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第七章 发动机总体结构

第七章 发动机总体结构. 第一节 受力分析 第二节 支承方 案 第三节 联轴器 第四节 支承结构 第五节 承力系统. 第一节 发动机的受力分析. 发动机部件所受作用力 轴向力和发动机的推力. 一、发动机部件所受作用力. 1.1 作用力的分类 1 气体力、力矩 在气流通道内，由于气流的速度，压力，方向变化对作用零件产生的力。 叶片，进气道，喷口，火燃筒。. 一、发动机部件所受作用力. 1.1 作用力的分类 2 惯性力、力矩 旋转或机动飞行时由于质量所产生的力 叶片，盘等旋转件上的惯性力 作用在转子上的惯性力矩或力偶. 一、发动机部件所受作用力.

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第七章 发动机总体结构

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Presentation Transcript

  1. 第七章 发动机总体结构 第一节 受力分析 第二节 支承方案 第三节 联轴器 第四节 支承结构 第五节 承力系统

  2. 第一节 发动机的受力分析 发动机部件所受作用力 轴向力和发动机的推力

  3. 一、发动机部件所受作用力 1.1 作用力的分类 1 气体力、力矩 • 在气流通道内，由于气流的速度，压力，方向变化对作用零件产生的力。 • 叶片，进气道，喷口，火燃筒。

  4. 一、发动机部件所受作用力 1.1 作用力的分类 2 惯性力、力矩 • 旋转或机动飞行时由于质量所产生的力 • 叶片，盘等旋转件上的惯性力 • 作用在转子上的惯性力矩或力偶

  5. 一、发动机部件所受作用力 1.1 作用力的分类 3 热应力 • 相邻的不同材料在相同温度下； • 工作环境温度梯度不同时可产生； • 机匣的安装边处 • 火燃筒 • 加力燃烧室

  6. 一、发动机部件所受作用力 风扇叶片

  7. 一、发动机部件所受作用力 高压压气机盘

  8. 一、发动机部件所受作用力 尾喷口

  9. 一、发动机部件所受作用力 燃烧室

  10. 一、发动机部件所受作用力 1.2 力的传递 • 零件内力 • 零件内部平衡不向外传。热应力、轮盘应力等。 • 零件外传力 • 机动飞行时的惯性力、惯性力矩、不平衡力 气动力和重量。

  11. 一、发动机部件所受作用力 1.2 力的传递 • 发动机内力 • 不传给飞机的力：气动力矩、部分轴向力 。 • 发动机外传力 • 推力，重量，机动飞行时的惯性力 力矩。

  12. 二、轴向力和发动机的推力 2.1各部件轴向力分布及推力的计算 • 推力等于所有部件轴向力之和 2.2转子轴向力及卸(减)荷措施 • 卸荷为什么不会影响推力 2.3涡轮与压气机轴向力不同 • 为什么？？？

  13. 二、轴向力和发动机的推力

  14. 二、轴向力和发动机的推力 2.4 大涵道比风扇发动机 • 风扇向前轴向力小于涡轮向后轴向力 • 主轴承的周向力向后

  15. 二、轴向力和发动机的推力 2.5 作用在发动机上的力矩 • 气动力矩是不传给飞机的； • 压气机，涡轮中相应的动叶和静叶上气动力矩相等 • 各转子上力矩相等

  16. 二、轴向力和发动机的推力

  17. 第二节 转子支承方案 • 内容： • 转子的结构形式 • 确定转子支承的位置 • 所使用轴承的类型和联轴器的选取 • 作用： • 承受转子上各种负荷 • 气动力、重力、惯性力 • 外传，最后传到安装节。

  18. 2.1 单转子的支承方案 • 两支点（1-1-0） 威派尔 Viper (RR 公司)

  19. 涡喷六（WP-6）发动机 • 带有加力燃烧室的单转子涡喷发动机 • （中国） • 用于 歼六 强五

  20. 使用WP-6发动机的飞机 歼敌机FJ-6 强敌机A-5

  21. 2. 1 单转子的支承方案 • 三支点 （1-2-0） 涡喷-6 (WP-6)

  22. РД-20发动机 • 苏联制造 • 用于 雅克-15 米格-9

  23. 米格-9（前苏联）

  24. 2.1 单转子的支承方案 • 四支点（1-3-0）РД-20

  25. 2. 1 单转子的支承方案 • 浮动套齿联轴器

  26. 2. 1 单转子的支承方案 • 两支点方案特点 • 适用于刚性转子 • 一般情况下后支点位于涡轮前 • 缩短转子长度 • 提高轴的刚度 • 支点环境温度高 • 后支点位于涡轮后 • 转子支点间跨度加大

  27. 2.1 单转子的支承方案 • 三支点方案特点 • 适用于轴向尺寸大的转子 • 必须解决“三点共线”问题 • 采用柔性联轴器 • 提高转子、支承的加工精度

  28. 波音747，767飞机的动力

  29. 2.2 双转子支承方案 • HP 1-1-0 LP 0-1-1 （1962年开始研制）

  30. 波音B-777大型双发客机动力

  31. 2.2 双转子支承方案 • HP 1-1-0 LP 0-2-1 （1982年12月8日 宣布研制）

  32. 2.2 双转子支承方案 • 普惠（PW）公司发动机支承方案特点 • 高压转子采用 1-1-0 • 转子短 • 刚性好 • 效率高 • 低压转子后支点放置涡轮后 • 转子跨度大 • 动力特性差

  33. V2500 （美，英，德，意，日1974年开始研制）

  34. 波音B-737中型双发客机

  35. 2.2 双转子支承方案 • HP 1-0-1 LP 0-2-1

  36. F404

  37. 2.2 双转子支承方案 • 中介轴承的使用（GE公司） • 中介轴承一般为滚棒轴承 。 • 减小转子长度。 • 节省一个承力框架，降低发动机重量。 • 轴承的供油、封严、安装困难。 • 转子间的动力影响较大。

  38. 2.2 双转子支承方案 • HP 0-2-0 LP 1-2-0

  39. 2.3 三转子支承方案 • HP 1-0-1 I P 1-2-1 LP 0-2-1

  40. RB199

  41. 2.4 滚珠轴承位置 • 一般原则 • 1.尽可能不放在涡轮附近； • 2.相对安装节轴向位移最小处； • 3.在双支点中均放在压气机之前； • 4.在三支点中大多数放在压气机之后。

  42. 2.4 滚珠轴承位置 • F404

  43. 2.4 滚珠轴承位置 • V2500

  44. 2.4 滚珠轴承位置 • RB199

  45. 作 业 • 根据图册或补充讲义附图 • 分析F404和V2500发动机转子支承方案形式及特点 • 要求画出支承简图

  46. 第三节 联轴器 • 将涡轮轴与压气机轴联接起来的组件称为联轴器。 • 作用： • 传扭，传轴向力，传径向力--起支点作用。 • 形式： • 刚性，柔性。

  47. 3.1 刚性联轴器 1 套齿式联轴器 • 双圆柱面定心 • 套齿传扭 • 大螺母承受轴向力 V2500低压 转子

  48. 3.1 刚性联轴器 • V2500低压联轴器 V2500低压 转子

  49. 3.1 刚性联轴器 2 精密螺栓联轴器 • 双圆柱面定心 • 螺栓传扭及轴向力 F404高压转子

  50. 3.1 刚性联轴器 F404高压转子

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