本發(fā)明涉及軸承座的隔熱技術(shù)，特別是一用應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的軸承座隔熱結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。

背景技術(shù)：

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的軸承座設(shè)計中，軸承b通過軸承座1連接供油管t，由供油管t向軸承b提供滑油，如圖1所示。受滑油工作溫度的使用限制，需將軸承座1的滑油溫升限制在一定范圍內(nèi)(約30℃)?；蜏厣饕Q于軸承b的摩擦生熱、零件導(dǎo)熱(主要是渦輪流道中的高溫燃?xì)鈎的高溫壁面3向軸承座1的熱傳導(dǎo))/熱輻射(主要是高溫壁面3向軸承座1的外壁面的熱輻射)和軸承座1內(nèi)部的滑油封嚴(yán)引氣c的量三個影響因素。其中，通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可減少零件導(dǎo)熱/熱輻射加熱量和封嚴(yán)引氣c的量對滑油溫升的負(fù)面影響。

現(xiàn)有技術(shù)中的一種方案是，通過延長零件導(dǎo)熱的路徑以增加熱傳導(dǎo)阻力，可減低渦輪流道中的高溫燃?xì)鈎向軸承座1傳導(dǎo)的熱量，如圖1的c型結(jié)構(gòu)s。該c型結(jié)構(gòu)s壁厚較小，具有熱節(jié)流的作用，可減少高溫壁面3向軸承座1的熱量傳遞。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，高溫壁面3的外側(cè)受到渦輪流道燃?xì)庵苯蛹訜?，其壁面溫度較高，高溫壁面3通過輻射加熱的方式向軸承座1外壁面?zhèn)鬟f熱量。通常，為減少輻射加熱量，在高溫壁面3與軸承座1的外壁面之間的空間引入冷氣(冷氣溫度一般在200℃到300℃范圍內(nèi))。在引入冷氣之后，高溫壁面3的內(nèi)側(cè)受到冷卻壁溫略有降低，從而減少高溫壁面3向軸承座1的熱輻射量。

然而在軸承座1的外壁面的環(huán)型空間引入冷氣以降低高溫壁面3的溫度，雖有助于減少高溫壁面3對軸承座1的外壁面的輻射加熱，但考慮到冷氣溫度一般在200℃以上，以及冷氣流動強化了軸承座1的外壁面的對流換熱系數(shù)，從而冷氣向軸承座1(軸承座1溫度低，其內(nèi)部的滑油溫度約為100℃)以對流換熱方式的傳熱得到了增強，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計上，對軸承座1的輻射換熱和對流換熱均需要考慮。

除此之外，為了保護(hù)軸承b和滑油免受發(fā)動機的氣流環(huán)境的損害以及防止滑油外流，一般需要通入封嚴(yán)引氣c。當(dāng)滑油的封嚴(yán)引氣c的溫度大于200℃時，鑒于滑油的供油溫度僅為100℃左右，封嚴(yán)引氣c進(jìn)入軸承座1內(nèi)空間之后必然加熱滑油(封嚴(yán)引氣c和滑油在軸承空間內(nèi)部摻混)，為減少軸承座1的熱負(fù)荷，需嚴(yán)格控制封嚴(yán)引氣c的量。

因此，需要設(shè)計一種軸承座隔熱結(jié)構(gòu)，將通過軸承座1的滑油溫升限制在一定范圍內(nèi)，其能夠有效降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(主要是渦輪流道的高溫壁面3)對軸承座1傳熱，并且能夠平衡對軸承座1的輻射換熱和對流換熱，以及能夠?qū)⒎鈬?yán)引氣c的量控制在較低的水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供一種軸承座隔熱結(jié)構(gòu)，以及一種應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，以減少燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中軸承的滑油的熱負(fù)荷。

本發(fā)明提供一種軸承座隔熱結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。其包括：在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高溫壁面與軸承座之間設(shè)置有一隔熱罩。在軸承座上設(shè)置有連通封嚴(yán)腔和低壓區(qū)的導(dǎo)流通孔。以及封嚴(yán)腔設(shè)置有分流孔，分流孔連通軸承座上的導(dǎo)流通孔。其中隔熱罩與高溫壁面之間有一間距，隔熱罩與軸承座的外壁面之間有一間距，隔熱罩將軸承座與高溫壁面之間的空間隔斷為上下兩層。軸承座隔熱結(jié)構(gòu)通過隔熱罩減少高溫壁面向軸承座的外壁面的熱輻射，從而降低軸承座內(nèi)滑油的熱負(fù)荷。通過導(dǎo)流通孔和分流孔的設(shè)置，降低通入軸承的封嚴(yán)引氣的量，使封嚴(yán)引氣與滑油混合時滑油的溫升控制在設(shè)計范圍內(nèi)。

在本發(fā)明的一個實施例中，高溫壁面，在軸承座靠近燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)件一側(cè)，通過一c型結(jié)構(gòu)與軸承座連接。c型結(jié)構(gòu)與高溫壁面之間有一氣密連接結(jié)構(gòu)，c型結(jié)構(gòu)自高溫壁面沿高速旋轉(zhuǎn)件的形狀走向延伸，再折向延伸向軸承座，并連接軸承座。

在本發(fā)明的一個實施例中，高溫壁面，在軸承座遠(yuǎn)離燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)件一側(cè)，通過一折臂結(jié)構(gòu)與軸承座連接。折臂結(jié)構(gòu)自高溫壁面向軸承座延伸，斜向偏折一段之后再向軸承座延伸，并連接軸承座。

在本發(fā)明的一個實施例中，高溫壁面，在中部位置向折臂結(jié)構(gòu)斜向延伸出一長斜臂結(jié)構(gòu)，連接軸承座。

在本發(fā)明的一個實施例中，隔熱罩與高溫壁面之間的間距最小值為5mm；隔熱罩與軸承座的外壁面之間的間距最小值為5mm。

在本發(fā)明的一個實施例中，隔熱罩外部蒙皮為金屬薄片，金屬薄片的發(fā)射率小于0.3。

在本發(fā)明的一個實施例中，隔熱罩內(nèi)部填充有隔熱材料，隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于1瓦/米·開；隔熱材料的厚度為3mm至20mm。

在本發(fā)明的一個實施例中，分流孔為圓孔，孔徑為2mm至6mm。

在本發(fā)明的一個實施例中，導(dǎo)流通孔和分流孔為多個；導(dǎo)流通孔和分流孔的數(shù)量一致；以導(dǎo)流通孔延伸的方向為軸向，導(dǎo)流通孔在軸承座上周向分布，分流孔在封嚴(yán)腔與軸承座接觸的壁面上周向分布；導(dǎo)流通孔和分流孔數(shù)量為2至5個。

本發(fā)明還提供一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，具有上述的軸承座隔熱結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果在于：由于隔熱罩的設(shè)置，顯著地減少了軸承座外壁面接受的熱流，間接減少流過軸承座的滑油的熱負(fù)荷。同時，通過分流孔-導(dǎo)流通孔的設(shè)置對封嚴(yán)腔的氣流壓力進(jìn)行卸荷，可大幅減少封嚴(yán)引氣的量，直接減少滑油的熱負(fù)荷。此外，軸承座外壁面的空間內(nèi)未引入冷氣，節(jié)省了發(fā)動機的冷卻用氣，從而有利于提高發(fā)動機的總體性能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種降低向軸承座傳熱的單側(cè)局部結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明的一個實施例的單側(cè)局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的局部放大示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，通過本發(fā)明的具體實施例對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進(jìn)行更明確的了解。需要說明的是，以下實施例所提供的技術(shù)方案及說明書附圖僅供對本發(fā)明進(jìn)行說明使用，并非用于對本發(fā)明加以限制。以下實施例及附圖中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件、步驟均已省略而未示出；且附圖中各元件間的尺寸關(guān)系僅為求容易了解，非用以限制實際比例。

以下詳細(xì)敘述本發(fā)明的一實施例，從而對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明進(jìn)行更明確的了解。

參見圖2和圖3，圖2為本發(fā)明的一個實施例的單側(cè)局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的局部放大示意圖。如圖2所示，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的軸承座1隔熱結(jié)構(gòu)。具體的，整個結(jié)構(gòu)主要包括：在熱輻射的優(yōu)化設(shè)計方面，在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高溫壁面3與軸承座1之間設(shè)置了一隔熱罩2，以減低高溫壁面3對軸承座1的熱輻射，從而間接影響對滑油的溫升。在封嚴(yán)引氣c優(yōu)化設(shè)計方面，在軸承座1上設(shè)置了連通封嚴(yán)腔4和低壓區(qū)l的導(dǎo)流通孔11，以及在封嚴(yán)腔4設(shè)置了連通軸承座1上的導(dǎo)流通孔11的分流孔(圖中未示出)，使通向軸承b最終與軸承b內(nèi)滑油摻混的封嚴(yán)引氣c由于一部分通過分流孔-導(dǎo)流通孔11的路徑流向低壓區(qū)l，而使最終通向軸承b的封嚴(yán)引氣c的量減少，達(dá)到控制封嚴(yán)引氣c的量，最終控制滑油溫升的目的。

其中隔熱罩2為一環(huán)形殼體，環(huán)設(shè)于高溫壁面3和環(huán)形的軸承座1之間，隔熱罩2通過一螺栓結(jié)構(gòu)連接于環(huán)形的軸承座1的外壁面。隔熱罩2將高溫壁面3和軸承座1之間的空間隔斷為上下兩層，隔熱罩2與高溫壁面3之間有一間距s1，隔熱罩2與軸承座1之間有一間距s2。其中s1和s2在本實施例中均為5mm。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求，以及隔熱罩2的形制，可自由調(diào)整s1和s2，保證其不小于5mm即可。本發(fā)明并不以5mm為限。

在本實施例中，隔熱罩2外部蒙皮為表面光亮的金屬薄片，金屬薄片的發(fā)射率小于0.3。隔熱罩2內(nèi)部填充有隔熱材料，隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于1瓦/米·開，隔熱材料的厚度為3mm至20mm。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，以上隔熱罩2的規(guī)格和選材等，是為本實施例根據(jù)具體需要選用的數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實際應(yīng)用中，可根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明并不以本實施例所提供的數(shù)據(jù)為限。

在本發(fā)明中，軸承座1上設(shè)置有連通封嚴(yán)腔4和低壓區(qū)l的導(dǎo)流通孔11，在封嚴(yán)腔4與軸承座1接觸的壁面上設(shè)置有連通導(dǎo)流通孔11的分流孔。其中導(dǎo)流通孔11連通的低壓區(qū)l一般為軸承座1后側(cè)的腔室。由于分流孔的設(shè)置，封嚴(yán)氣體c在進(jìn)入封嚴(yán)腔4后，由于封嚴(yán)腔4和軸承座1的導(dǎo)流通孔11內(nèi)部之間存在壓力差，一部分封嚴(yán)氣體c經(jīng)過分流孔，流向軸承座1上的導(dǎo)流通孔11，最終流向上述低壓區(qū)l。最終僅有一部分進(jìn)入封嚴(yán)腔4的氣體能夠正向流出封嚴(yán)腔4成為封嚴(yán)引氣c通向軸承所在的空間。實現(xiàn)了將封嚴(yán)引氣c的量控制在較低的水平的目的。在一些實施例中，封嚴(yán)引氣c的量可減少約40％。

在本發(fā)明中，導(dǎo)流通孔11和分流孔可以為多個。以導(dǎo)流通孔11延伸的方向為軸向，軸承座1為周向環(huán)形固定件，封嚴(yán)腔4為高速旋轉(zhuǎn)件r和軸承座1之間形成的環(huán)形空腔，導(dǎo)流通孔11在軸承座1上周向間隔分布，分流孔在封嚴(yán)腔4與軸承座1接觸的壁面上周向分布；導(dǎo)流通孔11和分流孔的數(shù)量應(yīng)當(dāng)一致，能夠一一對應(yīng)。導(dǎo)流通孔11和分流孔數(shù)量為2至5個。在本實施例中，導(dǎo)流通孔11和分流孔均為圓孔，孔徑為2mm至6mm。

上述導(dǎo)流通孔11和分流孔的數(shù)量和規(guī)格，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況選擇，本發(fā)明并不以本實施例的數(shù)據(jù)為限。

除上述結(jié)構(gòu)外，在一些實施例中，本發(fā)明的軸承座1隔熱結(jié)構(gòu)在增加零件導(dǎo)熱熱阻方面也做了改進(jìn)：高溫壁面3通過c型結(jié)構(gòu)31、長斜臂結(jié)構(gòu)33和折臂結(jié)構(gòu)32連接軸承座1。如圖2、圖3所示的，高溫壁面3在軸承座1靠近燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)件r一側(cè)，通過一c型結(jié)構(gòu)31與所述軸承座1連接。c型結(jié)構(gòu)31與高溫壁面3之間有一氣密連接結(jié)構(gòu)，c型結(jié)構(gòu)31自高溫壁面3沿高速旋轉(zhuǎn)件r的形狀走向延伸，再折向延伸向軸承座1，并連接軸承座1。高溫壁面3在軸承座1遠(yuǎn)離燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高速旋轉(zhuǎn)件r一側(cè)，通過一折臂結(jié)構(gòu)32與軸承座1連接。折臂結(jié)構(gòu)32自高溫壁面3向軸承座1延伸，斜向偏折一段之后再向軸承座1延伸，并連接軸承座1。高溫壁面3在中部位置向折臂結(jié)構(gòu)32斜向延伸出一長斜臂結(jié)構(gòu)33，長斜臂結(jié)構(gòu)33連接軸承座1的一端與折臂結(jié)構(gòu)32貼合，共同連接軸承座1。c型結(jié)構(gòu)31、折臂結(jié)構(gòu)32、長斜臂結(jié)構(gòu)33均為薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚較小(小于高溫壁面3)，具有熱節(jié)流的作用，可減少高溫壁面3向軸承座1的熱量傳遞。在本實施例中，折臂結(jié)構(gòu)32、長斜臂結(jié)構(gòu)33以及隔熱罩2在同一位置通過一螺栓結(jié)構(gòu)共同連接軸承座1。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實際情況，選擇其他的連接形式以及和軸承座1的連接位置，本發(fā)明并不以此為限。

本發(fā)明還提供一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，其應(yīng)用如上所述的軸承座隔熱結(jié)構(gòu)。可應(yīng)用于航空、船舶、車輛、發(fā)電機組等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，本發(fā)明并不以此為限。

通過上述實施例的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的軸承座隔熱結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的有益效果在于：在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的高溫壁面3對軸承座1的熱量傳導(dǎo)方面，直接熱量傳導(dǎo)由于增加了零件導(dǎo)熱熱阻，得到了有效降低，從而間接降低了通過軸承座1流向軸承的滑油的溫度；在對軸承座1的輻射熱方面，由于隔熱罩2的設(shè)置，顯著地減少了軸承座1外壁面接受的熱流，也間接的減少滑油的熱負(fù)荷。同時，通過分流孔-導(dǎo)流通孔11對封嚴(yán)腔4的氣流壓力進(jìn)行卸荷，可大幅減少封嚴(yán)引氣c的量，可直接減少滑油的熱負(fù)荷。此外，軸承座1外壁面的空間內(nèi)未引入冷氣，節(jié)省了發(fā)動機的冷卻用氣，從而有利于提高發(fā)動機的總體性能。

以上為本發(fā)明所提供的軸承座隔熱結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的一些實施例，通過實施例的說明，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的技術(shù)方案及其運作原理。然而以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明加以限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需求對本發(fā)明所提供技術(shù)方案進(jìn)行適當(dāng)修改，所做修改及等效變換均不脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。本發(fā)明所要求保護(hù)的權(quán)利范圍，當(dāng)以所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)。