CN105464788A - 气体自循环驱动*** - Google Patents
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Abstract
一种机械设计技术领域的气体自循环驱动***,包括控制体、离心轴、离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带、放气管、旋转板、圆弧弹簧,离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带均布置在控制体内,离心体的一端布置在离心腔内并通过离心弹簧与离心轴相连接,离心体的另一端为圆弧结构,离心体的另一端与圆弧板密封接触,松紧带布置在圆弧板的外表面。当发动机转速较高时,旋转板逆时针旋转,放气管被隔断,压气机正常给发动机供气;当发动机转速较低时,旋转板顺时针旋转,有一部分气体从压气机前流到压气机后,压气机相对流量较大,没有喘振发生。本发明设计合理,结构简单,适用于压气机防喘振***的优化设计。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种机械设计技术领域的压气机喘振调节***,特别是一种适用于增压发动机的气体自循环驱动***。
背景技术
压气机都是按给定的进气条件、转速、增压比和空气流量设计的,但其工作状态(工作环境的温度、压力、转速和空气流量等)实际上是变化的,压气机在各种工作状态下的性能称为压气机特性。在一定转速下,当压气机的增压比增大到某一数值时,压气机就会进入不稳定的工作状态,很容易发生喘振,使整个***产生低频大振幅的气流轴向脉动,甚至会发生瞬间气流倒流的现象。压气机喘振可能导致叶片断裂、结构损坏、燃烧室超温和发动机熄火停车。为避免发生喘振可以采取下列措施:按转速调节某几级整流叶片的安装角,使流入的气流具有合适的迎角,避免气流分离而造成喘振;将多级压气机分成2个不同转速的转子,分别由高、低压涡轮驱动。有些发动机采用3转子结构;多级轴流式压气机从中间级放气,以增加前面各级的空气流量,避免气流的迎角过大,产生分离,出现喘振;多级轴流式压气机在第一级压气机的机匣上开槽,使第一级工作轮叶片尖端部分的气流通过机匣上的槽道产生回流,减小气流的迎角,这种方法称为机匣处理。压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率,高振幅的震荡现象。这种低频率高振幅的气流振荡是一种很大的激振力来源,他会导致发动机机件的强烈机械振动和热端超温,并在很短的时间内造成机件的严重损坏,所以在任何状态下都不允许压气机进入喘振区工作。发动机的声音由尖哨转变为低沉;发动机的振动加大;压气机出口总压和流量大幅度的波动;转速不稳定,推力突然下降并且有大幅度的波动;发动机的排气温度升高,造成超温;严重时会发生放炮,气流中断而发生熄火停车。因此,一旦发生上述现象,必须立即采取措施,使压气机退出喘振工作状态。
在现有技术中,还没有利用离心力原理对压气机喘振进行控制的技术。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供了一种气体自循环驱动***,可以利用发动机的曲轴带动离心拉伸装置来控制压气机的喘振。
本发明是通过以下技术方案来实现的,本发明包括进气管、空滤、压气机、发动机、排气管、涡轮、催化器、放气管、旋转杆、旋转轴、控制体、拉伸轴、拉伸杆、离心轴、离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带、旋转板、圆弧弹簧,进气管的出气口与发动机的进气道相连接,排气管的进气口与发动机的排气道相连接,空滤、压气机依次连接在进气管上,涡轮、催化器依次连接在排气管上,放气管的两端分别与压气机前后的进气管相连接,旋转轴镶嵌在放气管的下壁面上,旋转轴裸露在放气管外部的一端与旋转杆的一端固结在一起,旋转板布置在放气管内并与旋转轴固结在一起,旋转杆的另一端与拉伸杆的一端铰接在一起,拉伸杆的另一端与拉伸轴的一端固结在一起,拉伸轴的另一端与控制体内部的上端圆弧板固结在一起,离心轴的一端穿过控制体的前壁中心后镶嵌在控制体的后壁上,离心腔、离心体、离心弹簧、圆弧板、松紧带均布置在控制体内,离心腔与离心轴固结在一起,离心体的一端布置在离心腔内并通过离心弹簧与离心轴相连接,离心体的另一端为圆弧结构,离心体的另一端与圆弧板密封接触,松紧带布置在圆弧板的外表面,离心轴的另一端通过链条与发动机的曲轴相连接;弧形弹簧布置在放气管内,弧形弹簧的一端与放气管的下壁面相连接,弧形弹簧的另一端与旋转板的顶部相连接。
进一步地,在本发明中控制体内部腔体的横截面为圆形,离心腔、圆弧板在控制体内均为阵列式布置,圆弧板的个数大于或等于离心腔的个数,圆弧板之间的间隙宽度小于离心体的横截面宽度,松紧带内部带有弹性钢丝结构。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果为:本发明设计合理,结构简单,可以利用离心拉伸装置来防止压气机出现喘振。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中放气管的剖面图;
图3为图1中A-A剖面的结构示意图;
图4为本发明中控制体的剖面图;
图5为图4中B-B剖面的结构示意图;
图6为图5中C-C剖面的结构示意图;
其中:1、进气管,2、空滤,3、压气机,4、发动机,5、排气管,6、涡轮,7、催化器,8、放气管,9、旋转杆,10、旋转轴,11、控制体,12、拉伸轴,13、拉伸杆,14、离心轴,15、离心腔,16、离心体,17、离心弹簧,18、圆弧板,19、松紧带,20、旋转板,21、圆弧弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明,本实施例以本发明技术方案为前提,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1至图6所示,本发明包括进气管1、空滤2、压气机3、发动机4、排气管5、涡轮6、催化器7、放气管8、旋转杆9、旋转轴10、控制体11、拉伸轴12、拉伸杆13、离心轴14、离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19、旋转板20、圆弧弹簧21,进气管1的出气口与发动机4的进气道相连接,排气管5的进气口与发动机4的排气道相连接,空滤2、压气机3依次连接在进气管1上,涡轮6、催化器7依次连接在排气管5上,放气管8的两端分别与压气机3前后的进气管1相连接,旋转轴10镶嵌在放气管8的下壁面上,旋转轴10裸露在放气管8外部的一端与旋转杆9的一端固结在一起,旋转板20布置在放气管8内并与旋转轴10固结在一起,旋转杆9的另一端与拉伸杆13的一端铰接在一起,拉伸杆13的另一端与拉伸轴12的一端固结在一起,拉伸轴12的另一端与控制体11内部的上端圆弧板18固结在一起,离心轴14的一端穿过控制体11的前壁中心后镶嵌在控制体11的后壁上,离心腔15、离心体16、离心弹簧17、圆弧板18、松紧带19均布置在控制体11内,离心腔15与离心轴14固结在一起,离心体16的一端布置在离心腔15内并通过离心弹簧17与离心轴14相连接,离心体16的另一端为圆弧结构,离心体16的另一端与圆弧板18密封接触,松紧带19布置在圆弧板18的外表面,离心轴14的另一端通过链条与发动机4的曲轴相连接;弧形弹簧21布置在放气管8内,弧形弹簧21的一端与放气管8的下壁面相连接,弧形弹簧21的另一端与旋转板20的顶部相连接;控制体11内部腔体的横截面为圆形,离心腔15、圆弧板18在控制体11内均为阵列式布置,圆弧板18的个数大于或等于离心腔15的个数,圆弧板18之间的间隙宽度小于离心体16的横截面宽度,松紧带19内部带有弹性钢丝结构。
在本发明的工作过程中,当发动机转速增大时,离心轴14的转速也增大,布置在离心腔15内的离心体16在旋转过程中离心力增大,离心体16同步向外移动并拉伸离心弹簧17,布置在控制体11内的上端圆弧板18受到离心体16的离心力的作用后向上移动,拉伸轴12也同步上移,拉伸轴12带动拉伸杆13上移,从而使拉伸杆13拉动旋转杆9、旋转轴10、旋转板20一起逆时针旋转,放气管8被隔断,压气机3出气口的气体全部进入发动机;发动机转速较低时,离心轴14的转速也较低,在离心弹簧17、松紧带19的作用下离心体16同步向内移动,布置在控制体11内的上端圆弧板18向下移动,拉伸轴12也同步下移,拉伸轴12带动拉伸杆13下移,从而使拉伸杆13带动移拉动旋转杆9、旋转轴10、旋转板20一起顺时针旋转,有一部分气体通过放气管8从压气机3前流到压气机3后,从而使压气机3相对流量较大,防止喘振发生。在圆弧弹簧21的作用下,旋转板20的旋转比较平顺。
Claims (2)
1.一种气体自循环驱动***,包括进气管(1)、空滤(2)、压气机(3)、发动机(4)、排气管(5)、涡轮(6)、催化器(7),进气管(1)的出气口与发动机(4)的进气道相连接,排气管(5)的进气口与发动机(4)的排气道相连接,空滤(2)、压气机(3)依次连接在进气管(1)上,涡轮(6)、催化器(7)依次连接在排气管(5)上,其特征在于,还包括放气管(8)、旋转杆(9)、旋转轴(10)、控制体(11)、拉伸轴(12)、拉伸杆(13)、离心轴(14)、离心腔(15)、离心体(16)、离心弹簧(17)、圆弧板(18)、松紧带(19)、旋转板(20)、圆弧弹簧(21),放气管(8)的两端分别与压气机(3)前后的进气管(1)相连接,旋转轴(10)镶嵌在放气管(8)的下壁面上,旋转轴(10)裸露在放气管(8)外部的一端与旋转杆(9)的一端固结在一起,旋转板(20)布置在放气管(8)内并与旋转轴(10)固结在一起,旋转杆(9)的另一端与拉伸杆(13)的一端铰接在一起,拉伸杆(13)的另一端与拉伸轴(12)的一端固结在一起,拉伸轴(12)的另一端与控制体(11)内部的上端圆弧板(18)固结在一起,离心轴(14)的一端穿过控制体(11)的前壁中心后镶嵌在控制体(11)的后壁上,离心腔(15)、离心体(16)、离心弹簧(17)、圆弧板(18)、松紧带(19)均布置在控制体(11)内,离心腔(15)与离心轴(14)固结在一起,离心体(16)的一端布置在离心腔(15)内并通过离心弹簧(17)与离心轴(14)相连接,离心体(16)的另一端为圆弧结构,离心体(16)的另一端与圆弧板(18)密封接触,松紧带(19)布置在圆弧板(18)的外表面,离心轴(14)的另一端通过链条与发动机(4)的曲轴相连接;弧形弹簧(21)布置在放气管(8)内,弧形弹簧(21)的一端与放气管(8)的下壁面相连接,弧形弹簧(21)的另一端与旋转板(20)的顶部相连接。
2.根据权利要求1所述的气体自循环驱动***,其特征在于控制体(11)内部腔体的横截面为圆形,离心腔(15)、圆弧板(18)在控制体(11)内均为阵列式布置,圆弧板(18)的个数大于或等于离心腔(15)的个数,圆弧板(18)之间的间隙宽度小于离心体(16)的横截面宽度,松紧带(19)内部带有弹性钢丝结构。
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