CN215672777U - 航空发动机风扇装置及航空发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种航空发动机风扇装置及航空发动机，其中，航空发动机风扇装置包括：机匣；两个风扇罩(1)，分别相对于机匣可开合地设置；和支撑机构(2)，包括滑轨(21)和连杆滑块机构，滑轨(21)设在发动机吊挂上，连杆滑块机构包括连杆组和滑块(29)，滑块(29)与连杆组连接，且沿滑轨(21)的长度方向可移动地设置；其中，风扇罩(1)的顶端与连杆组连接，底端为自由端，在连杆滑块机构运动至第一状态时，风扇罩(1)被配置为依靠滑块(29)与滑轨(21)之间的静摩擦力保持打开状态；在连杆滑块机构运动至第二状态时，风扇罩(1)被配置为克服滑块(29)与滑轨(21)之间的静摩擦力关闭。

Description

航空发动机风扇装置及航空发动机

技术领域

本公开涉及航空发动机风扇装置附件技术领域，尤其涉及一种航空发动机风扇装置及航空发动机。

背景技术

航空发动机短舱将发动机本体包覆在内部，为发动机本体提供保护，保证发动机在各种环境下能正常工作，并且具有防冰、防火、降噪、提供反推力等功能。民用涡扇发动机短舱一般包括进气道、风扇罩、反推装置、喷管等部件。风扇罩位于进气道和反推装置之间，一般包覆在风扇机匣和中介机匣外，保护风扇舱内的各种附件。

如图1所示，地面维护时，为了便于维修人员进入风扇罩1a，风扇罩1a一般设计为左右开合结构，风扇罩1a的顶端通过铰链4a连接。风扇罩1a打开后，会利用支撑杆2a将风扇罩1a支撑固定住，使得维修人员可以进入风扇舱维护内部附件管路5a等。如图2所示，在维护完毕后，将风扇罩1a关闭。

由于支撑杆2a的一端在风扇罩1a的壁板上，另一端连接在发动机机匣3a上，所以，机匣3a上需为支撑杆2a的支撑座的安装留出空间。同时，机匣3a上安装有大量的附件管路5a，支撑杆2a的支撑座的存在会影响机匣3a上附件管路5a的布置，增加了设计制造难度和成本，且在将支撑杆2a连接到支撑座上时容易与附件管路5a等发生碰撞。

实用新型内容

本公开的实施例提供了一种航空发动机风扇装置及航空发动机，能够简化风扇罩支撑结构，防止机匣上的支撑座对附件和管路的影响。

根据本公开的第一方面，提供了一种航空发动机风扇装置，包括：

机匣；

两个风扇罩，分别相对于机匣可开合地设置；和

支撑机构，包括滑轨和连杆滑块机构，滑轨设在发动机吊挂上，连杆滑块机构包括连杆组和滑块，滑块与连杆组连接，且沿滑轨的长度方向可移动地设置；

其中，风扇罩的顶端与连杆组连接，底端为自由端，在连杆滑块机构运动至第一状态时，风扇罩被配置为依靠滑块与滑轨之间的静摩擦力保持打开；在连杆滑块机构运动至第二状态时，风扇罩被配置为在外力作用下克服滑块与滑轨之间的静摩擦力关闭。

在一些实施例中，连杆组包括：形成四连杆机构的第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；

其中，滑块固定在第一连杆和第四连杆的铰接处，连杆组还包括安装部和第二延伸杆，安装部设在第二连杆上与第一连杆铰接的一端，且安装部与风扇罩的顶端固定，第二延伸杆的第一端连接于第三连杆上与第四连杆铰接的一端，第二延伸杆的第二端固定于滑轨且位于滑块下方。

在一些实施例中，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的长度相等。

在一些实施例中，安装部包括：

第一延伸杆，第一延伸杆的第一端连接在第二连杆上与第一连杆铰接的一端，第一延伸杆与第二连杆成角度设置，且第一延伸杆的第二端朝向风扇罩的顶端延伸；和

固定部，固定部固定在第一延伸杆的第二端，且与风扇罩顶端的内侧面固定。

在一些实施例中，第一延伸杆、固定部和第二连杆一体成型。

在一些实施例中，第二延伸杆位于第三连杆的反向延长线上，且第二延伸杆与第三连杆一体成型。

在一些实施例中，滑轨内沿长度方向设有滑槽；

滑块设在滑槽内，支撑机构还包括：螺杆和螺母，螺杆的第一端依次穿过第四连杆、第一连杆和滑块，且不超过滑块与滑槽接触的表面，螺杆的第二端设有螺纹，螺母旋合在螺杆的第二端将第四连杆、第一连杆和滑块铰接。

在一些实施例中，滑轨内沿长度方向设有滑槽；

支撑机构还包括：支撑块、螺钉和螺母，支撑块设在滑槽内，螺钉依次穿过滑轨、支撑块和第二延伸杆后通过螺母固定。

在一些实施例中，滑块与滑轨之间的摩擦系数μ满足如下关系：

其中，α为第二延伸杆与滑轨之间的夹角；

l₃为风扇罩的重心与滑轨之间的距离；

l₄为连杆滑块机构运动至第一状态时，滑块与第二延伸杆的第二端之间的距离。

根据本公开的第二方面，提供了一种航空发动机，包括：上述实施例的航空发动机风扇装置。

本公开实施例的航空发动机风扇装置，当需要地面维护时，只需要在风扇罩的顶端设置滑块连杆机构，取消了相关技术中机匣与风扇罩之间的支撑杆和支撑座，依靠滑块与滑轨之间的静摩擦力就能实现风扇罩在打开后的位置保持，在风扇罩底端施加大于该静摩擦力的外力，就能关闭风扇罩。此种结构更加简单，且避免与机匣上的附件和管路发生碰撞等影响，提高风扇罩打开或关闭时的安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中采用支撑杆的风扇装置处于风扇罩打开状态的示意图；

图2为相关技术中采用支撑杆的风扇装置处于风扇罩关闭状态的示意图；

图3为本公开航空发动机风扇装置中处于风扇罩关闭状态的示意图；

图4为本公开航空发动机风扇装置中处于风扇罩打开状态的示意图；

图5为本公开航空发动机风扇装置中支撑机构的一些实施例的结构示意图；

图6为图5所示支撑机构的主视图；

图7为图6中的A-A剖视图；

图8为本公开航空发动机风扇装置中支撑机构的工作原理示意图。

附图标记说明

1a、风扇罩；2a、风扇罩；3a、机匣；4a、铰链；5a、附件管路；

1、风扇罩；2、支撑机构；21、滑轨；211、滑槽；22、第一连杆；23、第二连杆；24、第三连杆；25、第四连杆；26、第一延伸杆；27、固定部；28、第二延伸杆；29、滑块；29’、支撑块；291、螺杆；292、螺钉；293、螺母。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

航空发动机短舱将发动机本体包覆在内部，为发动机本体提供保护，保证发动机在各种环境下能正常工作，并且具有防冰、防火、降噪、提供反推力等功能。民用涡扇发动机短舱一般包括进气道、风扇罩、反推装置、喷管等部件。风扇罩位于进气道和反推装置之间，一般包覆在风扇机匣和中介机匣外，保护风扇舱内的各种附件。

如图3至8所示，本公开提供了一种航空发动机风扇装置，在一些实施例中，包括：机匣、两个风扇罩1和支撑机构2。两个风扇罩1分别相对于机匣可开合地设置，机匣可包括风扇机匣和中介机匣。

支撑机构2包括滑轨21和连杆滑块机构，滑轨21固定在发动机吊挂上，滑轨21竖直设置。连杆滑块机构包括连杆组和与连杆组连接的滑块29，滑块29与连杆组连接，且沿滑轨21的长度方向可移动地设置。例如，滑轨21上沿长度方向可设置滑槽211，滑块29位于滑槽211内；或者滑块可套设在滑轨21上。

其中，风扇罩1的顶端与连杆组连接，底端为自由端，如图4，在连杆滑块机构运动至第一状态时，即连杆滑块机构展开的状态，风扇罩1被配置为依靠滑块29与滑轨21之间的静摩擦力保持打开状态；如图3，在连杆滑块机构运动至第二状态时，风扇罩1被配置在外力作用下克服滑块29与滑轨21之间的静摩擦力关闭。优选地，第一状态和第二状态均为连杆滑块机构运动的极限状态。

该实施例在风扇装置需要地面维护时，只需要在风扇罩的顶端设置滑块连杆机构，取消了相关技术中机匣与风扇罩之间的支撑杆和支撑座，依靠滑块与滑轨之间的静摩擦力就能实现风扇罩在打开后的位置保持，在风扇罩底端施加大于该静摩擦力的外力，就能关闭风扇罩。此种结构更加简单，且避免与机匣上的附件和管路发生碰撞等影响，提高风扇罩打开或关闭时的安全性。

在一些实施例中，连杆组包括：形成四连杆机构的第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25，相邻连杆之间相互铰接。其中，滑块29固定在第一连杆22和第四连杆25的铰接处，连杆组还包括安装部和第二延伸杆28，安装部设在第二连杆23上与第一连杆22铰接的一端，且安装部与风扇罩1的顶端固定，第二延伸杆28的第一端连接于第三连杆24上与第四连杆25铰接的一端，第二延伸杆28的第二端固定于滑轨21且位于滑块29下方。

该实施例的连杆滑块机构结构简单，运动可靠，可实现风扇罩1的可靠打开与关闭。

如图5和图6所示，第一连杆22、第二连杆23、第三连杆24和第四连杆25的长度相等。在在连杆滑块机构运动至第一状态时，四连杆机构形成正方形。此种设置方式可简化连杆滑块机构的结构，易于加工。

在一些实施例中，如图5和图6，安装部包括：第一延伸杆26和固定部27。其中，第一延伸杆26的第一端连接在第二连杆23上与第一连杆22铰接的一端，第一延伸杆26与第二连杆23呈角度设置，例如呈直角设置，且第一延伸杆26的第二端朝向风扇罩1的顶端延伸。固定部27固定在第一延伸杆26的第二端，且与风扇罩1顶端的内侧面固定，固定部27可呈板状结构，以对风扇罩1顶端进行支撑。

该实施例通过设置第一延伸杆26和固定部27，能够利用连杆组的结构对风扇罩1进行固定，并通过连杆组的运动带动风扇罩1打开或关闭。

为了简化结构，并便于加工，如图5和图6所示，第一延伸杆26、固定部27和第二连杆23一体成型。第二延伸杆28位于第三连杆24的反向延长线上，且第二延伸杆28与第三连杆24一体成型。

如图7所示，滑轨21内沿长度方向设有滑槽211，滑块29设在滑槽211内，支撑机构2还包括：螺杆291和螺母293，螺杆291的第一端依次穿过第四连杆25、第一连杆22和滑块29，且不超过滑块29与滑槽211接触的表面，螺杆291的第二端设有螺纹，螺母293旋合在螺杆291的第二端将第四连杆25、第一连杆22和滑块29铰接。

此种结构中，螺杆291和螺母293既实现了第四连杆25、第一连杆22和滑块29铰接，又不影响滑块29在滑槽211内运动。

如图7所示，滑轨21内沿长度方向设有滑槽211，支撑机构2还包括：支撑块29’、螺钉292和螺母293，支撑块29’设在滑槽211内，螺钉292依次穿过滑轨21、支撑块29’和第二延伸杆28后通过螺母293固定。

在一些实施例中，如图8所示，滑块29与滑轨21之间的摩擦系数μ满足如下关系：

其中，α为第二延伸杆28与滑轨21之间的夹角；

l₃为风扇罩1的重心与滑轨21之间的距离；

l₄为连杆滑块机构运动至第一状态时，滑块29与第二延伸杆28的第二端之间的距离。

图8为本公开航空发动机风扇装置中风扇罩支撑机构的工作原理图。将风扇罩1和支撑机构2简化后，AB＝BC＝CD＝DA＝l₁，OB＝l₂。此时，风扇罩1打开角度为β(∠OAB)，滑轨21与第二延伸杆28之间的角度为α(∠AOB)。

对此状态的风扇罩1进行受力分析，当不施加其他力时，该风扇罩1受到重力G(重心P到滑轨21的距离为l₃)，第二延伸杆28上受到沿杆方向的力F1，滑块29上受到压力N和摩擦力f。OA＝l₄，AB＝l₁，OB＝l₂。根据受力平衡和力矩平衡，可得

算得

令滑轨21与滑块29之间的摩擦系数为μ，f≤μN时，滑轨21与滑块29之间的静摩擦力未达到极限值，两者之间不会产生相对滑动，风扇罩1能够保持打开状态。即，滑块29与滑轨21之间的摩擦系数μ满足如下关系时，可将风扇罩1保持打开状态。

此时，风扇罩1的打开角度β满足

假定风扇罩1打开到工作角度β₀时，滑轨21与第二延伸杆28之间的角度为α₀＝arctan(1/μ)。此时，

风扇罩1能够固定在此角度。

关闭风扇罩1时，在风扇罩1底端H点处朝内施加一个力F₂(F₂到A点的距离为l₅)。此时，根据受力平衡和力矩平衡，可得

算得

当风扇罩1打开角度为β₀时，若要关闭风扇罩1，

此时，f＞μN，滑块29与滑轨21之间发生相对滑动，风扇罩1关闭。

因此，风扇罩1的可打开角度与滑轨21与滑块29之间的摩擦系数μ相关。具体应用时，根据风扇罩1需要打开的角度，确定所需的摩擦系数和各连杆的长度。

根据分析，可以得出，本专利中采用的连杆滑块机构可以满足风扇罩1的开合，且能在不使用支撑杆的情况下，将风扇罩1固定在所需角度。

其次，本公开提供了一种航空发动机，在一些实施例中，包括上述实施例的航空发动机风扇装置。

以上对本公开所提供的一种航空发动机风扇装置和航空发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种航空发动机风扇装置，其特征在于，包括：

机匣；

两个风扇罩(1)，分别相对于所述机匣可开合地设置；和

支撑机构(2)，包括滑轨(21)和连杆滑块机构，所述滑轨(21)设在发动机吊挂上，所述连杆滑块机构包括连杆组和滑块(29)，所述滑块(29)与所述连杆组连接，且沿所述滑轨(21)的长度方向可移动地设置；

其中，所述风扇罩(1)的顶端与所述连杆组连接，底端为自由端，在所述连杆滑块机构运动至第一状态时，所述风扇罩(1)被配置为依靠所述滑块(29)与所述滑轨(21)之间的静摩擦力保持打开状态；在所述连杆滑块机构运动至第二状态时，所述风扇罩(1)被配置为克服所述滑块(29)与所述滑轨(21)之间的静摩擦力关闭。

2.根据权利要求1所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述连杆组包括：形成四连杆机构的第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)；

其中，所述滑块(29)固定在第一连杆(22)和第四连杆(25)的铰接处，所述连杆组还包括安装部和第二延伸杆(28)，所述安装部设在所述第二连杆(23)上与所述第一连杆(22)铰接的一端，且所述安装部与所述风扇罩(1)的顶端固定，所述第二延伸杆(28)的第一端连接于所述第三连杆(24)上与所述第四连杆(25)铰接的一端，所述第二延伸杆(28)的第二端固定于所述滑轨(21)且位于所述滑块(29)下方。

3.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述第一连杆(22)、第二连杆(23)、第三连杆(24)和第四连杆(25)的长度相等。

4.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述安装部包括：

第一延伸杆(26)，所述第一延伸杆(26)的第一端连接在所述第二连杆(23)上与所述第一连杆(22)铰接的一端，所述第一延伸杆(26)与所述第二连杆(23)成角度设置，且所述第一延伸杆(26)的第二端朝向所述风扇罩(1)的顶端延伸；和

固定部(27)，所述固定部(27)固定在所述第一延伸杆(26)的第二端，且与所述风扇罩(1)顶端的内侧面固定。

5.根据权利要求4所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述第一延伸杆(26)、固定部(27)和第二连杆(23)一体成型。

6.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述第二延伸杆(28)位于所述第三连杆(24)的反向延长线上，且所述第二延伸杆(28)与所述第三连杆(24)一体成型。

7.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述滑轨(21)内沿所述长度方向设有滑槽(211)；

所述滑块(29)设在所述滑槽(211)内，所述支撑机构(2)还包括：螺杆(291)和螺母(293)，所述螺杆(291)的第一端依次穿过所述第四连杆(25)、第一连杆(22)和滑块(29)，且不超过所述滑块(29)与所述滑槽(211)接触的表面，所述螺杆(291)的第二端设有螺纹，螺母(293)旋合在所述螺杆(291)的第二端将所述第四连杆(25)、第一连杆(22)和滑块(29)铰接。

8.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述滑轨(21)内沿所述长度方向设有滑槽(211)；

所述支撑机构(2)还包括：支撑块(29’)、螺钉(292)和螺母(293)，所述支撑块(29’)设在所述滑槽(211)内，所述螺钉(292)依次穿过所述滑轨(21)、支撑块(29’)和第二延伸杆(28)后通过所述螺母(293)固定。

9.根据权利要求2所述的航空发动机风扇装置，其特征在于，所述滑块(29)与所述滑轨(21)之间的摩擦系数μ满足如下关系：

其中，α为第二延伸杆(28)与滑轨(21)之间的夹角；

l₃为风扇罩(1)的重心与滑轨(21)之间的距离；

l₄为连杆滑块机构运动至第一状态时，滑块(29)与所述第二延伸杆(28)的第二端之间的距离。

10.一种航空发动机，其特征在于，包括：权利要求1～9任一所述的航空发动机风扇装置。

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