航空发动机总体结构教学课件.ppt

1、第第2章章 发动机总体结构发动机总体结构第第2.1节节 航空燃气涡轮发动机的组成航空燃气涡轮发动机的组成第第2.2节节 转子支承方案转子支承方案 第第2.3节节 联轴器联轴器 第第2.4节节 支承结构支承结构 第第2.5节节 静子承力系统静子承力系统 12.1 航空燃气涡轮发动机的组成航空燃气涡轮发动机的组成22.1 航空燃气涡轮发动机的组成航空燃气涡轮发动机的组成32.1 航空燃气涡轮发动机的组成航空燃气涡轮发动机的组成41.进气道进气道用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流速度时，还可起到提高空气

2、压力的作用（冲压作用）。进气道在结构上往往速度时，还可起到提高空气压力的作用（冲压作用）。进气道在结构上往往属于飞机机体的一部分，但在作用上属于发动机的组成部分。属于飞机机体的一部分，但在作用上属于发动机的组成部分。2.压气机压气机用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。3.燃烧室燃烧室由喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，产生高温燃气。由喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，产生高温燃气。4.涡轮涡轮在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。5.

3、尾喷管尾喷管高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作用推力。用推力。2.1 航空燃气涡轮发动机的组成航空燃气涡轮发动机的组成5用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流用来引导足够数量的空气顺利进入压气机，在飞行速度大于压气机进口气流速度时，还可起到提高空气压力的作用（冲压作用）。速度时，还可起到提高空气压力的作用（冲压作用）。1.进气道进气道6用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。用来压缩空气，提高空气压力。有轴流式压气机和离心式压气机。2.压气机压气机7由

4、喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，由喷嘴喷出适量燃料，同压气机流来的空气混合，组织燃烧，产生高温燃气。产生高温燃气。3.燃烧室燃烧室8在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。在高压高温燃气推动下旋转，带动压气机工作。4.涡轮涡轮9高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作高温高压燃气充分膨胀，将部分热能转换为动能，高速向外喷出，产生反作用推力。用推力。5.尾喷管尾喷管10第第2.2节节 转子支承方案转子支承方案 11第第2.2节节 转子支承方案转子支承方案 2.2.1 转子支承方案转子支承方案 在燃气涡轮发动机中，发动机转子通过在燃气涡轮发动机中，发

5、动机转子通过支承结支承结构构支承于发动机机匣上。转子上承受的各种负荷支承于发动机机匣上。转子上承受的各种负荷（如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等）由（如气体轴向力、重力、惯性力及惯性力矩等）由支承结构承受并传至发动机机匣上，最后由机匣通支承结构承受并传至发动机机匣上，最后由机匣通过安装节传至飞机构件中。过安装节传至飞机构件中。在发动机中，转子采用几个支承结构（支点），在发动机中，转子采用几个支承结构（支点），安排在何处，称为安排在何处，称为转子支承方案转子支承方案。12转子支承方案的表示方法（简图和代号）：转子支承方案的表示方法（简图和代号）：在研究转子支承方案时，均将复杂的转子简化成能表

6、在研究转子支承方案时，均将复杂的转子简化成能表征其特点的征其特点的转子支承方案简图转子支承方案简图，在简图中小，在简图中小圆圈表示滚珠轴承，小方块表示滚棒轴承。圆圈表示滚珠轴承，小方块表示滚棒轴承。13转子支承方案的表示方法（简图和代号）：转子支承方案的表示方法（简图和代号）：转子支点的数目与位置，常用转子支点的数目与位置，常用转子支承方案转子支承方案代号代号来表示。两条前后排列的横线分别代表压气机来表示。两条前后排列的横线分别代表压气机转子和涡轮转子，两条横线前后及中间的数字表示支转子和涡轮转子，两条横线前后及中间的数字表示支点的数目。点的数目。例如：例如：130表示：表示：压气机转子前有一

7、个支点，涡轮转子后无支点，压气机转子前有一个支点，涡轮转子后无支点，压气机与涡轮转子间有三个支点，整个转子共支承于压气机与涡轮转子间有三个支点，整个转子共支承于四个支点上。四个支点上。14一、单转子支承方案一、单转子支承方案1)4支点方案支点方案图图2-1 1-3-0的四支点支承方案的四支点支承方案15 在这种支承方案中，涡轮转子和压气机转子间的在这种支承方案中，涡轮转子和压气机转子间的联轴器仅传递扭矩，考虑到两个转子的四个支点很难联轴器仅传递扭矩，考虑到两个转子的四个支点很难保证同心，因此采用了保证同心，因此采用了浮动套齿的联轴器浮动套齿的联轴器结构。结构。图图2-2 浮动套齿联轴器浮动套齿

8、联轴器16 J47单转子涡轮喷气发动机转子的单转子涡轮喷气发动机转子的1-3-0四支点四支点支承方案。支承方案。图图2-3 1-3-0的四支点支承方案的四支点支承方案172)3支点方案支点方案图图2-4 1-2-0的三支点支承方案的三支点支承方案183)2支点方案支点方案图图2-5 1-0-1的两支的两支点支承方案点支承方案图图2-6 1-1-0的两支的两支点支承方案点支承方案19图图2-7 0-2-0支承方案支承方案图图2-8 1-0-1支承方案支承方案20二、双转子和三转子支承方案二、双转子和三转子支承方案 多转子发动机中，转子数多，支承数目多，而且低压转子多转子发动机中，转子数多，支承数

9、目多，而且低压转子轴要从高压转子轴中心穿过，使结构复杂，但原则上仍以每轴要从高压转子轴中心穿过，使结构复杂，但原则上仍以每个转子个转子分别进行处理分别进行处理。与单转子发动机不同的是，有些支点不直接安装在承力机与单转子发动机不同的是，有些支点不直接安装在承力机匣上，而是装在另一个转子上，通过另一转子的支点将负荷匣上，而是装在另一个转子上，通过另一转子的支点将负荷外传，由于这个支点是介于两个转子之间的，所以称为外传，由于这个支点是介于两个转子之间的，所以称为中介中介支点支点。中介支点中的轴承，则称为。中介支点中的轴承，则称为中介轴承或轴间轴承中介轴承或轴间轴承。在。在多数发动机中，采用中介支点，

10、可使发动机长度缩短，承力多数发动机中，采用中介支点，可使发动机长度缩短，承力机匣数减少。但是轴间轴承的润滑较困难，轴承工作条件较机匣数减少。但是轴间轴承的润滑较困难，轴承工作条件较差，而且装拆也比较复杂。差，而且装拆也比较复杂。21 低压转子：低压转子：011 高压转子：高压转子：110图图2-9 JT9D发动机的支承方案发动机的支承方案22 低压转子：低压转子：021 高压转子：高压转子：110图图2-10 PW4000发动机的支承方案发动机的支承方案23 低压转子：低压转子：021 高压转子：高压转子：101图图2-11 CFM56发动机转子支承方案简图发动机转子支承方案简图24 低压转子

11、：低压转子：021 中压转子：中压转子：120 高压转子：高压转子：101图图2-12 RB211三转子发动机的支承方案三转子发动机的支承方案252.2.2 止推支点在转子中的位置止推支点在转子中的位置 转子上的止推支点除承受转子的轴向负荷、径向转子上的止推支点除承受转子的轴向负荷、径向负荷外，还决定了转子相对于机匣的轴向位置，因此负荷外，还决定了转子相对于机匣的轴向位置，因此每个转子只能有一个止推支点每个转子只能有一个止推支点。由于此支点所承受的。由于此支点所承受的负荷较大，负荷较大，一般应置于温度较低的地方一般应置于温度较低的地方。例如，在两。例如，在两支点的转子上，止推支点应是转子的前支点；在三支支点的转子上，止推支点应是转子的前支点；在三支点的发动机中，止推支点最好置于压气机之后。这种点的发动机中，止推支点最好置于压气机之后。这种安排，不仅可以使轴承在较低的温度环境下工作，也安排，不仅可以使轴承在较低的温度环境下工作，也使转子相对机匣的轴向膨胀分配在压气机与涡轮两端，使转子相对机匣的轴向膨胀分配在压气机与涡轮两端，使两端的轴向错移量较小。使两端的轴向错移量较小。26