Двухвальный газотурбинный двигатель содержит компрессор низкого давления с силовым разделительным корпусом и компрессор высокого давления с поворотным входным направляющим аппаратом и с ротором, установленным на подшипнике со стороны первого рабочего колеса компрессора высокого давления. На выходе из разделительного корпуса, на его втулке, выполнена конусная поверхность, обращенная к проточной части компрессора высокого давления и образующая с передним козырьком кольца внутреннего входного направляющего аппарата компрессора высокого давления щелевую полость, соединенную на выходе через межлабиринтную полость и через лабиринтные уплотнения с масляной полостью и с промежуточной полостью на входе в первое рабочее колесо компрессора высокого давления. Угол образующей конуса конусной поверхности втулки силового разделительного корпуса равен 10...40°. Отношение высоты лопатки поворотного входного направляющего аппарата компрессора высокого давления по ее входной кромке к высоте щелевой полости между конусной поверхностью втулки силового разделительного корпуса и козырьком внутреннего кольца поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления составляет 30...70. Изобретение позволяет повысить надежность двухвального газотурбинного двигателя за счет повышения ресурса уплотнения масляной опоры переднего подшипника компрессора высокого давления при одновременном исключении утечек масла из масляной опоры, а также за счет повышения газодинамической устойчивости компрессора. 2 ил.
Изобретение относится к двухзальным газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения.
Известен двухвальный газотурбинный двигатель, содержащий вентилятор и компрессор высокого давления, а также разделительный корпус между ними [1].
Недостатком известной конструкции является низкая надежность из-за утечек масла из масляной полости переднего подшипника компрессора высокого давления.
Наиболее близким к заявляемой конструкции является двухвальный газотурбинный двигатель, содержащий вентилятор, силовой разделительный корпус и компрессор высокого давления, масляная полость переднего подшипника которого уплотнена с помощью контактного графитового уплотнения [2].
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность из-за низкого ресурса контактных графитовых уплотнений вследствие их износа во время работы газотурбинного двигателя.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности двухвального газотурбинного двигателя за счет повышения ресурса уплотнения масляной опоры переднего подшипника компрессора высокого давления при одновременном исключении утечек масла из масляной опоры, а также за счет повышения газодинамической устойчивости компрессора.
Сущность технического решения заключается в том, что в двухвальном газотурбинном двигателе с компрессором низкого давления, с силовым разделительным корпусом и с компрессором высокого давления с поворотным входным направляющим аппаратом и с ротором, установленным на подшипнике со стороны первого рабочего колеса компрессора высокого давления, согласно изобретению на выходе из разделительного корпуса, на его втулке, выполнена конусная поверхность, обращенная к проточной части компрессора высокого давления и образующая с передним козырьком кольца внутреннего входного направляющего аппарата компрессора высокого давления щелевую полость, соединенную на выходе через межлабиринтную полость и через лабиринтные уплотнения с масляной полостью и с промежуточной полостью на входе в первое рабочее колесо компрессора высокого давления, причем α=10...40° и H/h=30...70, где
α - угол образующей конуса конусной поверхности втулки силового разделительного корпуса;
Н - высота лопатки поворотного входного направляющего аппарата компрессора высокого давления по ее входной кромке;
h - высота щелевой полости между конусной поверхностью втулки силового разделительного корпуса и козырьком внутреннего кольца поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления.
В современных двухвальных газотурбинных двигателях на пониженных режимах работы, например, при переходе на малый газ, для обеспечения необходимых запасов газодинамической устойчивости компрессора высокого давления его входной направляющий аппарат прикрывается, что приводит к увеличению гидравлических потерь при обтекании его лопаток и к снижению давления воздуха за ним, в результате чего возможен выброс частиц масла из масляной полости через ее лабиринтное уплотнение в газовоздушный тракт компрессора высокого давления с последующим пожаром. Контактное графитовое уплотнение обеспечивает герметичное уплотнение, но его ресурс в отличие от лабиринтного уплотнения ограничен вследствие износа графитового кольца, например, из-за попадания пыли и посторонних частиц в зону контакта графитовое кольцо - контртело. Поэтому для обеспечения повышенного давления воздуха перед лабиринтным уплотнением масляной опоры на всех режимах работы двигателя на входе в первое рабочее колесо компрессора высокого давления образуется межлабиринтная полость, соединенная на выходе через лабиринтные уплотнения с масляной полостью и с промежуточной полостью на входе в первое рабочее колесо компрессора высокого давления, а на входе - с щелевой полостью, образованной конусной поверхностью на выходе втулки разделительного корпуса и передним козырьком внутреннего кольца входного направляющего аппарата компрессора высокого давления, что позволяет забирать давление воздуха на выходе из разделительного корпуса близким к полному давлению, т.е. с учетом скоростной составляющей воздушного потока. При течении потока воздуха по проточной части разделительного корпуса на втулочной его части происходит накопление пограничного слоя, который сливается в щелевую полость на наддув лабиринтного уплотнения масляной полости, что повышает газодинамическую устойчивость компрессора высокого давления, так как пограничный слой не поступает на вход в компрессор.
При α<10° снижается надежность двухвального газотурбинного двигателя из-за уменьшения площади щелевой полости и выброса масла в проточную часть компрессора высокого давления.
При α>40° снижается надежность из-за уменьшения давления отбираемого воздуха вследствие уменьшения скоростной составляющей и выброса масла из масляной полости в проточную часть компрессора высокого давления.
Высота h щелевой кольцевой полости зависит от размерности газотурбинного двигателя, т.е. от высоты Н лопатки поворотного входного направляющего аппарата по ее входной кромке.
При Н/h<30 снижается надежность газотурбинного двигателя из-за турбулизации потока воздуха на входе в компрессор высокого давления передним козырьком внутреннего кольца входного направляющего аппарата.
При Н/h>70 снижается надежность из-за уменьшения давления воздуха в межлабиринтной полости и выброса масла из масляной полости на вход в рабочее колесо компрессора высокого давления.
На фиг.1 изображен продольный разрез двухвального газотурбинного двигателя.
На фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.
Двухвальный газотурбинный двигатель 1 состоит из вентилятора 2 с компрессором низкого давления 3, силового разделительного корпуса 4, на выходе из которого установлен компрессор высокого давления 5 с поворотным входным направляющим аппаратом 6, а также камеры сгорания 7, турбины высокого давления 8, которая служит для привода компрессора высокого давления 5 и турбины низкого давления 9, которая служит для привода вентилятора 2 с компрессором низкого давления 3. Ротор 10 компрессора 5 с первым рабочим колесом 11 установлен на переднем роликовом подшипнике 12, масляная полость 13 которого отделена от межлабиринтной воздушной полости 14 с помощью лабиринта 15 и фланца лабиринта 16, образующих лабиринтное уплотнение 17 масляной полости 13. Межлабиринтная полость 14 отделена от промежуточной полости 18 на входе в первое рабочее колесо 11 с помощью фланца лабиринта 19 и лабиринта 20, образующих воздушное лабиринтное уплотнение 21. На выходе из криволинейного канала 22 проточной части разделительного корпуса 4, на его втулке 23, выполняется конусная поверхность 24 под углом α к оси компрессора и обращенная к проточной части 25 компрессора высокого давления 5. Поверхность 24 совместно с передним козырьком 26 внутреннего кольца 27 входного направляющего аппарата 6 образует щелевую кольцевую полость 28, на выходе соединенную через межлабиринтную полость 14 и лабиринтные уплотнения 17 и 21 с масляной полостью 13 переднего роликоподшипника 12 и с промежуточной полостью 18 на входе в первое рабочее колесо 11 ротора 10 компрессора 5. Пограничный слой 29 воздушного потока из компрессора низкого давления 3 поступает на вход в щелевую полость 28 перед входными кромками 30 лопаток 31 входного направляющего аппарата 6, что способствует снижению гидравлических потерь и повышению давления воздуха в межлабиринтной полости 14.
Работает устройство следующим образом. При работе двухвального газотурбинного двигателя 1 на пониженных режимах для сохранения газодинамической устойчивости компрессора высокого давления 5 лопатки 31 входного направляющего аппарата 6 поворачиваются, уменьшая площадь проточной части на выходе, что приводит к повышению гидравлических потерь при их обтекании и к снижению давления на входе в первое рабочее колесо 11 ротора 10 компрессора высокого давления 5. Такое снижение давления могло бы привести к выбросу частиц масла из масляной полости подшипника 12 через лабиринтные уплотнения 17 и 21 на вход в рабочее колесо 11. Однако этого не происходит, так как в межлабиринтной полости 14 поддерживается повышенное давление воздуха, не зависящее от поворота лопаток входного направляющего аппарата и превышающее давление воздуха в масляной полости 13. Одновременно происходит слив пограничного слоя 29 воздушного потока на входе в компрессор высокого давления 5, что повышает его газодинамическую устойчивость и надежность.
Источники информации
1. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных ГТД. М.: Машиностроение, стр.64, рис.3.8 г.
2. С.А.Вьюнов, стр.109, рис.3.46 - прототип.
Двухвальный газотурбинный двигатель с компрессором низкого давления, с силовым разделительным корпусом и с компрессором высокого давления с поворотным входным направляющим аппаратом и с ротором, установленным на подшипнике со стороны первого рабочего колеса компрессора высокого давления, отличающийся тем, что на выходе из разделительного корпуса на его втулке выполнена конусная поверхность, обращенная к проточной части компрессора высокого давления и образующая с передним козырьком кольца внутреннего входного направляющего аппарата компрессора высокого давления щелевую полость, соединенную на выходе через межлабиринтную полость и через лабиринтные уплотнения с масляной полостью и с промежуточной полостью на входе в первое рабочее колесо компрессора высокого давления, причем α=10...40° и Н/h=30...70, где α - угол образующей конуса конусной поверхности втулки силового разделительного корпуса; Н - высота лопатки поворотного входного направляющего аппарата компрессора высокого давления по ее входной кромке; h - высота щелевой полости между конусной поверхностью втулки силового разделительного корпуса и козырьком внутреннего кольца поворотного направляющего аппарата компрессора высокого давления.
www.findpatent.ru
Automation: two-shaft engine
Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
двухвальный газотурбинный двигатель — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN two shaft gas turbine engine … Справочник технического переводчика
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ГТД) тепловой двигатель, в к ром газ сначала подвергается сжатию и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механич. работу ыа валу газовой турбины. Наибольшее пром. применение получили ГТД с непрерывным сгоранием… … Большой энциклопедический политехнический словарь
АЛ-31Ф (двигатель) — АЛ 31Ф Двигатель АЛ 31ФН Использование: Применение: Су 27 и его модификации Производство: Конструктор: А. М. Люлька, В. М. Чепкин Массогабаритные характеристики … Википедия
Д-25 (двигатель) — Рис. 1. Двигатель Д 25В для тяжелого вертолета Ми 6 Д 25В авиационный турбовальный двигатель. Разработан в 50 е годы в ОКБ 19 (ныне ОАО «Авиадвигатель», Пермь) под руководство … Википедия
ПД-14 — В этой статье описывается запланированный, но ещё не выпущенный продукт. После выпуска продукта сведения, приведённые здесь, могут оказаться неверными, и содержание статьи может значительно измениться … Википедия
Корейво, Раймонд Александрович — (1852 1920) рус. инженер, конструктор теплоходов и двигателей. По окончании Петербург. технологич. ин та работал на различных машиностроительных з дах, особенно долго на Коломенском. В 1907 по проекту К. был построен буксирный теплоход… … Большая биографическая энциклопедия
General Electric F404 — … Википедия
ГОСТ 23851-79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23851 79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения оригинал документа: 293. Аварийное выключение ГТД Аварийное выключение Ндп. Аварийное отключение ГТД D. Notausschaltung Е. Emergency shutdown F. Arrêt urgent… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
АЛ-31Ф — Двигатель АЛ 31ФН Тип: ТРДДФ Страна … Википедия
Strv-103 — Strv 103 … Энциклопедия техники
Д-20 — О 152 мм советском буксируемом орудии см. 152 мм пушка гаубица Д 20 Д 20 первый советский двухконтурный двухвальный турбореактивный авиационный двигатель, выпускавшийся серийно. История создания и эксплуатация Разработка двигателя была… … Википедия
universal_ru_en.academic.ru
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению. Поршневой двухвальный двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями состоит из цилиндра (1) с продувочными окнами (2, 3) и форсункой (4) для впрыскивания топлива и двух кривошипно-шатунных механизмов (КШМ) (5). Один КШМ - центральный, второй КШМ - дезаксиальный. Кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол 
=15-30° поворота коленчатого вала. Способ работы поршневого двухвального двигателя внутреннего сгорания, при котором начало горения осуществляют при положении одного поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго поршня, смещенного на угол =15-30° поворота коленчатого вала, после ВМТ. Технический результат заключается в быстром сгорании топлива без увеличения жесткости работы двигателя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил. 
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению.
Известны двухвальные двигатели с противоположно движущимися поршнями с двумя кривошипно-шатунными механизмами. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. /Д.Н.Вырубов, С.И.Ефимов, Н.А.Иващенко и др.; Под. Ред А.С.Орлина, И.Т.Круглова. - М.: Машиностроение, 1984. - 384 с., ил., с.12) - прототип.
В известном двигателе оба кривошипно-шатунных механизма идентичны, кривошипы в заданный момент времени находятся в положении, составляющем одинаковый угол в градусах поворота коленчатого вала (°ПКВ) относительно начала отсчета и оба поршня одновременно приходят в крайние положения: верхнюю и нижнюю мертвые точки (ВМТ и НМТ). Работа такого двигателя происходит по традиционному двухтактному (четырехтактному) циклу. Сгорание осуществляют, когда оба поршня находятся вблизи ВМТ. При таком положении поршней изменение объема между поршнями мало зависит от угла поворота коленчатого вала в силу косинусоидальной зависимости перемещения поршней от угла ПКВ, и основная фаза горения происходит в условиях почти постоянного объема. В этих условиях турбулентная скорость горения в основной фазе ограничивается величиной 40
80 м/с. Более высокая скорость горения (скорость тепловыделения) приводит к недопустимо быстрому нарастанию давления (к недопустимой жесткости работы двигателя).
Задача изобретения - создание двухвального двигателя внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями с рабочим процессом, позволяющим по отношению к традиционному процессу осуществить значительно более быстрое сгорание при приемлемой жесткости работы двигателя.
Для решения данной задачи разработан способ работы двигателя и двухвальный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с противоположно движущимися поршнями.
Двигатель работает по двухтактному циклу с прямоточно-щелевой схемой продувки. Можно реализовать как дизельный цикл, так и цикл двигателя с искровым зажиганием и впрыском топлива в процессе сжатия.
С целью снижения жесткости работы двигателя в процессе сгорания перемещение поршней смещено между собой на угол =15 30 градусов поворота коленчатого вала (°ПКВ), и начало горения осуществляют при положениях поршней: одного вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго после ВМТ на угол °ПКВ, когда происходит быстрое увеличение объема между поршнями. Это отличает работу заявленного двигателя от работы известных ДВС.
Существенно более быстрое увеличение объема при сгорании по сравнению со сгоранием в условиях почти постоянного объема известного двигателя с искровым зажиганием позволит повысить его антидетонационные свойства.
Данный способ работы можно реализовать в заявленном двигателе, представленном на чертеже. Двигатель состоит из цилиндра 1 с выпускными 2 и впускными 3 окнами и форсункой 4 для впрыскивания топлива, двух кривошипно-шатунных механизмов с коленчатыми валами 5, поршнями 6 и шатунами 7.
Отличается двигатель тем, что у него один КШМ - центральный, а второй КШМ - дезаксиальный, причем кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол °ПКВ.
При положении поршня центрального КШМ в ВМТ (на чертеже справа) поршень дезаксиального КШМ (слева) находится в положении, когда кривошип повернут в направлении к НМТ на угол =15 30 °ПКВ. С этого момента оба поршня перемещаются в направлении к НМТ, и объем между поршнями увеличивается на порядок (и более) быстрее, по сравнению с увеличением объема в известных ДВС с двумя поршнями, одновременно перемещающимися от ВМТ. При организации процесса сгорания так, чтобы начало основной фазы примерно совпадало с положениями КШМ, показанными на чертеже (поршень центрального КШМ находится в ВМТ), длительность этой фазы можно сократить в несколько раз без увеличения жесткости сгорания по отношению к традиционным циклам.
В процессе сжатия первым в положении ВМТ приходит поршень центрального КШМ, а поршень дезаксиального КШМ в этот момент не доходит до ВМТ в градусах ПКВ на угол . При дальнейших поворотах коленчатых валов поршень центрального механизма перемещается в направлении к НМТ, а поршень дезаксиального КШМ продолжает двигаться в сторону своей ВМТ. При этом объем между поршнями вначале уменьшается, но затем начинает увеличиваться. Увеличение объема до начала сгорания нежелательно. Однако за этот период движения поршней до момента прихода поршня центрального КШМ в ВМТ в целом изменение объема между поршнями невелико. В то же время смещение кривошипа дезаксиального КШМ в сторону опережения перемещения поршня позволит лучше произвести перезарядку цилиндра свежим зарядом, так как выпускные окна даже при одинаковых размерах с впускными будут открываться и закрываться раньше впускных окон. Это может компенсировать недостатки, связанные с небольшим увеличением объема сжатия до начала сгорания.
1. Поршневой двухвальный двигатель внутреннего сгорания с противоположно движущимися поршнями, состоящий из цилиндра с продувочными окнами и форсункой для впрыскивания топлива, двух кривошипно-шатунных механизмов (КШМ), отличающийся тем, что один КШМ - центральный, а второй КШМ - дезаксиальный, причем кривошип дезаксиального КШМ смещен относительно кривошипа центрального КШМ в направлении опережения перемещения поршня на угол =15-30° поворота коленчатого вала.
2. Способ работы поршневого двухвального двигателя внутреннего сгорания путем наполнения цилиндра воздухом, сжатия воздуха двумя поршнями, впрыскивания топлива, сгорания смеси и последующего расширения, отличающийся тем, что начало горения осуществляют при положении одного поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ), а второго поршня, смещенного на угол =15-30° поворота коленчатого вала, после ВМТ, когда происходит быстрое увеличение объема между поршнями.
www.freepatent.ru
7 г. назад
Это моя дипломная работа. Прототипом двигателя является силовой агрегат немецкой компании Neander Motors. Единст...
5 мес. назад
Новый тип двигателя 2018 - Двигатель со встречным движением поршней компании Achetes имеет все шансы оставить...
4 г. назад
2:02 - Subaru EJ257 впускная система 8:39 - Subaru EJ257 механизм ГРМ 12:52 - Subaru EJ257 замер зазоров клапанов (проверка регулиров...
5 г. назад
Перевод иностранного ролика о работе Турбовентиляторного реактивного Авиационного двигателя.
4 г. назад
https://www.facebook.com/MIL3010 Двигатель F404 - двухвальный турбореактивный двигатель производства компании Дженерал...
7 г. назад
Все гениальное просто.
4 г. назад
Кинематическая 3D модель 16-ти цилиндрового х-образного двигателя выполнено по бесшатунному принципу, вариа...
7 г. назад
Двигатель R3. Угол между кривошипами — 120 градусов.
2 г. назад
Горизонтальный Смеситель СКО-Ф-3 двухвальный Технические характеристики * Производительность 10-12 т/ч ...
11 мес. назад
обзор Nissan Atlas 4wd - https://youtu.be/DxEHrnQ1qM0 приятного просмотра! Пожалуйста Не забывайте ставить лайки, подписываться,...
3 г. назад
Двухвальные бетоносмесители от Альфа-СПК.
4 г. назад
Кинематическая 3D модель 16-ти цилиндрового х-образного двигателя выполнено по бесшатунному принципу, вариа...
7 г. назад
Пример синфазного движения поршней. Устанавливались на автомобили "Ока".
1 г. назад
Капитальный ремонт и тюнинг двигателей SUBARU в Уфе. вся информация на сайте: http://www.azamat.site.
1 г. назад
Первый запуск после долгих лет простоя.
3 мес. назад
Работа двигателя 4 т минусы, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, тепловая машина, электри...
9 г. назад
Мультипликация работы свободнопоршневого двигателя, от запуска до рабочего режима, для Блога этого проект...
2 г. назад
Смеситель Мешалка Грунта СКО-Ф-3 двухвальный Горизонтальный Смеситель СКО-Ф-3 двухвальный Технические...
kahn-russia.ru
На российском рынке садовой техники в настоящее время существует огромный выбор мотокультиваторов. Продажа в Самаре в сети магазинов окучник.рф. При выборе помощника на дачу или приусадебный участок Вам будет полезно знать некоторые технические особенности мотокультиваторов имеющих функцию заднего хода или как его часто называю – реверс.
Реверс – функция культиватора позволяющая оператору в случае необходимости придать аппарату обратное движение задним ходом. Данная необходимость может возникнуть при обработки почвы у забора в углах или на узких участках. Установленным на культиватор окучником с использованием заднего хода зачастую закапывают борозды с высаженными клубневыми растениями.
Для того, что бы культиватор двигался назад необходимо обратное вращение фрез. Обратное вращение фрезам в стандартном варианте на культиваторе с бензиновым четырехтактным двигателем достигается за счет установки на коленчатом вале двигателя кроме шкива, передающего движение на передний ход, дополнительной шестерни. Данная дополнительная шестеренка в паре с ответной шестерней и передают обратное движение через ременное сцепление и редуктор на фрезы культиватора (см. фото).
Указанные шестерни находятся за пределами масленой ванны картера двигателя и при работе не смазываются, из-за чего обычно выполнены из пластика, а не из металла, что естественно сильно сказывается на их сроке службы. У многих производителей данная детальная пара является расходным элементом, и ее поломка не считается гарантийным случаем! В гарантийном ремонте Вам вправе отказать, если данное условие прописано в инструкции по эксплуатации на купленный Вами культиватор. Замена данной шестерни самостоятельно займет у не квалифицированного механика около сорока минут, но поиск данных запасных частей может занять более длительное время!
Южнокорейская корпорация HYUNDAI представила на Российском рынке мотокультиваторы оснащенные собственной разработкой компании «Двухвальный двигатель», на которые также распространяется международная гарантия HYUNDAI равная 36 месяцам (3 года), с даты покупки культиватора.
Модели мотокультиваторов HYUNDAI оборудованные двухвальным двигателем:
Т800
Т850
Т1000
Что же такое двухвальный двигатель?
Любой бензиновый четырехтактный двигатель имеет коленчатый вал и распределительный вал, причем скорость вращения распределительного вала в два раза меньше чем скорость вращения коленчатого вала. В стандартных двигателях из корпуса выходит только коленчатый вал. В двухвальных двигателях корпорации HYUNDAI из корпуса выведен и распределительный вал! Скорость его вращения оптимально подходит для заднего хода культиватора (см. фото).
То есть чего добились корейцы:
Направление вращения фрез выбирается оператором путем нажатия на соответствующую скобу сцепления, которая через трос прижимным роликом, натягивает соответствующий ремень заднего или переднего хода. Все гениальное просто!
Автор: Алексей Михайлов22.11.2013г.P.S. В случае использования данного материала прямая ссылка на статью обязательна.
www.okuchnik.ru
Двухвальный газотурбинный двигатель включает соосно расположенные валы высокого и низкого давления. Валы компрессора и турбины высокого давления соединены промежуточным валом, закрепленным гайкой на валу компрессора и установленной на валу турбины резьбовой втулкой. Резьбовая втулка установлена с внешней стороны переднего хвостовика вала турбины перед шлицевой муфтой. Передний хвостовик резьбовой втулки, задний хвостовик вала компрессора и гайка крепления промежуточного вала торцовыми шлицами имеют шлицевое соединение с Н-образной в поперечном сечении кольцевой втулкой. Кольцевая втулка установлена во внутренней полости промежуточного вала между валом компрессора и резьбовой втулкой с возможностью осевой сдвижки в нерабочем положении в сторону вала компрессора и освобождения торцовых шлицев резьбовой втулки. Кольцевая втулка зафиксирована в осевом положении упругим стопорным кольцом с осевыми выступами, расположенными во внутренней кольцевой проточке кольцевой втулки. Внутренние поверхности кольцевой втулки выполнены заподлицо с внутренней поверхностью заднего хвостовика вала компрессора. Стопорное кольцо размещено между задним хвостовиком вала компрессора и передней стенкой кольцевой втулки. Изобретение позволяет повысить прочность и надежность в работе двухвального газотурбинного двигателя. 4 ил.
Изобретение относится к двухзальным газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения.
Известен двухвальный газотурбинный двигатель, в котором валы компрессора и турбины соединены между собой с помощью стяжного болта (С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1981, стр.190, рис.4.44.)
Недостатком такой конструкции является невозможность ее применения для двухвального газотурбинного двигателя, в котором валы расположены соосно.
Наиболее близким к заявляемому является двухвальный газотурбинный двигатель с соосным расположением валов, в котором валы компрессора и турбины высокого давления соединены промежуточным валом с установленными в нем сферическими кольцами, а резьбовая втулка установлена с внутренней стороны вала турбины высокого давления (Авторское свидетельство СССР № 1563302, F02C 7/00, 1988 г.).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, являются ее низкая надежность из-за пониженной прочности вала низкого давления, расположенного внутри узла соединения валов, так как установленная с внутренней стороны вала турбины высокого давления резьбовая втулка не позволяет увеличивать наружный диаметр вала низкого давления, что приводит к снижению его прочности, особенно для газотурбинных двигателей высокой степени двухконтурности, в которых для привода вентилятора с увеличенным наружным диаметром требуется передача по валу низкого давления увеличенного крутящего момента.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении прочности и надежности в работе двухвального газотурбинного двигателя путем обеспечения увеличенного наружного диаметра вала низкого давления и повышения надежности фиксации резьбовой втулки в окружном направлении.
Сущность изобретения заключается в том, что в двухвальном газотурбинном двигателе с соосно расположенными валами высокого и низкого давления и соединением валов компрессора и турбины высокого давления промежуточным валом, закрепленным гайкой на валу компрессора и установленной на валу турбины резьбовой втулкой, согласно изобретению, резьбовая втулка установлена с внешней стороны переднего хвостовика вала турбины перед шлицевой муфтой, при этом передний хвостовик резьбовой втулки, задний хвостовик вала компрессора и гайка крепления промежуточного вала торцевыми шлицами имеют шлицевое соединение с Н-образной в поперечном сечении кольцевой втулкой, установленной во внутренней полости промежуточного вала между валом компрессора и резьбовой втулкой с возможностью осевой сдвижки в нерабочем положении в сторону вала компрессора и освобождения торцевых шлицев резьбовой втулки, причем кольцевая втулка зафиксирована в осевом положении упругим стопорным кольцом с осевыми выступами, расположенными во внутренней кольцевой проточке кольцевой втулки, внутренние поверхности которой выполнены заподлицо с внутренней поверхностью заднего хвостовика вала компрессора, а стопорное кольцо размещено между задним хвостовиком вала компрессора и передней стенкой кольцевой втулки.
Установка резьбовой втулки с внешней стороны переднего хвостовика вала турбины перед шлицевой муфтой позволяет уменьшить строительную высоту узла соединения валов компрессора и турбины, что позволяет увеличить наружный диаметр вала низкого давления с соответствующим повышением его прочности и надежности.
Установка резьбовой втулки с внешней стороны переднего хвостовика вала турбины перед шлицевой муфтой, а также выполнение соединения между передним хвостовиком резьбовой втулки, задним хвостовиком вала компрессора и гайкой крепления промежуточного вала торцовыми шлицами, позволяет с помощью торцевых шлицев кольцевой втулки надежно зафиксировать в окружном направлении относительно вала компрессора гайку крепления промежуточного вала и резьбовую втулку, что повышает надежность двухвального газотурбинного двигателя.
Выполнение кольцевой втулки Н-образной в поперечном сечении позволяет снизить ее вес и разместить во внутренней ее кольцевой проточке осевые выступы стопорного кольца, а выполнение ее внутренней поверхности заподлицо с внутренней поверхностью заднего хвостовика вала компрессора позволяет обеспечить необходимые радиальные зазоры между кольцевой втулкой и валом низкого давления.
Возможность осевой сдвижки кольцевой втулки в нерабочем положении в сторону вала компрессора с освобождением торцевых шлицев резьбовой втулки обеспечивает сборку узла соединения валов турбины и компрессора с последующей передачей осевого усилия по валу турбины через резьбовую втулку, через сферические кольца и промежуточный вал - на вал компрессора.
Фиксация кольцевой втулки в осевом положении упругим стопорным кольцом, расположенным между задним хвостовиком вала компрессора и передней стенкой кольцевой втулки, обеспечивает надежное зацепление между торцовыми шлицами кольцевой и резьбовой втулок, что исключает самопроизвольное отворачивание резьбовой втулки, которое могло бы привести к рассоединению валов компрессора и турбины. Выполнение стопорного кольца с осевыми выступами исключает неправильную установку стопорного кольца (например, в кольцевую полость между торцом резьбовой втулки и передним хвостовиком вала турбины), а также облегчают постановку и съем стопорного кольца, что повышает надежность газотурбинного двигателя.
На фиг.1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя, на фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, на фиг.3 представлен узел соединения валов в нерабочем положении во время сборки, а на фиг.4 показан вид А на фиг.2.
Двухвальный газотурбинный двигатель 1 с соосным расположением валов состоит из вала компрессора 2 и вала турбины 3, соединенных между собой с помощью узла соединения валов 4, состоящего из промежуточного вала 5, закрепленного на заднем хвостовике 6 вала компрессора 2 гайкой 7, а также установленных внутри вала 5 шлицевой гайки 8, шлицевой муфты 9, внешнего и внутреннего сферических колец 10 и 11 и установленной с внешней стороны на переднем хвостовике 12 вала турбины 3 резьбовой втулки 13, на переднем хвостовике 14 которой выполнены торцовые шлицы 15. Между резьбовой втулкой 13 и задним хвостовиком 6 вала компрессора 2, во внутренней полости 16 промежуточного вала 5, размещена подвижная в осевом направлении Н-образная в поперечном сечении кольцевая втулка 17, которая в рабочем положении своими задними торцовыми шлицами 18 находится в зацеплении с торцовыми шлицами 15 резьбовой втулки 13, а передними торцовыми шлицами 19 находится в постоянном зацеплении с торцовыми шлицами 20 вала компрессора 2 и с торцовыми шлицами 21 гайки 7. Для удобства сборки и для обеспечения минимального радиального зазора 
до вала низкого давления 22, расположенного с внутренней стороны от валов 2 и 3; внутренняя поверхность 23 кольцевой втулки 17 выполнена заподлицо с внутренней поверхностью 24 хвостовика 6 вала компрессора 2 и заподлицо с внутренней поверхностью 25 вала турбины 3.
Втулка 17 выполнена с возможностью осевого перемещения в сторону вала компрессора 2 до рассоединения с торцевыми шлицами 15 резьбовой втулки 14 с образованием осевого зазора 5, а в рабочем осевом положении фиксируется с помощью упругого стопорного кольца 26, которое выполнено с осевыми выступами 27, расположенными во внутренней кольцевой полости 28 втулки 17. Стопорное кольцо 26 размещено между задним хвостовиком 6 вала компрессора 2 и передней стенкой 29 кольцевой втулки 17 и устанавливается по поверхностям 30 передних торцовых шлицев 19 втулки 17. Для удобства монтажа и демонтажа осевые выступы 27 кольца 24 выполнены с отверстиями 31.
При работе на переходных режимах вал низкого давления 22 может перемещаться (прогибаться) в радиальном направлении, и для исключения катастрофического износа на внутренней поверхности 32 переднего хвостовика 12 вала турбины 3 установлена люнетная втулка 33 с антифрикционным покрытием 34, а на внешней поверхности 35 вала низкого давления 22 выполнен люнетный выступ 36.
При сборке двухвального газотурбинного двигателя 1 втулка 17 сдвигается в свое крайнее положение в сторону хвостовика 6 вала компрессора 2, торцовые шлицы 15 резьбовой втулки 13 освобождаются от шлицев 18 втулки 17 с образованием осевого зазора 5, после чего резьбовая втулка 17 закручивается на передний хвостовик 12 вала турбины 3. При этом осевой зазор 
1 между передним хвостовиком 14 резьбовой втулки 13 и передним хвостовиком 12 вала турбины 3 позволяет регулировать осевое положение вала 3-е целью установки осевых зазоров между рабочими и сопловыми лопатками турбины (не показано).
Далее втулка 17 сдвигается в крайнее положение в сторону хвостовика 12 вала турбины 3, фиксируя таким образом торцовыми шлицами 18 шлицы 15 резьбовой втулки 13 от ее перемещения в окружном направлении.
В осевом направлении втулка 17 фиксируется стопорным упругим кольцом 26.
При работе газотурбинного двигателя 1 окружное усилие от вала турбины через шлицевую муфту 9 передается на промежуточный вал 5 и далее - на вал компрессора 2, а осевое усилие через хвостовик 12 вала турбины 3, резьбовую втулку 13, сферические кольца 11 и 10, муфту 9 и шлицевую гайку 8 поступает на промежуточный вал 5, с которого через гайку 7 передается на вал компрессора 2.
Двухвальный газотурбинный двигатель с соосно расположенными валами высокого и низкого давления и соединением валов компрессора и турбины высокого давления промежуточным валом, закрепленным гайкой на валу компрессора и установленной на валу турбины резьбовой втулкой, отличающийся тем, что резьбовая втулка установлена с внешней стороны переднего хвостовика вала турбины перед шлицевой муфтой, при этом передний хвостовик резьбовой втулки, задний хвостовик вала компрессора и гайка крепления промежуточного вала торцевыми шлицами имеют шлицевое соединение с Н-образной в поперечном сечении кольцевой втулкой, установленной во внутренней полости промежуточного вала между валом компрессора и резьбовой втулкой с возможностью осевой сдвижки в нерабочем положении в сторону вала компрессора и освобождения торцевых шлицев резьбовой втулки, причем кольцевая втулка зафиксирована в осевом положении упругим стопорным кольцом с осевыми выступами, расположенными во внутренней кольцевой проточке кольцевой втулки, внутренние поверхности которой выполнены заподлицо с внутренней поверхностью заднего хвостовика вала компрессора, а стопорное кольцо размещено между задним хвостовиком вала компрессора и передней стенкой кольцевой втулки.
www.freepatent.ru
двухвальный газотурбинный двигатель — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN two shaft gas turbine engine … Справочник технического переводчика
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ГТД) тепловой двигатель, в к ром газ сначала подвергается сжатию и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механич. работу ыа валу газовой турбины. Наибольшее пром. применение получили ГТД с непрерывным сгоранием… … Большой энциклопедический политехнический словарь
АЛ-31Ф (двигатель) — АЛ 31Ф Двигатель АЛ 31ФН Использование: Применение: Су 27 и его модификации Производство: Конструктор: А. М. Люлька, В. М. Чепкин Массогабаритные характеристики … Википедия
Д-25 (двигатель) — Рис. 1. Двигатель Д 25В для тяжелого вертолета Ми 6 Д 25В авиационный турбовальный двигатель. Разработан в 50 е годы в ОКБ 19 (ныне ОАО «Авиадвигатель», Пермь) под руководство … Википедия
ПД-14 — В этой статье описывается запланированный, но ещё не выпущенный продукт. После выпуска продукта сведения, приведённые здесь, могут оказаться неверными, и содержание статьи может значительно измениться … Википедия
Корейво, Раймонд Александрович — (1852 1920) рус. инженер, конструктор теплоходов и двигателей. По окончании Петербург. технологич. ин та работал на различных машиностроительных з дах, особенно долго на Коломенском. В 1907 по проекту К. был построен буксирный теплоход… … Большая биографическая энциклопедия
General Electric F404 — … Википедия
ГОСТ 23851-79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23851 79: Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения оригинал документа: 293. Аварийное выключение ГТД Аварийное выключение Ндп. Аварийное отключение ГТД D. Notausschaltung Е. Emergency shutdown F. Arrêt urgent… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
АЛ-31Ф — Двигатель АЛ 31ФН Тип: ТРДДФ Страна … Википедия
Strv-103 — Strv 103 … Энциклопедия техники
Д-20 — О 152 мм советском буксируемом орудии см. 152 мм пушка гаубица Д 20 Д 20 первый советский двухконтурный двухвальный турбореактивный авиационный двигатель, выпускавшийся серийно. История создания и эксплуатация Разработка двигателя была… … Википедия
translate.academic.ru
