[发明专利]用于涡轮发动机的控制可变设置轮叶的级的环

说明书

本发明涉及一种用于控制涡轮发动机的可变设置轮叶的级的环(36)，包括至少一个用于靠置在壳体上的构件(40)和用于附接所述构件的附接装置(52，64)，附接装置包括插口(64)，插口包括用于穿过所述构件或支撑所述构件的支撑元件(52)的轴向孔(66)、通向所述孔并且构造为允许插口的基本径向变形的贯通狭缝(68)、和用于将插口旋拧到所述主体的开口(56)的互补螺纹(58)中的外螺纹(70)，所述插口被构造为使得在其旋拧期间从第一位置变形直到第二位置为止，在所述第一位置，所述构件或安装件可安装到所述孔中和在所述孔中移动，在所述第二位置，所述插口被径向地压紧并牢固地安装到所述构件或安装件上，所述构件或安装件由此相对于所述插口固位。本发明还涉及一种用于涡轮发动机的可变设置轮叶(14)的级以及一种包括该控制环(36)的涡轮发动机。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮发动机的可变节距轮叶的级的控制环。

背景技术

现有技术包括特别是EP-A2-1 696 134、EP-A1-1 820 942、FR-A1-2 882 577和EP-A1-0 375 593。

这种类型的级包括环形排的可变节距定子轮叶(还称为VSV，可变定子轮叶的首字母缩写)，该可变节距定子轮叶被涡轮发动机的压缩机的总体上的外环形壳体支撑。每个轮叶包括叶片，叶片在其径向外端部处通过具有基本圆形轮廓的板连接到径向圆柱形枢轴，该径向圆柱形枢轴限定了轮叶的旋轴轴线并且在外壳体中的相应的孔口中被旋转地引导。每个轮叶的叶片的径向内端部总体上包括第二圆柱形枢轴，该第二圆柱形枢轴沿着轮叶的旋转轴线延伸并且在压缩机的内部壳体中的孔口中被旋转地引导。

每个轮叶的外枢轴的径向外端部通过连接杆被连接到控制环，控制环通过圆柱体致动装置或类似的致动装置围绕外壳体旋转。控制环的旋转通过连接杆被传递至轮叶的外枢轴并导致所述轮叶围绕它们的轴线旋转。

涡轮发动机中的定子轮叶的角节距趋向于使压缩机的几何形状适应于其操作点，以便特别是优化该涡轮发动机的效率和喘振裕度，并减少各种飞行构造中涡轮发动机的燃料消耗。

这些轮叶中的每个可围绕其轴线在第一“打开”或“完全打开”位置与第二“关闭”或“几乎完全关闭”位置之间旋转，在第一“打开”或“完全打开”位置，每个轮叶基本平行于涡轮发动机的纵向轴线延伸，在第二“关闭”或“几乎完全关闭”位置，轮叶相对于涡轮发动机的轴线倾斜并因此减小穿过轮叶级的空气流横截面。

控制环必须被定心和围绕其旋转轴线被旋转地引导。在现有技术中，外壳体包括轨道，环的内周界可通过摩擦接合到轨道上。壳体包括用于支承在轨道上且在轨道上被引导的构件，诸如衬垫。衬垫一方面通过调节衬垫/壳体间隙而被用于确保环围绕壳体的同心性，另一方面限制由在操作期间对运动学特性起作用的可变节距轮叶上的气动力引起的环的变形。

实际上，在衬垫与壳体的轨道之间提供冷径向间隙是重要的，以便允许壳体的热膨胀并允许在所有发动机构造中的良好的节距运动学特性。然而，已经注意到，特别是在单圆柱体致动装置的情况下，取决于可变节距轮叶的打开和关闭范围，冷间隙导致控制环关于壳体的偏心，这负面地影响节距的精确性。该偏心不均匀地使用根据节距角的冷间隙。

衬垫通过固定装置被固定到环的主体。已经提出衬垫借助调节螺钉而固定，每个调节螺钉穿过环的主体中的径向孔口，并包括旋拧到衬垫中的内螺纹孔口中的第一径向内螺纹端部和旋拧到环中的第二径向外螺纹端部，螺母被旋拧在该第二径向外螺纹端部上，靠置环的主体。第二螺纹端部具有标准节距螺纹，而第一螺纹端部具有允许精细调节衬垫下面的间隙的公制小节距螺纹。由于该螺纹连接不被锁定，因此在衬垫与调节螺钉之间存在间隙。

在操作期间，该间隙的存在周围振动的作用下导致部件之间的相对位移，导致螺纹连接的破坏。因此，衬垫功能不再被提供。此外，该磨损直接影响操作期间的轮叶的节距角，这可影响发动机的正确操作(在相同级上存在大量磨损的衬垫的情况下喘振)。