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减速器在齿轮传动涡扇发起机的运用:普惠航发的“杀手锏”技能

发布时间:2024-01-03 来源:火狐体育


  这是因为,由叶片榫根与电扇轮盘强度考虑,一般叶尖切线米/ ,可是因为电扇直径大,电扇转速当然较低,可是低压压气机与低压涡轮转子均是与电扇转子衔接在一起的,这样,低压压气机与低压涡轮只能在较低的转速下作业,为满意驱动电扇的功率需求以及发起机整体功能要求的需求,它们的级数必定较多。

  涵道比越大,不只低压压气机与低压涡轮级数要增多,并且功率低,表1列出普惠公司部分类型发起机的涵道比、 低压压气机级数与低压涡轮级数。

  涵道比为6.4的PW4098(见表1),尽管电扇压比高达1.7~1.8 (普惠公司官方网站发布的数据),为了到达总压比为42.5的要求,低压压气机选用了多达7级的规划,为今世发起机中级数最多的低压压气机;其低压涡轮也多达7级。

  在电扇转子与由低压压气机及低压涡轮组成的低压转子间,设备一套减速比恰当的减速器,使电扇转子作业于较低的转速,而低压转子作业于高的转速下,即成为齿轮传动的涡轮电扇发起机(GTF)能够很好地处理上述窘境。

  电扇转速低,可使电扇叶片釆用较低的叶尖切线速度及较低的压比( 约为1.4),不只可进步电扇功率,下降噪声值,并且大幅度的提升了叶片的抗外物冲击才能。

  PW1000G的涵道比高达12.0,这样高的涵道比在传统的发起机中,低压压气机叶尖直径比电扇直径小许多,增压比极小。但在GTF中,低压压气机在高转速下作业,级增压比大,2~3级的低压压气机比传统发起机的5~7级低压压气机的增压比还大因而.

  在PW1000G中,低压涡轮转速高,并选用了它的最佳转速,使低压涡轮作业叶片处于最大答应的叶尖切线速度下,做功量大,大幅度削减了涡轮的级数。

  3级低压涡轮即能驱动涵道比为12的电扇转子,在这传统发起机中是肯定达不到的 (见表1)。

  综上所述,选用传动电扇的减速器后,可增加涵道比与总压比,进步低压压气机与低压涡轮的功率,然后能下降耗油率也能下降噪声,是一种能满意“绿色航空”要求的较佳计划。

  尽管在发起机中增加了一套减速设备,加大了发起机的分量,可是因为低压转子级数的削减较多,分量也削减较多,归纳后,齿轮传动涡轮电扇发起机的分量将低于传统的发起机分量。

  普惠公司在展开用于驱动电扇的减速设备时,充沛的利用了其兄弟公司西科斯基研发直升机主减速器以及普惠加拿大公司 ( 简称P&WC公司) 展开多型涡轮螺旋桨发起机及涡轮轴发起机减速器的阅历及技能,其间,P&WC公司已交付了多型涡轴及涡桨发起机70000多台,而西科斯基公司出产的直升机主减速器的功率最大已达10000shp。

  一起,普惠公司还于20世纪80年代出资近3.5亿美元,展开了一项用于传动电扇的减速器的展开、研讨作业,获得突破性的发展,其时还研发成了一台传动功率为23860kW(32000shp)、减速比为3:1的减速器,据普惠公司称,该减速器具有体积小(外径仅为0.457米)、分量轻(约150千克,即每100shp重0.98kg)、可靠性高、传动功率高达99.5%等特色。

  传动功率高,不只功率丢失小,并且用于冷却、光滑齿轮传动设备的滑油温升仅为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年的不断试验研讨中,减速器的规划制作技能更趋完善,完成了较为优化的规划。2009年8月,在最新的减速器耐久性试验中,完成了相当于运用40000多飞翔小时的试验,包含模仿飞机起飞状况下的推力 (30000lbf)试验40000个起降循环,其间15000个循环是在最大扭矩及严格的滑油温度条件进行的,试验完成后,齿轮齿面上加工印痕仍然可见,阐明齿面磨损极小,因而,此减速设备具有较高的可靠性是可信的,且齿轮的规划是没有寿数约束的。

  普惠公司称之为“隐形部件”——意为和其他部件相同的,无须关心的部件。

  规划参数的确认触及传动齿轮的资料、齿型、公役、磨损容许量、规划极限等,以及整个减速器的功能极限、功率方针和耐久性等。并且,低压转子和电扇之间的减速器有必要是柔性衔接的。关于选定的减速器的规划参数,要进行很多的试验和验证,要有专门的齿轮体系试验设备,试验设备要具有模仿飞翔状况和运转特性的才能。

  试验和验证的品种多,时刻长,这也从另一旁边面解说了普惠公司在齿轮传动涡扇发起机的研发上花费较长时刻和巨额金钱的原因。普惠公司在减速器的研发上已阅历了数代,时刻超越20年,才将最新一代的减速器运用到了齿轮传动涡扇验证发起机上。可见,减速器规划参数来之不易。喜爱此内容的人还喜爱

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