[发明专利]压气机及用于该压气机的静子调节机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种压气机及用于该压气机的静子调节机构。

背景技术

目前，航空发动机大多采用燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部分组成。压气机将来自进气道的空气加压成高压空气，以在燃烧室内与燃油混合燃烧，形成高压燃气。

压气机通常由转子和静子组成，其中，转子高速旋转，以对来自进气道的空气气流作功，从而增加空气的压力和温度，静子则是压气机中不旋转的部分，其作用是引导空气沿压气机的轴向流动。通常，一组转子和一组静子交互配置，形成压气机的一级。压气机则可包括一级或多级。

为了提高压气机稳定工作的范围，在航空发动机的压气机中广泛采用了可调静子，该可调静子的静子叶片可绕固定轴线旋转，以改变其安装角度。

图5中示出了现有技术的用于可调静子的调节机构。图5示出的调节机构10为曲柄连杆机构，其主要包括作动筒110、杠杆120、主连杆130、曲柄140、拉杆150、联动环160和摇臂170组成。其中，每个静子叶片20上连接有一个摇臂170，静子的同一级中的静子叶片20的摇臂170则连接在同一个联动环160上，该联动环160则与拉杆150的一端相连，拉杆150的另一端与曲柄140。在具有多级静子的情形中，用于静子的各级的曲柄140都连接在主连杆130上。杠杆120连接在主连杆130和作动筒110之间。

在调节时，作动筒110带动杠杆120运动，并经由杠杆120推动主连杆130。主连杆130驱动各曲柄140绕支点旋转，从而牵引拉杆150，并由此使联动环160旋转。联动环的160的旋转导致摇臂170摆动，从而实现对静子叶片20的角度调节。

可以看到，现有技术的静子调节机构结构复杂，整个调节过程为复杂的三维空间运动，从而导致作动筒的行程与摇臂的转动角度之间的关系复杂，难以确定。这就造成了静子调节机构的设计难度大，在设计时需要采用较多假设，因而降低了设计精度。并且，可以看到，由于调节机构结构复杂，因此其传动路线也较长，从而可靠性较低。

此外，在以上所述的曲柄连杆机构中，在调节静子叶片的角度时，摇臂170作水平摆动，而联动环160作周向转动，因此需要对这两种运动进行协调。目前，通常采用关节轴承（如图6）和摇臂变形（如图7）这两种方案中的一种来调节摇臂的水平摆动和联动环的周向运动。无论是关节轴承方案还是摇臂变形方案，都存在结构复杂、易发生故障等问题。

因此，在航空发动机领域中，需要一种结构简单、运行精度高且运动协调性能好的压气机静子调节机构的需求。

发明内容

本发明是为解决现有技术中的上述技术问题而作出的，其目的是提供一种压气机静子的调节机构，该调节机构结构简单、可靠，且能够简单地确定作动筒的行程和摇臂的转动角度之间的关系。

本发明的上述目的通过一种用于压气机的静子调节机构来实现。该静子调节机构包括：作动筒，该作动筒具有活塞杆；其中，该静子调节机构还包括：主联动环，活塞杆连接在主联动环上；多个第一摇臂，该多个第一摇臂中的每一个的一端与压气机的静子的一个静子级中的一个静子叶片相连接，另一端则连接在主联动环上，并能够沿主联动环的周向在主联动环上运动；其中，活塞杆的动作致使主联动环沿压气机的轴向运动，且主联动环不沿其周向转动。

本发明的上述结构的静子调节机构结构简单，其零件数量比现有技术的静子调节机构大大减少，各零件之间的连接关系简单，便于安装，且本发明的静子调节机构的总体重量也较轻。并且，在本发明的静子调节机构中，作动筒的活塞杆行程与静子叶片的转动角度之间的关系简洁、易确定，有助于提高设计精度，且摇臂与联动环的运动之间的协调性好。

在静子具有两个以上静子级的情况下，静子调节机构还可包括至少一个次级联动环，在主联动环与次级联动环之间设有至少一个第一联动杆。

当具有至少一个次级联动环时，静子调节机构还可包括多个第二摇臂，第二摇臂中的每一个的一端与静子的除第一静子级之外的其他静子级中的一个静子叶片相连接，另一端则可沿周向运动地连接在至少一个次级联动环中的一个上。

在静子具有多于两个静子级的情况下，静子调节机构中包括两个以上的次级联动环，在相邻的两个次级联动环之间设有至少一个第二联动环。

在上述结构中，第一联动杆和第二联动杆由刚性材料制成。这样，可使主联动环和次级联动环的轴向运动量始终相同。