一種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，屬于航空小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，在原有軸承支座本體上設(shè)置一環(huán)腔，通過(guò)環(huán)腔引出的燃油管路及管接頭將發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃燒室的燃油預(yù)先引入環(huán)腔，同時(shí)在環(huán)腔內(nèi)部布置軸承潤(rùn)滑噴嘴。進(jìn)入環(huán)腔的燃油與發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件充分實(shí)現(xiàn)熱交換，有效地實(shí)現(xiàn)了燃油預(yù)熱與軸承降溫，同時(shí)環(huán)腔布置潤(rùn)滑噴嘴也增強(qiáng)了軸承潤(rùn)滑效果。該發(fā)明可直接用于采用0?2?0支承結(jié)構(gòu)的小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸重量的前提下實(shí)現(xiàn)燃油預(yù)熱、軸承降溫、增強(qiáng)潤(rùn)滑等功能，顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率幷提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
【專利說(shuō)明】
一種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有燃油預(yù)熱環(huán)腔且能實(shí)現(xiàn)有效潤(rùn)滑的軸承支座一體化結(jié)構(gòu)，特別適用于無(wú)人機(jī)及彈用小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)主要作為無(wú)人機(jī)和亞音速巡航導(dǎo)彈的動(dòng)力裝置，追求高推比、低成本，要求在滿足功能要求的前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。因此，小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)多舍棄了復(fù)雜的滑油系統(tǒng)，采用了燃滑油一體、燃油直接潤(rùn)滑軸承的方式，即從主燃油路引出一路細(xì)油管焊接在軸承支座上，噴射燃油潤(rùn)滑軸承。這種潤(rùn)滑方式雖然簡(jiǎn)單，但由于細(xì)油管焊接工藝不易保證，油管噴嘴直徑小容易堵塞且噴射位置偏離軸承，極大地影響了軸承的潤(rùn)滑效率和運(yùn)行安全。
[0003]另一方面，小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常采用雙懸臂的“0-2-0”支承結(jié)構(gòu)，軸承支座同時(shí)安裝前后兩個(gè)軸承，是最主要的轉(zhuǎn)子承力部件。軸承腔外無(wú)專門的冷卻氣包裹，軸承支座與發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件直接相連，熱量直接通過(guò)軸承支座傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)軸承，其工作溫度將達(dá)到250°C以上。如此高的工作溫度已經(jīng)接近常用軸承鋼的使用溫度極限，將極大的降低軸承壽命，進(jìn)而使得發(fā)動(dòng)機(jī)首翻期往往低于8小時(shí)，制約了此類發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用范圍和使用成本。
[0004]再一方面，由于小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，多采用順流環(huán)形蒸發(fā)管燃燒室，而蒸發(fā)管燃燒室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，燃油霧化能力較差，進(jìn)入蒸發(fā)管的燃油不能充分揮發(fā)，得不到完全燃燒，會(huì)降低燃燒室燃燒效率，增大發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率。尤其是在低溫天氣，燃油溫度過(guò)低，還會(huì)大大影響發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)的成功率。若要提高燃燒室的燃油燃燒效率并且保證發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火成功率，需要對(duì)供給燃燒室的燃油預(yù)熱，提高進(jìn)入蒸發(fā)管的燃油溫度。目前發(fā)動(dòng)機(jī)燃油預(yù)熱多采用兩種形式:一是采用體外預(yù)熱，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)外置換熱器與高溫滑油換熱提高燃油溫度;二是采用體內(nèi)預(yù)熱，多是將預(yù)熱燃油管先深入燃燒室內(nèi)直接加熱后再進(jìn)入蒸發(fā)管。第一種方法預(yù)熱燃油的同時(shí)還降低滑油溫度，一舉兩得，但需要復(fù)雜沉重的換熱器，增大尺寸重量還增加成本，對(duì)于小渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)并不合適;第二種方法簡(jiǎn)單有效，能顯著提高熱油溫度，但會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)管路加工困難、安裝復(fù)雜，另外燃燒室內(nèi)溫度過(guò)高，長(zhǎng)期使用有可能燒壞預(yù)熱燃油管。
[0005]因此，亟需尋求一種適用于小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承支座設(shè)計(jì)方案，既能夠有效潤(rùn)滑軸承，降低軸承工作溫度，同時(shí)也能充分預(yù)熱進(jìn)入燃燒室的燃油，提高燃燒效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種設(shè)計(jì)合理、既實(shí)現(xiàn)有效潤(rùn)滑、降低軸承使用環(huán)境溫度，又能預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)所供燃油的軸承座結(jié)構(gòu)方案。
[0007 ]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，適用于小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃油總管、燃燒室、熱端部件、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸、軸承和軸承支座，所述燃油總管用以向燃燒室供應(yīng)燃油，所述熱端部件位于燃燒室的出口處，其特征在于，
[0009]所述軸承支座包括一筒狀支座本體，其中，所述支座本體端部的內(nèi)環(huán)面上設(shè)置軸承，所述支座本體端部的外環(huán)面上設(shè)置所述熱端部件和一密閉的軸承室環(huán)腔，所述軸承室環(huán)腔位于軸承的外側(cè)并緊貼所述熱端部件;所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過(guò)支座本體并支撐在所述支座本體端部的軸承上，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與支座本體同軸設(shè)置;所述支座本體的外環(huán)面上還設(shè)有至少兩個(gè)燃油管接頭，其中一個(gè)燃油管接頭與所述燃油總管連接，另一個(gè)燃油管接頭與外部供油通道連接，各所述燃油管接頭還分別通過(guò)燃油管路與所述軸承室環(huán)腔連通;所述軸承室環(huán)腔的內(nèi)壁上設(shè)有若干噴油孔，所述噴油孔的噴油角度對(duì)準(zhǔn)軸承。
[0010]優(yōu)選地，所述渦輪導(dǎo)向器間隙配合地裝配在支座本體端部的外環(huán)面上。
[0011 ]優(yōu)選地，所述軸承過(guò)盈配合地裝配在所述支座本體端部的內(nèi)環(huán)面上。
[0012 ]優(yōu)選地，所述燃油管接頭焊接在支座本體外環(huán)中部。
[0013]優(yōu)選地，所述軸承室環(huán)腔由兩個(gè)對(duì)稱半環(huán)焊接在支座本體外環(huán)上，兩個(gè)對(duì)稱半環(huán)與支座本體端部的安裝邊形成密封環(huán)腔。
[0014]優(yōu)選地，為了保證環(huán)腔的容積在合理范圍，所述軸承室環(huán)腔的軸向尺寸基本與軸承相當(dāng)。
[0015]優(yōu)選地，在所述軸承室環(huán)腔的內(nèi)壁相隔180°位置各用激光打一Φ0.5的噴油孔，打孔角度需保證噴射位置對(duì)準(zhǔn)軸承，以便能給軸承提供有效潤(rùn)滑。
[0016]優(yōu)選地，在所述軸承室環(huán)腔的外壁相隔180°位置設(shè)一進(jìn)一出兩個(gè)接口，其中，進(jìn)口與外部供油通道連通，出口與燃油總管連通。
[0017]優(yōu)選地，所述熱端部件為渦輪導(dǎo)向器盤。
[0018]本發(fā)明的小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，巧妙地利用了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部現(xiàn)有的空間和結(jié)構(gòu)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃燒室的燃油先經(jīng)過(guò)軸承室環(huán)腔進(jìn)行充分預(yù)熱，再流經(jīng)燃油管路、燃油管接頭、燃油總管，進(jìn)入燃燒室充分燃燒，顯著提高了燃油的霧化效果并提升了燃燒效率。同時(shí)利用軸承室環(huán)腔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得燃油經(jīng)過(guò)噴油孔直接噴射潤(rùn)滑軸承，不用額布置外焊接潤(rùn)滑細(xì)油管且能保證噴射角度及噴射量，大大提高了對(duì)軸承潤(rùn)滑的可靠性。另外燃油經(jīng)過(guò)軸承室環(huán)腔，帶走從熱端部件(如渦輪導(dǎo)向器盤)傳遞的大量熱量，明顯降低了軸承的工作溫度，使得軸承使用壽命顯著提升。
[0019]本發(fā)明的小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一體化軸承支座，為實(shí)現(xiàn)有效潤(rùn)滑、降低軸承使用環(huán)境溫度，又能預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)所供燃油的技術(shù)目的，主要是通過(guò)改變進(jìn)入燃燒室之前的燃油管路和支承轉(zhuǎn)子軸承的支座的結(jié)構(gòu)布局，重新進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃油管路延長(zhǎng)，使其緊貼軸承支座，利用原軸承支座外部空間，在軸承室處焊接一圓環(huán)，該圓環(huán)采用對(duì)稱分半結(jié)構(gòu)，焊后與軸承支座安裝邊形成密封環(huán)腔。環(huán)腔緊貼熱端部件(渦輪導(dǎo)向器盤)，位置在軸承外環(huán)正上方。同時(shí)在此環(huán)腔水平相隔180°位置各用激光打一 (2 0.5的噴油孔，打孔角度需保證噴射位置對(duì)準(zhǔn)軸承，以便能給軸承提供有效潤(rùn)滑。而在上下180°局部設(shè)一進(jìn)一出兩個(gè)接口，布置燃油管路進(jìn)出接頭，將燃油供油管路與進(jìn)口相接。燃油先進(jìn)入軸承室環(huán)腔，后從出口進(jìn)入燃油總管，供給燃燒室燃燒。燃油流經(jīng)環(huán)腔的同時(shí)與軸承支座產(chǎn)生熱交換，少量經(jīng)由兩個(gè)水平位置的噴油孔射入軸承，其余燃油得到預(yù)熱且軸承室溫度降低。另夕卜，為了保證熱交換的效果而又不至于產(chǎn)生容腔效應(yīng)，影響供油響應(yīng)速率，軸承室環(huán)腔的容積需控制在合理范圍。本發(fā)明所述軸承支座預(yù)熱環(huán)腔軸向尺寸基本與軸承外環(huán)相當(dāng)，腔體高度為Imm0
[0020]與小型渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)原軸承支座相比，采用帶有燃油預(yù)熱環(huán)腔的軸承支座一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃油先通過(guò)環(huán)腔充分預(yù)熱，再流入燃燒室燃燒，顯著提高了燃油的霧化效果并提升了燃燒效率。同時(shí)利用環(huán)腔內(nèi)燃油噴射潤(rùn)滑軸承，不用額外焊接潤(rùn)滑細(xì)油管且提高了潤(rùn)滑可靠性。另外燃油經(jīng)過(guò)環(huán)腔帶走熱量，明顯降低了軸承的工作溫度，使得軸承使用壽命顯著提升。某型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用此種軸承支座設(shè)計(jì)方案，有效地實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱交換，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率幷提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，地面試車以及空中試飛效果良好，對(duì)我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一體化軸承支座結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
[0022]圖2為軸承支座的左視圖。
[0023]圖3為圖2軸承支座的A-A視圖。
[0024]圖4為圖2軸承支座的B-B視圖局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)指出的是，所描述的具體實(shí)例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號(hào)。附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供一種小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)用一體化軸承支座，所述軸承支座4作為發(fā)動(dòng)機(jī)0-2-0轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)，中心穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸1，與軸承支座4保持同心。軸承6安裝在軸承支座4內(nèi)環(huán)，裝配關(guān)系為過(guò)盈配合。渦輪導(dǎo)向器5安裝在軸承支座外環(huán)，裝配關(guān)系為間隙配合。
[0027]如圖3和圖4，本發(fā)明的軸承支座4由支座本體401、管接頭402，燃油管路403，軸承室環(huán)腔404，噴油孔405五部分組成。其中管接頭402焊接在支座本體401外環(huán)中部，主要用來(lái)與燃油總管2連接。軸承室環(huán)腔404由對(duì)稱分半環(huán)焊接在支座本體401外環(huán)上，焊后與支座本體安裝邊形成密封環(huán)腔，環(huán)腔緊貼熱端部件(渦輪導(dǎo)向器5)，位置在軸承6正上方。同時(shí)為了保證環(huán)腔的容積在合理范圍，軸承室環(huán)腔404的軸向尺寸基本與軸承6相當(dāng)，腔體高度為1mm。另外在此環(huán)腔水平相隔180°位置各用激光打一 0.5的噴油孔405，打孔角度需保證噴射位置對(duì)準(zhǔn)軸承，以便能給軸承提供有效潤(rùn)滑。而在上下180°局部設(shè)一進(jìn)一出兩個(gè)接口，布置燃油管路403進(jìn)出接頭，將燃油供油管路與進(jìn)口相接。
[0028]本發(fā)明采用的這種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，巧妙地利用了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部現(xiàn)有的空間和結(jié)構(gòu)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃燒室的燃油先經(jīng)過(guò)軸承室環(huán)腔404進(jìn)行充分預(yù)熱，再流經(jīng)燃油管路403、管接頭402、燃油總管2，進(jìn)入燃燒室3充分燃燒，顯著提高了燃油的霧化效果并提升了燃燒效率。同時(shí)利用軸承室環(huán)腔404的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得燃油經(jīng)過(guò)噴油孔405直接噴射潤(rùn)滑軸承，不用額布置外焊接潤(rùn)滑細(xì)油管且能保證噴射角度及噴射量，大大提高了對(duì)軸承6潤(rùn)滑的可靠性。另外燃油經(jīng)過(guò)軸承室環(huán)腔404，帶走從渦輪導(dǎo)向器5傳遞的大量熱量，明顯降低了軸承6的工作溫度，使得軸承6使用壽命顯著提升。
[0029]綜上所述，本發(fā)明采用的一體化軸承支座，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、零部件少、可靠性高、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，巧妙利用發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱交換，有效地實(shí)現(xiàn)了燃油預(yù)熱與軸承降溫，增強(qiáng)了軸承潤(rùn)滑效果，從而顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率幷提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
[0030]以上所述，僅為本實(shí)用新形的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新形保護(hù)的范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的范圍內(nèi)可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)力要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，適用于小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，所述渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃油總管、燃燒室、熱端部件、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸、軸承和軸承支座，所述燃油總管用以向燃燒室供應(yīng)燃油，所述熱端部件位于燃燒室的出口處，其特征在于， 所述軸承支座包括一筒狀支座本體，其中，所述支座本體端部的內(nèi)環(huán)面上設(shè)置軸承，所述支座本體端部的外環(huán)面上設(shè)置所述熱端部件和一密閉的軸承室環(huán)腔，所述軸承室環(huán)腔位于軸承的外側(cè)并緊貼所述熱端部件;所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸穿過(guò)支座本體并支撐在所述支座本體端部的軸承上，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸與支座本體同軸設(shè)置;所述支座本體的外環(huán)面上還設(shè)有至少兩個(gè)燃油管接頭，其中一個(gè)燃油管接頭與所述燃油總管連接，另一個(gè)燃油管接頭與外部供油通道連接，各所述燃油管接頭還分別通過(guò)燃油管路與所述軸承室環(huán)腔連通;所述軸承室環(huán)腔的內(nèi)壁上設(shè)有若干噴油孔，所述噴油孔的噴油角度對(duì)準(zhǔn)軸承。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述渦輪導(dǎo)向器間隙配合地裝配在支座本體端部的外環(huán)面上。3.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸承過(guò)盈配合地裝配在所述支座本體端部的內(nèi)環(huán)面上。4.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述燃油管接頭焊接在支座本體外環(huán)中部。5.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸承室環(huán)腔由兩個(gè)對(duì)稱半環(huán)焊接在支座本體外環(huán)上，兩個(gè)對(duì)稱半環(huán)與支座本體端部的安裝邊形成密封環(huán)腔。6.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸承室環(huán)腔的軸向尺寸基本與軸承相當(dāng)。7.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述軸承室環(huán)腔的內(nèi)壁相隔180°位置各用激光打一的噴油孔，打孔角度需保證噴射位置對(duì)準(zhǔn)軸承，以便能給軸承提供有效潤(rùn)滑。8.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述軸承室環(huán)腔的外壁相隔180°位置設(shè)一進(jìn)一出兩個(gè)接口，其中，進(jìn)口與外部供油通道連通，出口與燃油總管連通。9.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述熱端部件為渦輪導(dǎo)向器盤。10.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的一體化軸承支座結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸承室環(huán)腔的腔體高度為0.5?2_。
【文檔編號(hào)】F16C35/00GK105937448SQ201610534803
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】龔建波, 黃恩亮, 雷志軍, 郭磊
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所