集成致动器、燃气涡轮发动机以及相应的操作方法_3

文档序号:8323649阅读:来源:国知局
集成致动器100的构件完全相同的集成致动器200的构件类似地进行描述和编号。在示范性的实施例中,集成致动器200在形状上为圆柱形,包括致动器体106和从致动器体106沿向后方向延伸的流动体114。联接至致动器体106并沿径向方向延伸的是电连接部126、液压头128、液压杆130以及液压排水管132。电连接部126联接至E⑶44 (在图1中示出),配置成从E⑶44接收信号。液压头128、液压杆130以及液压排水管132是将液压流体引导至集成致动器200的致动器体106中的联接液压线(未示出)。
[0029]气流入口 110和气流出口 112从流动体114径向地延伸,沿着流动体114以一定距离间隔开。气流入口 I1联接至空气导管36 (在图1中示出),配置成在CCC系统12 (在图1中示出)的空气导管36与流动体114之间引导冷却空气。气流出口 112联接至CCC系统12的歧管38 (在图1中示出),配置成在流动体114与歧管38之间引导冷却空气。流动体114在与致动器体106相反的一端处包括柔性橡胶波纹管205。延伸杆116在其第一端115处联接至致动器体106的后端107,在流动体114内延伸,并且,在延伸杆第二端117处经由机械链接件118而联接至推/拉缆索120。波纹管205配置成形成围绕延伸杆116的密封件以防止空气泄漏。备选地,波纹管205可以配置成掩盖机械链接件118和至少一部分缆索120,以致于缆索120穿过波纹管205中的开口 206,并且,密封件在开口 206处围绕缆索120设置,以防止空气从集成致动器200泄漏。在示范性的实施例中,缆索120配置成操纵MTC系统13的阀40 (在图1中示出)。波纹管205还可以包含任何从机械链接件118断裂或解除的零件。如果机械链接件118发生故障,则波纹管205防止机械链接件118的构件落入发动机10中且引起进一步的损伤。
[0030]集成致动器200还包括活塞阀108,活塞阀108在流动体114内联接至延伸杆116。在示范性的实施例中,活塞阀108按尺寸加工并成形,以致于在活塞阀108与流动体114之间存在间隙134。即,在示范性的实施例中,流动体114的直径大于活塞阀108的直径,以致于围绕活塞阀108限定间隙134。活塞阀108配置成根据如E⑶44所命令的延伸杆116的移动而选择性地可在流动体114内移动于第一位置101与第二位置103之间。
[0031]图5说明第一运转模式102期间的集成致动器200,其中,诸如在滑行和起飞期间,燃气涡轮发动机10在高温下运转,并且,核芯室15 (在图1中示出)和涡轮20 (在图1中示出)要求冷却空气以防止故障。在第一运转模式102下,ECU 44根据预定的进程而发送电子信号,以接合集成致动器200,以致于活塞阀108移动至完全开放的第一位置101。
[0032]于是,冷却空气能够流入入口 30和/或阀34中,流过导管36,并且,经由气流入口110而流入集成致动器200的流动体114中。来自E⑶44的信号促使集成致动器200的致动器体106将延伸杆116,并因此将活塞阀108朝向波纹管205而沿向后方向移动,以致于活塞阀108位于完全开放的第一位置101。冷却空气垂直于致动器体106的移动的方向而进入和退出集成致动器200。在第一位置101,活塞阀108完全开放,以允许气流入口 110、流动体114以及气流出口 112之间的流动连通,以致于冷却空气能够流过CCC系统12,更具体地,流过集成致动器200,并且,将冷却空气排放至核芯室15的下整流罩中。
[0033]在第一位置101处的集成致动器200的运转的示范性的实施例中,延伸杆116经由机械链接件118而推动缆索120,以致于波纹管205平行于流动体114而沿轴方向膨胀,并且,缆索120接合,将阀40 (在图1中示出)完全开放。在阀40完全开放时,MTC系统13将冷却空气引导至涡轮20(在图1中示出)中,以降低其运转温度。在示范性的实施例中,机械链接件118是U字形链接件,但它可以是使集成致动器200能够如本文中所描述地起作用的任何机械链接件。备选地,可能机械链接件和延伸杆116不可以延伸与阀40的穿过波纹管205的全距离。此外,阀40可以是可通过延伸杆来操作的任何装置。S卩,使延伸杆116活动以将活塞阀108放置于第一位置101的过程不仅允许引导流体穿过集成致动器100,在示范性的实施例中,引导冷却空气穿过集成致动器100,而且还操作可以联接至延伸杆116的第二端117的任何装置。
[0034]在第一运转模式102期间,E⑶44命令集成致动器200的致动器体106沿轴方向延伸一定距离,以致于活塞阀108移动至完全开放的第一位置101,并且,经由机械链接件118而联接至延伸杆116的缆索120将阀40完全开放。来自E⑶44的信号促使这些动作同时地发生,以致于在第一运转模式102期间,活塞阀108和阀40同时地位于第一位置101。BP, CCC系统12和MTC系统13按照共同的进程,以致于即使ECU确定只有一个系统12或13要求冷却空气,系统12和系统13也两者都由E⑶44启动。更具体地,当涡轮20在要求来自MTC系统13的冷却空气以防止故障,但核芯室15可能不要求冷却空气的温度下运转时,ECU 44命令集成致动器200启动,以将阀40完全开放,并且,允许MTC系统13使涡轮20冷却。使延伸杆116活动以接合阀40的过程将活塞阀108移动至第一位置101,并且,尽管那时不被要求,但还是允许CCC系统12将冷却空气引导至核芯室15。
[0035]图6说明第二运转模式104期间的集成致动器200,其中,燃气涡轮发动机10在比在第一运转模式102期间,诸如在巡航飞行期间更低的温度下运转。在第二运转模式下,核芯室15 (在图1中示出)和涡轮20 (在图1中示出)要求比在第一模式102下要求的冷却空气更少的冷却空气以防止故障。在第二运转模式104下,ECU 44根据预定的进程而发送电子信号,以控制集成致动器100,以致于活塞阀108和阀40移动至不及完全开放的第二位置103。由于在第二运转模式104期间,核芯室15或涡轮20两者都不要求与在第一模式102期间相同的量的冷却空气,因而集成致动器200配置成限制在第二运转模式104期间提供给CCC系统12和MTC系统13两者的冷却空气的量。
[0036]在第二位置103处的集成致动器200的运转的示范性的实施例中,活塞阀108不及完全开放,以引导有限的量的冷却空气通过CCC系统12。来自ECU 44的信号促使集成致动器200的致动器体106将延伸杆116朝向致动器体106而与第一模式102下的移动的方向相反地沿向前方向移动,以致于活塞阀108在第二位置103不及完全开放。在第二位置103,活塞阀108配置成至少部分地防止气流入口 110、流动体114以及气流出口 112之间的流动连通,以致于冷却空气至少部分地被活塞阀108阻塞,并且,比在第一运转模式102期间更少的冷却空气被引导通过CCC系统12,更具体地,通过集成致动器200。
[0037]在示范性的实施例中,流入集成致动器200中的冷却空气通过间隙134而被引导于活塞阀108周围,并且,经由气流出口 112而退出集成致动器200。在示范性的实施例中,活塞阀108和间隙134配置成,在活塞阀108位于第二位置103且旁通阀34仅部分地打开或泄漏时,在第二运转模式104期间,允许减少的量的冷却空气流过集成致动器200,并因此流过CCC系统12。备选地,活塞阀108可以是与流动体114相同的直径,以致于未在其间限定间隙,并且,活塞阀108可以配置成用作防止任何冷却空气被引导通过CCC系统12,更具体地,通过集成致动器200的密封件。
[0038]在第二位置103处的集成致动器200的运转的示范性的实施例中,致动器体106将延伸杆116朝向致动器体106而沿向前方向拉动,以致于波纹管205收缩,并且,机械链接件118拉动缆索120,以将阀40 (在图1中示出)至少部分地关闭。于是,与在阀40完全开放时的第一运转模式102期间相比,在阀40不及完全开放时,MTC系统13将减少的量的冷却空气引导至涡轮20(在图1中示出)中。在示范性的实施例中,机械链接件118是U字形链接件,但它可以是使集成致动器200能够如在本文中所描述地起作用的任何机械链接件。备选地,可能机械链接件和延伸杆116不可以延伸与阀40的穿过波纹管205的全距离。此外,阀40可以是可通过延伸杆来操作的任何装置。S卩,使延伸杆116活动以将活塞阀放置于第一位置101的过程不仅允许引导流体通过集成致动器200,在示范性的实施例中,引导冷却空气通过集成致动器200,而且还操作可以联接至延伸杆116的第二端117的任何装置。
[0039]在第二运转模式104期间,E⑶44命令集成致动器200的致动器体106使延伸杆116朝向致动器体106而沿轴方向缩回一定距离,以致于活塞阀108移动至不及完全开放的第二位置103,以限制通过CCC系统12而提供给核芯室的冷却空气的量。此外,延伸杆116的缩回促使波纹管205收缩,并且,经由机械链接件118而联接至延伸杆116的缆索120操纵阀40,以致于通过MTC系统13而提供给涡轮20的冷却空气的量减少。来自E⑶44的信号促使这些动作同时地发生,以致于在第二运转模式104期间,活塞阀108和阀40同时地位于第二位置103。即,CCC系统12和MTC系统13按照共同的进程,以致于在E⑶44确定核芯室或涡轮两者都不要求像在第一模式102下要求的冷却空气那么多的冷却空气以防止故障时,系统12和系统13两者都相应地给核芯室15和涡轮20
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