CN115182819A - 一种集成式航空发动机滑油泵 - Google Patents

Abstract

一种集成式航空发动机滑油泵，包括泵壳，以及与泵壳连接的泵盖，在泵壳的内腔中依次设有增压泵、第一回油泵、第二回油泵；第一回油泵用于从分流机匣收油池回油，第二回油泵用于从涡轮支承回油；增压泵、第一回油泵、第二回油泵均采用花键轴传动；在泵盖上设置有单向活门、调压活门以及滑油细油滤；单向活门的进口与增压泵的出口连接，滑油细油滤的进口与单向活门的出口连接，滑油细油滤的出口设置为增压滑油出口；调压活门的进口端连通至增压泵的出口，调压活门的出口端连通至增压泵的输入腔；还包括设置在泵盖上的传感器装置，用于检测滑油温度和滑油中的金属屑末；传感器装置的检测探头设置在滑油细油滤的进口处。

Description

一种集成式航空发动机滑油泵

技术领域

本发明涉及航空发动机滑油系统领域，尤其涉及一种集成式航空发动机滑油泵。

背景技术

滑油系统是发动机关键的工作系统之一，其功能主要是对发动机的轴承、齿轮等相互运动部件进行润滑、冷却、清洁、防腐。由于发动机的转子是在高转速下工作，发动机工作性能的可靠性很大程度上取决于滑油系统的正常工作。因此，滑油的供油压力及滑油流量是滑油系统的主要影响因素。其中，滑油泵是滑油系统重要组成部分，同时也是满足滑油系统工作性能的重要保障。

随着现代航空发动机高度集成化趋势，传统的滑油泵实现功能少，无法在同一泵体上同时满足滑油增压功能、以及从收油池、涡轮支承等多油路中进行回油的功能，另外，现有的滑油泵中并未设置监测装置，无法掌握对滑油泵运行时的状况进行监测。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种集成式航空发动机滑油泵，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种集成式航空发动机滑油泵，包括泵壳，以及与泵壳连接的泵盖，在泵壳的内腔中依次设有增压泵、第一回油泵、第二回油泵；所述第一回油泵用于从分流机匣收油池回油，所述第二回油泵用于从涡轮支承回油；所述增压泵、第一回油泵、第二回油泵均采用花键轴传动；

在所述泵盖上设置有单向活门、调压活门以及滑油细油滤；所述单向活门的进口与增压泵的出口连接，所述滑油细油滤的进口与单向活门的出口连接，所述滑油细油滤的出口设置为增压滑油出口；所述调压活门的进口端连通至增压泵的出口，调压活门的出口端连通至增压泵的输入腔；

还包括设置在泵盖上的传感器装置，用于检测滑油温度和滑油中的金属屑末；所述传感器装置的检测探头设置在滑油细油滤的进口处。

优选的，在所述滑油细油滤上设置有旁通活门，该旁通活门滑油细油滤并联式安装；在所述泵盖上设置有排气接头，该排气接头与增压泵的输出腔连通；所述排气接头用于与滑油箱排气管路连接。

优选的，在泵盖上设置有第一管接头，所述第一管接头连通至增压泵的输入腔；该第一管接头用于与滑油箱的供油管路连接；所述第一管接头为直通接头。

优选的，在所述泵壳上设置有第二管接头，所述第二管接头连通至第一回油泵的输入腔；该第二管接头用于与分流机匣收油池回油管路连接。

优选的，在泵壳上远离泵盖的端面上设置有涡轮支承回油进口和回油总出口；所述涡轮支承回油进口连通至第二回油泵的输入腔；所述第一回油泵、第二回油泵的输出腔均通过管路连通至回油总出口；所述回油总出口用于与油气分离器连接。

优选的，所述增压泵包括、第一回油泵、第二回油泵均为齿轮泵，采用人字齿轮。

优选的，增压泵包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、第一内壳体；第一回油泵包括第二主动齿轮、第二从动齿轮、第二内壳体；第二回油泵包括第三主动齿轮、第三从动齿轮、第三内壳体；泵壳具有右端敞口状的内腔，在泵壳的内腔中设置有内端板，该内端板抵靠在泵壳内腔左侧底壁上；所述第一内壳体、第二内壳体、第三内壳体均具有左端敞口状腔体；

第三内壳体的左端面抵靠在内端板上；所述第三主动齿轮与第三从动齿轮相互啮合，且安装在第三内壳体的内腔中；

第二内壳体的左端面抵靠在第三内壳体的右端面上；所述第二主动齿轮与第二从动齿轮相互啮合，且安装在第二内壳体的内腔中；

第一内壳体的左端面抵靠在第二内壳体的右端面上；所述第一主动齿轮与第一从动齿轮相互啮合，且安装在第一内壳体的内腔中；

在第一主动齿轮上设有主动轴，在第一从动齿轮上设有从动轴；主动轴和从动轴的右端均可转动支承在第一内壳体上，主动轴和从动轴的左端均向左延伸穿过第二内壳体、第三内壳体之后可转动支承在内端板上；

所述第二主动齿轮、第三主动齿轮套设在主动轴上，且第二主动齿轮、第三主动齿轮与主传动轴不可相对转动；

所述第二从动齿轮、第三从动齿轮可转动安装在从动轴上；

花键轴的右端插设在主动轴左端面的花键孔内。

优选的，第二从动齿轮、第三从动齿轮与从动轴之间均设置有滚珠。

优选的，在第二内壳体与主动轴、以及第二内壳体与从动轴之间设置有皮碗；在第二内壳体的外柱面与泵壳的内孔面之间设置有密封圈。

优选的，在所述第一内壳体、第二内壳体、以及第三内壳体内分别设置有垫圈；皮碗位于第一内壳体和第二内壳体内的两块垫圈之间的间隔内；第三内壳体中设置垫圈的数量为两块，位于第三主动齿轮和第三从动齿轮的两侧；在内端板中设置有弹簧，该弹簧产生向右的轴向推力作用于与之相邻的垫圈。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

(1)本发明中，通过将增压泵、第一回油泵、第二回油泵集成后形成了具备一级增压泵和二级回油泵的滑油泵，增压泵用于对来自滑油箱中的滑油增压以供给发动机润滑，第一回油泵用于从分流机匣收油池回油，第二回油泵用于从涡轮支承回油；整个滑油泵集成度高，实现了不同功能模块的相互组合，增加了滑油泵的工作作用，提高了滑油泵的作性能。

(2)在本发明中，通过设置单向活门、调压活门以及滑油细油滤结构，滑油箱的滑油进入到增压泵进行增压之后，输出的高压滑油分成两股，主要的一股增压滑油流经单向活门之后进入至滑油细油滤中进行过滤，从滑油细油滤流出的滑油可以进入传动机匣通路进而流去润滑发动机；另外一股滑油通过调压活门，流入增压泵的输入腔。在本发明中，通过设置调压活门，用于调节增压泵的供油最大压力，当增压泵中输出腔(高压腔)的油压大于调压活门压力时，调压活门打开，滑油流入输入腔(低压腔)，当输出腔油压小于调压活门压力时，调压活门处于关闭状态，滑油经滑油细油滤进行过滤后从出油口流出。

(3)在本发明中，通过设置传感器装置用于检测滑油温度和滑油中的金属屑末，可以实时检测滑油的油温以及杂质金属屑末的含量，以便于掌握滑油泵汇中滑油的状况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种集成式航空发动机滑油泵的立体结构剖视图；

图2为本发明中增压泵、第一回油泵、第二回油泵的位置分布示意图；

图3为本发明所提供的一种集成式航空发动机滑油泵的端面视图；

图4为本发明所提供的一种集成式航空发动机滑油泵的另一端面视图。

附图标号说明：1、第一从动齿轮；101、从动轴；2、皮碗；3、第二从动齿轮；4、垫圈；5、第三从动齿轮；6、弹簧；701、第一内壳体；702、第二内壳体；703、第三内壳体；704、内端板；8、止动环；9、花键轴；10、第三主动齿轮；11、第二主动齿轮；12、第一主动齿轮；121、主动轴；13、泵盖；14、第一管接头；15、旁通活门；16、排气接头；17、传感器装置；18、单向活门；19、调压活门；20、滑油细油滤；21、泵壳；22、第二管接头；23、涡轮支承回油进口；24、回油总出口；25、滚珠；26、密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

结合图1、图2所示，一种集成式航空发动机滑油泵，包括泵壳21，以及与泵壳21连接的泵盖13，在泵壳21的内腔中依次设有增压泵、第一回油泵、第二回油泵；所述第一回油泵用于从分流机匣收油池回油，所述第二回油泵用于从涡轮支承回油；

所述增压泵、第一回油泵、第二回油泵均采用花键轴9传动；由同一根花键轴传动，提高传动力，同时可以导到简化结构的目的；

在所述泵盖13上设置有单向活门18、调压活门19以及滑油细油滤20；所述单向活门18的进口与增压泵的出口连接，所述滑油细油滤20的进口与单向活门18的出口连接，所述滑油细油滤20的出口设置为增压滑油出口；所述调压活门19的进口端连通至增压泵的出口，调压活门19的出口端连通至增压泵的输入腔；调压活门19用于调节增压泵的供油最大压力，当增压泵中高压腔油压大于调压活门压力时，调压活门19打开，滑油流入增压泵的输入腔(即低压腔)，当高压腔油压小于调压活门19压力时，调压活门19处于关闭状态，滑油经滑油细油滤20进行过滤后从出油口流出。在本实施例中，调压活门19采用插装式结构，便于拆卸维护。通过设置单向活门18，发动机停车后单向活门18关闭，并在飞机停放时防止滑油流入发动机中。

还包括设置在泵盖13上的传感器装置17，用于检测滑油温度和滑油中的金属屑末；所述传感器装置17的检测探头设置在滑油细油滤20的进口处。在本实实施例中，传感器装置17的检测探头内装有易熔合金和磁钢，当滑油温度超过允许值或金属屑末达到一定数量时改变检测探头的输出电阻。具体地，当滑油温度超过易焰合金的容点时，合金熔化使电路导通；当滑油中的金属屑末吸附至一定数量时，磁极连通使电路导通。

结合图1所示，在本实施例中，在所述滑油细油滤20上设置有旁通活门15；该旁通活门15与滑油细油滤20并联式安装，提高了系统安全域度，当滑油细油滤20中的滤芯堵塞而使滑油细油滤20的进、出口压差达到一定数值时，旁通活门15打开，此时滑油不通过滑油细油滤20，直接供应到轴承、齿轮等部件。在本实施例中，旁通活门15采用插装式结构，便于拆卸维护。

在所述泵盖13上设置有排气接头16，该排气接头16与增压泵的输出腔连通；所述排气接头16用于与滑油箱排气管路连接。通过设置排气接头16，用于发动机加油时或者飞机启动飞行时，排除增压泵中的空气，避免空气进入滑油管路中。

结合图1所示，在泵盖13上设置有第一管接头14，所述第一管接头14连通至增压泵的输入腔；该第一管接头14用于与滑油箱的供油管路连接；所述第一管接头14为直通接头。

结合图3、图4所示，在所述泵壳21上设置有第二管接头22，所述第二管接头22连通至第一回油泵的输入腔；该第二管接头22用于与分流机匣收油池回油管路连接。

结合图4所示，在泵壳21上远离泵盖13的端面上设置有涡轮支承回油进口23和回油总出口24；所述涡轮支承回油进口23连通至第二回油泵的输入腔；所述第一回油泵、第二回油泵的输出腔均通过管路连通至回油总出口24；所述回油总出口24用于与油气分离器连接。

在本实施例中，所述增压泵包括、第一回油泵、第二回油泵均为齿轮泵，采用人字齿轮，人字齿轮不但能提高工作效率，而且降低输出压力脉动。

结合图1、图2所示，增压泵包括第一主动齿轮12、第一从动齿轮1、第一内壳体701；第一回油泵包括第二主动齿轮11、第二从动齿轮3、第二内壳体702；第二回油泵包括第三主动齿轮10、第三从动齿轮5、第三内壳体703；泵壳21具有右端敞口状的内腔，在泵壳21的内腔中设置有内端板704，该内端板704抵靠在泵壳21内腔左侧底壁上；所述第一内壳体701、第二内壳体702、第三内壳体703均具有左端敞口状腔体；第三内壳体703的左端面抵靠在内端板704上；所述第三主动齿轮10与第三从动齿轮5相互啮合，且安装在第三内壳体703的内腔中；第二内壳体702的左端面抵靠在第三内壳体703的右端面上；所述第二主动齿轮11与第二从动齿轮3相互啮合，且安装在第二内壳体702的内腔中；第一内壳体701的左端面抵靠在第二内壳体702的右端面上；所述第一主动齿轮12与第一从动齿轮1相互啮合，且安装在第一内壳体701的内腔中；在第一主动齿轮12上设有主动轴121，在第一从动齿轮1上设有从动轴101；主动轴121和从动轴101的右端均可转动支承在第一内壳体701上，主动轴121和从动轴101的左端均向左延伸穿过第二内壳体702、第三内壳体703之后可转动支承在内端板704上；所述第二主动齿轮11、第三主动齿轮10套设在主动轴121上，且第二主动齿轮11、第三主动齿轮10与主动轴121不可相对转动；所述第二从动齿轮3、第三从动齿轮5可转动安装在从动轴101上；花键轴9的右端插设在主动轴121左端面的花键孔内，在花键轴9的两端的花键上色遏制有止动环8用于保证花键连接传动的可靠性。在本实施例中，主动轴121与第一主动齿轮12为一体成型结构，从动轴101与第一从动齿轮1为一体成型结构，采用一体式结构，有利于减少整个滑油泵的零件数量，提供滑油泵的集成度，使其结构更为紧凑。

结合图2所示，第二从动齿轮3、第三从动齿轮5与从动轴101之间均设置有滚珠25，通过设置滚珠25，以便于第二从动齿轮3、第三从动齿轮5在从动轴101上转动。

结合图2所示，在第二内壳体702与主动轴121、以及第二内壳体702与从动轴101之间设置有皮碗2；在第二内壳体702的外柱面与泵壳21的内孔面之间设置有密封圈26。通过设置密封圈26，目的是将增压泵与两个回油泵进行分隔。设置皮碗2的目的是为了消除飞机停放时，滑油沿增压级传动装置漏到发动机中。

结合图2所示，在所述第一内壳体701、第二内壳体702、以及第三内壳体703内分别设置有垫圈4；皮碗3位于第一内壳体701和第二内壳体702内的两块垫圈4之间的间隔内；第三内壳体703中设置垫圈4的数量为两块，位于第三主动齿轮10和第三从动齿轮5的两侧；在内端板704中设置有弹簧6，该弹簧6产生向右的轴向推力作用于与之相邻的垫圈4。设置垫圈4的目的，主要用于调整增压泵、第一回油泵、第二回油泵内齿轮与对于腔体的端面间隙，有效的降低泄漏量，提高工作效率，并降低了维护成本。另外，皮碗3位于第一内壳体701和第二内壳体702内的两块垫圈4之间的间隔内，皮碗2在高压作用下可以抵靠在两侧的垫圈上，同时便于皮碗2的安装。通过利用弹簧6，其弹力可以始终作用于第三内壳体703中左侧的垫圈4，形成浮动垫圈形式，用于提高发动机惯性转动时泵的回油能力。

本发明的工作原理为：

来自滑油箱的滑油沿通过第一管接头进入增压泵中的输入腔，通过增压泵增压之后，输出的高压滑油分成两股，主要的一股增压滑油流经单向活门18之后进入至滑油细油滤20中进行过滤，从滑油细油滤20流出的滑油可以进入传动机匣通路进而流去润滑发动机；另外一股滑油通过调压活门19，流入增压泵的输入腔。通过设置调压活门19，用于调节增压泵的供油最大压力，当增压泵中输出腔(高压腔)的油压大于调压活门19压力时，调压活门19打开，滑油流入输入腔(低压腔)，当输出腔油压小于调压活门19压力时，调压活门19处于关闭状态，滑油经滑油细油滤20进行过滤后从出油口流出。

从分流机匣收油池回油的滑油通过第二管接头22，进入第一回油泵的输入腔中，涡轮支承的滑油回油从涡轮支承回油进口23进入第三回油泵的输入腔中。来自两个回油泵的回油从回油总出口24可以进入油气分离器，然后沿油气分离器壳体中的通路，进入油气分离器叶轮进口腔。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成式航空发动机滑油泵，包括泵壳(21)，以及与泵壳(21)连接的泵盖(13)，其特征在于：

在泵壳(21)的内腔中依次设有增压泵、第一回油泵、第二回油泵；所述第一回油泵用于从分流机匣收油池回油，所述第二回油泵用于从涡轮支承回油；

所述增压泵、第一回油泵、第二回油泵均采用花键轴(9)传动；

在所述泵盖(13)上设置有单向活门(18)、调压活门(19)以及滑油细油滤(20)；所述单向活门(18)的进口与增压泵的出口连接，所述滑油细油滤(20)的进口与单向活门(18)的出口连接，所述滑油细油滤(20)的出口设置为增压滑油出口；所述调压活门(19)的进口端连通至增压泵的出口，调压活门(19)的出口端连通至增压泵的输入腔；

还包括设置在泵盖(13)上的传感器装置(17)，用于检测滑油温度和滑油中的金属屑末；所述传感器装置(17)的检测探头设置在滑油细油滤(20)的进口处。

2.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于，在所述滑油细油滤(20)上设置有旁通活门(15)，该旁通活门(15)滑油细油滤(20)并联式安装；在所述泵盖(13)上设置有排气接头(16)，该排气接头(16)与增压泵的输出腔连通；所述排气接头(16)用于与滑油箱排气管路连接。

3.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于，在泵盖(13)上设置有第一管接头(14)，所述第一管接头(14)连通至增压泵的输入腔；该第一管接头(14)用于与滑油箱的供油管路连接；所述第一管接头(14)为直通接头。

4.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于，在所述泵壳(21)上设置有第二管接头(22)，所述第二管接头(22)连通至第一回油泵的输入腔；该第二管接头(22)用于与分流机匣收油池回油管路连接。

5.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于，在泵壳(21)上远离泵盖(13)的端面上设置有涡轮支承回油进口(23)和回油总出口(24)；所述涡轮支承回油进口(23)连通至第二回油泵的输入腔；所述第一回油泵、第二回油泵的输出腔均通过管路连通至回油总出口(24)；所述回油总出口(24)用于与油气分离器连接。

6.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于，所述增压泵包括、第一回油泵、第二回油泵均为齿轮泵，采用人字齿轮。

7.如权利要求1所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于：

增压泵包括第一主动齿轮(12)、第一从动齿轮(1)、第一内壳体(701)；

第一回油泵包括第二主动齿轮(11)、第二从动齿轮(3)、第二内壳体(702)；

第二回油泵包括第三主动齿轮(10)、第三从动齿轮(5)、第三内壳体(703)；

泵壳(21)具有右端敞口状的内腔，在泵壳(21)的内腔中设置有内端板(704)，该内端板(704)抵靠在泵壳(21)内腔左侧底壁上；所述第一内壳体(701)、第二内壳体(702)、第三内壳体(703)均具有左端敞口状腔体；

第三内壳体(703)的左端面抵靠在内端板(704)上；所述第三主动齿轮(10)与第三从动齿轮(5)相互啮合，且安装在第三内壳体(703)的内腔中；

第二内壳体(702)的左端面抵靠在第三内壳体(703)的右端面上；所述第二主动齿轮(11)与第二从动齿轮(3)相互啮合，且安装在第二内壳体(702)的内腔中；

第一内壳体(701)的左端面抵靠在第二内壳体(702)的右端面上；所述第一主动齿轮(12)与第一从动齿轮(1)相互啮合，且安装在第一内壳体(701)的内腔中；

在第一主动齿轮(12)上设有主动轴(121)，在第一从动齿轮(1)上设有从动轴(101)；主动轴(121)和从动轴(101)的右端均可转动支承在第一内壳体(701)上，主动轴(121)和从动轴(101)的左端均向左延伸穿过第二内壳体(702)、第三内壳体(703)之后可转动支承在内端板(704)上；

所述第二主动齿轮(11)、第三主动齿轮(10)套设在主动轴(121)上，且第二主动齿轮(11)、第三主动齿轮(10)与主传动轴(121)不可相对转动；

所述第二从动齿轮(3)、第三从动齿轮(5)可转动安装在从动轴(101)上；

花键轴(9)的右端插设在主动轴(121)左端面的花键孔内。

8.如权利要求7所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于：第二从动齿轮(3)、第三从动齿轮(5)与从动轴(101)之间均设置有滚珠(25)。

9.如权利要求7所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于：在第二内壳体(702)与主动轴(121)、以及第二内壳体(702)与从动轴(101)之间设置有皮碗(2)；在第二内壳体(702)的外柱面与泵壳(21)的内孔面之间设置有密封圈(26)。

10.如权利要求9所述的一种集成式航空发动机滑油泵，其特征在于：在所述第一内壳体(701)、第二内壳体(702)、以及第三内壳体(703)内分别设置有垫圈(4)；

皮碗(3)位于第一内壳体(701)和第二内壳体(702)内的两块垫圈(4)之间的间隔内；

第三内壳体(703)中设置垫圈(4)的数量为两块，位于第三主动齿轮(10)和第三从动齿轮(5)的两侧；

在内端板(704)中设置有弹簧(6)，该弹簧(6)产生向右的轴向推力作用于与之相邻的垫圈(4)。

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