈和外圈之间的环形缝隙穿过，环形挡风圈312上设有腰型孔313，内圈和外圈之间通过径向设置的销柱35固定连接，销柱35从腰型孔313内穿过。环形挡风圈312在闭合时能够阻止高压气流将封闭状态的活动密封环33强行冲开。

进一步的，如图1、2、3、4所示，所述轴承支架20上还开设有与环形夹腔21连通的排气孔25，所述第一阀腔上还设有第二进气孔748、第二出气孔747和进出气孔746，所述第三阀芯73的外环面上设有第五环槽733，所述排气孔25与进出气孔746连通，第二进气孔748与蓄能器90连通，第二出气孔747与滑油箱80内的空气连通，当第三阀芯73位于第一工位时进出气孔746通过第五环槽733与第二出气孔747连通，当第三阀芯73位于第二工位时进出气孔746通过第五环槽733与第二进气孔748连通，所述蓄能器90通过管路与高压风道1连通且管路上设有单向阀91，单向阀91被装配为只能使气流从高压风道1流向蓄能器90。在供油状态下排气孔25能够对轴承腔泄压，确保轴承腔与高压风道1之间存在可靠的压差，蓄能器90能够在发动机运转过程中收集一定量的高压空气，当发动机停机时蓄能器90与排气孔25连通，此时轴承腔为密闭环境，因此蓄能器90内的高压空气进入轴承腔能够使轴承腔内的滑油快速排出。

优选的，所述滑油箱80内的空气与大气连通。所述进油孔22沿轴承支架20的周向均匀间隔设置多个，各进油孔22内端朝向轴承60端面设置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种大功率燃气涡轮发动机，其特征在于：包括机匣，机匣内固定设置有轴承支架(20)，主轴(10)通过轴承(60)与轴承支架(20)转动连接，主轴(10)前端连接有压气机叶轮，主轴(10)后端连接涡轮，轴承支架(20)位于压气机和涡轮之间的高压风道(1)内；主轴(10)与轴承支架(20)之间具有环形夹腔(21)，所述轴承支架(20)上开设有进油孔(22)和排油孔(23)；轴承支架(20)的端部设有端盖(30)，端盖(30)内环面与主轴(10)之间设有封严机构，所述封严机构包括端盖(30)内环面与主轴(10)外环面之间间隔设置形成的环形气隙(34)，以及环形气隙(34)的通流截面上设置的活动密封环(33)，所述环形气隙(34)的一端与环形夹腔(21)连通，另一端与轴承支架(20)外部的高压风道(1)连通，所述活动密封环(33)被装配为当高压风道(1)内的气压小于指定压力时活动密封环(33)能够将环形气隙(34)封闭，且当高压风道(1)内的气压大于或等于所述指定压力时活动密封环(33)能够将环形气隙(34)开启；所述进油孔(22)与阀门组件(70)连通，阀门组件(70)与滑油箱(80)连通，且阀门组件(70)与滑油箱(80)之间设有滑油泵(81)，阀门组件(70)与燃气涡轮发动机的高压风道(1)连通，排油孔(23)与滑油箱(80)连通；所述阀门组件(70)被装配为当燃气涡轮发动机启动且高压风道(1)内的气压小于指定压力时阀门组件(70)能够以恒定压力向进油孔(22)输送滑油，当燃气涡轮发动机启动且高压风道(1)内的气压大于或等于指定压力时阀门组件(70)能够以浮动压力向进油孔(22)输送滑油，且油压随着高压风道(1)内气压的升降而同步升降，当燃气涡轮发动机停机时阀门组件(70)能够停止向进油孔(22)输送滑油；所述端盖(30)内端设有一环形活塞(31)，环形活塞(31)与端盖(30)内端设置的活塞腔(32)构成滑动配合，环形活塞(31)上设有沿径向向内凸伸的台阶部(311)，台阶部(311)的内环面与端盖(30)的内环面平齐，所述活动密封环(33)包括一截面为U型的橡胶圈(331)，橡胶圈(331)的两端分别与端盖(30)和台阶部(311)固接，当台阶部(311)向端盖(30)端面靠近时能够挤压橡胶圈(331)使橡胶圈(331)向环形气隙(34)内拱起以封闭所述环形气隙(34)，且当台阶部(311)远离端盖(30)端面时能够拉伸橡胶圈(331)使橡胶圈(331)从环形气隙(34)内移出以开启所述环形气隙(34)；所述活塞腔(32)通过第一气路与阀门组件(70)连通，阀门组件(70)与所述高压风道(1)连通，阀门组件(70)被装配为当高压风道(1)内的气压小于指定压力时能够使活塞腔(32)与高压风道(1)断开，且当高压风道(1)内的气压大于或等于指定压力时能够使活塞腔(32)与高压风道(1)连通；当活塞腔(32)充气时能够驱动环形活塞(31)滑动并使台阶部(311)向远离端盖(30)的方向运动；所述阀门组件(70)包括阀壳(74)、第一阀芯(71)和第二阀芯(72)，所述阀壳(74)内设有相互垂直并连通的第一阀腔和第二阀腔，第一阀芯(71)滑动设置在第一阀腔内，第二阀芯(72)滑动设置在第二阀腔内，所述第一阀腔内设有第一环槽(743)，第一环槽(743)上设有贯通至阀壳(74)外壁的第一出气孔(742)，第一出气孔(742)与活塞腔(32)连通，第一阀腔的一端为第一进气孔(741)，第一进气孔(741)与高压风道(1)连通，当第一阀芯(71)朝向第一进气孔(741)的一端处于第一环槽(743)内时能够使第一进气孔(741)与第一出气孔(742)连通，当第一阀芯(71)朝向第一进气孔(741)的一端处于第一环槽(743)与第一进气孔(741)之间时能够使第一进气孔(741)与第一出气孔(742)断开；所述第一阀芯(71)上设有第二环槽(712)，第二环槽(712)与第二阀腔连通，第一阀芯(71)内设有第一气道(711)，第一气道(711)的一端与第一进气孔(741)连通，另一端与第二环槽(712)连通，所述第二阀芯(72)远离第二环槽(712)的一端设有第一压簧(75)，第二阀芯(72)朝向第二环槽(712)的一端设有阀销(721)，所述第二环槽(712)内设有销槽(713)，所述阀销(721)与销槽(713)插合，当第一进气孔(741)的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯(72)向远离第一阀芯(71)的方向运动并使阀销(721)从销槽(713)内抽离，此时第一阀芯(71)在气压作用下向远离第一进气孔(741)的方向滑动并使第一进气孔(741)与第一出气孔(742)连通；第一阀腔内还设有第二压簧(76)，第二压簧(76)被装配为其弹力能够驱使第一阀芯(71)向靠近第一进气孔(741)的方向滑动；还包括第三阀芯(73)，所述第三阀芯(73)也滑动设置在第一阀腔内，第三阀芯(73)为中空的管状结构，第一阀芯(71)远离第一进气孔(741)的一端滑动设置在第三阀芯(73)的中心孔内，第一阀腔的侧壁上设有进油流道(744)和出油流道(745)，进油流道(744)与滑油泵(81)连通，出油流道(745)与进油孔(22)连通，第三阀芯(73)的外环面上设有第三环槽(731)，第三阀芯(73)与电磁伸缩元件相连，第三阀芯(73)具有第一工位和第二工位，当第三阀芯(73)位于第一工位时进油流道(744)和出油流道(745)通过第三环槽(731)连通，当第三阀芯(73)位于第二工位时第三环槽(731)与进油流道(744)或出油流道(745)错开使进油流道(744)和出油流道(745)断开连接；第三环槽(731)内开设有两条贯通至第三阀芯(73)中心孔的径向流道(732)，当第三阀芯(73)处于第一工位时两径向流道(732)分别与进油流道(744)和出油流道(745)共线，第一阀芯(71)上位于第三阀芯(73)内的部分设有第四环槽(714)，当阀销(721)与销槽(713)插合时，第四环槽(714)与两径向流道(732)错开，当第一进气孔(741)的气压大于等于指定压力时能够驱动第二阀芯(72)向远离第一阀芯(71)的方向运动并使阀销(721)从销槽(713)内抽离，此时第一阀芯(71)在气压作用下向远离第一进气孔(741)的方向滑动并使第四环槽(714)与两径向流道(732)连通，且随着第一进气孔(741)气压的变化第一阀芯(71)往复滑动进而使第四环槽(714)与两径向孔之间的通流面积发生变化。

2.根据权利要求1所述的大功率燃气涡轮发动机,其特征在于：所述橡胶圈(331)两端分别设有一快接环，两快接环分别与端盖(30)和台阶部(311)卡接，所述两快接环结构相同且相互对称设置；快接环包括环座(332)、环座(332)外环面上沿周向间隔设有多个第一弹性卡凸(333)，第一弹性卡凸(333)的内侧设有第一轴向滑槽(3321)，当第一弹性卡凸(333)受压时能够向第一轴向滑槽(3321)内弹性收缩，第一轴向滑槽(3321)内设有锁止板(334)，锁止板(334)与第一轴向滑槽(3321)滑动配合，当锁止板(334)滑动至第一弹性卡凸(333)内侧时能够阻止第一弹性卡凸(333)向第一轴向滑槽(3321)内收缩；第一轴向滑槽(3321)内侧设有宽度小于第一轴向滑槽(3321)的第二轴向滑槽(3322)；第二轴向滑槽(3322)内设有第二弹性卡凸(335)，第二弹性卡凸(335)凸伸至第一轴向滑槽(3321)内以阻止锁止板(334)向第一弹性卡凸(333)内侧区域滑动，第二轴向滑槽(3322)内还设有沿轴向滑动设置的活动压板(336)，当活动压板(336)覆盖在第二弹性卡凸(335)上时能够使第二弹性卡凸(335)从第一轴向滑槽(3321)内移出；活动压板(336)和锁止板(334)分别凸出于环座(332)两端，且两快接环的锁止板(334)相向凸伸设置，两快接环的活动压板(336)相背凸伸设置；所述端盖(30)和台阶部(311)相对的端面上分别设有一台阶槽，台阶槽的侧壁上设有环形卡槽，当快接环置于台阶槽内时第一弹性卡凸(333)卡设于所述环形卡槽内。

3.根据权利要求2所述的大功率燃气涡轮发动机,其特征在于：所述两快接环之间设有用于驱使两快接环相互靠近的弹性元件；所述弹性元件包括沿快接环周向间隔设置的多个V型簧片(337)，各V型簧片(337)的两端分别与两快接环固接。

4.根据权利要求3所述的大功率燃气涡轮发动机,其特征在于：所述主轴(10)上还设有挡风盘(40)，所述挡风盘(40)与端盖(30)外端间隔设置且挡风盘(40)与端盖(30)之间的间隙与环形气隙(34)连通，所述挡风盘(40)外端设有与机匣固接的引风盖(50)，所述引风盖(50)包括与挡风盘(40)平行的环形端板以及与端盖(30)外环面平行的环形侧板，所述环形端板与挡风盘(40)间隔设置，环形端板内环面与主轴(10)轴面间隔设置，环形侧板与端盖(30)外环面间隔设置，所述轴承支架(20)外壁与环形侧板端部对应位置处设有环形的引风槽(26)，所述环形的引风槽(26)的槽口与压气机所在方向相对设置，所述环形侧板凸伸至引风槽(26)内并与引风槽(26)槽底间隔一段距离设置使引风槽(26)和环形侧板之间形成U型风道。

5.根据权利要求4所述的大功率燃气涡轮发动机,其特征在于：所述端盖(30)与挡风盘(40)之间设有环形挡风圈(312)，所述环形挡风圈(312)与端盖(30)滑动连接且环形挡风圈(312)与环形活塞(31)固接，挡风盘(40)上设有与环形挡风圈(312)正对的环形浅槽，当台阶部(311)与端盖(30)靠近时环形挡风圈(312)插入环形浅槽且两者间隙配合使挡风盘(40)与端盖(30)之间的间隙的通流截面减小，当台阶部(311)远离端盖(30)时环形挡风圈(312)收缩于端盖(30)内使挡风盘(40)与端盖(30)之间的间隙畅通；所述端盖(30)包括内圈和外圈，所述环形挡风圈(312)从内圈和外圈之间的环形缝隙穿过，环形挡风圈(312)上设有腰型孔(313)，内圈和外圈之间通过径向设置的销柱(35)固定连接，销柱(35)从腰型孔(313)内穿过。

6.根据权利要求5所述的大功率燃气涡轮发动机,其特征在于：所述轴承支架(20)上还开设有与环形夹腔(21)连通的排气孔(25)，所述第一阀腔上还设有第二进气孔(748)、第二出气孔(747)和进出气孔(746)，所述第三阀芯(73)的外环面上设有第五环槽(733)，所述排气孔(25)与进出气孔(746)连通，第二进气孔(748)与蓄能器(90)连通，第二出气孔(747)与滑油箱(80)内的空气连通，当第三阀芯(73)位于第一工位时进出气孔(746)通过第五环槽(733)与第二出气孔(747)连通，当第三阀芯(73)位于第二工位时进出气孔(746)通过第五环槽(733)与第二进气孔(748)连通，所述蓄能器(90)通过管路与高压风道(1)连通且管路上设有单向阀(91)，单向阀(91)被装配为只能使气流从高压风道(1)流向蓄能器(90)。

7.根据权利要求6所述的大功率燃气涡轮发动机，其特征在于：所述滑油箱(80)内的空气与大气连通。

8.根据权利要求7所述的大功率燃气涡轮发动机，其特征在于：所述进油孔(22)沿轴承支架(20)的周向均匀间隔设置多个，各进油孔(22)内端朝向轴承(60)端面设置。

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