航空发动机轴承腔换热特性研究

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1、第41卷第6期2015年12月航空发动机AeroengineV01．41No．6Dec．2015航空发动机轴承腔换热特性研究苏壮，毛宏图，郁丽，谷智赢(中航工业沈阳发动机设计研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验窒，沈阳110015)摘要：轴承腔是航空发动机机械系统的重要组成部分，其换热特性对滑油系统热分析有决定性影响，为此，对航空发动机典型轴承腔的换热特性进行研究。以ANSYS有限元分析软件结合APDL语言，对典型轴承腔进行有限元建模，并对边界条件进行计算加载，得到了在不同供油量和滑油供油温度下的轴承腔换热特性曲线。采用本方法计算的轴承腔特性与发动机地面试车数据符合性良好，所得到的典型轴承

2、腔换热特性曲线可简化滑油系统热分析，取得很好的系统计算结果。并开辟了通过提高轴承腔换热特性曲线精度而提高系统计算精度的研究途径。本文的计算方法及结果可为发动机整机试车及润滑系统设计提供参考。关键词：轴承腔；换热特性；热分析；滑油系统；航空发动机中图分类号：V233．4文献标识码：Adoi：10．1347加．cnki．aeroengine．2015．06．006ResearchofHeatTransferCharacteristicsforAeroengineBearingCavitySUZhuang，MAOHong—tO．，YULi，GUZhi—ying(KeyLaboratoryofPowe

3、rTransmissionTechnologyforAeroengine，AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：ASanimportantaemenginemechanicalsystem，itsheattransfercharacteristicsofbearingcavityhasadecisiveinfluenceontheoilsystemthermalanalysis．BasedOHANSYSandAPDLtheheattransfercharacteristiccurve

4、softhebearingcavitywithdifferentoilsupplyandtemperaturewereobtmnedusingfiniteelementmodelingandloadingboundarycondition．Thebeatingcavitycharacteristicsisinaccordancewiththeenginegroundtestdata,whichcansimplifytheoilsystemthermalanalysis．Thismethodimprovesthecalculationaccuracyofsystembyincreasingacc

5、uracyofbearingcavityheattransfercharacteristiccurves，whichprovidesthereferenceforenginetestandoilsystemdesign．Keywords：beatingcavity；heattransfercharacteristics；thermalanalysis；oilsystem；aeroengineO引言滑系统是航空燃气涡轮发动机的重要组成部分，主要承担发动机的高低压转子支点轴承、传动齿轮等部件的润滑和冷却工作。主要包括供回油系统、密封增压系统、通风系统等，通常是封闭式循环系统。滑油系统热分析是航空发

6、动机滑油系统设计的重要组成部分，也是系统设计的基础【l】。通过滑油系统热分析，可以确定滑油系统的工作温度水平、主轴承的工作温度、轴承腔温度场及系统的循环量等参数，对系统冷却方案及确定轴承腔的冷却隔热措施具有重要作用121。航空发动机滑油系统通常包括各轴承腔和附件机匣、滑油箱、散热器等外部附件，其发热量主要由各轴承腔和附件机匣产生，其中轴承腔的发热量最大。因此轴承腔换热特性的准确性将直接影响滑油系统热分析的精度。一般使用有限元法和热网络法对滑油系统进行热分析【31。本文应用有限元计算方法，以ANSYS有限元分析软件为工具，对某型发动机的轴承腔换热特性进行分析计算；应用ANSYS的APDL语言研究

7、不同供油温度和供油量对发动机轴承腔换热特性的影响，并得到在不同供油量和供油温度下轴承腔换热特性曲线，反映了不同供油温度下时轴承腔的发热量水收稿日期：2014—06—19基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：苏壮(1975)，男，高级工程师，主要从事航空发动机润滑系统设计工作；E—mail：happysm427@sina．com。引用格式：苏壮，毛宏图，香黟丽，等航空发动机轴承腔换热特性研究碑