[发明专利]一种压气机及航空发动机

说明书

本公开涉及一种压气机，包括：机匣；叶片，角度可调地安装于所述机匣的内侧；作动筒，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆；调节机构，可传动地连接于所述活塞杆和所述叶片之间，能够将所述活塞杆输出的线性载荷转换为所述叶片做角度调整时的旋转力矩；以及缓冲机构，设置于所述活塞杆和所述叶片之间的传动路径，能够在所述压气机发生喘振时，吸收经过所述叶片的气流施加给所述叶片的至少部分冲击载荷。根据本公开实施例，本公开提供的压气机能够通过对作动筒两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒及调节机构的破坏作用，并在未发生喘振的状态下，保证在作动筒和调节机构的正常工作。

技术领域

本公开涉及燃气轮机领域，尤其涉及一种压气机及航空发动机。

背景技术

现代高性能航空发动机主要由风扇、增压级、高压压气机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮组成，其中高压压气机、燃烧室和高压涡轮为航空发动机的核心机。为了匹配航空发动机在各个转速状态下的性能，高压压气机前面若干级往往设置有可调导叶，控制系统通过液压作动筒驱动调节机构，实现可调导叶角度的调整。

在开展高压压气机性能试验时，为了得到可靠的完整压气机特性，需要多次将压气机运行至气动失稳边界，容易导致高压压气机发生喘振。当压气机发生喘振时，特别是在高转速工况时，如图1所示，压气机中的压力通常会发生低频的大幅脉动，频率一般在几赫兹到十几赫兹，会产生极大的气动冲击力，有可能造成压气机结构损伤。特别地，对于前面级的可调导叶，由于叶片尺寸较大，且连接机械结构复杂的调节机构，容易造成调节机构的损伤。

高压压气机发生喘振时，可调静子叶片调节机构的控制系统往往无法及时做出响应，而此时，调节机构由于受较大的交变气动力冲击，调节机构的载荷已经出现振荡变化，直至超过机构材料容限，容易发生结构损伤。

综合以上，可以发现现有的压气机存在以下两点问题：1.相对于调节机构控制系统的响应，喘振导致的载荷变化是极快的，在导致机构发生损伤之前，控制系统无法及时做出响应；2.由于控制系统不响应，且调节机构往往是刚性，导致喘振的气动冲击力得不到缓冲，易于造成结构损伤。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种压气机，能够通过对作动筒两腔的液压油压力进行控制，实现对于喘振气动冲击载荷的缓冲，从而有效消除喘振时冲击载荷对作动筒及调节机构的破坏作用。

在本公开的一个方面，提供一种压气机，包括：

机匣；

叶片，角度可调地安装于所述机匣的内侧，能够使经过所述叶片的气流具有设定的流动方向；

作动筒，安装于所述机匣的外侧，包括可由液压驱动而做线性运动的活塞杆；

调节机构，可传动地连接于所述活塞杆和所述叶片之间，能够将所述活塞杆输出的线性载荷转换为所述叶片做角度调整时的旋转力矩；以及

缓冲机构，设置于所述活塞杆和所述叶片之间的传动路径，能够在所述压气机发生喘振时，吸收经过所述叶片的气流施加给所述叶片的至少部分冲击载荷。

在一些实施例中，所述作动筒的活塞头部开设有连通有杆腔和无杆腔的第一通孔和第二通孔，所述缓冲机构包括：

第一连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第一通孔连通的第三通孔；

第一密封体，可滑动地设置于所述第三通孔的内部，由第一弹簧提供弹力以抵接于所述第三通孔靠近无杆腔的一端，从而阻止液体从有杆腔向无杆腔的流动；

第二连接块，固定设置于所述活塞头部，具有与所述第二通孔连通的第四通孔；以及

第二密封体，可滑动地设置于所述第四通孔的内部，由第二弹簧提供弹力以抵接于所述第四通孔靠近有杆腔的一端，从而阻止液体从无杆腔向有杆腔的流动。