[发明专利]一种变循环发动机可调机构中的模式转换阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种变循环发动机可调机构中的模式转换阀，用于改变发动机工作状态以适应不同的飞行条件。属于航空航天技术中的高性能燃气涡轮发动机技术领域。

背景技术

变循环发动机就是指在同一台发动机上通过发动机一些部件的几何形状、尺寸或位置的改变可以实现不同热力循环的燃气涡轮发动机。一台典型的变循环发动机可调机构包括：模式转换阀、可调前涵道引射器、可调后涵道引射器。三个可调机构配合调节，使发动机满足特定的工作状态。

典型的模式转换阀位于外涵道进口，当飞机在其飞行包线的某状态飞行时，阀门能调到关闭位置迫使外涵气流流入核心机。当在另一状态飞行时，阀门能调到打开位置，使流过风扇的气流一部分流入外涵，满足飞行需要。由于模式转换阀在全开与全关位置切换来控制外涵流量，就要求它不仅能减少压力损失，还要能有效地封严，因为模式转换阀拥有可移动的阀体，所以需要有效的封严来减少不必要的泄漏。

目前国外已发展出比较成熟得分变循环方案的验证机，其模式转换阀实现方式和具体结构形式的设计已很精良，但都是严格保密的，已对外公布的专利都是比较早期设计，质量笨重，控制精度差。而我国在这方面的研究才刚刚起步，还处于变循环原理的研究阶段。目前我国存在少量模式转换阀相关专利，但仅仅作为概念研究提出，具体形状设计不甚明确，在控制压力损失与实现有效封严上都存在不少问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种变循环发动机可调机构中的模式转换阀，其与变循环发动机可调机构中的前涵道引射器和后涵道引射器配合调节，实现发动机在涡轮风扇和涡轮喷气两种循环模式之间的转换，使发动机在更宽广的工作范围内具有最优性能。

本发明的技术解决方案是：本发明一种变循环发动机可调机构中的模式转换阀，该转换阀位于发动机外涵进口，它由：外机匣前段1、外机匣后段2、阀门片3、封严环4、连杆5、同步环6、作动筒9、前封气机匣7、后封气机匣8和封严胀圈10等组成。外机匣前段1与外机匣后段2装配成完整的发动机外涵进口部分的外壁，外机匣前段1与外机匣后段2通过安装边的螺栓连接。外机匣后段2内壁上周向均布有若干对安装凸耳2-4，用来安装阀门片3；阀门片3前端设有阀门片安装凸耳3-1，阀门片安装凸耳3-1通过螺栓安装于外机匣后段安装凸耳2-4上，阀门片3绕穿过阀门片安装凸耳3-1的螺栓转动，当阀门片3顺时针旋转到后端与外机匣后段2内部的分流机匣接触时为关闭状态，此时外涵道完全被关闭，当阀门片3逆时针旋转到阀门片3内壁母线与外机匣后段2内壁平行时为打开状态，此时外涵道完全被打开；阀门片3外表面靠近末端处有连杆安装凸耳3-2，安装凸耳3-2上面安装有连杆5来驱动阀门片3转动；连杆5两端都有安装凸耳，连杆5后端安装凸耳5-2连接于阀门片3外表面的凸耳3-2上，连杆5前端凸耳5-1连接于位于外机匣后段2外的同步环6上，并由同步环6驱动；同步环6为套在外机匣后段2外面的截面为“工”字形的圆环，沿安装于外机匣后段2外面的同步环导轨2-2前后滑动，同步环6外侧分布有若干对安装凸耳6-2，每对安装凸耳6-2连接一根连杆5的前端凸耳5-1，凸耳6-2的对数与连杆5和阀门片3的数量相一致，正好对应安装；同步环6外侧分布有若干液压作动筒连接柱6-1，在此连接柱6-1上安装有液压作动筒滑动杆末端的球铰9-3，同步环驱动力由液压作动筒滑动杆9-2提供；液压作动筒9由筒体9-1与滑动杆9-2组成，筒体9-1安装于外机匣后段2上的固定安装座2-1，通过精确控制油压来使滑动杆9-2在筒体9-1内前后移动，由于连杆5连接着外机匣后段2内的阀门片3与外机匣后段2外的同步环6，必然要在外机匣后段2上开槽2-3来通过连杆5，为保证外涵气体不泄露，本发明设计了两个封气机匣；前封气机匣7前壁通过螺栓孔7-1安装于外机匣前段1外表的安装边1-1上的螺栓孔1-2，前封气机匣7的后面通过安装边7-2与后封气机匣8的安装边通过螺栓相连，后封气机匣8的后面与外机匣后段2通过螺栓安装，在后封气机匣8的侧壁开有孔8-2来使作动筒滑动杆9-2通过，为保证封严，在所述孔部位设计有封严涨圈10。

整体结构功能实现形式为：液压作动筒9的滑动杆9-2伸缩带动其末端球铰9-3连接的同步环6沿机匣前后移动，同步环6通过连杆5将其前后移动的运动转化为阀门片3绕轴的转动，在转动到相应位置时，实现外涵道的打开与关闭。为保证外涵气流不外泄，在所有运动件外包有前封气机匣7和后封气机匣8。