[長知識]航空發(fā)動機封嚴技術的進展-wenkub.com
2025-06-20 15:17 本頁面
【正文】 能干的人，不在情緒上計較，只在做事上認真；無能的人！不在做事上認真，只在情緒上計較。（作者：沈虹，鄭天慧，陳玉潔，燃氣渦輪研究院）寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。目前國外多個軍民用渦扇發(fā)動機(如PW4000系列、GE90、EJ200和F119)采用了這種先進裝置。這種結構的優(yōu)勢是制作簡單、壽命更長，避免了因刷絲變形而造成泄漏量急劇上升的現(xiàn)象。G公司對單級刷式密封進行了改進，適應1MPa及以上的高壓差工作環(huán)境，其結構見圖6。支撐板和蓋板分別起保護、支撐刷絲的作用。其主要改進是進一步優(yōu)化密封結構；開發(fā)適應高密封壓力、高環(huán)境溫度和高表面速度的刷絲新材料，消除刷絲掉毛現(xiàn)象；降低刷式密封的滯后效應，減少泄漏量。即使軸瞬時出現(xiàn)很大的偏移，刷式密封也能起到良好的密封效果。德國MTU公司研究也發(fā)現(xiàn)，用刷式封嚴代替壓氣機和渦輪處的篦齒封嚴，發(fā)動機的泄漏量可減少80%(見圖4)。為方便刷式封嚴在航空發(fā)動機上的裝配，可采用將刷式封嚴沿周向分為兩個半環(huán)或幾個扇形段的設計方式。刷絲夾在前板和背板之間，采用焊接工藝將三者焊接成一體。隨后的成功解決方法是，將與篦齒對應的外環(huán)表面設計成蜂窩結構，以承受篦齒與外環(huán)的少許接觸。這是因為：①刀形篦齒傾斜度的增加使得封嚴腔環(huán)流量增加，進而造成刀形齒處氣流的停滯面積增大，齒尖周圍流線的彎曲度加大；②高階梯截面形成的氣流通道更為曲折，流量也隨之增加，使得紊流粘滯損失增加；③傾斜篦齒造成了一節(jié)流過程，氣流流經邊緣更為鋒利的篦齒，減小了有效面積和單個篦齒的流量系數(shù)。為了減小發(fā)動機漏氣損失，提高篦齒封氣效果，又不使轉子和靜子相碰，可采取以下措施：(1) 涂覆可磨耗封嚴涂層。 篦齒封嚴篦齒封嚴又稱為迷宮式封嚴，是一種非接觸式封嚴結構，主要由輪盤、鼓、軸、葉冠等轉動部件上的周向篦齒及靜子部件上的環(huán)形圓柱面組成，封嚴效率取決于轉子部件與靜子部件之間的徑向間隙和篦齒數(shù)目。目前，國外石墨封嚴的改進主要是針對密封面焦化和起泡問題。3 石墨封嚴石墨封嚴是利用石墨環(huán)與轉子相接觸來達到封嚴的目的，它是現(xiàn)代航空發(fā)動機較為理想的密封裝置。因此先進密封技術還是一種低投入、高回報的技術。研究表明，封嚴泄漏量減少1%，可使發(fā)動機推力增加1%，%；對于先進戰(zhàn)斗機發(fā)動機，在發(fā)動機轉速和渦輪轉子進口溫度保持不變的情況下，高壓渦輪封嚴泄漏量減少1%，%，%。航空發(fā)動機上使用封嚴的地方很多，如主流道密封、空氣系
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