减速器在齿轮传动涡扇发动机的应用普惠航发

高涵道比涡轮风扇鼓动机自20世纪70年月初投入哄骗以来始终存在风扇转速较低形成低压压气机(亦称增压级)与低压涡轮处于不利的转速下办事的逆境,跟着涵道比的加大,题目显得越来越严峻。

这是由于,由叶片榫根与风扇轮盘强度琢磨,通常叶尖切线速率不该超越~米/,然则由于风扇直径大,风扇转速自然较低,然则低压压气机与低压涡轮转子均是与风扇转子连结在一同的,云云,低压压气机与低压涡轮只可在较低的转速下办事,为了餍足启动风扇的功率须要以及鼓动机整体功用请求的须要,它们的级数肯定较多。

在20世纪80年月研发的高涵道比涡扇鼓动机,涵道比通常5.0左右;90年月中后期研发的鼓动机涵道比大者抵达8.0左右(GE90);21世纪初研发的鼓动机,涵道比抵达10.0~11.0。

涵道比越大,不光低压压气机与低压涡轮级数要增进,况且效率低,表1列出普惠公司部份型号鼓动机的涵道比、低压压气机级数与低压涡轮级数。

表1普惠公司部份型号鼓动机的参数

涵道比为6.4的PW(见表1),尽管风扇压比高达1.7~1.8(普惠公司官方网站颁布的数据),为了抵达总压比为42.5的请求,低压压气机采取了多达7级的安排,为现代鼓动机中级数至多的低压压气机;其低压涡轮也多达7级。

显然,鼓动机零件数(稀奇是叶片数)及分量均大大增进。

在风扇转子与由低压压气机及低压涡轮构成的低压转子间,装配一套延缓比适当的延缓器,使风扇转子办事于较低的转速,而低压转子办事于高的转速下,即成为齿轮传动的涡轮风扇鼓动机(GTF)能够很好地处分上述逆境。

现以采取延缓比为3:1的延缓器的PWG为例解说这类鼓动机的特征PWG的要紧参数也参与表1中。

风扇转速低,能够使风扇叶片釆用较低的叶尖切线速率及较低的压比(约为1.4),不光可提升风扇效率,低沉噪声值,况且大大提升了叶片的抗外物袭击技能。

PWG的涵道比高达12.0,云云高的涵道比在保守的鼓动机中,低压压气机叶尖直径比风扇直径小不少,增压比微小。但在GTF中,低压压气机在高转速下办事,级增压比大,2~3级的低压压气机比保守鼓动机的5~7级低压压气机的增压比还大是以.

在PWG中,尽管风扇的压比仅为1.4,但仅用3级低压压气机就使鼓动机的总压比抵达45左右,充足解说采取延缓器带来的便宜。

在PWG中,低压涡轮转速高,并采用了它的最好转速,使低压涡轮办事叶片处于最大理睬的叶尖切线速率下,做功量大,大大削减了涡轮的级数。

3级低压涡轮即能启动涵道比为12的风扇转子,在这保守鼓动机中是绝对达不到的(见表1)。

综上所述,采取传动风扇的延缓器后,可增进涵道比与总压比,提凹凸压压气机与低压涡轮的效率,进而能低沉耗油率也能低沉噪声,是一种能餍足“绿色航空”请求的较佳计划。

尽管在鼓动机中增进了一套延缓安装,加大了鼓动机的分量,然则由于低压转子级数的削减较多,分量也削减较多,归纳后,齿轮传动涡轮风扇鼓动机的分量将低于保守的鼓动机分量。

延缓器的研发

普惠公司在起色用于启动风扇的延缓安装时,充足哄骗了其伯仲公司西科斯基研发直升机主延缓器以及普惠加拿至公司(简称PWC公司)起色多型涡轮螺旋桨鼓动机及涡轮轴鼓动机延缓器的阅历及手艺,此中,PWC公司已托付了多型涡轴及涡桨鼓动机多台,而西科斯基公司临盆的直升机主延缓器的功率最大已达0shp。

同时,普惠公司还于20世纪80年月投资近3.5亿美元,开展了一项用于传动风扇的延缓器的起色、研讨办事,博得冲破性的起色,那时还研发成了一台传动功率为kW(shp)、延缓比为3:1的延缓器,据普惠公司称,该延缓工具备体积小(外径仅为0.米)、分量轻(约公斤,即每shp重0.98kg)、靠得住性高、传动效率高达99.5%等特征。

传动效率高,不光功率损失小,况且用于冷却、光滑齿轮传动安装的滑油温升仅为27摄氏度,大大减小了用于冷却滑油的散热器的体积。在随后的近20年的不休实验研讨中,延缓器的安排缔造手艺更趋完备,告竣了较为优化的安排。年8月,在最新的延缓器经久性实验中,告竣了相当于哄骗00多航行小时的实验,包含模仿飞机升起状况下的推力(lbf)实验00个起降轮回,此中00个轮回是在最大扭矩及残忍的滑油温度前提施行的,实验告竣后,齿轮齿面上加工印痕依旧看来,解说齿面磨损微小,是以,此延缓安装具备较高的靠得住性是可托的,且齿轮的安排是没有寿命束缚的。

普惠公司称之为“隐形部件”——意为和其余部件相同的,不必稀奇


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