[发明专利]一种发动机轴向力平衡调节结构

说明书

本发明涉及发动机轴向力平衡技术领域，提供一种发动机轴向力平衡调节结构，旨在解决现有常规发动机离心压气机叶轮的缺陷和不足，无法控制发动机轴向力方向和大小的问题，包括转动安装在发动机壳体内的离心压气机叶轮，所述离心压气机叶轮包括轮盘、固定在轮盘环形外壁上的若干主叶片和设置在轮盘背部的背板，相邻两个主叶片之间设有同向延伸且长度短于主叶片的分流叶片，轮盘上开设有多个与叶轮进口贯通连接的压力平衡孔；所述离心压气机叶轮的顶端设有顶部迷宫密封。本发明尤其适用于发动机轴向力平衡调节，保证轴承工作的安全可靠性，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及发动机轴向力平衡技术领域，具体涉及一种发动机轴向力平衡调节结构。

背景技术

对于以涡轮驱动离心压气机的发动机来说，气流在离心压气机叶轮叶片流道内流动，叶片表面、轮毂、叶轮背部均会受到气流力的作用，一般情况下，气流进过叶轮增压后到达叶轮背部，压力较大，使得叶轮背部受到的轴向力大于叶轮叶片与轮毂上受到的轴向力，使得离心压气机叶轮受到的轴向力与进气方向相反，在增压比较大的发动机内，离心压气机叶轮受到的叶轮背部的轴向力数值较大，使得整个发动机上的轴向力数值也较大，不利于轴承安全可靠地工作。

而且对于一些有特殊设计的发动机而言，涡轮端压力与压气机端压力相差较大且考虑到作用面积的差异，涡轮端轴向力与压气机端轴向力严重不匹配，需要调节其中一端的轴向力与另一端相匹配；同时一些有特殊要求的发动机，为了工作的安全可靠性，要求发动机轴向力在不同工况下始终保持着同一方向且与进气方向相同，但是目前现有的常规离心压气机叶轮并不具备调节轴向力的功能。因此，采取有效的方案调节控制发动机轴向力的大小及方向，对于发动机工作的安全可靠性至关重要，我们提出了一种发动机轴向力平衡调节结构。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发动机轴向力平衡调节结构，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决现有常规发动机离心压气机叶轮的缺陷和不足，无法控制发动机轴向力方向和大小的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种发动机轴向力平衡调节结构，包括转动安装在发动机壳体内的离心压气机叶轮，所述离心压气机叶轮包括轮盘、固定在轮盘环形外壁上的若干主叶片和设置在轮盘背部的背板，相邻两个主叶片之间设有同向延伸且长度短于主叶片的分流叶片，轮盘上开设有多个与叶轮进口贯通连接的压力平衡孔；

所述离心压气机叶轮的顶端设有顶部迷宫密封，且顶部迷宫密封与离心压气机叶轮之间设有用于叶轮出口泄漏气流进入离心压气机叶轮背部的顶部间隙，所述顶部间隙的通流面积小于多个压力平衡孔的孔面积之和，背板与离心压气机叶轮背部之间设有用于叶轮出口泄漏气流通过的背部间隙，且背板背离背部间隙的一侧形成有背板外腔。

优选的，多个所述压力平衡孔分别设置在轮盘上对应每个分流叶片的前端、靠近叶轮进口并处于两个主叶片的中间对称位置，多个压力平衡孔周向呈环形阵列分布。

优选的，所述背板的底端设有用于减小背板外腔对背部间隙中压力影响的底部迷宫密封。

优选的，所述顶部迷宫密封采用梯形齿，且顶部迷宫密封的直角边为迎风面。

优选的，所述顶部间隙在离心压气机叶轮工作时的动态间隙小于0.1mm。

优选的，所述顶部迷宫密封的齿面上镀设有硬度较软的摩擦层。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种发动机轴向力平衡调节结构，具备以下有益效果：