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CFM56发动机的介绍与结构讲解(四)

2024-07-16 05:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

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本次讲的是发动机的最后一个主单元体,03主单元体,其中包含了低压涡轮轴,低压涡轮转子静子组件以及低压涡轮框架。

图中绿色部分为03主单元体,中间那个很长的部分就是低压涡轮轴,用于将低压涡轮产生的力传递给前面的风扇和压气机,双转子的发动机低压段和高压段是分开独立运行的,且旋转方向相反,这是为了抵消发动机自身产生的旋转力矩。最后面的部分,就是整个发动机的后受力框架,也是发动机的后吊点所在之处。整个的CFM56一共有两个受力框架,在前面讲过前框架,发动机的吊点就安装在这两个框架上,轴承也都安装在框架附近。

低压涡轮轴很长,穿过整个发动机,将发动机的前后部分连接为一个整体,前面通过花键与第二篇中所提到的22组件的风扇轴相连接。轴中间为空心结构,中间安装有一根中央通气管(CVT),是为了将前轴承腔油气分离器分离出的气排出发动机,整个低压涡轮轴采用机加工的方式制造,内外表面涂有很厚的漆用来防锈。

低压涡轮转子静子组件,共有四级转子,三级静子组成,采用的结构依旧是反力冲击式涡轮。在低压涡轮一级转子的前面有一组温度传感器,用来探测发动机的涡轮前温度。通过探测器的数据再反馈到ECU进行计算,得到发动机的涡轮前温度。涡轮前温度是反应发动机性能的重要参数之一。

在低压涡轮转子外侧的低压涡轮机匣上,同样安装有金属蜂窝的封严材料,和压气机结构不同的是,涡轮叶片采用的是带叶冠的叶片,通过Z字形结构挤压再一起,形成一个环,这种结构可以有效的减轻叶片重量,减少叶片震动,提高气流的利用效率,同时可以起到更好的封严效果,低压涡轮静子的封严和高压压气机的封严结构一至,采用齿封严摩擦金属蜂窝的结构。

左为压气机叶片,右为涡轮叶片

首先,压气机的叶片要明显大于涡轮叶片,但是涡轮叶片的数量要明显高于压气机,压气机每级的叶片在80片左右,但是,低压涡轮的叶片每级都在120片左右,这是为了充分的获取高温燃气的能量,降低发动机的排气温度。涡轮叶片上面的叶冠会相互挤压形成环,一个是可以减少叶片的震动,同时可以起到更好的封严效果,低压涡轮静子的封严和高压压气机的封严结构一至,采用齿封严摩擦金属蜂窝的结构。

在低压涡轮机匣的外侧,同样有一圈气体冷却管路,这部分的冷却气体就没有高压段来的那么复杂,直接引自发动机的外涵道气流。通过ECU控制引起活门来控制进入的气体量。

发动机的低压涡轮框架(LPT Frame)

左边为老构型,右边为新构型,老结构的支撑是垂直于因为中间为轴承支撑,,新结构是沿支撑结构的切线方向制造的,这里为后排气口,温度比较高,会产生很大的热胀冷缩。所以,在最开始老构型的结构中,在多次使用之后,会在这12个支撑结构的根部可能会产生断裂。后来就改成了新的支撑结构,这样产生的热胀冷缩会会抵消成中间结构的微小的旋转量,可以有效的防止断裂。

在低压涡轮框架的中心部位,就是发动机的四号和五号轴承所在位置,四号轴承为滚棒轴承,五号为滚珠轴承,同样也是用五号轴承作为一个限制,给发动机转子留有一定的前后移动空间。四号五号轴承的润滑就是通过后框架中的管路供给的,在6号支撑和8号支撑各有一根油管,滑油通过八号位置的油管供给轴承润滑,这里的滑油是通过离心的方式来润滑轴承的,使用过的滑油通过后油气分离器,由后回油盖收集后,通过位于六号支撑的管路流回滑油系统。

因为后轴承采用离心式的润滑,所以在发动机停转后,会有一部分油无法流回回收系统中,而从漏油排放口排出。同时在发动机的后面正中心的位置会安装一个金属蜂窝结构的火焰消除器,油气分离器分离的气体会在这里排出,为了防止着火,所以安装了这个东西,这个地方也经常会有滑油流出,因为高温作用,这里很容易形成积碳。

最后就是在后涡轮框架上的吊点,如上图,为-5B的结构,-7B在11.12.1.2四个支撑上有四个吊点,两者的后框架大小一致。

火焰消除器

后回油盖

油气分离器

五号轴承

四号轴承

低压涡轮机匣冷却管

中央通气管(CVT)

所有的结构介绍到这就结束了,后面的附件系统以及气源燃、滑油系统会通过视频来讲解,我也看见很多小伙伴希望我能讲一讲其他型号的发动机,以后应该也会讲的,因为我直接触过CFM56这一种型号的发动机,所以可以讲的比较详细,其他的发动机并没有接触过,如果讲肯定不会讲解到这种深度,可能很多是通过收集资料来讲解,如果大家可以接受,我会去准备一下,下一次更新有可能会在月底吧,以后有机会也许可以给大家讲讲飞机结构之类的。谢谢各位的支持。



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