一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构
本发明属于航空发动机总体结构布局设计领域，公开了一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，包括同轴设置的高压涡轮、低压涡轮和涡轮级间承力框架，所述高压涡轮的高压涡轮后轴颈与所述低压涡轮的低压涡轮轴颈之间通过中介支点可转动连接，所述涡轮级间承力框架与所述高压涡轮后轴颈或所述低压涡轮轴颈之间通过后支点可转动连接，所述中介支点、所述后支点和所述涡轮级间承力框架径向同环设置，所述涡轮级间承力框架位于所述高压涡轮与所述低压涡轮轴向之间，本发明通过将中介支点、后支点和涡轮级间承力框架径向同环设置，优化了涡轮端转子载荷传力路线，降低了涡轮端双转子间以及与承力框架间的振动耦合，并提高了后支点承载能力。
发明专利
CN202310318033.X
2023-03-29
CN116044569A
2023-05-02
F02C6/02(2006.01)
北京航空航天大学
马艳红;洪杰;王维斌;王永锋;陈雪骑;李超
100191 北京市海淀区学院路37号
北京卓胜佰达知识产权代理有限公司
杨洋
北京;11
1.一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，包括同轴设置的高压涡轮（1）、低压涡轮（4）和涡轮级间承力框架（B），其特征在于：所述高压涡轮（1）的高压涡轮后轴颈（2）与所述低压涡轮（4）的低压涡轮轴颈（5）之间通过中介支点（A）可转动连接，所述涡轮级间承力框架（B）与所述高压涡轮后轴颈（2）或所述低压涡轮轴颈（5）之间通过后支点（7）可转动连接； 所述中介支点（A）、所述后支点（7）和所述涡轮级间承力框架（B）径向同环设置，所述涡轮级间承力框架（B）位于所述高压涡轮（1）与所述低压涡轮（4）轴向之间。 2.根据权利要求1所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：当所述涡轮级间承力框架（B）与所述低压涡轮轴颈（5）之间通过所述后支点（7）可转动连接时，径向由内至外的方向上，高压涡轮后轴颈（2）、中介支点（A）、低压涡轮轴颈（5）、后支点（7）以及涡轮级间承力框架（B）依次分布。 3.根据权利要求2所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述中介支点（A）的外环安装在低压涡轮轴颈（5）的径向内侧，其内环安装在高压涡轮后轴颈（2）的径向外侧；所述后支点（7）的内环安装在低压涡轮轴颈（5）的径向外侧，其外环安装在涡轮级间承力框架（B）的径向内侧。 4.根据权利要求2所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述低压涡轮轴颈（5）为一个或两个； 当其为一个时，该低压涡轮轴颈（5）连接到低压涡轮轴（6）上，并且该低压涡轮轴颈（5）朝向所述高压涡轮（1）设置，所述低压涡轮（4）的轴向和扭矩载荷经过该低压涡轮轴颈（5）和低压涡轮轴（6）传递。 5.根据权利要求4所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：当所述低压涡轮轴颈（5）为两个时，其分别为低压涡轮前轴颈和低压涡轮后轴颈，所述低压涡轮前轴颈设置在低压涡轮（4）朝向所述高压涡轮（1）的一侧，所述低压涡轮后轴颈设置在低压涡轮（4）背向所述高压涡轮（1）的一侧； 所述低压涡轮前轴颈连接中介支点（A）和后支点（7），所述低压涡轮后轴颈连接低压涡轮轴（6）； 所述低压涡轮（4）的轴向和扭矩载荷经过低压涡轮后轴颈和低压涡轮轴（6）传递。 6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述高压涡轮（1）的径向载荷依次经过高压涡轮后轴颈（2）、中介支点（A）、低压涡轮轴颈（5）、后支点（7）传递到涡轮级间承力框架（B）； 所述低压涡轮（4）的径向载荷经低压涡轮轴颈（5）、后支点（7）传递到涡轮级间承力框架（B）。 7.根据权利要求1所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：当所述涡轮级间承力框架（B）与所述高压涡轮后轴颈（2）之间通过所述后支点（7）可转动连接时，径向由内至外的方向上，低压涡轮轴（6）、中介支点（A）、高压涡轮后轴颈（2）、后支点（7）以及涡轮级间承力框架（B）依次分布。 8.根据权利要求7所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述低压涡轮轴颈（5）连接到低压涡轮轴（6）上，所述中介支点（A）的内环安装在低压涡轮轴（6）上，其外环安装在高压涡轮后轴颈（2）的径向内侧；所述后支点（7）的内环安装在高压涡轮后轴颈（2）的径向外侧，其外环安装在涡轮级间承力框架（B）的径向内侧。 9.根据权利要求7所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述高压涡轮（1）的径向载荷经过高压涡轮后轴颈（2）、后支点（7）传递到涡轮级间承力框架（B），所述低压涡轮（4）的径向载荷经过低压涡轮轴颈（5）、中介支点（A）、高压涡轮后轴颈（2）、后支点（7）传递到涡轮级间承力框架（B）。 10.根据权利要求1所述的一种低振动耦合的航空发动机高低压涡轮布局结构，其特征在于：所述涡轮级间承力框架（B）包括轴承座（b1）、承力锥壳（b2）和承力辐板（b3），所述轴承座（b1）的径向内侧与所述后支点（7）的外环相连，所述轴承座（b1）的径向外侧通过所述承力锥壳（b2）固定连接多个所述承力辐板（b3）。