一种高封严可靠性航空发动机滑油通风系统的制作方法

1.本技术属于航空发动机领域，特别涉及一种高封严可靠性航空发动机滑油通风系统。


背景技术：

2.高温、高转速工况对航空发动机轴承工作环境提出了较高的要求，因此需要润滑油带走轴承高速旋转摩擦而产生的热量。为了防止轴承腔内滑油泄漏，需设计滑油引气通风系统，以保证足够的封严压力差。典型的航空发动机滑油通风系统共包含3个轴承腔，即前轴承腔、中轴承腔和后轴承腔，滑油箱腔与附件机匣腔相连通，滑油回油系统通过回油泵组将前轴承腔、中轴承腔和后轴承腔内油气混合物抽回至滑油回油管路，经油气分离器进入滑油箱腔内，滑油通风系统主要包含2个流路，即引气流路和滑油通风流路。当发动机处于较低转速时，低压气体通过引气管路流入轴承腔，经通风管路流出轴承腔，但是，传统的引气系统引进的气压会随着发动机的转速改变，使引气压力与轴承腔腔压的差值不能保持理想状态，导致前、中腔轴承腔封严压差较低，不能满足封严要求，导致滑油泄漏；回油泵组回油能力较低，对轴承腔内油气抽吸能力较弱，影响轴承腔抽油气效果，可能会导致滑油泄漏。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本技术提供了一种高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，用于给航空发动机轴承腔提供封严压差，轴承腔包括前轴承腔，中轴承腔以及后轴承腔，其中前轴承腔与中轴承腔采用接触式密封，接触式密封能够通过关闭管路的方式使轴承腔气密性提高，后轴承腔采用非接触处式密封，将其通气管路闭合，其腔内会漏气；
4.其特征在于，前轴承腔，中轴承腔以及后轴承腔分别连接引气管路；引气管路将发动机的气体分别引入前轴承腔，中轴承腔以及后轴承腔中；前轴承腔，前轴承腔联通用于排气的第一滑油腔通风路，中轴承腔连接用于排气的第二滑油腔通风路，后轴承腔连接用于排气的第三滑油腔通风路，第一滑油腔通风路与第二滑油腔通风路联通后再与第三滑油腔通风路联通形成主滑油腔通风路，主滑油腔通风路通入附件机匣腔，附件机匣腔具有用于排放气体的离心通风器与高空活门；主滑油腔通风路具有通风活门；
5.在第一滑油腔通风路与第二滑油腔通风路联通之后，主滑油腔通风路之前处具有通风电磁阀；当发动机转速低于预设值时，电磁阀关闭，当发动机转速高于预设值时，电磁阀打开；
6.中轴承腔以及后轴承腔分别连接有滑油回油路，滑油回油路均连接用于抽吸滑油回油路中油气混合物的回油泵组，回油泵组将抽吸油气混合物送入油气分离器中，油气分离器讲分离后的油通入滑油箱。
7.优选的是，引气管路将发动机风扇处的气体分别引入前轴承腔，中轴承腔以及后轴承腔中。
8.优选的是，第一滑油腔通风路上安装有通风节流嘴。
9.优选的是，电磁阀上安装有压力传感器，通过压力传感器的压力值控制电磁阀的开度，使前轴承腔与中轴承腔的气压保持在预设范围内。
10.优选的是，回油泵组包括多个回油泵，前轴承腔，中轴承腔以及后轴承腔分别安装有压力传感器及其对应的回油泵，每个回油泵根据其对应轴承腔的压力传感器的压力信号控制抽吸对应轴承腔的功率。
11.本技术的优点包括：通过增加回油泵组前、中腔回油级转子厚度，提升回油泵组前、中腔回油级回油能力；通过在前轴承腔与中轴承腔通风汇总流路设置一个通风电磁阀，发动机处于较低转速时，通风电磁阀处于关闭状态，即前轴承腔与中轴承腔关闭通风，通过回油泵组抽吸作用，使前轴承腔与中轴承腔腔压达到较低的水平，从而提高封严压差；发动机处于较高转速时，该通风电磁阀处于打开状态，前轴承腔与中轴承腔恢复节流通风。由于前轴承腔体积较小，在前轴承腔通风路增加通风节流嘴或封堵前腔通风路，使回油泵组前腔回油级抽吸更多的前轴承腔内油气，进一步降低前轴承腔腔压，提高前腔封严压差，防止前、中轴承腔滑油泄漏。
附图说明
12.图1是本技术一优选实施方式滑油通风系统示意图。
具体实施方式
13.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
14.如图1所示，具体为：回油泵组1增加前、中腔回油级转子厚度，增加回油泵组前、中腔回油级回油能力。
15.当发动机处于较低转速时，引气压力较低，通风活门5处于节流通风状态，通风电磁阀7处于关闭状态，低压气体通过引气管路流入前轴承腔a腔、中轴承腔b腔和后轴承腔c腔，前轴承腔a腔通风管路增加通风节流嘴6，在回油泵组1前腔回油级的抽吸作用下，油气混合物通过前腔回油管路流经油气分离器4进入滑油箱d腔；在回油泵组1中腔回油级的抽吸作用下，油气混合物通过中腔回油管路流经油气分离器4进入滑油箱d腔，中轴承腔b腔内部分气体通过底部一根通风管路流至附件机匣e腔；后轴承腔c腔通风气体，经通风活门5流至附件机匣e腔。上述通风气体在附件机匣e腔汇合后经离心通风器3和高空活门2排出发动机。
16.当发动机处于较高转速时，引气压力较高，通风活门5处于自由通风状态，通风电磁阀7处于打开状态，高压气体通过引气管路流入前轴承腔a腔、中轴承腔b腔和后轴承腔c腔。前轴承腔a腔通风管路增加通风节流嘴6，在回油泵组1前腔回油级的抽吸作用下，油气
混合物通过前腔回油管路流经油气分离器4进入滑油箱d腔；中轴承腔b腔内部分气体通过底部一根通风管路流至附件机匣e腔，部分气体在回油泵组1中腔回油级的抽吸作用下，油气混合物通过中腔回油管路流经油气分离器4进入滑油箱d腔，部分气体经通风电磁阀7与后轴承腔c腔流出通风气体汇合，经通风活门5流至附件机匣e腔。上述通风气体在附件机匣e腔汇合后经离心通风器3和高空活门2排出发动机。
17.从而形成较高的轴承腔封严压差(引气压力与轴承腔腔压的差值)，避免轴承腔内滑油泄漏，提高航空发动机滑油通风系统封严可靠性。
18.实施实例：
19.回油泵组1增加前、中腔回油级转子厚度后，前、中腔回油级回油能力分别增强50％和20％；前轴承腔a腔和中轴承腔b腔通风管处增加通风电磁阀7、前轴承腔a腔通风管增加通风节流嘴6后，发动机处于较低转速时，前、中腔封严压差较之前分别提高5.4倍和2.4倍。滑油通风系统封严可靠性得到大幅提升，有效避免因封严压差不足导致的滑油泄漏问题。
20.与现有技术相比，本发明的主要效果为：
21.1、通过增加回油泵组中前、中腔回油级转子厚度，增加前、中腔回油能力，提升轴承腔回油效果，避免滑油泄漏；
22.2、通过在前、中轴承腔通风管路设置可控通风电磁阀，当发动机处于较低转速时，前、中腔关闭通风，在回油泵组抽吸作用下，降低前、中腔腔压，提升封严压差，增加封严可靠性，避免前、中腔滑油泄漏；
23.3、通过在前轴承腔通风管路增加通风节流嘴，进一步降低前轴承腔腔压，提升前腔封严压差，避免前腔滑油泄漏。
24.4、设置有压力传感器，能够对轴承腔内的压力进行无极调节。
25.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，用于给航空发动机轴承腔提供封严压差，轴承腔包括前轴承腔(a)，中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)，其中前轴承腔(a)与中轴承腔(b)采用接触式密封，后轴承腔(c)采用非接触处式密封；其特征在于，前轴承腔(a)，中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)分别连接引气管路；引气管路将发动机的气体分别引入前轴承腔(a)，中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)中；前轴承腔(a)，前轴承腔(a)联通用于排气的第一滑油腔通风路，中轴承腔(b)连接用于排气的第二滑油腔通风路，后轴承腔(c)连接用于排气的第三滑油腔通风路，第一滑油腔通风路与第二滑油腔通风路联通后再与第三滑油腔通风路联通形成主滑油腔通风路，主滑油腔通风路通入附件机匣腔(e)，附件机匣腔(e)具有用于排放气体的离心通风器(3)与高空活门(2)；主滑油腔通风路具有通风活门(5)；在第一滑油腔通风路与第二滑油腔通风路联通之后，主滑油腔通风路之前处具有通风电磁阀(7)；当发动机转速低于预设值时，电磁阀(7)关闭，当发动机转速高于预设值时，电磁阀(7)打开；中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)分别连接有滑油回油路，滑油回油路均连接用于抽吸滑油回油路中油气混合物的回油泵组(1)，回油泵组(1)将抽吸油气混合物送入油气分离器(4)中，油气分离器(4)讲分离后的油通入滑油箱(d)。2.如权利要求1所述的高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，其特征在于，引气管路将发动机风扇处的气体分别引入前轴承腔(a)，中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)中。3.如权利要求1所述的高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，其特征在于，第一滑油腔通风路上安装有通风节流嘴(6)。4.如权利要求1所述的高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，其特征在于，电磁阀(7)上安装有压力传感器，通过压力传感器的压力值控制电磁阀(7)的开度，使前轴承腔(a)与中轴承腔(b)的气压保持在预设范围内。5.如权利要求1所述的高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，其特征在于，回油泵组(1)包括多个回油泵，前轴承腔(a)，中轴承腔(b)以及后轴承腔(c)分别安装有压力传感器及其对应的回油泵，每个回油泵根据其对应轴承腔的压力传感器的压力信号控制抽吸对应轴承腔的功率。

技术总结
本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种高封严可靠性航空发动机滑油通风系统，通过增加回油泵组中前、中腔回油级转子厚度，增加前、中腔回油能力，提升轴承腔回油效果，避免滑油泄漏；通过在前、中轴承腔通风管路设置可控通风电磁阀，当发动机处于较低转速时，前、中腔关闭通风，在回油泵组抽吸作用下，降低前、中腔腔压，提升封严压差，增加封严可靠性，避免前、中腔滑油泄漏。腔滑油泄漏。腔滑油泄漏。


技术研发人员：冷子昊 程荣辉 曹茂国 苏壮 侯宏建 胡兴龙 谷智赢 宋冠麟 李国权
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/6/28