一种发动机轴承腔降温结构及发动机的制作方法

本技术涉及燃气轮机及航空发动机热管理，尤其是指一种发动机轴承腔降温结构及发动机。

背景技术：

1、燃气轮机及航空发动机设计时，常需要在涡轮后端设计轴承支点，以保证发动机正常运行。由于涡轮出口的高温燃气温度非常高，热量可以通过热传导或热辐射等方式传递给轴承腔，使得轴承腔温度过高。过高的轴承腔温度会造成滑油消耗量过大，滑油结焦等发动机故障，甚至使轴承过早失效而造成灾难性后果。

2、以往的设计方案中，通常将轴承腔尽可能远离涡轮流道，但对于中小型发动机来说，受结构空间限制，常常无法采用该方案；或者直接往轴承腔供冷气来降温，但是这会增大轴承腔腔压，一方面对轴承腔封严提出了更高的要求，另一方面会增大滑油供应压力，也会提高滑油消耗量。

技术实现思路

1、为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，设计了一种可有效降低涡轮后轴承腔位置的航空发动机轴承腔，采用该设计，可有效降低轴承腔温度，改善滑油润滑效果，降低滑油消耗量，提高发动机可靠性和安全性。

2、轴承座布置在涡轮后端时，涡轮进口的高温燃气温度可达1000℃以上，而涡轮出口处的温度可达800℃以上。在高温热辐射作用下，整个轴承腔温度也会升高。为避免滑油结焦，保证轴承的有效润滑，不得不加大滑油供油量。为了解决这个问题，必须得降低轴承腔温度，导致轴承腔温度升高的热量主要来源于两方面，一方面为承力机匣与轴承座连接的热传导，另一方面为整个涡轮部件的热辐射。为此，本实用新型提供的解决方案将使得热传导和热辐射均得到改善。

3、为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种发动机轴承腔降温结构，设于轴承座与承力机匣之间，包括：

4、冷却箱，内部中空，且环绕所述轴承座的外周设置，所述冷却箱内持续有冷气；

5、第一冷却孔，设于所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁，所述第一冷却孔连通所述冷却箱与所述承力机匣的内腔；

6、第二冷却孔，设于所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁，所述第二冷却孔连通所述冷却箱与所述轮缘封缘腔；

7、其中，冷气自所述第一冷却孔向所述承力机匣的内腔输出，还自所述第二冷却孔向所述轮缘封缘腔输出。

8、在本实用新型的一个实施例中，所述第一冷却孔设有若干，且为交叉型气膜冷却孔。

9、在本实用新型的一个实施例中，所述第一冷却孔均布于所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁。

10、在本实用新型的一个实施例中，相邻的所述第一冷却孔的延长线相交。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述第二冷却孔设有若干，均布于所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁。

12、在本实用新型的一个实施例中，所述轮缘封缘腔的一侧设有涡轮出口，冷气自所述轮缘封缘腔向所述涡轮出口输出。

13、在本实用新型的一个实施例中，所述冷却箱的侧壁有至少两层，在所述冷却箱侧壁内部形成中空的冷气流动腔。

14、在本实用新型的一个实施例中，所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁均设有第一冷却孔，所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁均设有第二冷却孔。

15、在本实用新型的一个实施例中，所述冷却箱的外壁面喷涂有热障涂层。

16、一种发动机，包括上述任一项所述的一种发动机轴承腔降温结构。

17、本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

18、本实用新型所述的一种发动机轴承腔降温结构及发动机，通过在轴承座和承力机匣之间设置冷却箱，将轴承座和承力机匣隔离，通过冷却箱的第一冷却孔为承力机匣的内腔降温，通过冷却箱的第二冷却孔为轮缘封严腔降温，从而改善滑油润滑效果，降低滑油消耗量，提高发动机可靠性和安全性。

技术特征：

1.一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，设于轴承座与承力机匣之间，包括：

2.根据权利要求1所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述第一冷却孔设有若干，且为交叉型气膜冷却孔。

3.根据权利要求2所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述第一冷却孔均布于所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁。

4.根据权利要求2所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，相邻的所述第一冷却孔的延长线相交。

5.根据权利要求1所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述第二冷却孔设有若干，均布于所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁。

6.根据权利要求1所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述轮缘封缘腔的一侧设有涡轮出口，冷气自所述轮缘封缘腔向所述涡轮出口输出。

7.根据权利要求1所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述冷却箱的侧壁有至少两层，在所述冷却箱侧壁内部形成中空的冷气流动腔。

8.根据权利要求7所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁均设有第一冷却孔，所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁均设有第二冷却孔。

9.根据权利要求1所述的一种发动机轴承腔降温结构，其特征在于，所述冷却箱的外壁面喷涂有热障涂层。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的一种发动机轴承腔降温结构。

技术总结
本技术涉及燃气轮机及航空发动机热管理技术领域，尤其是指一种发动机轴承腔降温结构及发动机，包括：冷却箱，内部中空，且环绕所述轴承座的外周设置，所述冷却箱内持续有冷气；第一冷却孔，设于所述冷却箱朝向所述承力机匣的内腔的侧壁，所述第一冷却孔连通所述冷却箱与所述承力机匣的内腔；第二冷却孔，设于所述冷却箱朝向轮缘封缘腔的侧壁，所述第二冷却孔连通所述冷却箱与所述轮缘封缘腔；其中，冷气自所述第一冷却孔向所述承力机匣的内腔输出，还自所述第二冷却孔向所述轮缘封缘腔输出。本技术可有效降低轴承腔温度，改善滑油润滑效果，降低滑油消耗量，提高发动机可靠性和安全性。

技术研发人员：赵振兴,潘信予,薛园园,张万东,向英子,吴凡
受保护的技术使用者：太仓点石航空动力有限公司
技术研发日：20230706
技术公布日：2024/1/15