CN111351662A - 轴监测*** - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种用于监测旋转轴的轴向位置的监测***。该***包括同轴地安装到该轴以便与该轴一起旋转的轴向相邻的第一音轮和第二音轮。该第一音轮和第二音轮分别具有第一周向排可检测特征部和第二周向排可检测体征部。该***进一步包括传感器，该传感器被构造成通过生成第一交替测量信号分量来检测第一排可检测特征部的通过，并且通过生成第二交替测量信号分量来检测第二排可检测特征部的通过。第一排可检测特征部和第二排可检测特征部被构造成使得第一交替测量信号分量和第二交替测量信号分量具有明显不同的频率，和/或使得当传感器与该第一排轴向对准时由传感器生成的第一交替测量信号分量与当传感器与该第二排轴向对准时由传感器生成的第二交替测量信号分量具有明显不同的振幅。其中传感器相对于第一音轮和第二音轮定位，使得轴的轴向位移导致由传感器生成的信号包含较少的第一交替测量信号分量和较多的第二交替测量信号分量，由此能够监测轴的轴向位置。

Description

轴监测***
相关申请的交叉引用
本说明书基于并要求2018年12月20日提交的英国专利申请第GB1820825.6的优先权的权益，其全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
技术领域
本公开涉及轴监测***，并且具体地涉及用于监测旋转轴的轴向位置的监测***。
相关技术的描述
在气体涡轮引擎中，轴的轴向运动可能伴随该轴的即将发生的或实际的故障或该轴的轴向定位轴承的即将发生的或实际的故障。因此，希望监测此类轴的轴向位置，以便能够执行合适的自动或机组启动的校正动作，例如引擎关闭，以防止故障发展。
常规上，音轮和相关联的传感器用于测量轴速。例如，图9示意性地示出了音轮1，其具有周向排齿，以及可变磁阻传感器2，该可变磁阻传感器通过生成交替测量信号来检测该排齿的通过。当音轮的每个齿靠近传感器的极片的正面时，围绕极片缠绕的导线所经历的磁通量发生变化，这是由于磁路的磁阻的变化，该磁路由极片、音轮和两者之间的气隙组成。
发明内容
本发明至少部分地基于可适用于监测轴的轴向位置的此类布置结构的实现。
根据第一方面，提供了一种用于监测旋转轴的轴向位置的监测***，该***包括：
轴向相邻的第一音轮和第二音轮，该第一音轮和第二音轮由一体的环形主体的相应轴向相邻部分形成并且同轴地安装到该轴以与该轴一起旋转，该第一音轮具有第一周向排可检测特征部，并且该第二音轮具有第二周向排可检测特征部，其中第一周向排可检测特征部和第二周向排可检测特征部为第一周向排齿和第二周向排齿；和
传感器，该传感器被构造成通过生成第一交替测量信号分量来检测第一排可检测特征部的通过，并且通过生成第二交替测量信号分量来检测第二排可检测特征部的通过；
其中第一排可检测特征部和第二排可检测特征部被构造成使得第一交替测量信号分量和第二交替测量信号分量具有明显不同的频率，和/或使得当传感器与该第一排轴向对准时由传感器生成的第一交替测量信号分量与当传感器与该第二排轴向对准时由传感器生成的第二交替测量信号分量具有明显不同的振幅；并且
其中该传感器相对于第一音轮和第二音轮定位，使得该轴的轴向位移导致由传感器生成的信号包含较少的第一交替测量信号分量和较多的第二交替测量信号分量，由此可监测轴的轴向位置。
因此，有利的是，相对于音轮适当定位的单个传感器可提供用于检测轴的轴向位移的单个信号。此外，传感器可用于基于例如第一交替测量信号分量来测量轴速度。
现在将阐述本公开的可选特征部。这些特征部可单独地或以与本公开的任何方面的任意组合应用。
便利的是，该传感器可以是检测由该排可检测特征部的通过所引起的变化的磁阻的磁性传感器。
第一音轮和第二音轮可最初由相同排齿形成(例如在第一机加工操作中)，并且随后机加工该排中的一个排的齿(例如，在第二机加工操作中)以减少齿数和/或改变齿的形状。
在轴的正常操作模式下，总信号可基本上仅包含第一交替测量信号分量。类似地，在轴的故障模式下，总信号可基本上仅包含第二交替测量信号分量。因此，在轴向位置监测方面，传感器可有效地具有二进制输出，即当轴从正常操作模式转换到故障模式时，传感器可以从仅提供第一交替测量信号分量变为仅提供第二交替测量信号分量。
根据第二方面，提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括：
引擎核心，该引擎核心包括涡轮、压缩机和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴；和
根据第一方面的监测***，该监测***用于监测芯轴的轴向位置，该轴向相邻的第一音轮和第二音轮同轴地安装到该芯轴以与该芯轴一起旋转。
根据第三方面，提供了一种用于飞行器的气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括：
引擎核心，该引擎核心包括涡轮、压缩机和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴；
风扇，该风扇位于引擎核心的上游，该风扇包括多个风扇叶片；
和
齿轮箱，该齿轮箱接收来自芯轴的输入并经由输出轴将驱动输出至风扇，以便以比该芯轴低的旋转速度来驱动该风扇；
推力轴，该推力轴延伸穿过齿轮箱以将风扇连接到安装在芯轴上的轴向定位轴承，从而减轻输出轴相对于芯轴轴向定位风扇的责任；
和
根据第一方面的监测***，该监测***用于监测推力轴的轴向位置，该轴向相邻的第一音轮和第二音轮同轴地安装到该推力轴以与该推力轴一起旋转。
第二方面或第三方面的气体涡轮引擎可以进一步包括引擎电子控制器，该引擎电子控制器操作地连接到监测***以接收总信号并被构造成从该监测***监测该第一音轮和第二音轮所安装到的轴的轴向位置。在这种情况下，该第一排和第二排可被构造成使得第一交替测量信号分量和第二交替测量信号分量具有明显不同的频率。引擎电子控制器随后可将总信号转换成轴速度，该引擎电子控制器根据轴速度的明显变化来监测该第一音轮和第二音轮所安装到的轴的轴向位置。
根据第四方面，提供了第一方面的监测***用于监测该第一音轮和第二音轮所安装到的旋转轴(例如，第二方面的芯轴或第三方面的推力轴)的轴向位置的用途。一个相关方面提供了一种监测旋转轴的轴向位置的方法，该方法包括：
提供第一方面的监测***，其中第一音轮和第二音轮安装到该旋转轴；以及
使用由监测***产生的信号来监测轴的轴向位置。
如本文其他地方所述，本公开可涉及气体涡轮引擎。此类气体涡轮引擎可包括引擎核心，该引擎核心包括涡轮、燃烧器、压缩机和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴。此类气体涡轮引擎可包括位于引擎核心的上游的(具有风扇叶片的)风扇。
本公开的布置结构可以特别但并非排他地有益于经由齿轮箱驱动的风扇。因此，该气体涡轮引擎可包括齿轮箱，该齿轮箱接收来自芯轴的输入并将驱动输出至风扇，以便以比芯轴低的旋转速度来驱动风扇。至齿轮箱的输入可直接来自芯轴或者间接地来自芯轴，例如经由正齿轮轴和/或齿轮。芯轴可将涡轮和压缩机刚性地连接，使得涡轮和压缩机以相同的速度旋转(其中，风扇以更低的速度旋转)。
如本文所述和/或所要求保护的气体涡轮引擎可具有任何合适的通用架构。例如，气体涡轮引擎可具有将涡轮和压缩机连接的任何所需数量的轴，例如一个轴、两个轴或三个轴。仅以举例的方式，连接到芯轴的涡轮可以是第一涡轮，连接到芯轴的压缩机可以是第一压缩机，并且芯轴可以是第一芯轴。该引擎核心还可包括第二涡轮、第二压缩机和将第二涡轮连接到第二压缩机的第二芯轴。该第二涡轮、第二压缩机和第二芯轴可被布置成以比第一芯轴高的旋转速度旋转。
在此类布置结构中，第二压缩机可轴向定位在第一压缩机的下游。该第二压缩机可被布置成(例如直接接收，例如经由大致环形的管道)从第一压缩机接收流。
齿轮箱可被布置成由被构造成(例如在使用中)以最低旋转速度旋转的芯轴(例如上述示例中的第一芯轴)来驱动。例如，该齿轮箱可被布置成仅由被构造成(例如在使用中)以最低旋转速度旋转的芯轴(例如，在上面的示例中，仅第一芯轴，而不是第二芯轴)来驱动。另选地，该齿轮箱可被布置成由任何一个或多个轴驱动，该任何一个或多个轴例如为上述示例中的第一轴和/或第二轴。
该齿轮箱可以是减速齿轮箱(因为风扇的输出比来自芯轴的输入的旋转速率低)。可以使用任何类型的齿轮箱。例如，齿轮箱可以是“行星式”或“恒星”齿轮箱，如本文别处更详细地描述。该齿轮箱可以具有任何期望的减速比(定义为输入轴的旋转速度除以输出轴的旋转速度)，例如大于2.5，例如在3到4.2、或3.2到3.8的范围内，例如，大约或至少3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1或4.2。例如，齿轮传动比可以介于前一句中的任何两个值之间。仅以举例的方式，齿轮箱可以是“恒星”齿轮箱，其具有在3.1或3.2到3.8的范围内的齿轮传动比。在一些布置结构中，该齿轮传动比可在这些范围之外。
在如本文所述和/或所要求保护的任何气体涡轮引擎中，燃烧器可被轴向设置在风扇和一个或多个压缩机的下游。例如，在提供第二压缩机的情况下，燃烧器可直接位于第二压缩机的下游(例如在其出口处)。以另一个示例的方式，在提供第二涡轮的情况下，可将燃烧器出口处的流提供至第二涡轮的入口。该燃烧器可设置在一个或多个涡轮的上游。
该压缩机或每个压缩机(例如，如上所述的第一压缩机和第二压缩机)可包括任何数量的级，例如多个级。每一级可包括一排转子叶片和一排定子轮叶，该排定子轮叶可为可变定子轮叶(因为该排定子轮叶的入射角可以是可变的)。该排转子叶片和该排定子轮叶可彼此轴向偏移。
该涡轮或每个涡轮(例如，如上所述的第一涡轮和第二涡轮)可包括任何数量的级，例如多个级。每一级可包括一排转子叶片和一排定子轮叶。该排转子叶片和该排定子轮叶可彼此轴向偏移。
每个风扇叶片可被限定为具有径向跨度，该径向跨度从径向内部气体洗涤位置或0％跨度位置处的根部(或毂部)延伸到100％跨度位置处的尖端。该毂部处的风扇叶片的半径与尖端处的风扇叶片的半径的比率可小于(或大约为)以下中的任何一个：0.4、0.39、0.38、0.37、0.36、0.35、0.34、0.33、0.32、0.31、0.3、0.29、0.28、0.27、0.26或0.25。该毂部处的风扇叶片的半径与顶端处的风扇叶片的半径的比率可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如，在0.28到0.32的范围内。这些比率通常可称为毂部-尖端比率。毂部处的半径和尖端处的半径都可以在叶片的前缘(或轴向最前)部分处测量。当然，毂部-尖端比率指的是风扇叶片的气体洗涤部分，即径向地在任何平台外部的部分。
可在引擎中心线和风扇叶片的前缘处的尖端之间测量该风扇的半径。风扇直径(可能只是风扇半径的两倍)可大于(或大约为)以下中的任何一者：220cm、230cm、240cm、250cm(约100英寸)、260cm、270cm(约105英寸)、280cm(约110英寸)、290cm(约115英寸)、300cm(约120英寸)、310cm、320cm(约125英寸)、330cm(约130英寸)、340cm(约135英寸)、350cm、360cm(约140英寸)、370cm(约145英寸)、380cm(约150英寸)、390cm(约155英寸)、400cm、410cm(约160英寸)或420cm(约165英寸)。风扇直径可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在240cm至280cm或330cm至380cm的范围内。
风扇的旋转速度可以在使用中变化。一般来讲，对于具有较大直径的风扇，旋转速度较低。仅以非限制性示例的方式，风扇在巡航条件下的旋转速度可小于2500rpm，例如小于2300rpm。仅以另外的非限制性示例的方式，对于风扇直径在220cm至300cm(例如240cm至280cm或250cm至270cm)范围内的引擎，在巡航条件下风扇的旋转速度可在1700rpm至2500rpm的范围内，例如在1800rpm至2300rpm的范围内，例如在1900rpm至2100rpm的范围内。仅以另外的非限制性示例的方式，对于风扇直径在330cm至380cm范围内的引擎，在巡航条件下风扇的旋转速度可在1200rpm至2000rpm的范围内，例如在1300rpm至1800rpm的范围内、例如在1400rpm至1800rpm的范围内。
在使用气体涡轮引擎时，(具有相关联的风扇叶片的)风扇围绕旋转轴线旋转。该旋转导致风扇叶片的尖端以速度U尖端移动。风扇叶片13对流所做的功导致流的焓升dH。风扇尖端负载可被定义为dH/U尖端 2，其中dH是跨风扇的焓升(例如1-D平均焓升)，并且U尖端是风扇尖端的(平移)速度，例如在尖端的前缘处(可被定义为前缘处的风扇尖端半径乘以角速度)。巡航条件下的风扇尖端负载可大于(或大约为)以下中的任何一者：0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39或0.4(所有值都是无量纲的)。风扇顶端负载可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在0.28至0.31或0.29至0.3的范围内。
根据本公开的气体涡轮引擎可具有任何期望的旁路比率，其中该旁路比率被定义为在巡航条件下穿过旁路管道的流的质量流率与穿过核心的流的质量流率的比率。在一些布置结构中，该旁路比率可大于(或大约为)以下中的任何一者：10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5或20。该旁路比率可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在12至16的范围、或13至15的范围、或13至14的范围内。该旁路管道可以是基本上环形的。该旁路管道可位于核心引擎的径向外侧。旁路管道的径向外表面可以由短舱和/或风扇壳体限定。
本文中描述和/或要求保护的气体涡轮引擎的总压力比可被定义为风扇上游的滞止压力与最高压力压缩机出口处的滞止压力(进入燃烧器之前)之比。以非限制性示例的方式，如本文所述和/或所要求保护的气体涡轮引擎在巡航时的总压力比可大于(或大约为)以下中的任何一个：35、40、45、50、55、60、65、70、75。总压力比可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在50至70的范围内。
引擎的比推力可被定义为引擎的净推力除以穿过引擎的总质量流量。在巡航条件下，本文中描述和/或要求保护的引擎的比推力可小于(或大约为)以下中的任何一个：110Nkg-1s、105Nkg-1s、100Nkg-1s、95Nkg-1s、90Nkg-1s、85Nkg-1s或80Nkg-1s。该比推力可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在80Nkg-1s至100Nkg-1s，或85Nkg-1s至95Nkg-1s的范围内。与传统的气体涡轮引擎相比，此类引擎可能特别高效。
如本文所述和/或所要求保护的气体涡轮引擎可具有任何期望的最大推力。仅以非限制性示例的方式，如本文所述和/或受权利要求书保护的气体涡轮可产生至少为(或大约为)以下中的任何一者的最大推力：160kN、170kN、180kN、190kN、200kN、250kN、300kN、350kN、400kN、450kN、500kN或550kN。最大推力可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)。仅以举例的方式，如本文所述和/或受权利要求书保护的气体涡轮可能够产生在330kN至420kN，例如350kN至400kN范围内的最大推力。上面提到的推力可为在标准大气条件下、在海平面处、加上15℃(环境压力101.3kPa，温度30℃)、引擎静止时的最大净推力。
在使用中，高压涡轮的入口处的流的温度可能特别高。该温度，可被称为TET，可在燃烧器的出口处测量，例如紧接在可被称为喷嘴导向叶片的第一涡轮轮叶的上游。在巡航时，该TET可至少为(或大约为)以下中的任何一者：1400K、1450K、1500K、1550K、1600K或1650K。巡航时的TET可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)。引擎在使用时的最大TET可以是，例如，至少为(或大约为)以下中的任何一者：1700K、1750K、1800K、1850K、1900K、1950K或2000K。最大TET可在由前一句中的任何两个值限定的包含范围内(即，这些值可形成上限或下限)，例如在1800K至1950K的范围内。可以例如在高推力条件下发生最大TET，例如在最大起飞(MTO)条件下发生最大TET。
本文中描述和/或要求保护的风扇叶片和/或风扇叶片的翼面部分可由任何合适的材料或材料组合来制造。例如，风扇叶片和/或翼面的至少一部分可至少部分地由复合材料来制造，该复合材料为例如金属基质复合材料和/或有机基质复合材料，诸如碳纤维。以另外的示例的方式，风扇叶片和/或翼面的至少一部分可以至少部分地由金属来制造，该金属为诸如基于钛的金属或铝基材料(诸如铝锂合金)或基于钢的材料。风扇叶片可包括使用不同材料制造的至少两个区域。例如，风扇叶片可具有保护性前缘，该保护性前缘可使用比叶片的其余部分更好地抵抗(例如，来自鸟类、冰或其他材料的)冲击的材料来制造。此类前缘可以例如使用钛或基于钛的合金来制造。因此，仅以举例的方式，该风扇叶片可具有碳纤维或具有带钛前缘的基于铝的主体(诸如铝锂合金)。
如本文所述和/或所要求保护的风扇可包括中央部分，风扇叶片可从该中央部分例如沿径向方向延伸。该风扇叶片可以任何期望的方式附接到中央部分。例如，每个风扇叶片可包括固定件，该固定件可与毂部(或盘状部)中的对应狭槽接合。仅以举例的方式，此类固定件可以是燕尾形式的，其可以***和/或接合毂部/盘状部中对应的狭槽，以便将风扇叶片固定到毂部/盘状部。以另外的示例的方式，该风扇叶片可与中央部分一体地形成。此类布置结构可以称为叶片盘状部或叶片环。可以使用任何合适的方法来制造此类叶片盘状部或叶片环。例如，风扇叶片的至少一部分可由块状物来加工而成，以及/或者风扇叶片的至少部分可通过焊接(诸如线性摩擦焊接)来附接到毂部/盘状部。
本文中描述和/或要求保护的气体涡轮引擎可能或可能不设有可变面积喷嘴(VAN)。此类可变面积喷嘴可允许旁路管道的出口面积在使用中变化。本公开的一般原理可应用于具有或不具有VAN的引擎。
如本文所述和/或要求保护的气体涡轮的风扇可具有任何期望数量的风扇叶片，例如14、16、18、20、22、24或26个风扇叶片。
如本文所用，巡航条件具有常规含义并且将易于被技术人员理解。因此，对于飞行器的给定气体涡轮引擎，技术人员将立即识别巡航条件是指该气体涡轮引擎被设计用于附接到飞行器的引擎在给定任务(其在行业中可被称为“经济任务”)的中间巡航的操作点。就这一点而言，中间巡航是飞行器飞行周期中的关键点，在该点处，在上升最高点和开始降落之间燃烧的总燃料的50％已燃烧(其在时间和/或距离方面可近似于上升最高点和开始降落之间的中点。因此，巡航条件定义气体涡轮引擎的操作点，该操作点在考虑提供给气体涡轮引擎被设计用于附接到的飞行器的引擎数量的情况下，提供将确保该飞行器在中间巡航时的稳态操作(即，保持恒定的高度和恒定的马赫数)的推力。例如，如果引擎被设计为附接到具有两个相同类型的引擎的飞行器上，则在巡航条件下，引擎提供该飞行器在中间巡航时稳态运行所需的总推力的一半。
换句话讲，对于飞行器的给定气体涡轮引擎，巡航条件被定义为在中间巡航大气条件(在中间巡航高度下由根据ISO 2533的国际标准大气定义)下提供指定推力的引擎的操作点(需要在给定中间巡航马赫数下，与飞行器上的任何其他引擎相结合，提供气体涡轮引擎被设计用于附接到的飞行器的稳态操作)。对于飞行器的任何给定气体涡轮引擎而言，中间巡航推力、大气条件和马赫数是已知的，因此在巡航条件下，引擎的操作点是明确定义的。
仅以举例的方式，巡航条件下的前进速度可为从0.7马赫至0.9马赫的范围内的任何点，例如0.75至0.85、例如0.76至0.84、例如0.77至0.83、例如0.78至0.82、例如0.79至0.81、例如大约0.8马赫、大约0.85马赫或0.8至0.85。这些范围内的任何单一速度可以是巡航条件的一部分。对于某些飞行器，巡航条件可能超出这些范围，例如低于0.7马赫或高于0.9马赫。
仅以举例的方式，巡航条件可对应于在以下范围内的高度处的标准大气条件(根据国际标准大气ISA)：10000m至15000m，例如在10000m至12000m的范围内、例如在10400m至11600m(约38000英尺)的范围内、例如在10500m至11500m的范围内、例如在10600m至11400m的范围内、例如在10700m(约35000英尺)至11300m的范围内，例如在10800m至11200m的范围内、例如在10900m至11100m的范围内、例如大约11000m。巡航条件可对应于这些范围内的任何给定高度处的标准大气条件。
仅以举例的方式，巡航条件可对应于提供在前向马赫数0.8下的已知的所需推力水平(例如，在30kN到35kN范围内的值)和在38000ft(11582m)的高度下的标准大气条件(根据国际标准大气)的引擎的操作点。仅以另一个示例的方式，巡航条件可对应于提供在前向马赫数0.85下的已知的所需推力水平(例如，在50kN到65kN范围内的值)和在35000ft(10668m)的高度下的标准大气条件(根据国际标准大气)的引擎的操作点。
在使用中，本文中描述和/或要求保护的气体涡轮引擎可在本文别处定义的巡航条件下操作。此类巡航条件可通过飞行器的巡航条件(例如，巡航中期条件)来确定，至少一个(例如2个或4个)气体涡轮引擎可以安装在该飞行器上以提供推进推力。
根据一个方面，提供了一种飞行器，该飞行器包括如本文所述和/或受权利要求书保护的气体涡轮引擎。根据该方面的飞行器为气体涡轮引擎已被设计用于附接到的飞行器。因此，根据该方面的巡航条件对应于飞行器的中间巡航，如本文其他部分所定义的。
根据一个方面，提供了一种操作如本文所述和/或受权利要求书保护的气体涡轮引擎的方法。该操作可在如本文其他部分所定义的巡航条件(例如，就推力、大气条件和马赫数而言)下进行。
根据一个方面，提供了一种操作包括如本文所述和/或受权利要求书保护的气体涡轮引擎的飞行器的方法。根据该方面的操作可包括(或可以是)在飞行器的中间巡航处的操作，如本文其他部分所定义的。
本领域的技术人员将理解，除非相互排斥，否则关于任何一个上述方面描述的特征或参数可应用于任何其他方面。此外，除非相互排斥，否则本文中描述的任何特征或参数可应用于任何方面以及/或者与本文中描述的任何其他特征或参数组合。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式来描述实施方案，其中：
图1是气体涡轮引擎的截面侧视图；
图2是气体涡轮引擎的上游部分的特写截面侧视图；
图3是用于气体涡轮引擎的齿轮箱的局部剖视图；
图4示出了提供第一音轮和第二音轮的一体的环形主体的示例；
图5示出了由探针生成的输出信号如何根据探针和图4的音轮的相对位置而变化；
图6示出了提供第一音轮和第二音轮的一体的环形主体的变型示例；
图7示出了由探针生成的输出信号如何根据探针和图6的音轮的相对位置而变化；
图8示意性地示出了将低压涡轮连接到非齿轮涡轮风扇的风扇的互连轴的前端；并且
图9示意性地示出了具有周向齿排的常规音轮和可变磁阻传感器。
具体实施方式
图1示出了具有主旋转轴线9的气体涡轮引擎10。引擎10包括进气口12和推进式风扇23，该推进式风扇23生成两股气流：核心气流A和旁路气流B。气体涡轮引擎10包括接收核心气流A的核心11。引擎核心11以轴流式串联包括低压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮机17、低压涡轮机19和核心排气喷嘴20。短舱21围绕气体涡轮引擎10并限定旁路管道22和旁路排气喷嘴18。旁路气流B流过旁路管道22。风扇23经由轴26和周转齿轮箱30附接到低压涡轮19并由该低压涡轮驱动。
在使用中，核心气流A由低压压缩机14加速和压缩，并被引导至高压压缩机15中以进行进一步的压缩。从高压压缩机15排出的压缩空气被引导至燃烧设备16中，在该燃烧设备中压缩空气与燃料混合，并且混合物被燃烧。然后，所得的热燃烧产物在通过喷嘴20排出之前通过高压涡轮和低压涡轮17、19膨胀，从而驱动高压涡轮和低压涡轮17、19以提供一些推进推力。高压涡轮17通过合适的互连轴27来驱动高压压缩机15。风扇23通常提供大部分推进推力。周转齿轮箱30是减速齿轮箱。
图2中示出了齿轮传动风扇气体涡轮引擎10的示例性布置结构。低压涡轮19(参见图1)驱动轴26，该轴26联接到周转齿轮布置结构30的太阳轮或太阳齿轮28。在太阳齿轮28的径向向外处并与该太阳齿轮相互啮合的是多个行星齿轮32，该多个行星齿轮通过行星架34联接在一起。行星架34约束行星齿轮32以同步地围绕太阳齿轮28进动，同时使每个行星齿轮32绕其自身轴线旋转。行星架34经由连杆36联接到风扇23，以便驱动该风扇围绕引擎轴线9旋转。在行星齿轮32的径向向外处并与该行星齿轮相互啮合的是齿圈或环形齿轮38，其经由连杆40联接到固定支撑结构24。
需注意，本文中使用的术语“低压涡轮”和“低压压缩机”可分别表示最低压力涡轮级和最低压力压缩机级(即，不包括风扇23)，和/或通过在引擎中具有最低旋转速度的互连轴26(即，不包括驱动风扇23的齿轮箱输出轴)连接在一起的涡轮级和压缩机级。在一些文献中，本文中提到的“低压涡轮”和“低压压缩机”可被另选地称为“中压涡轮”和“中压压缩机”。在使用此类另选命名的情况下，风扇23可被称为第一或最低压力的压缩级。
在图3中以举例的方式更详细地示出了周转齿轮箱30。太阳齿轮28、行星齿轮32和环形齿轮38中的每一者包括围绕其周边以用于与其他齿轮相互啮合的齿。然而，为清楚起见，图3中仅示出了齿的示例性部分。示出了四个行星齿轮32，但是对本领域的技术人员显而易见的是，可以在要求保护的发明的范围内提供更多或更少的行星齿轮32。行星式周转齿轮箱30的实际应用通常包括至少三个行星齿轮32。
在图2和图3中以举例的方式示出的周转齿轮箱30是行星式的，其中行星架34经由连杆36联接到输出轴，其中齿圈38被固定。然而，可使用任何其他合适类型的周转齿轮箱30。以另一个示例的方式，周转齿轮箱30可以是恒星布置结构，其中行星架34保持固定，允许环形齿轮(或齿圈)38旋转。在此类布置结构中，风扇23由环形齿轮38驱动。以另一个另选示例的方式，齿轮箱30可以是差速齿轮箱，其中环形齿轮38和行星架34均被允许旋转。
应当理解，图2和图3中所示的布置结构仅是示例性的，并且各种另选方案都在本公开的范围内。仅以举例的方式，可使用任何合适的布置结构来将齿轮箱30定位在引擎10中和/或用于将齿轮箱30连接到引擎10。以另一个示例的方式，齿轮箱30与引擎10的其他部件(诸如输入轴26、输出轴和固定结构24)之间的连接件(诸如图2示例中的连杆36、40)可具有任何期望程度的刚度或柔性。以另一个示例的方式，可使用引擎的旋转部件和固定部件之间(例如，在来自齿轮箱的输入轴和输出轴与固定结构诸如齿轮箱壳体之间)的轴承的任何合适的布置结构，并且本公开不限于图2的示例性布置结构。例如，在齿轮箱30具有恒星布置结构(如上所述)的情况下，技术人员将容易理解，输出连杆和支撑连杆以及轴承位置的布置结构通常不同于图2中以举例的方式示出的布置结构。
因此，本公开延伸到具有齿轮箱类型(例如恒星或行星齿轮)、支撑结构、输入和输出轴布置结构以及轴承位置中的任何布置结构的气体涡轮引擎。
可选地，齿轮箱可驱动附加的和/或另选的部件(例如，中压压缩机和/或增压压缩机)。
本公开可应用的其他气体涡轮引擎可具有另选配置。例如，此类引擎可具有另选数量的压缩机和/或涡轮和/或另选数量的互连轴。以另外的示例的方式，图1中所示的气体涡轮引擎具有分流喷嘴18、20，这意味着穿过旁路管道22的流具有自己的喷嘴18，该喷嘴与核心引擎喷嘴20分开并径向地在该核心引擎喷嘴的外部。然而，这不是限制性的，并且本公开的任何方面也可应用于如下引擎，在该引擎中，穿过旁路管道22的流和穿过核心11的流在可被称为混流喷嘴的单个喷嘴之前(或上游)混合或组合。一个或两个喷嘴(无论是混合的还是分流的)可具有固定的或可变的面积。虽然所描述的示例涉及涡轮风扇引擎，但是本公开可应用于例如任何类型的气体涡轮引擎，诸如开放式转子(其中风扇级未被短舱围绕)或例如涡轮螺旋桨引擎。在一些布置结构中，气体涡轮引擎10可不包括齿轮箱30。
气体涡轮引擎10的几何形状及其部件由传统的轴系限定，包括轴向(与旋转轴线9对准)、径向(在图1中从下到上的方向)和周向(垂直于图1视图中的页面)。轴向、径向和周向相互垂直。
在用于齿轮传动风扇气体涡轮引擎10的示例性布置结构中，如图2所示，来自周转齿轮布置结构30的输出轴50通过多组滚柱轴承52径向地定位在每个端部处。这些滚柱轴承允许轴向风扇23传递扭矩，但不提供显著的轴向保持功能。为了轴向地保持输出轴50和风扇23，单独的推力轴54从附接到互连轴26的一组滚珠轴承56延伸穿过太阳齿轮28的中心以接合到输出轴50。因此，扭矩传递和轴向保持责任在输出轴50和推力轴54之间被分离。
推力轴54或滚珠轴承56的故障可危及引擎，因此期望能够尽早检测轴54的任何轴向位移。因此，引擎还具有用于监测轴的轴向位置的监测***。该***包括轴向相邻的第一音轮56和第二音轮58。便利的是，这些音轮可与推力轴54同轴地安装在输出轴50的前部。在该位置，它们与风扇23、输出轴50和推力轴54的整个组件共同旋转。
图4更详细地示出了第一音轮56和第二音轮58的一个示例。便利的是，它们可以是一体的环形主体的一部分。每个轮具有周向排可检测特征部，在这种情况下其为齿，第二排第二音轮58具有两倍于第一排第一音轮56的齿。另外，如图所示，第二排中的齿的高度低于第一排中齿的高度，但是该高度差可以正好相反，或者可不存在高度差。该***还具有用于检测齿的通过的传感器，该传感器采用安装到引擎的固定结构上的磁阻探针60的形式。
图5示出了由探针60生成的输出信号如何根据探针和图4的音轮56和音轮58的相对位置而变化。在推力轴54的正常操作中，探针居中位于第一音轮56的第一排齿的上方。这对应于轴54的零轴向位移。该信号基本上仅由第一交替测量信号分量形成，该第一交替测量信号分量的频率和振幅由第一排中的齿的数量和高度确定。在最大正向轴向位移下，由于轴54或轴承56的故障，探针居中位于第二音轮58的第二排齿上方，并且信号基本上仅由第二交替测量信号分量形成(即，占主导地位)，该第二交替测量信号分量的倍频和减小的振幅由第二排中的齿的数量和高度确定。该信号通常由引擎的引擎电子控制器(EEC)接收，该引擎电子控制器可使用该信号作为风扇23、输出轴50和推力轴54的组件的旋转速度的量度。由于在物理上不可能使组件的速度相对于例如对应的低压涡轮19的速度増加一倍，因此通过EEC检测到这种事件可用于提醒工作人员推力轴故障或启动自动响应，以便采取适当的引擎管理动作。
图5还示出了由探针60生成的针对中间轴向位移的输出信号。因此，在其中探针仍在第一排的上方但在第一排边缘处的位移下，信号基本上仅由第一交替测量信号分量形成。相似地，在其中探针位于第二排的上方但在第二排的边缘处的较大位移处，信号基本上仅由第二交替测量信号分量形成。然而，在其中探针位于将第一排与第二排隔开的小间隙上方的中间位移处，信号为这两种分量的组合。换句话讲，对于大于该中间位移的位移，第二分量占主导地位并且发生另外的零交叉，因此探针有效地提供关于轴54的轴向位移的检测的二进制输出。
图6详细示出了第一音轮56和第二音轮58的变型示例。同样，该轮是一体的环形主体的一部分，并且每个轮具有周向排齿。然而，现在第二音轮58第二排的齿的数量为第一音轮56第一排的齿的数量的一半，并且第二排中的齿的高度与第一排中的齿的高度相同。该变型在易于制造方面具有优点。具体地，主体可最初被机加工成具有横跨两个轮延伸的单排齿。然后可对其中一个轮(在该实施例中为第二轮)进行机加工(例如铣削)以每隔一个齿去除一个齿。这种操作的组合(机加工以形成齿和铣削以去除齿)比用两个单独的机加工操作形成两个不同的排齿执行起来更简单。
图7示出了由探针60生成的输出信号如何根据探针和图6的轮56、58的相对位置而变化。在这种情况下，当探针在第二排上方时，零交叉数量减半，这可被EEC检测为风扇23、输出轴50和推力轴54的组件的速度降低。
在以上示例中，测量输出信号中的零交叉(即频率变化)的数量以监测轴的轴向位置。然而，图4和图5的示例中的另一种可能性是测量输出信号振幅，其中当振幅出现阶跃变化(在这种情况下为一半)时，检测到轴向位移。
尽管如上所述用于监测风扇23、输出轴50和推力轴54的组件的轴向位置，但监测***在气体涡轮引擎中具有更广泛的适用性，并且不限于在齿轮式风扇气体涡轮引擎中使用。例如，其可用于监测涡轮通过其驱动压缩机的任何互连轴(例如，图1中的互连轴26、27)的轴向位置。通常，这些互连轴具有一组滚珠轴承和一组滚柱轴承。图8示意性地示出了将低压涡轮连接到非齿轮涡轮风扇的风扇的互连轴62的前端。前一组滚柱轴承64径向地定位轴，并且后一组滚珠轴承(在右侧并且因此在图8中未示出)轴向地定位轴。监测***的轴向相邻的音轮56、58从伸到滚柱轴承内壳的延伸件同轴地安装到轴上，并且磁阻探针60安装到第一轮56上方的引擎的固定结构上。滚珠轴承上的推力负荷是向后的，因此轴承故障导致轴62沿该方向移动，使得轴向后移动。因此，磁阻探针60到达第二轮58的上方，并且探针的输出信号的变化由引擎的EEC检测到。
在其他引擎配置中，滚珠轴承上的推力负荷可以是向前的。在此类情况下，第二音轮58可被布置在第一音轮56的另一侧上。
也可使用适当调整的监测***来检测互连轴62的故障，尽管在该引擎具有用于检测轴中的扭矩传递能力损失的其他***的情况下，则这可能是不必要的。
尽管上文针对监测推力轴(图1至图7)和互连轴的风扇/压缩机端(图8)进行了描述，但监测***也可用于引擎中的其他位置，例如用于监测互连轴在其涡轮部分端部处的轴向位置。
应当理解，本发明不限于上述实施方案，并且在不脱离本文中描述的概念的情况下可进行各种修改和改进。除非相互排斥，否则任何特征可以单独使用或与任何其他特征组合使用，并且本公开扩展到并包括本文中描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。

Claims (11)

1.一种用于监测旋转轴的轴向位置的监测***，所述***包括：
轴向相邻的第一音轮和第二音轮，所述第一音轮和所述第二音轮由一体的环形主体的相应轴向相邻部分形成并同轴地安装到所述轴以与所述轴一起旋转，所述第一音轮具有第一周向排可检测特征部，并且所述第二音轮具有第二周向排可检测特征部，其中所述第一周向排可检测特征部和所述第二周向排可检测特征部为第一周向排齿和第二周向排齿；和
传感器，所述传感器被构造成通过生成第一交替测量信号分量来检测所述第一排可检测特征部的通过，并且通过生成第二交替测量信号分量来检测所述第二排可检测特征部的通过；
其中所述第一排可检测特征部和所述第二排可检测特征部被构造成使得所述第一交替测量信号分量和所述第二交替测量信号分量具有明显不同的频率，和/或使得当所述传感器与所述第一排轴向对准时由所述传感器生成的所述第一交替测量信号分量与当所述传感器与所述第二排轴向对准时由所述传感器生成的所述第二交替测量信号分量具有明显不同的振幅；并且
其中所述传感器相对于所述第一音轮和所述第二音轮定位，使得所述轴的轴向位移导致由所述传感器生成的所述信号包含较少的所述第一交替测量信号分量和较多的所述第二交替测量信号分量，由此能够监测所述轴的所述轴向位置。
2.根据权利要求1所述的监测***，其中所述传感器是检测由所述排可检测特征部的所述通过所引起的变化的磁阻的磁性传感器。
3.根据权利要求1所述的监测***，其中所述第一音轮和所述第二音轮最初由相同排齿形成，并且随后机加工所述排中的一个排的所述齿以减少齿数和/或改变所述齿的形状。
4.根据权利要求1所述的监测***，其中在所述轴的正常操作模式下，所述总信号基本上仅包含所述第一交替测量信号分量。
5.根据权利要求1所述的监测***，其中在所述轴的故障模式下，所述总信号基本上仅包含所述第二交替测量信号分量。
6.一种用于飞行器的气体涡轮引擎，所述气体涡轮引擎包括：
引擎核心，所述引擎核心包括涡轮、压缩机和将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴；和
根据权利要求1所述的监测***，所述监测***用于监测所述芯轴的轴向位置，所述轴向相邻的第一音轮和第二音轮同轴地安装到所述芯轴以与所述芯轴一起旋转。
7.一种用于飞行器的气体涡轮引擎，所述气体涡轮引擎包括：
引擎核心，所述引擎核心包括涡轮、压缩机和将所述涡轮连接到所述压缩机的芯轴；
风扇，所述风扇位于引擎核心的上游，所述风扇包括多个风扇叶片；和
齿轮箱，所述齿轮箱接收来自所述芯轴的输入并经由输出轴将驱动输出至所述风扇，以便以比所述芯轴低的旋转速度来驱动所述风扇；
推力轴，所述推力轴延伸穿过所述齿轮箱以将所述风扇连接到安装在所述芯轴上的轴向定位轴承，从而减轻所述输出轴相对于所述芯轴轴向定位所述风扇的责任；和
根据权利要求1所述的监测***，所述监测***用于监测所述推力轴的所述轴向位置，所述轴向相邻的第一音轮和第二音轮同轴地安装到所述推力轴以与所述推力轴一起旋转。
8.根据权利要求7所述的气体涡轮引擎，其中：
所述涡轮是第一涡轮，所述压缩机是第一压缩机，并且所述芯轴是第一芯轴；
所述引擎核心还包括第二涡轮、第二压缩机和将所述第二涡轮连接到所述第二压缩机的第二芯轴；并且
所述第二涡轮、所述第二压缩机和所述第二芯轴被布置成以比所述第一芯轴高的旋转速度旋转。
9.根据权利要求7所述的气体涡轮引擎，还包括：
引擎电子控制器，所述引擎电子控制器操作地连接到所述监测***以接收所述总信号并被构造成从所述监测***监测所述第一音轮和所述第二音轮所安装到的所述轴的轴向位置。
10.根据权利要求9所述的气体涡轮引擎，其中所述第一排和所述第二排被构造成使得所述第一交替测量信号分量和所述第二交替测量信号分量具有明显不同的频率，并且所述引擎电子控制器将所述总信号转换为轴速度，所述引擎电子控制器基于所述轴速度的明显变化来监测所述第一音轮和所述第二音轮所安装到的所述轴的轴向位置。
11.根据权利要求1所述的监测***用于监测所述第一音轮和所述第二音轮所安装到的旋转轴的轴向位置的用途。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11629649B2 (en) * 2020-05-11 2023-04-18 Raytheon Technologies Corporation Gas turbine engine with speed sensor
CN112963245B (zh) * 2021-03-16 2021-12-21 潍柴动力股份有限公司 一种发动机转速传感器空气间隙控制装置与控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1876422A1 (de) * 2006-07-05 2008-01-09 Carl Freudenberg KG Vorrichtung zur Erfassung von rotatorischen und translatorischen Bewegungen
FR2921974B1 (fr) * 2007-10-08 2011-05-06 Hispano Suiza Sa Dispositif de detection de rupture d'arbre de turbine de turbocompresseur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230258262A1 (en) * 2022-02-14 2023-08-17 GM Global Technology Operations LLC Systems for shaft speed sensing
US11754173B2 (en) * 2022-02-14 2023-09-12 GM Global Technology Operations LLC Systems for shaft speed sensing

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