一种小微型涡喷发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种小微型涡喷发动机，其包括涡轮机、压气机、转轴、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述径向轴承为混合式动压气体径向轴承，所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，所述燃烧室套设在转轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于燃烧室内的转轴上，所述止推轴承套设在位于燃烧室与压轮间的转轴上。本发明专利技术可实现在气浮状态下的超高速稳定运转，针对相同功率要求，可使涡喷发动机的体积显著减小实现微型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种小微型涡喷发动机，属于高精密机械

技术介绍
涡喷发动机的原理是利用压气机将空气从进气口吸进去，并将空气压缩到燃烧室里，喷油嘴向燃烧室喷出雾化的油料，点火装置将压缩后的高压空气和油雾混合气体点燃，混合气体燃烧膨胀，推动涡轮旋转，旋转的涡轮带动压气机混合气燃烧膨胀经过涡轮后，燃烧后的气体从喷气口喷出，从而产生推力。其中压气机与涡轮叶片固定设置在中轴上，压气机、涡轮叶片、中轴构成的总成转动式设置在发动机机壳内，为实现对压气机、涡轮叶片、中轴构成总成的转动支撑，所述的中轴上设置有轴承；由于推重比与结构尺寸成反比关系，对于小型涡喷发动机，若要实现大推重比，必须轴承能实现超高速稳定运转，但传统油系轴承存在着极限转速，当转轴转速超过极限转速时，会使轴承温升高，使轴承极易损坏失效，以致工业应用受到局限，不能满足当今微型化发展要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种可长时间稳定运行的小微型涡喷发动机。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种小微型涡喷发动机，包括涡轮机、压气机、转轴、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机壳体，所述压气机包括压轮、压气机扩压器及压气机壳体；其特征在于：所述径向轴承为混合式动压气体径向轴承，包括轴承外套、轴承内套及设置在轴承外套与内套之间的箔型弹性件；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述燃烧室套设在转轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于燃烧室内的转轴上，所述止推轴承套设在位于燃烧室与压轮间的转轴上。作为进一步实施方案，所述的小微型涡喷发动机还包括涡轮机支架、压气机支架、转轴套、轴承套及左轴承室端盖和右轴承室端盖，所述转轴套套设在转轴上，径向轴承和止推轴承均套设在转轴套上，所述轴承套套设在径向轴承和止推轴承的外部；涡轮机壳体与涡轮机支架固定连接，涡轮机支架与燃烧室的壳体固定连接，涡轮机支架与涡轮机导流器
固定连接，涡轮机导流器与左轴承室端盖固定连接；压气机壳体与压气机支架固定连接；压气机支架与燃烧室的壳体固定连接，压气机支架与压气机扩压器固定连接，压气机扩压器与右轴承室端盖固定连接。作为优选方案，所述转轴的表面开设有散热螺旋槽，以利于转轴和轴承室的散热。作为优选方案，所述轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹。作为进一步优选方案，所述轴承内套的一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。作为进一步优选方案，所述轴承内套的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向中位线与两端面的槽式花纹中的径向中位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向低位线与两端面的槽式花纹中的径向低位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。作为进一步优选方案，在与轴承内套的外圆周面相配合的箔型弹性件的配合面上设有耐磨涂层。作为进一步优选方案，所述的箔型弹性件与轴承内套的配合间隙为0.003～0.008mm。作为进一步优选方案，所述的箔型弹性件的两端均固定在轴承外套的内圆周壁上。作为进一步优选方案，所述的箔型弹性件为多个，且沿轴承外套的内圆周壁均匀分布。作为进一步优选方案，在轴承外套的内圆周壁设有用于固定箔型弹性件的卡槽。作为进一步优选方案，在轴承外套的两端设有止环。作为优选方案，所述轴承外套的外圆周上具有同轴的通孔和凹孔，所述的通孔位于同轴的凹孔内，以利于气体的导入和导出，一方面实现快速散热排气，另一面实现对轴承室内进行空气补给。作为优选方案，所述中盘的两端面均设有规则形状的槽式花纹，且一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称。作为优选方案，在所述中盘的外圆周面也设有槽式花纹，且外圆周面的槽式花纹的形状与两端面的槽式花纹的形状相同，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。作为进一步优选方案，中盘的外圆周面的槽式花纹中的轴向高位线与两端面的槽式花纹中的径向高位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴
向中位线与两端面的槽式花纹中的径向中位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接；外圆周面的槽式花纹中的轴向低位线与两端面的槽式花纹中的径向低位线均相对应、并在端面圆周倒角前相互交接。作为进一步优选方案，在与中盘相配合的箔型弹性件的配合面上设有耐磨涂层。作为进一步优选方案，所述箔型弹性件与中盘的配合间隙为0.003～0.008mm。作为进一步优选方案，所述箔型弹性件的至少一端固定在对应侧盘的内端面上。作为进一步优选方案，每个侧盘上的箔型弹性件为多个，且沿侧盘的内端面均匀分布。作为进一步优选方案，固定在一个侧盘上的箔型弹性件与固定在另一个侧盘上的箔型弹性件形成镜像对称。作为进一步优选方案，在侧盘的内端面设有用于固定箔型弹性件的卡槽。作为一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的弧形凸起顶端与平箔相贴合。作为另一种实施方案，所述的箔型弹性件由波箔和平箔组成，所述波箔的波拱间过渡底边与平箔相贴合。作为又一种实施方案，所述的箔型弹性件由两个平箔组成。上述的槽式花纹均为叶轮形状。上述的箔型弹性件优选经过表面热处理。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：因本专利技术所提供的涡喷发动机，是以气体作为轴承的润滑剂，因此不仅具有无污染、摩擦损失低、使用时间长、适用范围广、节能环保等诸多优点，而且采用所述结构，散热效果好，可保证长时间稳定运行；尤其是，因所述结构的空气轴承能实现在气浮状态下的超高速稳定运转(经测试，可达100,000～450,000rpm的极限转速)，因此针对相同功率要求，本专利技术可使涡喷发动机的体积显著减小实现微型化，具有占用空间小、使用便捷等优点，对促进微型化高新技术的发展具有重要价值，相对于现有技术具有显著性进步。附图说明图1是实施例1提供的一种小微型涡喷发动机的剖面结构示意图；图2是实施例1提供的混合式动压气体径向轴承的局部分割的左视立体结构示意图；图3是图2中的A局部放大图；图4是实施例1提供的混合式动压气体径向轴承的局部分割的右视立体结构示意图；图5是图4中的B局部放大图；图6是实施例1提供的混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；图7是图6中的C局部放大图；图8是图7中的D局部放大图；图9是实施例1提供的混合式动压气体止推轴承的剖面结构示意图；图10a是实施例1中所述中盘的左视图；图10b是实施例1中所述中盘的右视图；图11a是实施例1中所述的固定有箔型弹性件的左侧盘的右视图；图11b是实施例1中所述的固定有箔型弹性件的右侧盘的左视图；图12是实施例1提供的箔型弹性件的截面结构示意图；图13是实施例1提供的箔型弹性件的立体结构示意图；图14是实施例2提供的一种混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；图15是图14中波箔的结构示意图；图16是实施例3提供的一种混合式动压气体径向轴承的剖面结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小微型涡喷发动机，包括涡轮机、压气机、转轴、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机壳体，所述压气机包括压轮、压气机扩压器及压气机壳体；其特征在于：所述径向轴承为混合式动压气体径向轴承，包括轴承外套、轴承内套及设置在轴承外套与内套之间的箔型弹性件；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述燃烧室套设在转轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于燃烧室内的转轴上，所述止推轴承套设在位于燃烧室与压轮间的转轴上。

【技术特征摘要】
2015.05.19 CN PCT/CN2015/079232;2015.05.19 CN PCT/1.一种小微型涡喷发动机，包括涡轮机、压气机、转轴、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室，所述涡轮机包括涡轮、涡轮机导流器及涡轮机壳体，所述压气机包括压轮、压气机扩压器及压气机壳体；其特征在于：所述径向轴承为混合式动压气体径向轴承，包括轴承外套、轴承内套及设置在轴承外套与内套之间的箔型弹性件；所述止推轴承为混合式动压气体止推轴承，包括两个侧盘以及夹设在两个侧盘之间的中盘，在每个侧盘与中盘之间均设有箔型弹性件；所述燃烧室套设在转轴的中部，2个径向轴承分别套设在位于燃烧室内的转轴上，所述止推轴承套设在位于燃烧室与压轮间的转轴上。2.根据权利要求1所述的小微型涡喷发动机，其特征在于：所述的小微型涡喷发动机还包括涡轮机支架、压气机支架、转轴套、轴承套及左轴承室端盖和右轴承室端盖，所述转轴套套设在转轴上，径向轴承和止推轴承均套设在转轴套上，所述轴承套套设在径向轴承和止推轴承的外部；涡轮机壳体与涡轮机支架固定连接，涡轮机支架与燃烧室的壳体固定连接，涡轮机支架与涡轮机导流器固定连接，涡轮机导流器与左轴承室端盖固定连接；压气机壳体与压气机支架固定连接；压气机支架与燃烧室的壳体固定连接，压气机支架与压气机扩压器固定连接，压气机扩压器与右轴承室端盖固定连接。3.根据权利要求1或2所述的小微型涡喷发动机，其特征在于：所述转轴的表面开设有散热螺旋槽。4.根据权利要求1所述的小微型涡喷发动机，其特征在于：所述轴承内套的外圆周面和两端面均具有规则形状的槽式花纹。5.根据权利要求4所述的小微型涡喷发动机，其特征在于：所述轴承内套的一端面的槽式花纹与另一端面的槽式花纹形成镜像对称，以及外圆周面的槽式花纹的轴向轮廓线与两端面的槽式花纹的径向轮廓线均形成一一对应并相互交接。6.根据权利要求5所述的小微型涡喷发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗立峰，
申请(专利权)人：罗立峰，
类型：发明
国别省市：上海;31