CN112412612B - 一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置及方法。该装置包括安装支架和减震器组件；其中，所述安装支架固定在航空活塞发动机的减速齿轮箱上；以及中冷器经由所述减震器组件固定在安装支架上。本发明中的中冷器通过安装支架固定在发动机减速齿轮箱上，利用减速齿轮箱上现有的未使用的安装点，充分利用发动机舱空间，减少占用飞机机体的布置空间，避免飞机机体外部轮廓尺寸增加，避免飞机飞行阻力增加。

Description

一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置及方法
技术领域
本发明属于机械领域，具体地，涉及一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置及方法。
背景技术
中冷器是一种对涡轮增压器增压之后的空气进行冷却的零部件，实际上是涡轮增压的配套件。航空活塞发动机在高空使用时，空气流经涡轮增压器进行增压，增压后的气体温度急剧升高，因此需要对进入进气管的气体进行冷却，其作用在于降低增压后的空气温度，以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。
目前使用的中冷器，通常是安装在飞机机身侧面或机腹，但是，由于中冷器的功能是将增压后的空气与外界环境空气进行热交换，需要外界环境空气进入中冷器中，因此需要另外布置进风与出风通道，需要占用更大的空间，增加飞机外部轮廓尺寸，造成飞行阻力增加。另外，比较长的管路会造成更大的压损，降低了进气速率与压力，发动机的性能也会有所降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，旨在提供一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置及方法，其目的是利用减速齿轮箱现有的未使用的安装点，充分利用发动机舱空间，减少占用飞机机体的布置空间，用于解决增加飞机机体外部轮廓尺寸，造成飞行阻力增加的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，包括安装支架和减震器组件，其中，所述安装支架固定在航空活塞发动机的减速齿轮箱上，所述中冷器经由减震器组件固定在安装支架上。
优选地，所述安装支架包括：被布置于中冷器之下并位于中冷器前部和中部的前安装支架以及被布置于中冷器之下并位于中冷器后部且相对于中冷器对称的后安装支架。
优选地，所述前安装支架包括：条状水平托板，被布置于中冷器之下并位于中冷器的前部和中部，用于托起中冷器并保持中冷器处于水平状态；条状前固定板，被布置于中冷器之下并位于中冷器的中部并连接于条状水平托板，用于在航空飞行的前后方向上固定条状水平托板和中冷器；以及条状支撑肋条，一端固定于条状水平托板的靠近中冷器的前部的一端，另一端固定于条状前固定板的中部。
优选地，所述条状水平托板设有一个或多个减震器安装孔，用于安装一个或多个减震器，并在减震器中穿入紧固螺栓，以固定连接至中冷器的底部；条状前固定板设有一个或多个安装孔，用于穿入一个或多个紧固螺栓，以固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱前侧的螺旋桨调速器安装点。
优选地，所述减震器安装孔为两个，被布置于靠近中冷器前端，并且相对减震器对称布置。
优选地，所述条状水平托板和条状前固定板由不锈钢板钣金折弯形成，折弯后的条状前固定板与条状水平托板上减震器安装孔的距离为中冷器前后安装孔距离的七分之四，并且条状支撑肋条一端固定于条状水平托板的前端，并且位于中冷器对称轴线上，所述条状支撑肋条另一端固定于条状前固定板，并且与条状前固定板下端的距离为条状前固定板长度的二分之一。所述后安装支架是固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱两侧的L形条状板，其中，后安装支架的短边固定连接至中冷器的底部并用于保持中冷器处于水平状态，后安装支架的长边固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱的侧面。
优选地，所述后安装支架是两个，相对于航空活塞发动机的减速齿轮箱左右对称，并且分别固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱的两侧。
优选地，所述后安装支架短边上设有减震器安装孔，安装减震器后用于穿入紧固螺栓，以用于调节中冷器处于水平状态，保证中冷器全部包覆在发动机舱内，以及保证中冷器安装后不承受额外的安装应力，避免中冷器损坏。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的方法，包括以下步骤：
步骤一，将所述安装支架固定在航空活塞发动机的减速齿轮箱上；
步骤二，将所述中冷器经由减震器组件固定在安装支架上；以及
步骤三，调整所述中冷器水平度。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：中冷器通过安装支架固定在发动机减速齿轮箱上，利用减速齿轮箱上现有的未使用的安装点，充分利用发动机舱空间，减少占用飞机机体的布置空间，避免飞机机体外部轮廓尺寸增加，避免飞机飞行阻力增加。以及，不单独布置发动机出风通道，充分利用发动机缸体的散热风道，能够更好的匹配发动机的冷却性能及散热要求。
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是根据相关技术的将航空活塞发动机中的中冷器安装在机身侧面位置的示意图；
图2是根据相关技术的将航空活塞发动机中的中冷器安装在机腹位置的示意图；
图3是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置的主视结构示意图；
图4是图3的A-A方向剖视结构示意图；
图5是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的前支架主视结构图；
图6是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的前支架俯视结构图；
图7是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的前支架左视结构图；
图8是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的后支架主视结构图；
图9是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的后支架俯视结构图；
图10是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置中的后支架左俯视结构图；
图11是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置的安装底座、减震器及衬套安装结构示意图；
图12是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置的衬套安装结构主视图；
图13是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置的衬套安装结构俯视图；
图14是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置的衬套安装结构左视图；以及
图15是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的方法的流程图。
图中标记为：
1.中冷器
2.机体
3.减震器
4.后安装支架
5.发动机减速齿轮箱侧安装点
6.前安装支架
7.螺旋桨调速器安装点
8.中冷器安装底座
9.条状水平托板
10.条状前固定板
11.条状支撑肋条
12.支架安装孔
13.减震器安装孔
14.衬套
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例公开了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，如图4所示，包括安装支架和减震器组件3，用于安装固定中冷器1。其中，该安装支架固定在航空活塞发动机的减速齿轮箱上，该中冷器1经由减震器组件3固定在安装支架上。
相关技术中，中冷器通常安装在飞机机身2侧面或机腹，但是，由于中冷器1的功能是将增压后的空气与外界环境空气进行热交换，需要外界环境空气进入中冷器1中，因此需要另外布置进风与出风通道，需要占用更大的空间，增加飞机外部轮廓尺寸，造成飞行阻力增加。另外，比较长的管路会造成更大的压损，降低了进气速率与压力，发动机的性能也会有所降低。
本发明实施例中，中冷器1通过安装支架固定在发动机减速齿轮箱上，利用减速齿轮箱上现有的未使用的安装点，充分利用发动机舱空间，减少占用飞机机体1的布置空间，避免增加飞机机体外部轮廓尺寸，造成飞机飞行阻力增加。以及，不单独布置发动机出风通道，充分利用发动机缸体的散热风道，能够更好的匹配发动机的冷却性能及散热要求。
根据本发明的实施例，该前安装支架布置于中冷器1之下并位于中冷器1的前部和中部，以及，后安装支架4布置于中冷器1之下并位于中冷器1后部且相对于中冷器1对称。本实施例中，由一个前安装支架6和两个后安装支架4形成了三点固定，可以有利于将中冷器1稳定地固定在发动机减速齿轮箱上，并且保持中冷器1的水平状态。
图5是根据本发明实施例的前安装支架6主视结构示意图，前安装支架6包括：条状水平托板9、条状前固定板10、条状支撑肋条11。其中，条状水平托板9，布置于中冷器1之下并位于中冷器1的前部和中部，用于托起中冷器1并保持中冷器1处于水平状态；条状前固定板10，布置于中冷器1之下并位于中冷器1的中部并连接于条状水平托板9，用于在航空飞行的前后方向上固定条状水平托板9和中冷器1；以及条状支撑肋条11，一端固定于条状水平托板9的靠近中冷器1的前部的一端，另一端固定于条状前固定板10的远离中冷器1的一端。
根据本发明的实施例，该条状水平托板9设有一个或多个减震器安装孔13，用于安装减震器3后，连接固定至中冷器1的底部；其中，减震器安装孔13为两个，布置于靠近中冷器1前段，并且相对中冷器1对称布置。
根据本发明的实施例，条状前固定板10设有一个或多个安装孔12，用于穿入一个或多个紧固螺栓，以固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱前侧的螺旋桨调速器安装点7。条状水平托板9和条状前固定板10成直角并一体成型，并且条状支撑肋条11固定于条状水平托板9的前端。
上述实施例具体描述了前安装支架6的结构。其中，条状水平托板9、条状前固定板10、条状支撑肋条11形成了三角形结构，以更加稳定地将中冷器1固定在发动机减速齿轮箱上，并且保持中冷器1的水平状态。具体来说，减震器安装孔13为两个，被布置于靠近中冷器1前端，并且相对减震器3对称布置。条状水平托板9和条状前固定板10由一块不锈钢板钣金折弯成直角，折弯后条状前固定板10与条状水平托板9上减震器安装孔13的距离为中冷器1前后安装孔距离的七分之四，并且条状支撑肋条11一端固定于条状水平托板9的前端，并且位于中冷器1对称轴线上，条状支撑肋条11另一端固定于条状前固定板10，并且与条状前固定板10下端的距离为条状前固定板10长度的二分之一。前安装支架6的减震器安装孔13靠近中冷器1前端，相对中冷器1左右对称。这些距离的选择充分考虑了中冷器1的重量、条状支撑肋条11的刚度以及飞机各种飞行姿态对中冷器1的影响，并且经过了大量模拟实验得到，这远不是本领域技术人员通过简单尝试就可以得到的。
图8是根据本发明实施例的后安装支架4主视结构示意图，后安装支架4是L形条状板，其中，后安装支架4的短边固定连接至中冷器1的底部并用于保持中冷器1处于水平状态，后安装支架4的长边固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱的侧面。
根据本发明的实施例，该后安装支架4是两个，相对于航空活塞发动机的减速齿轮箱左右对称，并且分别固定安装至航空活塞发动机的减速齿轮箱的两侧。后安装支架4设有衬套14，用于穿入一个或多个紧固螺栓，以用于调节中冷器1处于水平状态。
本实施例中，为了避免增加飞机机体外部轮廓尺寸，造成飞机飞行阻力增加，中冷器1需要尽可能调节为水平状态。同时由于中冷器1为航空铝合金焊接的薄壁件，承力能力较差，通过调整可消除中冷器1安装应力，避免中冷器1受力损坏。在前安装支架6固定之后，通过后安装支架4的衬套来精确调节中冷器1的水平状态，可以将该水平度控制在0.5度之内，从而显著降低飞机飞行阻力，同时消除中冷器1承受的安装应力，避免中冷器1受力损坏。
本发明还提供了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的方法。图15是根据本发明实施例的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的方法的流程图，包括以下步骤：
步骤502，将安装支架固定在航空活塞发动机的减速齿轮箱上；
步骤504，将该中冷器1经由该减震器组件3固定在安装支架上；以及
步骤506，调整中冷器1水平度。
综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置和方法。其中，中冷器通过安装支架固定在发动机减速齿轮箱上，利用减速齿轮箱上现有的未使用的安装点，充分利用发动机舱空间，减少占用飞机机体的布置空间，避免增加飞机机体外部轮廓尺寸，造成飞机飞行阻力增加。以及，不单独布置发动机出风通道，充分利用发动机缸体的散热风道，能够更好的匹配发动机的冷却性能及散热要求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上该仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，包括：安装支架和减震器组件(3)，其中，
所述安装支架固定在所述航空活塞发动机的减速齿轮箱上，
所述中冷器经由所述减震器组件(3)固定在所述安装支架上；
其中，所述安装支架包括：
被布置于所述中冷器(1)之下并位于所述中冷器(1)的前部和中部的前安装支架(6)，以及
被布置于所述中冷器(1)之下并位于所述中冷器(1)后部且相对于所述中冷器(1)对称的后安装支架(4)。
2.根据权利要求1所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述前安装支架(6)包括：
条状水平托板(9)，被布置于所述中冷器(1)之下并位于所述中冷器(1)的前部和中部，用于托起所述中冷器(1)并保持所述中冷器(1)处于水平状态；
条状前固定板(10)，被布置于所述中冷器(1)之下并位于所述中冷器(1)的中部并连接于所述条状水平托板(9)，用于在航空飞行的前后方向上固定所述条状水平托板(9)和所述中冷器(1)；以及
条状支撑肋条(11)，一端固定于所述条状水平托板(9)的靠近所述中冷器(1)的前部的一端，另一端固定于所述条状前固定板(10)的远离所述中冷器(1)的一端。
3.根据权利要求2所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，
所述条状水平托板(9)设有一个或多个减震器安装孔(13)，用于安装一个或多个减震器(3)，在减震器(3)中穿入紧固螺栓，以固定连接至所述中冷器(1)的底部；
所述条状前固定板(10)设有一个或多个安装孔(12)，用于穿入一个或多个紧固螺栓，以固定安装至所述航空活塞发动机的减速齿轮箱前侧的螺旋桨调速器安装点(7)。
4.根据权利要求3所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述减震器安装孔(13)为两个，被布置于靠近所述中冷器(1)前端，并且相对所述减震器(3)对称。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述条状水平托板(9)和所述条状前固定板(10)，由一块不锈钢板钣金折弯成直角，折弯后的所述条状前固定板(10)与所述条状水平托板(9)上减震器安装孔(13)的距离为中冷器(1)前后安装孔距离的七分之四，并且所述条状支撑肋条(11)一端固定于所述条状水平托板(9)的前端，并且位于所述中冷器(1)对称轴线上，所述条状支撑肋条(11)另一端固定于所述条状前固定板(10)，并且与所述条状前固定板(10)下端的距离为所述条状前固定板(10)长度的二分之一。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述后安装支架(4)是L形条状板，其中，所述后安装支架(4)的短边上设有减震器安装孔(13)，安装所述减震器(3)后固定连接至所述中冷器(1)的底部并用于保持所述中冷器(1)处于水平状态，所述后安装支架(4)的长边固定安装至所述航空活塞发动机的减速齿轮箱的侧面。
7.根据权利要求6所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述后安装支架(4)是两个，相对于所述航空活塞发动机的减速齿轮箱左右对称，并且分别固定安装至所述航空活塞发动机的减速齿轮箱的两侧。
8.根据权利要求7所述的用于在航空活塞发动机中安装中冷器的装置，其特征在于，所述后安装支架(4)设有衬套(14)，用于穿入一个或多个紧固螺栓，以用于调节所述中冷器(1)处于水平状态。
9.一种用于在航空活塞发动机中安装中冷器的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一，将安装支架固定在所述航空活塞发动机的减速齿轮箱上；
步骤二，将所述中冷器(1)经由减震器组件(3)固定在所述安装支架上；以及
步骤三，调整所述中冷器(1)水平度。
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