[发明专利]一种一体化轴承支座结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有燃油预热环腔且能实现有效润滑的轴承支座一体化结构，特别适用于无人机及弹用小型涡喷发动机。

背景技术

小型涡喷发动机主要作为无人机和亚音速巡航导弹的动力装置，追求高推比、低成本，要求在满足功能要求的前提下结构尽可能简单。因此，小型涡喷发动机多舍弃了复杂的滑油系统，采用了燃滑油一体、燃油直接润滑轴承的方式，即从主燃油路引出一路细油管焊接在轴承支座上，喷射燃油润滑轴承。这种润滑方式虽然简单，但由于细油管焊接工艺不易保证，油管喷嘴直径小容易堵塞且喷射位置偏离轴承，极大地影响了轴承的润滑效率和运行安全。

另一方面，小型涡喷发动机转子系统常采用双悬臂的“0-2-0”支承结构，轴承支座同时安装前后两个轴承，是最主要的转子承力部件。轴承腔外无专门的冷却气包裹，轴承支座与发动机高温部件直接相连，热量直接通过轴承支座传递给发动机轴承，其工作温度将达到250℃以上。如此高的工作温度已经接近常用轴承钢的使用温度极限，将极大的降低轴承寿命，进而使得发动机首翻期往往低于8小时，制约了此类发动机的应用范围和使用成本。

再一方面，由于小型涡喷发动机自身的结构特点，多采用顺流环形蒸发管燃烧室，而蒸发管燃烧室结构简单，燃油雾化能力较差，进入蒸发管的燃油不能充分挥发，得不到完全燃烧，会降低燃烧室燃烧效率，增大发动机耗油率。尤其是在低温天气，燃油温度过低，还会大大影响发动机点火起动的成功率。若要提高燃烧室的燃油燃烧效率并且保证发动机的点火成功率，需要对供给燃烧室的燃油预热，提高进入蒸发管的燃油温度。目前发动机燃油预热多采用两种形式：一是采用体外预热，通过发动机外置换热器与高温滑油换热提高燃油温度；二是采用体内预热，多是将预热燃油管先深入燃烧室内直接加热后再进入蒸发管。第一种方法预热燃油的同时还降低滑油温度，一举两得，但需要复杂沉重的换热器，增大尺寸重量还增加成本，对于小涡喷发动机并不合适；第二种方法简单有效，能显著提高热油温度，但会造成发动机管路加工困难、安装复杂，另外燃烧室内温度过高，长期使用有可能烧坏预热燃油管。

因此，亟需寻求一种适用于小型涡喷发动机的轴承支座设计方案，既能够有效润滑轴承，降低轴承工作温度，同时也能充分预热进入燃烧室的燃油，提高燃烧效率。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、既实现有效润滑、降低轴承使用环境温度，又能预热发动机所供燃油的轴承座结构方案。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种一体化轴承支座结构，适用于小型涡喷发动机，所述涡喷发动机包括燃油总管、燃烧室、热端部件、发动机转轴、轴承和轴承支座，所述燃油总管用以向燃烧室供应燃油，所述热端部件位于燃烧室的出口处，其特征在于，

所述轴承支座包括一筒状支座本体，其中，所述支座本体端部的内环面上设置轴承，所述支座本体端部的外环面上设置所述热端部件和一密闭的轴承室环腔，所述轴承室环腔位于轴承的外侧并紧贴所述热端部件；所述发动机转轴穿过支座本体并支撑在所述支座本体端部的轴承上，并且所述发动机转轴与支座本体同轴设置；所述支座本体的外环面上还设有至少两个燃油管接头，其中一个燃油管接头与所述燃油总管连接，另一个燃油管接头与外部供油通道连接，各所述燃油管接头还分别通过燃油管路与所述轴承室环腔连通；所述轴承室环腔的内壁上设有若干喷油孔，所述喷油孔的喷油角度对准轴承。

优选地，所述涡轮导向器间隙配合地装配在支座本体端部的外环面上。

优选地，所述轴承过盈配合地装配在所述支座本体端部的内环面上。

优选地，所述燃油管接头焊接在支座本体外环中部。

优选地，所述轴承室环腔由两个对称半环焊接在支座本体外环上，两个对称半环与支座本体端部的安装边形成密封环腔。

优选地，为了保证环腔的容积在合理范围，所述轴承室环腔的轴向尺寸基本与轴承相当。

优选地，在所述轴承室环腔的内壁相隔180°位置各用激光打一Φ0.5的喷油孔，打孔角度需保证喷射位置对准轴承，以便能给轴承提供有效润滑。

优选地，在所述轴承室环腔的外壁相隔180°位置设一进一出两个接口，其中，进口与外部供油通道连通，出口与燃油总管连通。

优选地，所述热端部件为涡轮导向器盘。