航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的制作方法

本实用新型涉及航空发动机燃油系统，特别涉及一种航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承，适用于以齿轮泵作为供油泵的燃油系统。

背景技术：

目前，主流航空发动机燃油系统中，通常使用定容积泵作为燃油供给装置，特别是齿轮泵在航空发动机燃油系统中大量使用。燃油齿轮泵主要由一对外啮合齿轮、支撑齿轮工作的滑动轴承以及密封、承压件等组成。通过齿轮啮合实现进口吸油和出口排油，为燃油系统提供一定压力和流量的燃油。

在齿轮泵的工作过程中，齿轮对燃油做功，使燃油从进口的低压区流向出口的高压区，从而导致齿轮在工作过程中受到由进出口压差产生的液压力。这些液压力均由支撑齿轮工作的轴承承担。为了保证燃油系统不被污染，几乎所有的燃油齿轮泵均采用依靠燃油作为润滑介质的滑动轴承。

然而，随着航空发动机向高推力、高推重比、低油耗、低排放等方向发展，使得燃油系统对燃油流量及压力的要求越来越高，并且对燃油温度的要求也相应提高。这些燃油的流量、压力和温度的提高最终均转变为滑动轴承载荷。在通常情况下，解决轴承承载能力的最直接的方法是增加滑动轴承的直径和宽度。但是，由于航空发动机的高推比要求，限制了燃油齿轮泵及滑动轴承向更大体积和质量的方向发展。另外，航空发动机由于其自身的工作特点，导致了该轴承载荷方向随发动机的工况变化。

由此可见，航空发动机的发展对燃油控制系统和燃油齿轮泵的流量、压力和温度提出了越来越高的要求，但同时又要求限制燃油齿轮泵的体积重量。因此在不增加滑动轴承的直径和宽度的情况下，如何提高燃油齿轮泵的滑动轴承的承载能力和解决载荷方向随发动机工况变化的不恒定性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃油齿轮泵无法满足航天发动机的发展需求的缺陷，提供一种航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承，其特点在于，所述航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承包括轴承体和齿轮轴，所述轴承体为中空的圆柱体，所述齿轮轴安装在所述中空的圆柱体内，使得所述齿轮轴和轴承体之间形成轴孔间隙；

所述轴承体上开设有一进口和一出口，所述进口和所述出口与所述轴孔间隙连通，在所述进口与所述轴孔间隙连接处设置有一集油槽，使得燃油在压差的作用下由所述集油槽溢出，通过所述轴孔间隙流向所述出口。

较佳地，所述进口设置在燃油齿轮泵的出口区。

较佳地，所述出口与燃油齿轮泵的进口油路连接。

较佳地，所述轴承体上还开设有环形均压槽。

较佳地，所述环形均压槽与水平线的夹角为0°-80°。

较佳地，所述进口的前端设置有滤网。

较佳地，所述集油槽与载荷的夹角为10°-30°，所述集油槽的长度与所述轴承体的长度相等。

较佳地，所述集油槽的宽度为7mm，且所述集油槽的位置与载荷方向的夹角为15°。

较佳地，所述出口与载荷的夹角为80°-180°。

较佳地，所述出口的宽度为15mm，且所述出口的位置与载荷方向的夹角为120°。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承根据航空发动机齿轮泵的载荷方向变化的特点设计了环形均压槽以保证载荷方向不变化，保证了集油槽在发动机任意工况下都能够有效地抵消部分外载荷。本实用新型从提高滑动轴承载荷主要的两方面均提供了有效且有针对性的方案，同时没有增加轴承的复杂程度和加工难度。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的结构示意图一。

图2为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的结构示意图二。

图3为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承沿进口轴向剖开的剖视图。

图4为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的承载能力示意图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的结构示意图一。图2为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的结构示意图二。图3为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承沿进口轴向剖开的剖视图。图4为本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承的承载能力示意图。

如图1至图4所示，本实用新型公开了一种航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承，其包括轴承体10和齿轮轴20，轴承体10优选为中空的圆柱体，将齿轮轴20安装在所述中空的圆柱体内，使得齿轮轴20和轴承体10之间形成轴孔间隙30。在轴承体10上开设有一进口11和一出口12，将进口11和出口12与轴孔间隙30连通，并且在进口11与轴孔间隙30的连接处设置有一集油槽13，使得燃油在压差的作用下由集油槽13溢出，通过轴孔间隙30流向出口12。

优选地，将进口11设置在燃油齿轮泵的出口区40，出口12与燃油齿轮泵的进口油路50连接。利用燃油齿轮泵的出口区40的高压燃油通过进口11引入至滑动轴承的工作载荷区，进口11的直径根据轴孔间隙30、滑动轴承承载系数、转速等进行设计。

另外，在轴承体10上还开设有环形均压槽14。优选地，环形均压槽14与水平线的夹角α为0°-80°。例如，当燃油泵不增加体积重量的情况下，出口压力从6MPa提高到了9MPa，则夹角α优选为10°。特别地，环形均压槽14设置在轴承体10的表面，将出口侧齿间压力连接起来，这样可以使载荷方向变化控制在±5°之间。

进一步地，可以在进口11的前端设置有滤网(图中未示)，以此防止进口11的堵塞。特别是当进口11设计较小时，滤网的设置更为重要。

此外，集油槽13优选地设置在载荷区内或附近，这样集油槽13周围的高压油作用在齿轮轴20的表面，形成与外载荷相反的力来抵消部分外载荷。为了保证集油槽13的有效性，设置时集油槽13与载荷的夹角β优选为10°-30°，集油槽13的长度与轴承体10的长度相等，当然集油槽13的设置不宜过宽。例如，当燃油泵不增加体积重量的情况下，出口压力从6MPa提高到了9MPa，则集油槽13的宽度优选为7mm，且集油槽13的位置与载荷方向的夹角β为15°。

燃油在压差的作用下从集油槽13溢出，并通过轴孔间隙30流向出口12，出口12与齿轮泵的进口油路50连接，出口12一般设计在所设计滑动轴承的负压区，可以对负压区进行填充。出口12与载荷的夹角γ为80°-180°。例如，当燃油泵不增加体积重量的情况下，出口压力从6MPa提高到了9MPa，则出口12的宽度优选为15mm，且出口12的位置与载荷方向的夹角γ优选为120°，出口12通过链接齿轮泵的进口油路50，产生流量将滑动轴承产生的热带走。当然，可以考虑将出口12的尺寸设计较大，这样有利于排泄滑动轴承工作中产生的磨损物。

根据上述结构，本实用新型公开的这种航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承通过利用燃油齿轮泵在工作中自身的出口供油压力(该压力越来越高)作用，在滑动轴承载荷区抵消部分轴承外载荷。因此随着燃油泵齿轮泵出口的压力提高，提供的供油压力也会相应提高。

这样，虽然高出口压力带来的外载荷升高，但由此压力产生的抵消作用也提高。因此利用燃油泵工作中自身的出口压力是具有自适应作用的。同时，在轴承中设计出口12至燃油齿轮泵的进口油路50。由于燃油齿轮泵的进出口压差大，因此可以产生较大的流量燃油，从轴承载荷区流向齿轮泵进口的低压油路。由于燃油比热较大，能够将载荷区工作中产生的热量带走，降低在载荷区润滑燃油的温度(即滑动轴承工作油膜温度)、轴承和齿轮轴表面温度，提高燃油润滑性同时保持摩擦副表面特性。

于此同时，在滑动轴承与齿轮接触面还设置了环形均压槽，可以有效地将不同齿间压力串联起来，使齿槽均压，从而实现滑动轴承载荷不随发动机工况变化而改变。

由此可见，本实用新型从降低载荷、散热及润滑方面优化了传统燃油齿轮泵滑动轴承，提高滑动轴承承载能力，并设置环形均压槽消除载荷变动问题。

综上所述，本实用新型航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承将齿轮泵出口燃油引入作为抵消载荷的压力源，可以大幅抵消外载荷，且集油槽角度设置与轴承工作时最大动压油膜压力点不重合，可以有效地避免消弱动压油膜的作用。

同时从集油槽溢出的大量燃油能够带走滑动轴承工作中产生的绝大部分热量，降低滑动轴承油膜温度，出口的设置位置在滑动轴承理论负压区，这样可以对负压区进行填充。

根据滑动轴承承载能力的典型计算方法，抵消部分外载荷意味着可以使同样尺寸的滑动轴承承受更大的外载荷，同时降低滑动轴承油膜温度可以使油膜厚度增加，以承受更大的外载荷。

此外，根据航空发动机齿轮泵载荷方向变化的特点设计了环形均压槽以保证载荷方向不变化，保证了集油槽在发动机任意工况下都能够有效抵消部分外载荷。因此，本实用新型从提高滑动轴承载荷主要的两方面均提供了有效且有针对性的方案，且不会增加轴承的复杂程度和加工难度。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。