陈冠/文
3.1.2 二支点支撑法
压气机转子和涡轮转子一体化，形成单个转子（高压转子），但此时转子只需要两个支点支撑，也就是说是由两个支点支撑的。方案。这种方法广泛应用于一些老式单转子发动机和小型发动机。图16、图17、图18、图19、图20和图21示出了各种双支点支撑方案。
图18、图19和图20中的解决方案广泛应用于涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机。图16、图19、图20所示的10-1支撑方式中，压气机转子和涡轮转子都没有悬臂结构，因此整个转子的纵向刚度较好，但支撑点之间的距离变大。在图17和图18所示的11 0和0 2 0支撑方案中，两个支点距离较近，但转子是悬臂式的，压缩机和涡轮之间有间隙，可以安装轴承。由于其直径较小，因此其纵向刚性较差。
在多旋翼发动机中，高压转子常采用两个支架，以减少支架数量，简化结构。对于惠特尼公司的F100、PW2037、JT9D和PW4000军用及民用发动机的支撑方式，GE公司发动机的高压转子主要采用1 0 1 2点支撑方式。 WP7 和WP13 发动机上的高压转子也是如此。 0 2 0 使用两点支撑方案。
3.1.3 3支点支撑法
大多数单旋翼发动机和多旋翼低压旋翼通常采用三点支撑系统。
图22所示的WP6发动机支撑系统是典型的三支点支撑系统，支点位于压气机转子前后，各支点位于涡轮盘前。 1-2-0支持方法。 涡轮轴的前端通过联轴器连接到压缩机转子。
图22 WP6发动机转子1-2-0支撑方案
这里，联轴器不仅传递扭矩和轴向力，而且如果涡轮支点的轴线与前两个支点的轴线不同（即径向力），则还充当涡轮转子的向前支点。事实上，除非采取特殊措施（同轴是一种很难实现的精加工方法），涡轮轴也需要联轴器才能正常工作。
因此，联轴器必须铰接，使压缩机转子的前支点和中间支点成一直线，中间支点和后支点也成一直线，并且它们之间允许有角度偏差。 2 轴。这种支撑方式得到广泛应用，因为它不仅有一个支点承受轴向载荷，减少了轴向载荷，而且由于每个转子由两个支点支撑，因此具有较高的刚性。
当汽轮机级数较多时，可采用如图23所示的1 1 1支撑方案来防止汽轮机转子悬垂。
在三支点支撑系统中，很难使三个支点同心。因此，大多数发动机都采用弹性联轴器作为涡轮机和压气机转子之间的联轴器。
然而，一些较新的高涵道比涡扇发动机的低压转子采用三点支撑系统，但联轴器是刚性的。图24 显示了PW4000 发动机的低压转子支撑方法。轴采用0-2-1三点支撑系统。
这样，涡轮转子与壳体之间始终能保持相对均匀的径向间隙，特别是在一些发动机如CFM56中，高压转子的后支点支撑在上。如果该方案中的支点是柔性的，则高压转子的径向间隙，特别是涡轮端的径向间隙在周向方向上变化很大，这对运行产生非常负面的影响。涡轮机的。低压转子采用刚性联轴器可以解决上述问题。
然而，要使用具有三支点支撑系统的刚性联轴器，必须显着提高加工精度，以确保转子和壳体的三个枢轴点的高同轴度，否则刚性联轴器无法使用。
图24所示的低压转子支撑方案广泛应用于新一代双转子发动机，例如CFM56、PW2037、V2500低压转子均采用这种结构。
3.2 多旋翼支撑方案
多旋翼（双旋翼、三旋翼）发动机具有大量转子和支架，低压转子穿过高压转子中心，结构复杂。发动机的每个转子（低压转子、中压转子、高压转子）被分离，并且使用上述方法单独处理每个转子。
与单转子发动机的另一个区别是，有些支点不是直接附在承重机壳上，而是附在另一个转子上，而载荷是通过另一个转子的支点传递到外部来完成的。由于这个支点位于两个转子之间，因此称为中间支点（或轴间支点）。
具有中间支点的轴承称为中间轴承或轴间轴承。在发动机中，中间支撑可以减少发动机的长度和承载壳体的数量。但轴间轴承的润滑、冷却和密封比较复杂，如果中间轴承是球轴承，轴承工作条件也比较恶劣，装拆也比较困难。
但由于上述优点，中间支撑由普惠公司于1995年提出，此前从未使用过中间支撑（也从未在军用和民用发动机中使用过中间支撑），现在广泛应用于多旋翼发动机。针对100座支线客机开发的PW6000也采用了与CFM56类似的带有中间支点的支撑解决方案。该公司还在其F119发动机中使用了中间支点，该发动机是为F22第四代战斗机开发的。
3.2.1 JT9D发动机转子支撑结构JT9D大涵道比涡扇发动机转子支撑结构如图25所示。该发动机从风扇前安装端到涡轮后轴承后安装端的长度较长。对这些长发动机转子的支撑很简单，低压转子和高压转子各支撑在两个枢轴点上。高压转子为110系统。
虽然结构简单，因为四个支点由三个承重框架支撑，没有中间支点，但需要近3 m长的低压轴，这使得加工难度极大。另外，在使用过程中发现低压转子两支撑点距离过远，转子纵向刚度较低，容易变形，造成转子与机壳碰撞磨损，导致发动机性能大幅下降。
图25 JT9D发动机转子支撑结构
3.2.1 PW4000发动机转子支撑方案
PW4000是普惠公司在JT9D的基础上改进开发的，由于JT9D低压转子有两个支点，因此存在上述缺点，所以通过在风扇轴后端增加支点的方式打造而成PW4000 的做法。低压转子采用0 2 1支撑方式，增加低压转子的纵向刚度。该方案不仅适用于PW4000，还适用于PW2037和V2500发动机，如图26所示。
图26. PW4000 发动机转子支撑方案
在JT9D和PW4000中，高压转子的后支点位于高压压气机和高压涡轮之间，但由于轴承内径限制，只是压气机的后轴。更薄的设计削弱了转子的刚性，两级高压涡轮是悬臂式的，工作起来比较困难，但这是普惠公司的传统，F100军用发动机也类似。使用这种结构。
3.2.3 WP7发动机转子支撑方法
WP7 发动机是双转子发动机中级数最少的，三级用于高压和低压压气机，一级用于高压和低压涡轮，如图27 所示。低压转子采用120法，高压转子采用020法。使用两个中间支撑（支点编号2和5）来减少支撑轴承的承载部件的数量。这意味着低压转子的最后两个支点由高压转子支撑。其载荷通过高压转子的支撑点传递到外部。
这种结构缩短了发动机的总长度，简化了整体结构，但高压转子在运行过程中的振动和变形会影响低压转子的运行。 WP7的高压转子轴短、直径大、刚性高，因此可以减少对低压转子的冲击。另外，由于高压压气机和高压涡轮的级数较少，压气机和涡轮形成0 2 0支撑方案，相比1 0 1方案可以减少长度。那个引擎。低压转子的前支点安装在第一级轮盘和第二级轮盘之间，而不是像普通发动机那样安装在第一级轮盘之前。轴承上的载荷通过第一级压缩机的整流叶片传递到外部，从而消除了带有径向支撑板和内锥体的进气壳体的需要。因此这种支撑方式也用于不带进气导叶的WP13、WP15发动机。
图27. WP7 发动机转子支撑方案
WP7发动机支撑系统的另一个特点是，所有三个支点载荷均通过静子叶片（1、2、3号轴承）或叶片内的载荷接收部件（4号）传递到外部。这是必须要做的。附加承重壳体的使用进一步缩短了发动机长度并简化了整体结构。
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