本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別地，涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鼓筒軸以及裝配有這種鼓筒軸的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

直升機(jī)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)在有砂塵的環(huán)境使用時(shí)鼓筒軸內(nèi)會(huì)積砂，當(dāng)砂塵積累到一定程度后，砂塵突然剝落會(huì)破壞轉(zhuǎn)子組件動(dòng)平衡，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)劇增，影響直升機(jī)安全可靠工作。

現(xiàn)有用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的鼓筒軸的結(jié)構(gòu)如圖1所示，鼓筒軸徑向有三個(gè)腰形孔1’，軸向有四個(gè)圓孔2’。

當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在有砂塵環(huán)境的地方工作時(shí)，細(xì)小砂塵會(huì)隨冷卻氣流從腰形孔1’徑向進(jìn)入鼓筒軸內(nèi)部，此時(shí)氣流流動(dòng)方向由徑向變?yōu)檩S向經(jīng)圓孔2’軸向流出，且速度大幅降低，同時(shí)氣流受高速轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓筒軸影響而在鼓筒軸內(nèi)產(chǎn)生旋流，隨空氣進(jìn)入的砂塵在離心力作用下與空氣分離，并沉積在鼓筒軸進(jìn)氣孔附近的內(nèi)壁上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間的延長(zhǎng)，積砂量增多，在進(jìn)氣孔附近的內(nèi)壁處逐漸形成大的“鼓包”，當(dāng)“鼓包”達(dá)到一定程度，因發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)作用，砂塵突然剝落，使轉(zhuǎn)子組件動(dòng)平衡破壞，振動(dòng)加劇并導(dǎo)致軸承損壞，影響發(fā)動(dòng)機(jī)安全可靠工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種鼓筒軸，以解決鼓筒軸積砂的問(wèn)題，從而保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠工作；本發(fā)明同時(shí)還提供一種裝配有這種鼓筒軸的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供了一種鼓筒軸，包括中軸、與中軸連接的側(cè)壁，側(cè)壁圍成內(nèi)部中空的中心孔，側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有通氣孔，通氣孔的進(jìn)氣口位于側(cè)壁外周緣對(duì)應(yīng)的第一外表面，通氣孔的出氣口位于側(cè)壁軸向端面對(duì)應(yīng)的第二外表面并鄰近中軸，且通氣孔與中心孔由側(cè)壁隔離。

進(jìn)一步地，通氣孔呈直線型，且通氣孔的延長(zhǎng)線與中軸的中心線相交。

進(jìn)一步地，第二外表面凹設(shè)有兩個(gè)凹槽，兩個(gè)凹槽分別位于出氣口的兩側(cè)。

進(jìn)一步地，第一外表面凸設(shè)有兩個(gè)固定部，進(jìn)氣口位于兩個(gè)固定部之間。

進(jìn)一步地，側(cè)壁上還設(shè)有連通中心孔與鼓筒軸外部的平衡氣孔，平衡氣孔的進(jìn)氣端位于第二外表面。

可選地，平衡氣孔與通氣孔分別位于中軸的相對(duì)兩側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種裝配有上述鼓筒軸的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括離心壓氣機(jī)和套設(shè)于離心壓氣機(jī)上的擴(kuò)壓器，以及按空氣流動(dòng)順序依次設(shè)置的火焰筒外環(huán)、火焰筒內(nèi)環(huán)、封嚴(yán)套筒和渦輪盤(pán)，封嚴(yán)套筒套設(shè)于鼓筒軸的側(cè)壁的外表，封嚴(yán)套筒上設(shè)有用于連通火焰筒內(nèi)環(huán)的連通孔，鼓筒軸的進(jìn)氣口與連通孔相連通，渦輪盤(pán)位于鼓筒軸的后方，氣流自火焰筒內(nèi)環(huán)經(jīng)由封嚴(yán)套筒上的連通孔進(jìn)入鼓筒軸上的通氣孔，并從出氣口流至渦輪盤(pán)。

進(jìn)一步地，第一外表面凸設(shè)有兩個(gè)與封嚴(yán)套筒密封配合的固定部，連通孔位于兩個(gè)固定部之間；氣流自火焰筒內(nèi)環(huán)經(jīng)由連通孔流至兩個(gè)固定部之間的空間，并進(jìn)入進(jìn)氣口。

本發(fā)明通過(guò)在側(cè)壁上設(shè)置與中心孔相互隔離的通氣孔，將氣流從鼓筒軸的外部引入到鼓筒軸外部的中心部位，氣流不經(jīng)過(guò)鼓筒軸內(nèi)部，因而空氣中的砂塵也不會(huì)進(jìn)入鼓筒軸的內(nèi)部，不會(huì)在鼓筒軸的內(nèi)壁積砂。且由于出氣口靠近鼓筒軸的中心部位，越靠近鼓筒軸的中心位置處的離心力越小，因而出氣口流出的氣流產(chǎn)生的旋流較小，隨空氣進(jìn)入的砂塵不易與空氣分離，會(huì)隨空氣繼續(xù)流向后面的其它元件和裝置，不會(huì)沉積在冷卻空氣流路內(nèi)，確保發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的正常工作。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鼓筒軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鼓筒軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)空氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、鼓筒軸；10、中軸；11、側(cè)壁；110、第一外表面；111、第二外表面；12、中心孔；13、通氣孔；130、進(jìn)氣口；131、出氣口；14、凹槽；15、固定部；16、平衡氣孔；160、進(jìn)氣端；161、出氣端；17、定位槽；2、離心壓氣機(jī)；3、擴(kuò)壓器；4、火焰筒外環(huán)；5、火焰筒內(nèi)環(huán)；6、封嚴(yán)套筒；60、連通孔；7、一級(jí)導(dǎo)向器空心葉片；8、一級(jí)渦輪盤(pán)；9、二級(jí)渦輪盤(pán)。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種具有除塵效果的鼓筒軸1，包括中軸10、與中軸10連接的側(cè)壁11，側(cè)壁11圍成內(nèi)部中空的中心孔12。

側(cè)壁11包括位于其外周緣對(duì)應(yīng)的第一外表面110、以及軸向端面對(duì)應(yīng)的第二外表面111，第二外表面11銜接于中軸10。本發(fā)明中的鼓筒軸1的側(cè)壁11厚度并不均勻，其靠近中軸10部分的厚度大于遠(yuǎn)離中軸10部分的厚度，以便于在側(cè)壁11上開(kāi)設(shè)細(xì)長(zhǎng)狀的通氣孔13。其中，通氣孔13的進(jìn)氣口130位于側(cè)壁11外周緣對(duì)應(yīng)的第一外表面110，通氣孔13的出氣口131位于側(cè)壁11軸向端面對(duì)應(yīng)的第二外表面111并鄰近中軸10。通氣孔13與中心孔12由側(cè)壁11隔離開(kāi)來(lái)，也就是說(shuō)側(cè)壁11上的通氣孔13與鼓筒軸1的中心孔12是相互獨(dú)立的兩個(gè)孔。通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的通氣孔13將氣流從鼓筒軸1的外部引入到鼓筒軸1外部另側(cè)的中心部位，氣流不經(jīng)過(guò)鼓筒軸1內(nèi)部的中心孔12，因而空氣中的砂塵也不會(huì)進(jìn)入鼓筒軸1的內(nèi)部，不會(huì)在鼓筒軸1的內(nèi)壁積砂。

通氣孔13呈直線型，為保證通氣孔13的出氣口131盡量靠近中軸10的中心位置，將通氣孔13傾斜設(shè)置，通氣孔13的延長(zhǎng)線與中軸10的中心線相交。通氣孔13不與中軸10相交，以減小出氣口131流出的氣流對(duì)中軸10產(chǎn)生的沖擊力。如此設(shè)置，使出氣口131盡量靠近鼓筒軸1的中心部位。由于越靠近鼓筒軸1的中心位置處的離心力越小，因而出氣口131流出的氣流產(chǎn)生的旋流較小，隨空氣進(jìn)入的砂塵不易與空氣分離，會(huì)隨空氣繼續(xù)流向后面的其它元件和裝置，不會(huì)沉積在冷卻空氣流路內(nèi)。

此外，在第一外表面110上凸設(shè)有兩個(gè)鋸齒形的固定部15，進(jìn)氣口130位于兩個(gè)固定部15之間。在第一外表面110上位于進(jìn)氣口130的周?chē)€形成有加工定位用的定位槽17。

由于側(cè)壁11的局部厚度有增加，為減輕材料使鼓筒軸1重量均勻，本發(fā)明在第二外表面111進(jìn)一步掏空部分材料形成有凹槽14，兩個(gè)凹槽14分別位于出氣口131的兩側(cè)。如此使鼓筒軸1的整體重量盡量保持均衡和對(duì)稱(chēng)，避免因通氣孔13周?chē)糠种亓窟^(guò)大導(dǎo)致鼓筒軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的現(xiàn)象。

為了讓鼓筒軸1內(nèi)的中心孔12中充滿空氣以保證鼓筒軸1內(nèi)外壓力平衡，本發(fā)明在側(cè)壁11上還設(shè)有連通中心孔12與鼓筒軸1外部的平衡氣孔16。其中，平衡氣孔16的進(jìn)氣端160位于第二外表面111，出氣端161位于鼓筒軸1的內(nèi)壁面并與中心孔12連通。平衡氣孔16也大致呈直線狀，平衡氣孔16的進(jìn)氣端160相較于出氣端161更遠(yuǎn)離中軸10。從通氣孔13流出的氣流有一小部分可從平衡氣孔16的進(jìn)氣端160流入中心孔12內(nèi)并充滿中心孔12。由于經(jīng)平衡氣孔16進(jìn)入中心孔12內(nèi)的空氣很少，即當(dāng)平衡孔16兩端的壓力平衡后，空氣不再進(jìn)入中心孔12，因此這部分空氣中的砂塵較少(可忽略不計(jì))且不會(huì)沉積在鼓筒軸1內(nèi)壁上。

為保證鼓筒軸1的重量均衡，平衡氣孔16與通氣孔13分別設(shè)置于中軸10的相對(duì)兩側(cè)，同樣地，在平衡氣孔16的兩側(cè)設(shè)有用于減輕材料的凹槽14。

本發(fā)明的鼓筒軸1具有除塵效果，解決了鼓筒軸1積砂的問(wèn)題，從而保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全可靠工作。

參照?qǐng)D3并結(jié)合圖2，本發(fā)明的裝配有上述鼓筒軸1的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，包括離心壓氣機(jī)2和套設(shè)于離心壓氣機(jī)2上的擴(kuò)壓器3，以及按空氣流動(dòng)順序依次設(shè)置的火焰筒外環(huán)4、一級(jí)導(dǎo)向器空心葉片7、火焰筒內(nèi)環(huán)5、封嚴(yán)套筒6、鼓筒軸1、一級(jí)渦輪盤(pán)8和二級(jí)渦輪盤(pán)9。其中，封嚴(yán)套筒6套設(shè)于鼓筒軸1的側(cè)壁11的外表，并與兩個(gè)固定部15對(duì)應(yīng)密封配合。兩個(gè)固定部15之間形成一個(gè)空間。封嚴(yán)套筒6上設(shè)有用于連通火焰筒內(nèi)環(huán)5的連通孔60，連通孔60位于兩個(gè)固定部15之間。鼓筒軸1的進(jìn)氣口130與封嚴(yán)套筒6上的連通孔60以及兩個(gè)固定部15之間的空間連通，一級(jí)渦輪盤(pán)8和二級(jí)渦輪盤(pán)9位于鼓筒軸1的后方。

本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，空氣的具體流向如圖2中箭頭所示。從離心壓氣機(jī)2進(jìn)入的壓縮空氣經(jīng)擴(kuò)壓器3擴(kuò)壓，一部分壓縮空氣直接進(jìn)入火焰筒外環(huán)4參與燃燒，一部分壓縮空氣經(jīng)由一級(jí)導(dǎo)向器空心葉片7、火焰筒內(nèi)環(huán)5，再經(jīng)由封嚴(yán)套筒6上的連通孔60流至兩個(gè)固定部15之間的空間，經(jīng)由進(jìn)氣口130進(jìn)入鼓筒軸1上的通氣孔13，從出氣口131引入至鼓筒軸1的中心部位，然后繼續(xù)流過(guò)一級(jí)渦輪盤(pán)8和二級(jí)渦輪盤(pán)9的中心通孔，并對(duì)一級(jí)渦輪盤(pán)8和二級(jí)渦輪盤(pán)9進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，通過(guò)鼓筒軸1上設(shè)置的細(xì)長(zhǎng)的通氣孔13，使進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的砂塵不會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部聚集，而會(huì)隨著氣流排出發(fā)動(dòng)機(jī)，從而保持了航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部清潔，提高了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。