[发明专利]用于燃气涡轮发动机的可控磁流变装置

说明书

一种可控磁流变装置，包括由在第一和第二相对端处连接的内壁(72)和外壁(74)形成的环形筒体(70)，环形筒体形成内轴(76)，内轴构造成接收发动机、发电机或包括一个或多个旋转结构的其他装置的操作部件。提供磁流变流体(78)以填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。多个电磁线圈(80)围绕环形筒体的外壁定位。一个或多个电流控制器(88)联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并通过磁流变流体引入相应的磁通量。提供给多个电磁线圈中的每一个的电流水平直接影响磁流变流体的粘度，从而影响可控磁流变装置的刚度和阻尼水平。

技术领域

本主题大体涉及可控磁流变装置，或更具体地，涉及具有用于控制振动响应的磁流变装置的燃气涡轮发动机。

背景技术

涉及高性能机械部件的许多应用产生不期望的振动。例如，用于车辆、动力系统或其他应用的发动机有时可能遇到操作部件之间的振动响应，这可能导致部件随时间退化和/或低效的系统性能。用于飞行器、船舶、工业或其他环境的燃气涡轮发动机是振动控制可能是重要考虑因素的特定系统。

用于改善发动机或其他环境内的振动控制的已知系统和装置可包括被动和/或主动控制结构。诸如轴承、阻尼器、弹簧、减震器或其他装置的被动特征可以帮助吸收或消散过多的机械能。诸如衰减器等的主动控制特征可以帮助减少发动机的操作部件之间的过度的结构运动。然而，即使有了这种已知的装置，在广泛的应用和操作条件下处理振动控制也会带来独特的挑战。

例如，在燃气涡轮发动机的特定环境中，可能出现许多振动问题。由于诸如不平衡和/或旋转部件的未对准以及/或发动机部件的损坏之类的状况，在正常发动机操作期间可能发生同步振动。非同步振动可能由轴承缺陷，发动机部件之间的松动，相邻系统部件的影响，或由旋转部件或其他操作部件激发的谐振模式引起。例如，在发动机停机后，由不均匀的转子温差引起的转子弯曲或转子轴的热弯曲可能引起振动。在燃气涡轮发动机内还可以以交叉耦合刚度(Alford)力、发动机振动相关噪声(EVRN)或其他状况的形式出现附加的不稳定性。

因此，用于解决给定环境内的不同类型的振动的系统和方法将是有用的。具体地，期望提供一种用于减少燃气涡轮发动机或其他系统内的振动的可控装置。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种可控磁流变装置。可控磁流变装置可包括由在第一和第二相对端连接的内壁和外壁形成的环形筒体。环形筒体可以形成内轴，该内轴构造成接收操作部件。可控磁流变装置还可以包括磁流变流体，该磁流变流体被设置用于填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。可控磁流变装置还可包括围绕环形筒体的外壁定位的多个电磁线圈。可控磁流变装置还可以包括一个或多个电流控制器，其联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并且通过磁流变流体引入相应的磁通量。由一个或多个电流控制器提供给多个电磁线圈中的每一个的电流水平直接影响磁流变流体的粘度，并因此影响可控磁流变装置的刚度和阻尼水平。

在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机可包括压缩机区段，涡轮区段和一个或多个可控磁流变装置。压缩机区段可包括一个或多个压缩机。涡轮区段可位于压缩机区段的下游，并可包括一个或多个涡轮。一个或多个可控磁流变装置可相对于一个或多个压缩机和一个或多个涡轮的一个或多个操作部件定位。每个可控磁流变装置可包括由在第一和第二相对端连接的内壁和外壁形成的环形筒体，环形筒体形成内轴，该内轴构造成接收燃气涡轮发动机的操作部件。每个可控磁流变装置还可以包括磁流变流体，该磁流变流体被提供用于填充环形筒体的内壁和外壁之间的容积。每个可控磁流变装置还可包括围绕环形筒体的外壁定位的多个电磁线圈。每个可控磁流变装置还可以包括一个或多个电流控制器，其联接到多个电磁线圈，用于通过每个电磁线圈引入电流，并且通过磁流变流体引入相应的磁通量。