CN112855600A - 一种压气机及航空发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种压气机，包括：机匣；叶片，角度可调地安装于所述机匣的内侧；作动筒，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆；调节机构，可传动地连接于所述活塞杆和所述叶片之间，能够将所述活塞杆输出的线性载荷转换为所述叶片做角度调整时的旋转力矩；以及缓冲机构，设置于所述活塞杆和所述叶片之间的传动路径，能够在所述压气机发生喘振时，吸收经过所述叶片的气流施加给所述叶片的至少部分冲击载荷。根据本公开实施例，本公开提供的压气机能够通过对作动筒两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒及调节机构的破坏作用，并在未发生喘振的状态下，保证在作动筒和调节机构的正常工作。

Description

一种压气机及航空发动机

技术领域

本公开涉及燃气轮机领域，尤其涉及一种压气机及航空发动机。

背景技术

现代高性能航空发动机主要由风扇、增压级、高压压气机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮组成，其中高压压气机、燃烧室和高压涡轮为航空发动机的核心机。为了匹配航空发动机在各个转速状态下的性能，高压压气机前面若干级往往设置有可调导叶，控制系统通过液压作动筒驱动调节机构，实现可调导叶角度的调整。

在开展高压压气机性能试验时，为了得到可靠的完整压气机特性，需要多次将压气机运行至气动失稳边界，容易导致高压压气机发生喘振。当压气机发生喘振时，特别是在高转速工况时，如图1所示，压气机中的压力通常会发生低频的大幅脉动，频率一般在几赫兹到十几赫兹，会产生极大的气动冲击力，有可能造成压气机结构损伤。特别地，对于前面级的可调导叶，由于叶片尺寸较大，且连接机械结构复杂的调节机构，容易造成调节机构的损伤。

高压压气机发生喘振时，可调静子叶片调节机构的控制系统往往无法及时做出响应，而此时，调节机构由于受较大的交变气动力冲击，调节机构的载荷已经出现振荡变化，直至超过机构材料容限，容易发生结构损伤。

综合以上，可以发现现有的压气机存在以下两点问题：1.相对于调节机构控制系统的响应，喘振导致的载荷变化是极快的，在导致机构发生损伤之前，控制系统无法及时做出响应；2.由于控制系统不响应，且调节机构往往是刚性，导致喘振的气动冲击力得不到缓冲，易于造成结构损伤。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种压气机，能够通过对作动筒两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒及调节机构的破坏作用。

在本公开的一个方面，提供一种压气机，包括：

机匣；

叶片，角度可调地安装于所述机匣的内侧，能够使经过所述叶片的气流具有设定的流动方向；

作动筒，安装于所述机匣的外侧，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆；

调节机构，可传动地连接于所述活塞杆和所述叶片之间，能够将所述活塞杆输出的线性载荷转换为所述叶片做角度调整时的旋转力矩；以及

缓冲机构，设置于所述活塞杆和所述叶片之间的传动路径，能够在所述压气机发生喘振时，吸收经过所述叶片的气流施加给所述叶片的至少部分冲击载荷。

在一些实施例中，所述作动筒的活塞头部开设有连通有杆腔和无杆腔的第一通孔和第二通孔，所述缓冲机构包括：

第一连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第一通孔连通的第三通孔；

第一密封体，可滑动地设置于所述第三通孔的内部，由第一弹簧提供弹力以抵接于所述第三通孔靠近无杆腔的一端，从而阻止液体从有杆腔向无杆腔的流动；

第二连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第二通孔连通的第四通孔；以及

第二密封体，可滑动地设置于所述第四通孔的内部，由第二弹簧提供弹力以抵接于所述第四通孔靠近有杆腔的一端，从而阻止液体从无杆腔向有杆腔的流动。

在一些实施例中，所述第一连接块和所述第二连接块共同设置于所述活塞头部朝向无杆腔的一侧。

在一些实施例中，所述活塞头部靠近无杆腔的一侧开设有位于所述第一通孔外侧的第一环形盲孔，所述第一密封体靠近有杆腔的一侧开设有第一环形凹槽，所述第一环形盲孔的外径、所述第一环形凹槽的外径和所述第三通孔的外径相同，所述第一弹簧的两端分别卡设于所述第一环形盲孔和所述第一环形凹槽的内部。

在一些实施例中，所述第三通孔靠近无杆腔的一端具有第一渐缩部，所述第一密封体靠近无杆腔的一端具有第一圆台，所述第一圆台的侧面可与所述第一渐缩部的内表面相贴合密封。

在一些实施例中，所述第二连接块靠近有杆腔的一侧开设有位于所述第四通孔外侧的第二环形盲孔，所述第二密封体靠近无杆腔的一侧开设有第二环形凹槽，所述第二环形盲孔的外径和所述第二环形凹槽的外径相同，所述第二弹簧的两端分别卡设于所述第二环形盲孔和所述第二环形凹槽的内部。

在一些实施例中，所述第二通孔靠近有杆腔的一端具有第二渐缩部，所述第二密封体靠近有杆腔的一端具有第二圆台，所述第二圆台的侧面可与所述第二渐缩部的内表面相贴合密封。

在一些实施例中，所述第二连接块与所述第一连接块一体化设置以构成第三连接块，所述第三连接块中心设有第五通孔，用以穿设所述活塞杆。

在一些实施例中，所述活塞头部开设有至少两个所述第一通孔和至少两个所述第二通孔，且每个所述第一通孔都对应连接有所述第一连接块，每个所述第二通孔都对应连接有所述第二连接块。

在一些实施例中，所述第一通孔和所述第二通孔的数量相同，所述第一通孔和所述第二通孔均匀且彼此间隔地设置于同一圆周上。

在一些实施例中，所述第五通孔靠近所述无杆腔的一侧设有半径大于所述活塞杆的台阶结构，所述缓冲机构还包括：

自锁螺母，套设于所述活塞杆，并通过所述台阶结构朝向有杆腔的一侧顶紧所述第三腔体；以及

周向防转块，套设于所述活塞杆，并位于所述第三腔体和所述活塞头部之间，用以防止所述第三腔体绕所述活塞杆发生周向转动。

在一些实施例中，所述缓冲机构还包括：

第一柱面密封圈，设置于所述活塞头部与所述活塞杆之间；

第二柱面密封圈，设置于所述活塞头部与所述作动筒的壳体之间；以及

端面密封圈，设置于所述第三腔体与所述活塞头部之间，并位于所述第三通孔和所述第二盲孔的外侧。

在一些实施例中，所述叶片包括：

叶片轴，固定设置于所述叶片的叶根部，并外伸于所述机匣；

所述调节机构包括：

连杆，连接于所述活塞杆的伸出端；

联动环，可周向滑动地安装于所述机匣外侧，与所述连杆固定连接，并与所述叶片轴之间有设定的间距；以及

摇臂，可传力地连接于所述叶片轴和所述联动环之间。

在本公开的另一个方面，提供一种航空发动机，包括如前文任一实施例所述的压气机。

因此，根据本公开实施例，本公开提供的压气机能够通过对作动筒两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒及调节机构的破坏作用，并在未发生喘振的状态下，保证在作动筒和调节机构的正常工作。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是在喘振状态下压气机中压力随时间变化示意图；

图2是根据本公开一些实施例的压气机中的调节机构的结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的压气机中的调节机构沿图2中B-B剖面线得到的剖视角度的结构示意图；

图4是根据本公开一些实施例的压气机中的调节机构沿图3中C-C剖面线得到的剖视角度的结构示意图；

图5是根据图3中E圈局部放大状态的缓冲机构的剖视角度的结构示意图；

图6是根据图4中F圈局部放大状态的缓冲机构的剖视角度的结构示意图。

图中：

1、机匣；

2、叶片，21、叶片轴；

3、作动筒，31、活塞杆，32、活塞头部，321、第一通孔，322、第二通孔，322a、第二渐缩部，323、第一环形盲孔，33、壳体，34、有杆腔，35、无杆腔；

4、调节机构，41、连杆，42、联动环，43、摇臂；

5、缓冲机构，51、第一连接块，511、第三通孔，511a、第一渐缩部，52、第一密封体，521、第一环形凹槽，522、第一圆台，53、第一弹簧，54、第二连接块，541、第四通孔，542、第二环形盲孔，55、第二密封体，551、第二环形凹槽，552、第二圆台，56、第二弹簧，57、第三连接块，571、第五通孔，571a、台阶结构，58、自锁螺母，59、周向防转块，60、第一柱面密封圈，61、第二柱面密封圈，62、端面密封圈。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1～6所示：

在本公开的一个方面，提供一种压气机，包括：

机匣1；

叶片2，角度可调地安装于机匣1的内侧，能够使经过叶片2的气流具有设定的流动方向；

作动筒3，安装于机匣1的外侧，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆31；

调节机构4，可传动地连接于活塞杆31和叶片2之间，能够将活塞杆31输出的线性载荷转换为叶片2做角度调整时的旋转力矩；以及

缓冲机构5，设置于活塞杆31和叶片2之间的传动路径，能够在压气机发生喘振时，吸收经过叶片2的气流施加给叶片2的至少部分冲击载荷。

在对角度可调的叶片2进行角度调整的过程中，叶片2的受力路径为：作动筒3-调节机构4-叶片2，在这一调整的过程中，为保证叶片2角度调整的快速性和精确性，上述传力部件之间的连接关系为刚性连接。

在对叶片2角度进行正常调整的过程中，在控制系统的控制下，液压油分别注入或排出作动筒3的有杆腔34和无杆腔35，使有杆腔34和无杆腔35中的一个成为高压腔，另一个成为低压腔，从而形成朝向作动筒3一侧的压差力，推动活塞做直线运动，再通过调节机构4的传动作用驱动叶片2转动。

然而在发生喘振的情况下，刚性连接的传力部件则会将叶片2受到的脉动载荷反向传递给调节机构4和作动筒3。具体而言：由于压气机发生喘振时，控制系统来不及响应载荷的变化，导致作动筒3有杆腔34与无杆腔35的液压油近似处于锁死的状态。而由于液压油是不可压缩的，从而导致调节机构4锁死在一个特定状态，与可调静子叶片轴21之间的连接形成刚性连接，这使得喘振的冲击力无法得以缓冲，导致调节机构4中承受了极大的冲击载荷。

此时，设置于活塞杆31和叶片2之间的传动路径上的缓冲机构5被用以吸收至少部分冲击载荷，从而减少喘振带给作动筒3、调节机构4的冲击，保护叶片2的角度调整系统的工作安全。基于吸收冲击载荷的需要，缓冲机构5可以设置在刚性连接的任两个部件之间，例如可以设置在叶片2与调节机构4之间、调节机构4与作动筒3之间，并通过阻尼材料吸收喘振带来的冲击载荷；当然，缓冲机构5也可以设置在调节机构4之上，吸收调节机构4内部的冲击载荷。

进一步的，基于作动筒3内部有杆腔34与无杆腔35之间的具有压力差的液压油，本申请在一些实施例中，作动筒3的活塞头部32开设有连通有杆腔34和无杆腔35的第一通孔321和第二通孔322，缓冲机构5包括：

第一连接块51，固定设置于活塞头部32，具有与第一通孔321连通的第三通孔511；

第一密封体52，可滑动地设置于第三通孔511的内部，由第一弹簧53提供弹力以抵接于第三通孔511靠近无杆腔35的一端，从而阻止液体从有杆腔34向无杆腔35的流动；

第二连接块54，固定设置于活塞头部32，具有与第二通孔322连通的第四通孔541；以及

第二密封体55，可滑动地设置于第四通孔541的内部，由第二弹簧56提供弹力以抵接于第四通孔541靠近有杆腔34的一端，从而阻止液体从无杆腔35向有杆腔34的流动。

相对于一般的作动筒3在活塞两侧的液压油无法越过活塞头部而互相导通，本申请通过在活塞头部32设置第一通孔321和第二通孔322，用以连通有杆腔34和无杆腔35，并通过第一连接块51、第一密封体52、第二连接块54和第二密封体55等结构，实现对第一通孔321和第二通孔322之间通流条件的限制，使得在喘振发生时，作动筒3内部的液压油不再经过外油路的导通，而直接在作动筒3的内部实现有杆腔34与无杆腔35之间液压油的泄压动作，消耗喘振产生的能量，保护调节机构4。

具体而言，在航空发动机发生喘振，且活塞杆31出现向有杆腔34运动的趋势时，无杆腔35内的液压油的压力较有杆腔34高。此时，通过第一连接块51、第一密封体52和第一弹簧53的组合，当液压油在活塞头部32两侧的压力差高于第一弹簧53的弹力时，第一密封弹簧将被无杆腔35内的液压油顶开，从而使第一通孔321处于连通状态，高压的无杆腔35内的液压油向低压的有杆腔34流动，促使液压油在活塞头部32的两侧达到新的压力平衡。

并且在这一过程中，活塞头部32的位置基本不发生改变，从而确保了整个叶片2角度调整系统中的各个部件继续保持原有的状态，使叶片2继续处于预设的角度，避免了叶片2随气流冲击摆动而对进气条件的进一步恶化。

相应的，当航空发动机未发生喘振时，作动筒3的活塞头部32两侧的液压油压力将保持平衡，此时在第一弹簧53的作用下，无杆腔35的液压油被第一密封体52所阻隔，无法在作动筒3内向有杆腔34流动。此时，作动筒3将仅在外油路的控制下，根据对进气条件的需要，通过向有杆腔34或无杆腔35之一注入液压油，另一排除液压油，从而主动地改变活塞头部32的位置，调整叶片2的角度。

在活塞杆31出现向无杆腔35运动的趋势时，第二连接块54、第二密封体55和第二弹簧56将会起到类似的作用——仅允许在有杆腔34内液压油的压力高于无杆腔35内液压油的压力，且压差大于第二弹簧56的弹力时，液压油可以通过第二通孔322从有杆腔34向无杆腔35流动。而在航空发动机未发生喘振时，在第二弹簧56的弹力作用下，有杆腔34的液压油不再能够向无杆腔35内流动，使得作动筒3作为将液压转化为活塞杆31机械运动的中介结构，参与到正常的叶片2角度调整过程中。

综合上述第一连接块51、第一密封体52、第二连接块54和第二密封体55等结构，可见液压油在有杆腔34与无杆腔35之间的压差方向无论是指向有杆腔34还是无杆腔35，缓冲机构5均能实现在达成开启条件下有杆腔34与无杆腔35之间的导通。

而结合图1可以看到，当喘振发生时，压气机内的压力实际上是处于脉动状态下的，也即叶片2角度调整系统所受到的来自气流的冲击载荷也处于脉动状态。在这一条件下，本申请通过由第一连接块51、第一密封体52和第一弹簧53承担脉动的冲击载荷中一个方向的载荷，而通过第二连接块54、第二密封体55和第二弹簧56承担脉动的冲击载荷中另一个方向的载荷，使得缓冲结构中的每个结构件均只承受一个方向的载荷，有效地避免了交变载荷对结构件工作寿命的不利影响。

进一步的，为了便于安装，在一些实施例中，第一连接块51和第二连接块54共同设置于活塞头部32朝向无杆腔35的一侧。

此时，第一连接块51和第二连接块54均位于活塞头部32的外侧，因此对第一连接块51和第二连接块54的安装过程将会落后于对活塞头部32的安装，从而使活塞头部32自身的安装过程和密封过程相对独立，有利于确保作动筒3的活塞头部32两侧间的密闭性良好。

进一步的，为了在活塞头部32和第一密封体52之间设置第一弹簧53，在一些实施例中，活塞头部32靠近无杆腔35的一侧开设有位于第一通孔321外侧的第一环形盲孔323，第一密封体52靠近有杆腔34的一侧开设有第一环形凹槽521，第一环形盲孔323的外径、第一环形凹槽521的外径和第三通孔511的外径相同，第一弹簧53的两端分别卡设于第一环形盲孔323和第一环形凹槽521的内部。

由于第一弹簧53的两端分别被卡设在了第一环形盲孔323和第一环形凹槽521中，避免第一弹簧53在喘振状态下的高频脉动冲击下，由于频繁的伸缩而从限定的位置中滑脱。

进一步的，为了实现对第一通孔321自有杆腔34向无杆腔35流动的封堵，在一些实施例中，第三通孔511靠近无杆腔35的一端具有第一渐缩部511a，第一密封体52靠近无杆腔35的一端具有第一圆台522，第一圆台522的侧面可与第一渐缩部511a的内表面相贴合密封。

由第一渐缩部511a与第一圆台522之间的贴合密封，形成了对第三通孔511的面接触形式的密封，密封面积较大，密封效果更佳。此外，由第一渐缩部511a对第一圆台522的支撑作用，在作动筒3的有杆腔34液压高于无杆腔35的液压时，第一圆台522将随压力差升高更紧密地挤压在第一渐缩部511a，从而进一步提高密封效果。

类似的，为了布置第二弹簧56，并为了防止第二弹簧56在频繁的伸缩过程中从限定位置中滑脱，在一些实施例中，第二连接块54靠近有杆腔34的一侧开设有位于第四通孔541外侧的第二环形盲孔542，第二密封体55靠近无杆腔35的一侧开设有第二环形凹槽551，第二环形盲孔542的外径和第二环形凹槽551的外径相同，第二弹簧56的两端分别卡设于第二环形盲孔542和第二环形凹槽551的内部。

进一步的，与第一圆台522和第一渐缩部511a的配合关系类似，在一些实施例中，第二通孔322靠近有杆腔34的一端具有第二渐缩部322a，第二密封体55靠近有杆腔34的一端具有第二圆台552，第二圆台552的侧面可与第二渐缩部322a的内表面相贴合密封。

进一步的，为了提高缓冲机构5的整体性，在一些实施例中，第二连接块54与第一连接块51一体化设置以构成第三连接块57，第三连接块57中心设有第五通孔571，用以穿设活塞杆31。

此时第三连接块57具有类似于活塞头部32的中心开孔的圆柱体结构，并且在活塞头部32开设第一通孔321与第二通孔322的对应位置分别开设有第三通孔511和第四通孔541。第三连接块57取代第一连接块51和第二连接块54，使得缓冲机构5成为一个整体结构，在安装和维修过程中便利对缓冲机构5的操作，并能简化结构复杂度，减少生产制造成本。

进一步的，为了确保在喘振状态下，有杆腔34与无杆腔35之间的泄压速度，在一些实施例中，活塞头部32开设有至少两个第一通孔321和至少两个第二通孔322，且每个第一通孔321都对应连接有第一连接块51，每个第二通孔322都对应连接有第二连接块54。

对于本领域技术人员而言，采取单独的第一通孔321和第二通孔322能够实现泄压的目的，而随着第一通孔321和第二通孔322数量的增加，有杆腔34与无杆腔35之间的泄压速度将随之加快，从而进一步避免瞬时大负载的气动冲击对叶片2角度调整装置的损伤。当然，考虑到可实现性与结构复杂度，本申请采取两个第一通孔321和两个第二通孔322的组合，可以兼顾泄压的速度和结构的复杂度，达到更优的综合性能。

进一步的，为了实现活塞头部32相对于活塞杆31的力矩平衡，在一些实施例中，第一通孔321和第二通孔322的数量相同，第一通孔321和第二通孔322均匀且彼此间隔地设置于同一圆周上。

本申请中图5示出的第一通孔321位于图3所示出的子午截面(垂直于周向)上，而图6示出的第二通孔322则位于图4所示出的横向截面(垂直于经向)上，可见两个第一通孔321所在的截面与两个第二通孔322所在的截面互相垂直，使得液压油在喘振状态下，无论是向有杆腔34泄压还是向无杆腔35泄压，液压油作用在活塞头部32的合力矩始终为零，避免了活塞头部32发生转动或偏摆。

进一步的，为了实现对第三连接块57相对于活塞头部32的安装，并为了方式活塞头部32发生周向的转动，在一些实施例中，第五通孔571靠近无杆腔35的一侧设有半径大于活塞杆31的台阶结构571a，缓冲机构5还包括：

自锁螺母58，套设于活塞杆31，并通过台阶结构571a朝向有杆腔34的一侧顶紧第三腔体；以及

周向防转块59，套设于活塞杆31，并位于第三腔体和活塞头部32之间，用以防止第三腔体绕活塞杆31发生周向转动。

进一步的，为了实现对活塞头部32相对于作动筒3腔体的密封，并考虑到安装便利，在一些实施例中，缓冲机构5还包括：

第一柱面密封圈60，设置于活塞头部32与活塞杆31之间；

第二柱面密封圈61，设置于活塞头部32与作动筒3的壳体33之间；以及

端面密封圈62，设置于第三腔体与活塞头部32之间，并位于第三通孔511和第二盲孔的外侧。

其中的端面密封腔进一步防止了液压油从第一通孔321经第三通孔511或从第二通孔322经第四通孔541而在有杆腔34与无杆腔35之间流动的可能性。

进一步的，为了实现调节机构4对作动筒3提供的线性载荷转换为叶片2的旋转力矩，在一些实施例中，叶片2包括：

叶片轴21，固定设置于叶片2的叶根部，并外伸于机匣1；

调节机构4包括：

连杆41，连接于活塞杆31的伸出端；

联动环42，可周向滑动地安装于机匣1外侧，与连杆41固定连接，并与叶片轴21之间有设定的间距；以及

摇臂43，可传力地连接于叶片轴21和联动环42之间。

基于上述的结构，对调节机构4和作动筒3进行安装的过程为：将第一柱面密封圈60和第二柱面密封圈61安装于活塞头部32；将活塞杆31的安装端穿过活塞头部32的中心孔；将周向防转块59对准活塞杆31安装端进行安装；将端面密封圈62安装于第三连接块57；将第一密封体52、第二密封体55、第一弹簧53和第二弹簧56安装于活塞头部32和第三连接块57之间，并将第三连接块57沿活塞杆31安装端与活塞头部32压紧；将自锁螺母58安装于活塞杆31，并施加力矩，从而完成缓冲机构5在活塞头部32的安装。

结合图5、6，对缓冲机构5的缓冲原理进一步表述为：

活塞组件受力平衡方式为：

P_B*S_B+F_Z＝F_k+P_A*S_A

其中，

P_B：作动筒3有杆腔34的压力；

S_B：第二密封体55在有杆腔34的面积；

F_Z：第二渐缩部322a施加给第二密封体55上的力，在发动机喘振时为零；

F_k：第二弹簧56的压缩力；

P_A：作动筒3无杆腔35的压力；

S_A：无杆腔35的第四通孔541的面积；

航空发动机处于正常工况时，F_k应满足使第二密封体55在第四通孔541处具有有效密封。假设航空发动机喘振，并使活塞有往无杆腔35运动的趋势，此时，P_B升高，有杆腔34液压油驱动第二密封体55往无杆腔35运动，有杆腔34燃油向无杆腔35泄漏；同理，当航空发动机喘振，并使活塞有往有杆腔34运动的趋势，此时，P_A升高，无杆腔35液压油驱动第一密封体52往有杆腔34运动，无杆腔35燃油向有杆腔34泄漏。以上即可实现发动机正常工况下，作动筒3活塞两侧不发生泄压，作动筒3正常工作；发动机喘振时，缓冲发动机喘振的极大冲击载荷，并消耗喘振的产生的能量，保护调节机构4。

在本公开的另一个方面，提供一种航空发动机，包括如前文任一实施例的压气机。

因此，根据本公开实施例，本公开提供的压气机能够通过对作动筒3两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒3及调节机构4的破坏作用，并在未发生喘振的状态下，保证在作动筒3和调节机构4的正常工作。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种压气机，其特征在于，包括：

机匣；

叶片，角度可调地安装于所述机匣的内侧，能够使经过所述叶片的气流具有设定的流动方向；

作动筒，安装于所述机匣的外侧，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆；

调节机构，可传动地连接于所述活塞杆和所述叶片之间，能够将所述活塞杆输出的线性载荷转换为所述叶片做角度调整时的旋转力矩；以及

缓冲机构，设置于所述活塞杆和所述叶片之间的传动路径，能够在所述压气机发生喘振时，吸收经过所述叶片的气流施加给所述叶片的至少部分冲击载荷。

2.根据权利要求1所述的压气机，其特征在于，所述作动筒的活塞头部开设有连通有杆腔和无杆腔的第一通孔和第二通孔，所述缓冲机构包括：

第一连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第一通孔连通的第三通孔；

第一密封体，可滑动地设置于所述第三通孔的内部，由第一弹簧提供弹力以抵接于所述第三通孔靠近无杆腔的一端，从而阻止液体从有杆腔向无杆腔的流动；

第二连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第二通孔连通的第四通孔；以及

第二密封体，可滑动地设置于所述第四通孔的内部，由第二弹簧提供弹力以抵接于所述第四通孔靠近有杆腔的一端，从而阻止液体从无杆腔向有杆腔的流动。

3.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述第一连接块和所述第二连接块共同设置于所述活塞头部朝向无杆腔的一侧。

4.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述活塞头部靠近无杆腔的一侧开设有位于所述第一通孔外侧的第一环形盲孔，所述第一密封体靠近有杆腔的一侧开设有第一环形凹槽，所述第一环形盲孔的外径、所述第一环形凹槽的外径和所述第三通孔的外径相同，所述第一弹簧的两端分别卡设于所述第一环形盲孔和所述第一环形凹槽的内部。

5.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述第三通孔靠近无杆腔的一端具有第一渐缩部，所述第一密封体靠近无杆腔的一端具有第一圆台，所述第一圆台的侧面可与所述第一渐缩部的内表面相贴合密封。

6.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述第二连接块靠近有杆腔的一侧开设有位于所述第四通孔外侧的第二环形盲孔，所述第二密封体靠近无杆腔的一侧开设有第二环形凹槽，所述第二环形盲孔的外径和所述第二环形凹槽的外径相同，所述第二弹簧的两端分别卡设于所述第二环形盲孔和所述第二环形凹槽的内部。

7.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述第二通孔靠近有杆腔的一端具有第二渐缩部，所述第二密封体靠近有杆腔的一端具有第二圆台，所述第二圆台的侧面可与所述第二渐缩部的内表面相贴合密封。

8.根据权利要求2所述的压气机，其特征在于，所述第二连接块与所述第一连接块一体化设置以构成第三连接块，所述第三连接块中心设有第五通孔，用以穿设所述活塞杆。

9.根据权利要求8所述的压气机，其特征在于，所述活塞头部开设有至少两个所述第一通孔和至少两个所述第二通孔，且每个所述第一通孔都对应连接有所述第一连接块，每个所述第二通孔都对应连接有所述第二连接块。

10.根据权利要求9所述的压气机，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔的数量相同，所述第一通孔和所述第二通孔均匀且彼此间隔地设置于同一圆周上。

11.根据权利要求8所述的压气机，其特征在于，所述第五通孔靠近所述无杆腔的一侧设有半径大于所述活塞杆的台阶结构，所述缓冲机构还包括：

自锁螺母，套设于所述活塞杆，并通过所述台阶结构朝向有杆腔的一侧顶紧所述第三腔体；以及

周向防转块，套设于所述活塞杆，并位于所述第三腔体和所述活塞头部之间，用以防止所述第三腔体绕所述活塞杆发生周向转动。

12.根据权利要求8所述的压气机，其特征在于，所述缓冲机构还包括：

第一柱面密封圈，设置于所述活塞头部与所述活塞杆之间；

第二柱面密封圈，设置于所述活塞头部与所述作动筒的壳体之间；以及

端面密封圈，设置于所述第三腔体与所述活塞头部之间，并位于所述第三通孔和所述第二盲孔的外侧。

13.根据权利要求1所述的压气机，其特征在于，所述叶片包括：

叶片轴，固定设置于所述叶片的叶根部，并外伸于所述机匣；

所述调节机构包括：

连杆，连接于所述活塞杆的伸出端；

联动环，可周向滑动地安装于所述机匣外侧，与所述连杆固定连接，并与所述叶片轴之间有设定的间距；以及

摇臂，可传力地连接于所述叶片轴和所述联动环之间。

14.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1～13任一所述的压气机。

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