发动机培训材料.ppt

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1、目 录,引言1 发动机总体结构概述（单元体，方案图）2 发动机主要部件和系统2.1 进气机匣（图）2.2 风扇（图）2.3 中介机匣（图）2.4 高压压气机（图）,2.5 燃烧室（图）2.6 高压涡轮（图）2.7 低压涡轮（图）2.8 涡轮后机匣（图）2.9 加力燃烧室（扩散器、筒体、收扩喷口2.10 外涵道2.11 附件传动系统,目 录,2.12 空气系统2.13 润滑系统2.14 燃油系统2.15 防喘系统2.16 起动系统2.17 防冰系统2.18 发动机的监测2.19 发动机系统设计小结3 发动机外部结构,3.1 发动机外部结构布置（图1，图2）3.2 发动机装歼十一系列飞机与-31发

2、动机相比的主要结构尺寸变化3.3与-31对比主要接口尺寸变化3.4 发动机与飞机连接点3.5 FWS10发动机装机过程注意事项结束语附图,引言,涡扇10发动机是我国第一台自行研制的大推力涡轮风扇发动机。该发动机首先用作替代俄制-31发动机配装已服役的苏-27飞机及歼11系列飞机。,1 发动机总体结构概述,涡扇10发动机为军用双转子加力式涡轮风扇发动机。高低压转子用5个支点支承，其中高压转子支承形式为101，前端以高压压气机前轴颈支承在3号轴承上，后端以高压涡轮后轴颈支承在4号轴承上，且4号轴承为高低压涡轮轴间轴承。（结构示意图）,回目录,总体方案图,1 发动机总体结构概述,低压转子支承形式为1

3、11，前端以风扇一级盘前轴颈支承在1号轴承上，中部以风扇后轴颈支承在2号轴承上，后端以低压涡轮轴后轴颈支承在5号轴承上。高低压转子转向相反，顺航向看，低压转子逆时针旋转，高压转子顺时针旋转。,回目录,总体方案图,1 发动机总体结构概述,5个轴承形成3个轴承腔，其中1号轴承座固定在进气机匣内环上，2、3号轴承座分别固定在中介机匣内环的前后安装边上，5号轴承座固定在涡轮后机匣内环上。,回目录,总体方案图,1 发动机总体结构概述,进气机匣、中介机匣和涡轮后机匣为发动机主承力构件，均为整体结构。发动机主安装节安置在中介机匣外环上水平中心线两侧，辅助安装节安置在加力筒体承力环上水平线的一侧。,回目录,总

4、体方案图,1 发动机总体结构概述,发动机按单元体设计，共有18个单元体。第1号单元体 进气机匣单元体 第2号单元体 风扇单元体 第3号单元体 央传动机匣和2、3号轴承单元体 第4号单元体 中介机匣单元体 第5号单元体 高压压气机转子单元体,回目录,总体方案图,1 发动机总体结构概述,第6号单元体 高压压气机前机匣单元体 第7号单元体 高压压气机后机匣单元体 第8号单元体 燃烧室机匣单元体 第9号单元体 燃烧室火焰筒单元体 第10号单元体 高压涡轮导向器单元体,回目录,1 发动机总体结构概述,第11号单元体 高压涡轮转子单元体 第12号单元体 高压涡轮机匣单元体 第13号单元体 低压涡轮单元体

5、第14号单元体 外涵机匣单元体 第15号单元体 涡轮后机匣单元体,回目录,1 发动机总体结构概述,第16号单元体 加力扩散器单元体 第17号单元体 可调尾喷口单元体 第18号单元体 附件机匣单元体 其中第8 9 10 12号单元体组成主燃烧室联合单元体。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.1 进气机匣 带可变弯度导流叶片的进气机匣由进气机匣前段、整流罩组合件、进气机匣装配组合件及作动筒组合件组成，用于安装No.1支点轴承。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.1 进气机匣 进气机匣装配组合件用钛合金制成，是发动机的承力部件。其固定支板是空心的，用超塑成型方法加工而成。进气机匣固定支

6、板和整流罩引自高压压气机5 级后的热空气用来防冰。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.2 风扇 风扇为三级轴流式跨音速风扇。其转子采用钛合金盘鼓轴混合式转子，第一级为盘轴整体结构，第二、三级转子为单层壁电子束焊接盘鼓轴结构。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.2 风扇 风扇转、静子叶片，各级机匣等均用钛合金制成的。风扇各级机匣上设计有孔探仪孔座，以便对各级风扇转子叶片实施检查与维护。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.3 中介机匣 中介机匣是发动机承力系统的主要部件,发动机主安装节安置在中介机匣外环上水平中心线两侧，从低压压气机来的空气在中介机匣分成外涵气流和内涵

7、气流。中介机匣是钛合金整体铸造结构，分为外环、内环、支板及分流环等。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.4 高压压气机 高压压气机是9级轴流式压气机。其进口导叶和1，2，3级静子叶片可调，由操纵系统进行调节。高压压气机转子第1、2、3级盘用优质TC17模锻制成，第4、5、6、7、8、9级盘用GH4169模锻件制成。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.4 高压压气机 其中第1、2级盘，第49级盘相互间采用惯性摩擦焊连接，1、2级盘组件、前轴颈、49级盘，在3级盘处用60个螺栓联接、止口定位、摩擦传扭，整个转子结构紧凑，刚性好。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.4

8、高压压气机（续）1、2、3级转子叶片由优质TA11模锻件制成，采用轴向燕尾结构与轮盘相连，轴向用环形卡圈固定，49级转子叶片用优质GH4169模锻件制成，采用周向燕尾榫头与轮盘相连，由锁紧螺钉周向固定。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.4 高压压气机（续）高压压气机静子由前机匣单元体、后机匣单元体、承力环组成。前机匣、延伸机匣及后机匣是纵向对开机匣，纵向安装边分布在水平面上。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.4 高压压气机（续）前机匣由TC14制成，延伸机匣由GH706制成，后机匣由GH907制成。压气机机匣上0，2，4，8级静子处有孔探仪孔座，在不分解发动机的情况下，

9、可用孔探仪检查叶片损伤情况。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.5 燃烧室 主燃烧室为短环形燃烧室，它由带“短突扩式”扩压器的燃烧室外套、燃烧室内套、火焰筒、带20个双油路离心式空气雾化喷嘴的燃油总管及两支高能电嘴组成。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.5 燃烧室（续）燃烧室的外套为GH4169材料，前后段为锻件经机械加工而成；中段为旋压件；后套壁为板材；后安装边为锻件机加件；扩压器为精铸件，上面带有高压压气机出口导向器。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.5 燃烧室（续）上述各件经电子束焊连为一体。内套为GH141材料，分为前、后两段，前段为锻件经旋压成型，后

10、段为锻件经机加而成，前后段经电子束焊相连。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.5 燃烧室（续）火焰筒内、外壁为GH188材料，锻件经机械加工并采用电子束焊与其他件相连。火焰筒头部各件采用高温钎焊连接。火焰筒内、外壁靠近火焰的表面涂有隔热层。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.5 燃烧室（续）燃油喷嘴的壳体材料为GH536模锻件。燃烧室外套上设有孔探仪孔座，可用来检查火焰筒及高压涡轮导向叶片前缘损伤情况。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.6 高压涡轮 高压涡轮为单级、高负荷、轴流、反力式涡轮。高压涡轮盘鼓筒轴后轴颈等主要转动构件均采用GH4169模锻件制造。盘轴间

11、采用止口定位，短螺栓、自锁螺母连接，摩擦传扭。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.6 高压涡轮（续）工作叶片与盘之间采用两对齿的枞树形榫齿连接。导向叶片和工作叶片均为对流撞击气膜冷却的空心叶片，冷却气膜孔用电火花加工。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.6 高压涡轮（续）导向叶片叶身采用DZ40M定向凝固，无余量精铸，缘板采用K40M精铸，两片叶身与缘板焊接成双联结构。工作叶片采用DA125定向凝固，无余量精铸。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.6 高压涡轮（续）高压涡轮机匣为GH4169和GH907两种材料焊接而成，目的是为了利用GH907材料线膨胀系数小的特

12、点，减小叶尖间隙。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.7 低压涡轮 低压涡轮为2级轴流反力式涡轮，性能设计采用了三维设计方法，叶型为复合倾斜弯扭形，减小了损失，提高了效率。两级导向叶片材料均为K417G，三联整体弯扭无余量精铸空心结构，不冷却。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.7 低压涡轮（续）第一级导向叶片内有导流管，用于引压气机第五级气冷却高、低压涡轮盘。工作叶片材料为DZ417G，实心带锯齿冠，定向凝固精铸而成。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.7 低压涡轮（续）低压一级导向器设计有孔探仪，可用于停车后检查高、低压工作叶片。,回目录,图示,2 发动机主要

13、部件和系统,2.7 低压涡轮（续）两级涡轮盘与低压涡轮轴间采用“挑担式”结构，短螺栓、自锁螺母连接，止口定心，摩擦传扭，盘与叶片间采用三对齿的枞树形榫齿连接。盘、轴、机匣等主要构件的材料均为GH4169。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.8 涡轮后机匣 涡轮后机匣单元体是发动机后部的主要承力结构部件，由下列主要部份组成：外涵承力环，后机匣组件，No.5轴承座等。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.8 涡轮后机匣（续）涡轮后机匣内外环间用8块支板焊成框架式，外环为多边形断面形式，通过8根斜拉杆与外涵承力环相连。涡轮后机匣内环固定5号轴承座。涡轮后机匣主要选材GH4169，外

14、涵承力环材料为TC4。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.9 加力燃烧室（扩散器、筒体、收扩喷口）加力燃烧室包括扩散器和可调喷口两个单元体。燃烧室为平行进气，带径向稳定器的值班火焰稳定器与中央V型稳定器，按加力比大小分6区供油，具有全长隔热屏，2个高能点火电嘴直接点火。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.9 加力燃烧室（扩散器、筒体、收扩喷口）尾喷口为轴对称超音速收敛扩散式，其喉道面积和出口面积均为无级可调。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.10 外涵道 外涵道由前、后两段组成，两段均为T300/BMP316复合材料与钛合金件铆接结构。前段为对开结构，以保证对高

15、压压气机和主燃烧室的可达性。后段为T300/BMP316复合材料整体环形结构。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.10 外涵道（续）外涵道是连接发动机前、后承力机匣，形成外涵流道和安装若干外部非传动附件的传力构件。,回目录,图示,2 发动机主要部件和系统,2.11 附件传动系统 附件传动系统的用途是把发动机高压转子转动扭矩传递给安装在发动机附件传动机匣和飞机附件机匣上的附件，并用来安装附件和传感器。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.11 附件传动系统 发动机地面起动时，燃气涡轮起动机按相反路线将起动扭矩传递给发动机。附件机匣安装在发动机上方。本系统由中央齿轮机匣、发动机附件传动

16、机匣等组成。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.12 空气系统 发动机空气系统的功能保证各轴承腔的封严及对高、低压涡轮叶片、轮盘、机匣等的冷却。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.13 润滑系统 本系统为独立封闭式反向循环系统，主要作用是向发动机主轴轴承、接触式密封装置、中央传动齿轮、附件传动机匣的齿轮、轴承提供用于润滑及冷却的滑油，从而保证其正常工作。本系统还向燃气涡轮起动机及飞机附件机匣的齿轮和轴承提供润滑油。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.13 润滑系统（续）润滑系统由四个子系统组成：供油系统、回油系统、通气系统、密封装置增压系统及防虹吸装置。,回目录,2 发动机主要部件

17、和系统,2.13 润滑系统（续）润滑系统的组成附件有:滑油箱、滑油泵组、压差调压活门、主、加力燃滑油散热器、转换活门、单向活门、离心通风器、轴心通风前、后通风器、高空活门、金属屑末信号器、油气分离器、供油滤等。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.14 燃油系统 燃油系统的功能是向发动机供油，自动保持稳定工作状态，保证过渡状态并控制风扇进口可调叶片、高压压气机可调静子叶片的位置、尾喷口调节片的位置。燃油系统是机械液压与模拟电子组合系统。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.14 燃油系统 燃油系统的组成包括：低压燃油系统、主燃油系统、加力燃油与喷口控制系统、风扇进口可调叶片及高压压气机可调

18、静子叶片位置控制系统、应急放油系统等。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.15 防喘系统 防喘系统的功能是保护发动机避免喘振。短时间使发动机断油，同时转动发动机高压压气机导向叶片，增加喷口临界截面面积，接通风车起动，随后恢复发动机初始工作状态。系统包括：模拟式电子控制器防喘保护通道、引气探头、压差式喘振传感器及主泵调节器中的执行机构。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.16 起动系统 起动系统的功能为：发动机的地面起动，发动机的冷运转，起动机的冷运转，发动机的空中起动等。起动系统的组成包括：燃气涡轮起动机及相关的传动设备、模拟电子控制器和自动起动装置、主燃烧室点火系统、加力燃烧室点火系

19、统、起动机补氧系统、发动机燃油系统、发动机和飞机的控制系统。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.17 防冰系统 发动机采用从高压压气机第五级引气的间歇式防冰系统。由高压五级引出的热空气对整流帽罩和风扇进口导流叶片加热。其主要附件包括：控制附件、气动电磁阀、气滤、结冰信号器等。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.18 发动机的监测 发动机工作时，向机载或地面检查设备提供高、低压转子转速、滑油压差、低压涡轮出口燃气温度、滑油温度、燃油温度、发动机振动、发动机工作时间、喷口调节片位置、加力燃烧室的工作等信息。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.19 发动机系统设计小结 燃、滑油等系统设计

20、中，采用和测访了许多-31发动机的成熟可靠技术，并根据涡扇10发动机特性进行了适当修改。,回目录,2 发动机主要部件和系统,2.19 发动机系统设计小结 主泵-调节器、喷口及加力调节器、滑油箱、总燃油滤、加力燃油分布器、油源泵、油源泵后油滤、起动装置前油滤、加力泵、起动装置、防冰电磁阀、防冰控制附件、1传感器、应急放油附件、补氧单向活门等。,回目录,3 发动机外部结构,3.1 发动机外部结构布置 FWS10发动机外部结构设计，保证了换装-31发动机，发动机附件机匣设计、外部附件布局、维护点的分布、外廓尺寸的限制均尽可能向-31发动机靠近，使得FWS10发动机在歼十一系列飞机上的安装、维护性与-

21、31发动机基本相当。,回目录,3 发动机外部结构,3.1发动机外部结构布置（续）,回目录,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,3 发动机外部结构,3.1发动机外部结构布置（续）,回目录,24,23,22,21,20,19,18,17,25,26,27,28,3 发动机外部结构,3.2 发动机装歼十一系列飞机与-31发动机相比的主要结构尺寸变化及措施 发动机安装托点位置(图)发动机前端面位置(转接段图)燃油增压泵入口位置（燃油导管图片）发动机滑油箱（位置示意图）主泵调节器（油门杆图）,回目录,3 发动机外部结构,3.2 发动机装歼十一系列飞机与-31发动

22、机相比的主要结构尺寸变化（续）除以上差异外，FWS10发动机与飞机连接点的位置、形式、尺寸与-31发动机基本相同。,回目录,3 发动机外部结构,3.2 发动机装歼十一系列飞机与-31发动机相比的主要结构尺寸变化（续）FWS10发动机维护点绝大部分可利用飞机现有口盖进行维护，维护工具基本可与-31发动机通用。FWS10发动机的安装时间与-31发动机相当。,回目录,3 发动机外部结构,3.3 歼十一系列飞机发动机连接点31处（见表）3.4 FWS10发动机的维护点 FWS10发动机的维护点共为33处。（见表）,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 FWS10发动机外

23、部附件布局与-31发动机基本一致，但由于发动机总体外廓与-31发动机稍有不同，故在装机过程中，需要注意以下方面：,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 a.在发动机装配架车对准后，装发开始，需要注意FWS10发动机前腔回油管与飞机42框间隙，见图27,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 b.发动机推进半程左右时，注意观察发动机高压作动筒供油管与飞机补氧导管支架间隙，见图28；,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 c.左发装机过程中，注意飞机3738框环控系统引气导管（顺航向左侧）与发动机低压作动

24、筒间隙，见图29；,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 d.当发动机喷口加力调节器通过飞机42框后，注意喷口角位移传感器与42框间隙，见图30；e.当发动机低压可调叶片联动环通过起动机时，注意联动环与起动机回油滤间隙，见图31；,回目录,3 发动机外部结构,3.5 FWS10发动机装机过程注意事项 f.当发动机基本到位时，注意起动装置与飞机上火警报警器以及飞机管路间隙，见图32、图33。,回目录,SAeRI,谢谢！,FWS10发动机总体方案图,回目录,回正文,进气机匣,风扇,中介机匣,高压压气机,燃烧室,低压涡轮,加力筒体,附件机匣,外涵机匣,高压涡轮,后机匣

25、,加力扩散器,收扩喷口,进气机匣,回正文,点击图片返回总体方案图,风扇,回正文,点击图片返回总体方案图,中介机匣,回正文,点击图片返回总体方案图,高压压气机,回正文,点击图片返回总体方案图,燃烧室,回正文,点击图片返回总体方案图,高压涡轮,回正文,点击图片返回总体方案图,低压涡轮,回正文,点击图片返回总体方案图,涡轮后机匣,回正文,点击图片返回总体方案图,加力扩散器,回正文,点击图片返回总体方案图,加力筒体,回正文,点击图片返回总体方案图,收扩喷口,回正文,点击图片返回总体方案图,外涵道,点击图片返回总体方案图,回正文,1 喷口油源泵后油滤 2 离心通风器,点击图片返回,3 固定功率输出轴的发

26、蓝4 接线盒 5 防冰控制附件,点击图片返回,6 总燃油滤,点击图片返回,7 主点火装置 8 喷口加力调节器9 加力点火装置 10 集电环,点击图片返回,11 尾喷管,点击图片返回,12 发动机进口温度感受附件 13 控制低压压气机进气导向器可变弯度叶片转动的液压作动筒,点击图片返回,14 控制高压压气机导向器叶片转动的液压作动筒15 压差式喘振压力传感器,点击图片返回,16 加力点火电嘴,点击图片返回,17 喷口油源泵 18 附件机匣 19 滑油泵组,点击图片返回,20 主燃油泵调节器 21主燃滑油散热器22 滑油箱 23 滑油滤,点击图片返回,24 加力燃滑油散热器,点击图片返回,25 离

27、子火焰探测器,点击图片返回,26 主点火装置,点击图片返回,27 高压压气机二级孔探仪座28 起动装置,点击图片返回,发动机安装托点变化,回正文,进气转接段,进气转接段,回正文,飞机至发动机燃油增压泵进口的燃油导管,回正文,滑油箱在飞机上位置,回正文,操纵体统修改,修改操纵系统连杆及部分相应零件,回正文,结构示意图,回正文,发动机前腔回油管,回正文,前腔回油管,飞机补氧导管之间爱与发动机高压作动筒管,回正文,发动机管路（2根）,飞机补氧导管支架,发动机低压作动筒与飞机环控管间隙小位置,回正文,飞机环控管与发动机作动筒间隙小,喷口角位移传感器,回正文,喷口角位移传感器,飞机42框,可调叶片联动环与起动机回油滤关系,回正文,起动机回油滤,可调叶片联动环,飞机液压管路与发动机位置关系,回正文,飞机液压管,发动机起动装置,飞机火警报警器,回正文,火警报警器,