[发明专利]致动系统

说明书

本发明公开了一种包括多个定子叶片组件的定子叶片致动布置结构。该定子叶片致动组件包括具有主轴且能够围绕主轴轴线旋转的定子叶片。该定子叶片致动组件还包括围绕主轴布置且能够相对于主轴移动的壳体。线性‑旋转机构限定在壳体和主轴之间，使得壳体沿主轴轴线的线性运动引起主轴围绕主轴轴线的旋转。包括致动器以用于沿主轴轴线相对于主轴线性地移动壳体。本发明还公开了一种包括定子叶片致动布置结构的气体涡轮引擎和致动多个可变定子叶片的方法，该方法包括用该定子叶片致动布置结构致动多个定子叶片中的每一个定子叶片以旋转。

技术领域

本公开涉及定子叶片致动布置结构和使用该定子叶片致动布置结构来致动多个定子叶片以旋转的方法。

背景技术

气体涡轮引擎包括若干轴向压缩级。为了使引擎的性能最优化并实现通过飞行包线的可接受引擎可操作性，定子叶片可被构造成枢转以改变它们相对于通过引擎的环流的节距或入射角。一种用于致动此类定子叶片的已知布置结构是提供联接到定子环中的每一个并且能够围绕引擎的中心轴线旋转以使定子叶片枢转的协调环。具有作用在协调环上的控制杆的一个或多个致动器可围绕协调环设置以驱动旋转。

发明内容

根据第一方面，提供了一种包括多个定子叶片组件的定子叶片致动布置结构，每个定子叶片组件包括：定子叶片，该定子叶片包括主轴并且能够围绕主轴轴线旋转；壳体，该壳体围绕主轴布置并能够相对于主轴移动，其中线性-旋转机构限定在壳体和主轴之间，使得壳体沿主轴轴线的线性运动引起主轴围绕主轴轴线的旋转；以及致动器，该致动器被构造成用于沿主轴轴线相对于主轴线性地移动壳体。

线性-旋转机构可包括销槽机构或滚珠螺杆布置结构，该滚珠螺杆布置结构在每种情况下均包括用于限定相对的旋转-线性运动的引导轨道。滚珠螺杆布置的引导轨道可为限定在主轴和壳体之间用于接收多个滚珠轴承的座圈的形式。壳体可以是圆柱形的。引导轨道可以是螺旋状的。引导轨道可沿壳体的长度具有可变螺旋角。

壳体可包括围绕主轴固定在一起的两个部分。主轴可包括固定到定子叶片的翼面的杆、和安装在杆上并且相对于杆旋转地固定的套筒。

定子叶片致动布置结构可包括控制器，该控制器被构造成确定与每个定子叶片围绕相应主轴轴线的当前旋转位置相关的当前旋转位置参数。控制器可被构造成确定与每个定子叶片围绕相应主轴轴线的目标旋转位置相关的目标位置参数。控制器可被构造成控制每个致动器以沿相应主轴轴线移动相应壳体，使得定子叶片从当前旋转位置移动到目标旋转位置。

控制器可被构造成确定多个定子叶片组件的定子叶片的平均当前旋转位置，并且控制每个致动器以使壳体中的每一个沿相应主轴轴线移动相等的量，使得定子叶片移动为具有对应于目标旋转位置的平均目标位置。

每个定子叶片组件可包括位置传感器，该位置传感器被构造成确定与壳体沿主轴轴线的当前线性位置相关的当前线性位置参数。控制器可被构造成从位置传感器接收当前线性位置参数，并且基于从位置传感器接收的当前线性位置参数来控制致动器。位置传感器可以是位于壳体上的线性可变差动变压器。位置传感器可以是位于壳体上的旋转可变差动变压器。

致动器可以是在每种情况下均被构造成驱动壳体的液压致动器或气动致动器。液压致动器或气动致动器可包括由环绕壳体的圆柱体和壳体的活塞表面限定的流体腔室，由此流体到流体腔室中的引入作用于壳体的活塞表面上，这引起壳体沿主轴轴线的线性运动。

液压致动器可包括在壳体的任一侧上具有用于供应和排放流体的相应端口的相应流体腔室。

致动器可以是液压致动器，并且壳体和主轴被布置成在它们之间具有间隙，使得提供给腔室的液压流体在主轴和壳体之间提供润滑。

致动器可以是电动致动器。

根据第二方面，提供了一种气体涡轮引擎，其包括根据第一方面的定子叶片致动布置结构。