一种压气机的径向引气流量调节系统

1.本发明涉及航空发动机引气结构设计技术领域，特别是涉及一种压气机的径向引气流量调节系统。


背景技术：

2.随着现代航空工业不断发展，航空发动机朝着高推重比、高效率、高可靠性、低油耗的方向发展，提高涡轮进口温度能有效增加推重比，而增加压气机压缩比能够降低油耗。由于涡轮材料的限制，必须将涡轮前叶片温度冷却到较低的一个范围内。目前现有的航空发动机热端部件进行冷却是通过空气系统来进行的，内部引气空气从压气机鼓筒孔进入，经过高速旋转的压气机盘腔流入轴心通道中，最后进入涡轮盘腔。为保证冷却效果，需保证足够的冷气流量和压力，但同时，这一部分流量由于经过压气机增压，已经对涡轮功进行了消耗，且由于不参与燃烧室内的燃烧，这就对发动机效率造成了损失。针对这一矛盾，现阶段的处理方式多是通过在压气机盘腔的径向引气段设置减涡器，以减小所引冷却气流的压力损失，这一结构也得到了实际应用。
3.值得注意的是，飞机在整个飞行过程中，各飞行状态差异极大，对于冷却气流的需求也存在差异。但现有径向引气结构其流动面积，流道形状等均无法根据实际发动机冷却需求进行调整，导致在某些极端工况出现冷却不足或引气流量过大造成浪费的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种压气机的径向引气流量调节系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现对压气机径向引气的流量的调节。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供了一种压气机的径向引气流量调节系统，所述压气机包括依次固连的前级压气机盘、鼓筒和后级压气机盘，所述鼓筒的侧壁上周向设置有多个进气孔，包括与所述鼓筒周向转动配合且与所述鼓筒同轴的遮气筒，所述遮气筒的侧壁与所述鼓筒的侧壁相贴合，所述遮气筒上面设置有与所述进气孔一一对应的通气孔，所述通气孔正对对应的所述进气孔；
7.还包括用于驱动所述遮气筒相对所述鼓筒转动的驱动机构，所述驱动机构包括制动电机，所述制动电机用于驱动主动齿轮转动，所述主动齿轮与设置在所述遮气筒上的弧状齿条啮合。
8.优选的，还包括控制器和设置在飞机的发动机的热端的温度传感器，在接收所述温度传感器的温度信号后，所述控制器对所述温度信号进行分析，然后向所述制动电机发出执行信号，以控制所述制动电机执行相应动作。
9.优选的，所述通气孔的大小、形状与对应的所述进气孔的大小、形状完全相同。
10.优选的，所述鼓筒的外壁与所述遮气筒的内壁贴合。
11.优选的，在所述鼓筒的外壁上设置有环状凹槽，且所述环状凹槽与任意一个所述
进气孔相互隔绝，在所述遮气筒的内壁上设置有位于所述环状凹槽中的转动环，所述转动环与所述环状凹槽周向转动配合。
12.优选的，所述转动环通过轴承与所述环状凹槽转动配合。
13.优选的，还包括减速箱，所述制动电机的输出轴与所述减速箱的输入轴固连，所述主动齿轮固设在所述减速箱的输出轴上。
14.优选的，所述遮气筒上周向设置有一弧状凹槽，所述弧状齿条设置在所述弧状凹槽的内壁上，所述弧状齿条的长度方向与所述遮气筒的周向相同。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明的压气机的径向引气流量调节系统能够实现对压气机径向引气的流量的有效调节。本发明的压气机的径向引气流量调节系统通过使得遮气筒相对鼓筒转动，使得通气孔与进气孔错位，来调节进气孔的实际的进气的面积，从而实现对径向进气流量的调节；且通过控制器能够根据飞机发动机热端的温度来对进气孔的实际进气面积进行实时调节，实现了径向引气流量的按需智能调节，本发明的压气机的径向引气流量调节系统，能够避免在某些极端工况出现冷却不足或引气流量过大造成浪费的问题。
附图说明
17.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获得其他的附图。
18.图1为本发明压气机的径向引气流量调节系统的结构示意图；
19.其中：1、前级压气机盘；2、后级压气机盘；3、鼓筒；4、进气孔；5、遮气筒；6、通气孔；7、制动电机；8、减速箱；9、主动齿轮；10、弧状齿条；11、弧状凹槽。
具体实施方式
20.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付出创造性劳动的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。
21.本发明的目的是提供一种压气机的径向引气流量调节系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现对压气机径向引气的流量的调节。
22.本发明提供了一种压气机的径向引气流量调节系统，所述压气机包括依次固连的前级压气机盘、鼓筒和后级压气机盘，所述鼓筒的侧壁上周向设置有多个进气孔，包括与所述鼓筒周向转动配合且与所述鼓筒同轴的遮气筒，所述遮气筒的侧壁与所述鼓筒的侧壁相贴合，所述遮气筒上面设置有与所述进气孔一一对应的通气孔，所述通气孔正对对应的所述进气孔；
23.还包括用于驱动所述遮气筒相对所述鼓筒转动的驱动机构，所述驱动机构包括制动电机，所述制动电机用于驱动主动齿轮转动，所述主动齿轮与设置在所述遮气筒上的弧状齿条啮合。
24.本发明的压气机的径向引气流量调节系统能够实现对压气机径向引气的流量的有效调节。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.如图1所示：本实施例提供了一种压气机的径向引气流量调节系统，其中，压气机包括依次固连的前级压气机盘1、鼓筒3和后级压气机盘2，鼓筒3的侧壁上周向设置有多个进气孔4，前级压气机盘1和后级压气机盘2之间还以压气机的中心轴周向均布有多个导流板，导流板与前级压气机盘1或后级压气机盘2固连，每一导流板的安装半径相同，每一导流板沿轴向贯通所述压气机盘腔。
27.本实施例压气机的径向引气流量调节系统包括遮气筒5、驱动机构和控制单元。
28.其中，遮气筒5与鼓筒3周向转动配合且与鼓筒3同轴，在鼓筒3的外壁上设置有环状凹槽，且环状凹槽与任意一个进气孔4相互隔绝，在遮气筒5的内壁上设置有位于环状凹槽中的转动环，转动环通过轴承与环状凹槽周向转动配合。
29.遮气筒5上面设置有与进气孔4一一对应的通气孔6，通气孔6正对对应的进气孔4；通气孔6的大小、形状与对应的进气孔4的大小、形状完全相同。当遮气筒5相对鼓筒3转动时，通气孔6便会与对应的进气孔4错位，使得通气孔6与进气孔4重叠的通气面积发生改变，从而调节进气孔4的实际的进气的面积，从而实现对径向进气流量的调节；在本实施例中，使得鼓筒3的外壁与遮气筒5的内壁贴合，以避免鼓筒3与遮气筒5之间因存在间隙，造成空气的逃逸而影响调整效果。
30.驱动机构用于驱动遮气筒5相对鼓筒3转动；具体的，驱动机构包括制动电机7，制动电机7用于驱动主动齿轮9转动，主动齿轮9与设置在遮气筒5上的弧状齿条10啮合。制动电机7的输出轴与减速箱8的输入轴固连，主动齿轮9固设在减速箱8的输出轴上，制动电机7和减速箱8固设在前级压气机盘1或后级压气机盘2上。遮气筒5上周向设置有一弧状凹槽11，弧状齿条10设置在弧状凹槽11的内壁上，弧状齿条10的长度方向与遮气筒5的周向相同。
31.控制单元包括控制器和设置在飞机的发动机的热端的温度传感器，在接收温度传感器的温度信号后，控制器对温度信号进行分析，然后向制动电机7发出执行信号，以控制制动电机7执行相应动作。
32.本实施例压气机的径向引气流量调节系统的工作过程如下：
33.在压气机运行状态，遮气筒5与鼓筒3同轴、同速、同向的旋转，气流流经通气孔6和进气孔4进入压气机的盘腔内，经由多个导流板引流进入压气机的轴向通道。温度传感器将检测到的飞机的发动机的热端的温度信号实时发送给控制器，控制器对上述温度信号进行分析，然后向制动电机7发出执行信号，以控制制动电机7执行相应动作；制动电机7执行的动作可以是维持在制动状态，以保持遮气筒5与鼓筒3相对位置不变，进气孔4的径向引气的流量不变；也可以是驱动遮气筒5顺时针转动或逆时针转动，以减小或增大得气孔与进气孔4重叠区域的面积，即调节进气孔4的实际的进气的面积；即通过控制器根据飞机发动机热端的温度来对进气孔4的实际进气面积进行实时调节，实现了径向引气流量的按需智能调节，避免在某些极端工况出现冷却不足或引气流量过大造成浪费的问题。需要说明的是，在何种温度将进气孔4的实际的进气的面积调节至多大，需要经过技术人员的实验获得，并编
译成控制程序写入控制器中，技术人员可以按照具体需要对其进行适当的调整。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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的限制。
35.本说明书中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。