阅读说明：本技术 用于阻尼轴振动的阻尼装置 (Damping device for damping shaft vibrations ) 是由 理查德·施密特 布格拉·韩·埃尔塔斯 康卫泽 于 2019-08-14 设计创作，主要内容包括：提供一种阻尼装置以及利用阻尼装置阻尼弯曲振动的方法,该阻尼装置包括用于阻尼绕其旋转轴线旋转的轴的弯曲振动的特征。在一个示例性方面,阻尼装置包括阻尼盘,该阻尼盘与例如涡轮发动机或轴系统的轴可操作地联接。阻尼盘至少部分地收容在由壳体限定的腔室内。壳体的腔室被构造成接收阻尼流体。当轴绕其旋转轴线旋转时,阻尼盘可在腔室内移动以移动阻尼流体,使得阻尼流体吸收由轴发出的弯曲振动。由阻尼盘移动的阻尼流体抑制由轴发出的弯曲振动。(A damping device and method of damping bending vibrations with a damping device is provided, the damping device including features for damping bending vibrations of a shaft rotating about its axis of rotation. In one exemplary aspect, the damping device includes a damping disk operatively coupled with a shaft of, for example, a turbine engine or shaft system. The damping disc is at least partially housed within a chamber defined by the housing. The chamber of the housing is configured to receive a damping fluid. The damping disc is movable within the chamber to move the damping fluid as the shaft rotates about its axis of rotation such that the damping fluid absorbs bending vibrations emitted by the shaft. The damping fluid displaced by the damping disc damps bending vibrations emitted by the shaft.)

用于阻尼轴振动的阻尼装置

技术领域

本主题大体涉及用于阻尼轴振动的阻尼装置。

背景技术

许多涡轮发动机包含挤压膜阻尼器(SFD)装置，其抑制由转子和支撑结构之间的相对径向运动所引起的径向振动。SFD通常安装在一个或多个转子轴承周围。SFD在转子轴承处的放置可能导致转子弯曲模式形状，因此，一些发动机架构在轴承位置处具有节点(相对小的径向运动)。产生有效阻尼的能力依赖于轴承位置处的相对径向运动的程度，其转而依赖于转子弯曲模式的性质。因此，许多传统的径向SFD在阻尼或吸收弯曲方向上的能量方面是无效的。弯曲方向上的无效阻尼可能导致转子不稳定、发动机性能下降和部件损坏。相对长的转子轴由于弯曲方向上的振动而特别容易受到转子不稳定的影响。

因此，解决上述一个或多个挑战的阻尼装置将是有用的。特别地，期望一种阻尼装置，其包括用于阻尼涡轮机在径向和弯曲方向上的转子振动的特征。

发明内容

本公开的示例性方面涉及用于减轻轴振动在轴弯曲方向上的影响的方法和系统。本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在一个示例性方面，本公开涉及涡轮机。涡轮机包括可绕旋转轴线旋转的轴。涡轮机还包括支撑结构。涡轮机还包括位于支撑结构和轴之间的阻尼装置。阻尼装置包括与轴可操作地联接的轴承。阻尼装置还包括壳体，壳体限定腔室，腔室被构造成接收阻尼流体。此外，阻尼装置包括阻尼盘，阻尼盘与轴承可操作地联接并且至少部分地收容在腔室内，其中阻尼盘可在腔室内移动以移动阻尼流体，使得阻尼流体吸收由轴发出的弯曲振动。

在另一示例性方面，本公开涉及一种用于阻尼轴的弯曲振动的方法。该方法包括使轴围绕旋转轴线旋转。此外，该方法包括经由阻尼装置阻尼轴的弯曲振动，其中阻尼装置包括壳体和阻尼盘，该壳体限定构造成接收阻尼流体的腔室，该阻尼盘与轴可操作地联接并且至少部分地收容在腔室内，其中阻尼盘可在腔室内移动以移动阻尼流体，使得阻尼流体吸收由于轴发出的弯曲振动而产生的能量。

在另一示例性方面，本发明涉及一种用于阻尼可绕旋转轴线旋转的轴的弯曲振动的阻尼装置。阻尼装置与支撑结构联接。阻尼装置包括壳体，壳体限定腔室，腔室被构造成接收阻尼流体。此外，阻尼装置包括阻尼盘，该阻尼盘与轴可操作地联接并且至少部分地收容在腔室内，其中阻尼盘被构造成在腔室内摆动，以沿基本平行于旋转轴线的方向移动阻尼流体，用于阻尼轴的弯曲振动。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：

图1提供了根据本公开示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；

图2提供了根据本公开的一个示例性实施例的示例性阻尼装置的示意图；

图3提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性阻尼装置的示意图；

图4提供了根据本公开的示例性实施例的由阻尼装置的壳体的分隔壁限定的一个示例性挤压端口的近视图；

图5提供了根据本公开的示例性实施例的又一示例性阻尼装置的示意图；

图6提供了根据本公开的示例性实施例的再一示例性阻尼装置的示意图；

图7提供了根据本公开的示例性实施例的再一示例性阻尼装置的示意图；和

图8提供了根据本公开的示例性实施例的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或类似的标记已用于指代本发明的相同或相似的部分。如本文所用，术语“第一”，“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对流动方向。例如，“上游”是指流体从其流动的流动方向，“下游”是指流体向其流动的流动方向。“HP”表示高压，“LP”表示低压。

此外，如本文所用，术语“轴向”或“轴向地”是指沿发动机的纵向轴线的尺寸。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“前”指的是朝向发动机入口的方向，或者与另一个部件相比，部件相对更靠近发动机入口。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“后”或“后部”指的是朝向发动机喷嘴的方向，或者与另一个部件相比，部件相对更靠近发动机喷嘴。术语“径向”或“径向地”是指在发动机的中心纵向轴线(或中心线)与发动机外周之间延伸的尺寸。径向向内朝向纵向轴线并且径向向外远离纵向轴线。

本公开的示例性方面涉及一种阻尼装置，例如涡轮机的阻尼装置，其包括用于阻尼绕其旋转轴线旋转的轴的弯曲振动的特征。还提供了利用阻尼装置来阻尼弯曲振动的方法。在一个示例性方面，阻尼装置包括阻尼盘，该阻尼盘与例如涡轮发动机或轴系统的轴可操作地联接。阻尼盘可以直接与轴联接，或者轴承可以将阻尼盘与轴可操作地联接。阻尼盘至少部分地收容在由壳体限定的腔室内。壳体附接或以其他方式连接到静态支撑结构。壳体的腔室被构造成接收阻尼流体，例如油或一些其他可压缩流体。在一些情况下，当轴围绕旋转轴线旋转时，轴可表现出不期望的弯曲模式形状。为了抑制引起不希望的模式形状的振动，阻尼盘可在腔室内移动以移动阻尼流体，使得阻尼流体吸收能量。特别地，阻尼盘可以在腔室内摆动以挤压和膨胀阻尼流体，使得阻尼流体吸收由轴发出的弯曲振动。由阻尼盘移动的阻尼流体可以被挤压在限定腔室的壁上，通过各种挤压端口被挤压等，以吸收传递到阻尼盘的振动。以这种方式，阻尼装置抑制由轴发出的弯曲振动。

图1提供了根据本公开示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机100的示意性横截面视图。如图所示，燃气涡轮发动机100限定纵向轴线或中心线轴线102。燃气涡轮发动机100包括基本上管状的外壳104，外壳104限定环形入口106。外壳104可以由单个壳或多个壳形成。外壳104以串行流动关系包围压缩机110、燃烧区段130、涡轮140和排气区段150。压缩机110包括环形阵列的入口导向轮叶112，一个或多个顺序阵列的压缩机叶片114，一个或多个顺序阵列的可变定子轮叶116，一个或多个顺序阵列的静止压缩机轮叶117，以及叶轮或离心机压缩机118。压缩机叶片114、可变定子轮叶116、静止压缩机轮叶117和离心压缩机118共同限定压缩空气路径120。

燃烧区段130包括限定燃烧室132的燃烧器。燃烧区段130还包括延伸到燃烧室132中的一个或多个燃料喷嘴134。燃料喷嘴134供应燃料以与进入燃烧室132的压缩空气混合。燃料和压缩空气的混合物在燃烧室132内燃烧以形成燃烧气体136。燃烧气体136驱动压缩机110和涡轮140两者，如下所述。

涡轮140包括气体发生器涡轮142和动力涡轮144。气体发生器涡轮142包括一个或多个顺序阵列的涡轮转子叶片146和一个或多个顺序阵列的定子轮叶147。同样地，动力涡轮144包括一个或多个顺序阵列的涡轮转子叶片148和一个或多个顺序阵列的定子轮叶149。如下面将更详细地讨论的，气体发生器涡轮142经由气体发生器轴160驱动压缩机110，并且动力涡轮144经由动力轴170驱动输出轴180。

如图1所示的实施例中所示，压缩机110和气体发生器涡轮142经由气体发生器轴160可操作地彼此联接。在操作中，燃烧气体136驱动气体发生器涡轮142和动力涡轮144两者。当气体发生器涡轮142围绕中心线轴线102旋转时，气体发生器轴160绕中心线轴线102旋转，中心线轴线102转而驱动压缩机110。此外，当动力涡轮144旋转时，动力轴170旋转并将旋转能量传递到输出轴180。如图1中进一步提供的，燃气涡轮发动机100包括支撑气体发生器轴160和动力轴170的轴承组件190。轴承组件190可设置在贮槽内。尽管图1中仅示出了一个轴承组件，但是应当理解，燃气涡轮发动机100可以包括支撑气体发生器轴160和动力轴170中的一个或两个的其他轴承组件。

如图1中进一步所示，燃气涡轮发动机100包括定位在燃气涡轮发动机100内或沿燃气涡轮发动机100定位的一个或多个传感器。如图所示，对于该实施例，燃气涡轮发动机100包括气体发生器轴传感器195，气体发生器轴传感器195位于气体发生器轴160附近，用于检测气体发生器轴的轴状态数据，例如轴速度、轴振动等。另外，燃气涡轮发动机100还包括靠近动力轴170定位的动力轴传感器196，用于感测动力轴170的轴状态数据，例如轴速度、轴振动等。如本文将详细解释的，气体发生器轴160和/或动力轴170的轴状态可用于在燃气涡轮发动机100的操作期间确定轴的模式形状，其可转而用于调整轴振动的阻尼响应。

燃气涡轮发动机100还包括一个或多个发动机控制器198，发动机控制器198被构造成控制发动机(图1中仅示出一个)。发动机控制器198可以是例如配备有全权数字发动机控制(FADEC)的电子发动机控制器(EEC)或数字发动机控制器(DEC)。发动机控制器198可包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。一个或多个处理器可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器和/或其他存储器装置。一个或多个存储器装置可以存储一个或多个处理器可访问的信息，包括可以由一个或多个处理器执行的计算机可读指令。指令可以是当由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行操作的任何指令集，操作例如是发动机控制器198被构造用于的任何操作和功能，例如，诸如基于轴状态数据确定发动机的一个或多个轴的模式形状，并且基于模式形状来控制各种特征以控制对轴的振动的阻尼响应的操作。指令可以是以任何合适的编程语言编写的软件，或者可以用硬件实现。另外，和/或替代地，指令可以在处理器上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。

存储器装置可以进一步存储可以由一个或多个处理器访问的数据。例如，数据可以包括能够用于基于轴状态数据来计算模式形状的模式形状模型、公式、查找表等。数据还可以包括本文所示和/或描述的其他数据集、参数、输出、信息等。发动机控制器198还可以包括通信接口，用于例如与燃气涡轮发动机的其他部件或与发动机通信的系统通信。通信接口可以包括用于与一个或多个网络或电子部件接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适的部件。通信接口可用于通过一个或多个网络与其他电子装置通信，一个或多个网络例如是局域网(LAN)、广域网(WAN)、SATCOM网络、VHF网络、HF网络、Wi-Fi网络、WiMAX网络、网关链接网络和/或任何其他合适的通信网络。通信接口可以使用各种通信协议通过一个或多个网络通信。通信接口可以包括数据总线或有线和/或无线通信链路的组合，其将发动机控制器198与其他电子装置通信地联接。

尽管图1的燃气涡轮发动机以涡轮轴构造示出，但是应当理解，本公开的教导可以应用于其他类型的涡轮发动机，更一般地涡轮机和其他轴系统。例如，涡轮发动机可以是另一种合适类型的燃气涡轮发动机，例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇、航空衍生物等。本公开还适用于其他类型的涡轮机械，例如蒸汽涡轮发动机和离心泵。本发明还可应用于其他类型的轴系统，例如旋转运载工具的尾部旋翼驱动轴，例如直升机的尾部旋翼驱动轴。

图2提供了根据本公开的一个示例性实施例的示例性环形阻尼装置200的示意性横截面视图。图2的阻尼装置200可用于阻尼任何合适的涡轮机、驱动系统或任何合适的轴系统的一个或多个轴的轴振动。作为一个示例，图2的阻尼装置200可以被可操作地构造成阻尼图1的燃气涡轮发动机100的一个或多个轴的轴振动。作为另一个例子，图2的阻尼装置200可以被可操作地构造成阻尼传动系统的驱动轴的轴振动，驱动轴例如是旋转飞行器的尾旋翼驱动轴。其他应用也是可能的。

如图2所示，阻尼装置200限定轴向方向A、径向方向R和周向方向C。轴202延伸穿过阻尼装置200并且可绕旋转轴线AX旋转。轴向方向A平行于旋转轴线AX延伸，径向方向R在与轴向方向A正交的方向上延伸到旋转轴线AX以及从旋转轴线AX延伸，并且周向方向C绕旋转轴线AX延伸360度(360°)。此外，阻尼装置200包括轴承204，轴承204将轴202与阻尼盘220可旋转地联接。当轴202旋转时，轴承204防止阻尼盘220绕旋转轴线AX旋转。然而，由于轴承204中的摩擦，来自轴承204的切向力可能倾向于使阻尼盘220旋转。因此，如下所述，阻尼装置200可包括防旋转装置246。而且，如图所示，阻尼装置200例如沿径向方向R位于支撑结构206和轴承204之间。特别地，阻尼装置200围绕轴202和轴承204环形地延伸。支撑结构可以是任何合适的结构，例如支柱或壳。

如图2所示，阻尼装置200包括环形壳体208，环形壳体208限定腔室210，腔室210被构造成接收例如油的阻尼流体DF。阻尼流体DF可以在操作期间经由循环系统299循环通过腔室210，例如，将相对冷的阻尼流体引入腔室210并从腔室210移除相对热的阻尼流体。例如，相对冷的阻尼流体可以通过入口端口211进入腔室210，并且可以通过出口端口213离开腔室210。壳体208围绕轴202和轴承204环形地延伸，并且类似地，腔室210也围绕轴202和轴承204环形地延伸。更具体地，壳体208在第一壁212和与第一壁212相对的第二壁214之间延伸，例如，沿轴向方向A延伸。第一和第二壁212,214大致在垂直于轴向方向A的平面中取向。此外，第一和第二壁212,214通过内壁216和与内壁216间隔开的外壁218连接，例如，沿径向方向R连接。外壁218连接到支撑结构206。第一壁212和第二壁214以及内壁216和外壁218共同限定腔室210。

阻尼装置200还包括环形阻尼盘220。阻尼盘220具有在第一面222和与第一面222相对的第二面224之间例如沿轴向方向A限定的厚度T。阻尼盘220可操作地与轴承204联接。具体地，阻尼盘220具有毂部分226，毂部分226限定了轴202延伸穿过的通孔228。轴承204也设置在通孔228内。阻尼盘220从毂部分226例如沿径向方向R向外延伸到外周230。值得注意的是，阻尼盘220至少部分地收容在腔室210内，如图2所示。具体地，阻尼盘220从毂部分226延伸穿过由内壁216限定的环形开口232并进入腔室210。一个或多个密封元件(未示出)可以用阻尼盘220密封内壁216，以防止阻尼流体DF离开腔室210。

通常，由轴202发出的弯曲振动使得轴202表现出弯曲模式形状，这可能是不期望的模式形状。因此，根据本公开的示例性方面，阻尼盘220被构造为在腔室210内“摆动”，以减轻由轴202发出的弯曲振动。例如，阻尼盘220可以以类似于硬币在平坦或略微凹入的表面上摆动的方式摆动。更具体地，如图2所示，阻尼装置200限定第一轴线A1和第二轴线A2。第一轴线A1与旋转轴线AX正交，第二轴线A2与第一轴线A1和旋转轴线AX正交。从图2的角度看，第一轴线A1延伸进出页面，以及第二轴线A2竖直延伸。然而，由于阻尼装置200是环形构造，应当理解，第一轴线A1和第二轴线A2可以各自在与旋转轴线垂直的平面内以任何合适的取向垂直于彼此延伸。当阻尼盘220在腔室210内摆动时，阻尼盘220围绕与旋转轴线AX正交的第一轴线A1和与第一轴线A1和旋转轴线AX正交的第二轴线A2摆动。当阻尼盘220在腔室210内摆动时，阻尼装置200抑制由轴202发出的弯曲振动，如下面将进一步说明的。

特别地，当阻尼盘220在腔室210内摆动时，阻尼盘220基本上沿平行于旋转轴线AX的方向压缩或挤压阻尼流体DF，以阻尼轴202的弯曲振动。在该示例中，平行于旋转轴线AX的方向是轴向方向A。也就是说，当阻尼盘220摆动到第一摆动位置时，腔室210内的阻尼流体DF在阻尼盘220的第二面224和第二壁214之间被挤压或压缩，并且径向相对地，腔室210内的阻尼流体DF在阻尼盘220的第一面222和第一壁212之间被挤压或压缩。在摆动到相反方向或第二摆动位置之后，腔室210内的阻尼流体DF在阻尼盘220的第一面222和第一壁212之间被压缩，并且径向相对地，腔室210内的阻尼流体DF在阻尼盘220的第二面224和第二壁214之间被挤压或压缩。阻尼流体DF在其被压缩或挤压时吸收弯曲振动。

如图2中进一步所示，阻尼装置200包括防旋转装置246。防旋转装置246将阻尼盘220与壳体208和支撑结构206中的至少一个可操作地联接。对于该实施例，防旋转装置246可操作地联接到壳体208，更具体地，可操作地联接到壳体208的外壁218。防旋转装置246被构造为限制阻尼盘220在腔室210内的运动范围。特别地，防旋转装置246限制阻尼盘220绕旋转轴线AX的运动范围。因此，防旋转装置246约束由来自轴承204的切向摩擦力引起的阻尼盘220的旋转运动。这样，对于该实施例，阻尼盘220绕第一轴线A1和第二轴线A2摆动，但不绕旋转轴线AX旋转。

阻尼装置200还包括径向支撑组件250，径向支撑组件250被构造成约束轴202的径向偏转。限制径向偏转允许阻尼盘220和外壁218之间的间隙更紧密。如图2所示，径向支撑组件250包括环形轴承组件252，环形轴承组件252将轴202可操作地联接到支撑结构254，支撑结构254可以与支撑结构206相同或不同。轴承组件252包括轴承元件256(例如，多个球形球)和将轴承组件252的外座圈联接到支撑结构254的联接臂258。轴承组件252支撑轴202。例如，轴承组件252可以是图1的轴承190。除了弯曲振动(如图3所示)之外，轴振动还会由于不平衡而引起径向运动(沿径向方向R)。为了减轻径向运动，轴承组件252紧邻阻尼盘220放置。在一些实施例中，径向支撑组件250还包括径向阻尼组件251(在图2中示意性地示出)，用于减轻径向振动。例如，径向阻尼组件251可以是径向挤压膜阻尼器。因此，在这样的实施例中，阻尼装置200可以减轻径向振动(经由径向阻尼组件251)和弯曲振动(经由阻尼盘220和阻尼流体)。

图3提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性阻尼装置200的示意图。图3的示例性阻尼装置200以与图2的阻尼装置类似的方式构造，因此，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。与图2的阻尼装置相比，图3的阻尼装置200通过使阻尼流体DF移动通过由分隔主腔室的分隔壁限定的挤压端口来抑制弯曲振动，如下面更全面地说明的。

如图3所示，壳体208包括位于第一壁212和阻尼盘220的第一面222之间的第一分隔壁260。第一分隔壁260在内壁216和外壁218之间延伸并连接内壁216和外壁218。壳体208还包括位于第二壁214和阻尼盘220的第二面224之间的第二分隔壁262。第二分隔壁262在内壁216和外壁218之间延伸并连接内壁216和外壁218。第一腔室264限定在第一壁212和第一分隔壁260之间。也就是说，第一壁212、第一分隔壁260、内壁216和外壁218限定第一腔室264。主腔室266限定在第一分隔壁260和第二分隔壁262之间。即，第一分隔壁260、第二分隔壁262、内壁216和外壁218限定主腔室266。主腔室266在第一端282和第二端284之间延伸，例如沿径向方向R延伸。第二腔室268限定在第二分隔壁262和第二壁214之间。也就是说，第二分隔壁262、第二壁214、内壁216和外壁218限定第二腔室268。第一腔室264与主腔室266流体连通，第二腔室268与主腔室266流体连通。

更具体地，如图3所示，第一分隔壁260限定多个挤压端口270，多个挤压端口270围绕旋转轴线AX彼此周向间隔开。由第一分隔壁260限定的多个挤压端口270提供第一腔室264和主腔室266之间的流体连通。类似地，第二分隔壁262限定多个挤压端口272，多个挤压端口272围绕旋转轴线AX彼此周向间隔开。由第二分隔壁262限定的多个挤压端口272提供第二腔室268和主腔室266之间的流体连通。

在一些实施例中，挤压端口270,272延伸穿过它们各自的第一和第二分隔壁260,262，第一和第二分隔壁260,262具有恒定的直径(例如，其中挤压端口是圆形开口)或高度(例如，挤压端口是一些其他形状，如矩形)。在一些实施例中，如图4所示，由第一分隔壁260限定的多个挤压端口270中的至少一个或由第二分隔壁262限定的多个挤压端口272中的至少一个被限定为文丘里喷嘴274。也就是说，挤压端口具有相对于端口的第一端276和第二端278的收缩区段。利用具有文丘里喷嘴274构造的端口，当阻尼盘220摆动时，阻尼流体DF可以根据摆动取向而被加速到第一腔室264或第二腔室268中，从而更有效地压缩阻尼流体DF。此外，在一些实施例中，端口270,272的第一端276和第二端278可包括倒圆角或圆角280。这种圆角280可以有助于阻尼流体DF通过端口，防止腔室内的湍流，并最终促进更有效的阻尼流体DF的流体动力学。

如图3中进一步所示，图3的阻尼盘220具有与图2的阻尼盘不同的构造。特别地，对于该实施例，随着阻尼盘220从其毂部分226向外延伸到外周边230，阻尼盘220的厚度是可变的。也就是说，当阻尼盘从毂部分226径向向外延伸到外周边230时，阻尼盘220的厚度T从毂部分226逐渐变化到外周230。这样的构造便于阻尼流体DF朝向阻尼盘220的外周230移动，使得阻尼盘220可以在其在主腔室266内摆动时使阻尼流体DF通过挤压端口270,272。图3的阻尼盘220的几何形状还允许更大范围的摆动运动。

对于该实施例，当阻尼盘220在主腔室266内的各种摆动位置之间(例如，在虚线所示的第一位置和图3中的实线所示的第二位置之间)摆动时，阻尼盘220使阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，以阻尼轴202的弯曲振动。在该示例中，平行于旋转轴线AX的方向是轴向方向A。更具体地，当阻尼盘220如从图3的立体图观察的摆动到第一位置时，主腔室266内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF通过或挤压通过主腔室266的第一端282处的挤压端口272。在第一端282处被挤压通过挤压端口的阻尼流体DF流入第二腔室268，阻尼流体DF在第二腔室268中被压缩。此外，当阻尼盘220如从图3的立体图观察的摆动到第一位置时，主腔室266内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在主腔室266的第二端284处通过或挤压通过挤压端口270。在第二端284处挤压通过挤压端口270的阻尼流体DF流入第一腔室264，阻尼流体DF在第一腔室264中被压缩。

类似地，当阻尼盘220如从图3的立体图观察的摆动到第二位置时，主腔室266内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF通过或挤压通过主腔室266的第一端282处的挤压端口270。在第一端282处挤压通过挤压端口270的阻尼流体DF流入第一腔室264，阻尼流体DF在第一腔室264中被压缩。此外，当阻尼盘220如从图3的立体图观察的摆动到第二位置时，主腔室266内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在主腔室266的第二端284处通过或挤过挤压端口272。在第二端284处被挤压通过挤压端口272的阻尼流体DF流入第二腔室268，阻尼流体DF在第二腔室268中被压缩。因此，当阻尼盘220在主腔室266内摆动时，由于从轴202传递到轴承204并传递到阻尼盘220的弯曲振动所产生的能量通过阻尼流体DF被吸收，阻尼流体DF通过阻尼盘220基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动并挤压通过挤压端口270,272。因此，阻尼装置200阻尼由轴202发出的弯曲振动。如图3中进一步所示，防旋转装置246可以限制由轴承204产生的切向摩擦力引起的阻尼盘220围绕旋转轴线AX的旋转运动。此外，虽然未示出，但是阻尼装置200可以包括图3中未示出的其他特征，例如径向支撑组件250和径向阻尼组件251。

图5提供了根据本公开的示例性实施例的又一示例性阻尼装置200的示意图。图5的示例性阻尼装置200以与图2和图3的阻尼装置类似的方式构造，因此，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。与图2和3的阻尼装置相比，图5的阻尼装置200通过使阻尼流体DF移动通过由阻尼盘220限定的挤压端口来抑制弯曲振动，如下面更全面地说明的。

如图5所示，阻尼盘220至少部分地收容在腔室210内并限定多个挤压端口。更具体地，对于该实施例，阻尼盘220限定多个外部挤压端口290，多个外部挤压端口290围绕旋转轴线AX彼此周向间隔开。阻尼盘220还可以限定多个内部挤压端口292，多个内部挤压端口292围绕旋转轴线AX彼此周向间隔开并且设置在多个外部挤压端口290的径向内侧。在一些实施例中，阻尼盘220仅限定了单圈的挤压端口。在其他实施例中，阻尼盘220限定多于两(2)圈的挤压端口。

在一些实施例中，挤压端口290,292延伸穿过具有恒定直径(例如，挤压端口是圆形开口)或高度(例如，挤压端口是一些其他形状，例如矩形)的阻尼盘220。在一些实施例中，类似于图3和图4的挤压端口270,272，多个挤压端口290,292中的至少一个被限定为文丘里喷嘴。也就是说，挤压端口具有相对于端口的第一端和第二端的收缩区段，例如，如图5所示。利用具有文丘里喷嘴构造的端口，当阻尼盘220在腔室210内摆动时，阻尼流体DF可以根据阻尼盘220的摆动取向或位置加速通过端口，这可以更有效地挤压阻尼流体DF通过端口。此外，在一些实施例中，端口290,292的第一端和第二端可包括倒圆角或圆角。这种圆角可以有助于阻尼流体DF通过端口，防止腔室内的湍流，并最终促进更有效的阻尼流体DF的流体动力学。

对于该实施例，当阻尼盘220在腔室210内(例如，在虚线所示的第一位置和图5中的实线所示的第二位置之间)摆动时，阻尼盘220基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动阻尼流体DF，用于阻尼轴202的弯曲振动。在该示例中，平行于旋转轴线AX的方向是轴向方向A。更具体地，当阻尼盘220如从图5的立体图观察的摆动到第一位置时，腔室210内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在腔室210的第一端282处通过或挤压通过挤压端口290,292。在第一端282处挤压通过挤压端口290,292的阻尼流体DF例如沿轴向方向A流向第一壁212。一些阻尼流体DF在阻尼盘220的第二面224和壳体208的第二壁214之间被压缩。此外，当阻尼盘220如从图5的立体图观察的摆动到第一位置时，腔室210内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在腔室210的第二端284处通过或挤压通过挤压端口290,292。在第二端284处挤压通过挤压端口290,292的阻尼流体DF例如沿轴向方向A流向第二壁214。一些阻尼流体DF在阻尼盘220的第一面222和壳体208的第一壁212之间被压缩。

类似地，当阻尼盘220如从图5的立体图观察的摆动到第二位置时，腔室210内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在腔室210的第一端282处通过或挤压通过挤压端口290,292。在第一端282处挤压通过挤压端口290,292的阻尼流体DF例如沿轴向方向A流向第二壁214。一些阻尼流体DF在阻尼盘220的第一面222和壳体208的第一壁212之间被压缩。另外，当阻尼盘220如从图5的立体图观察的摆动到第二位置时，腔室210内的阻尼流体DF基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动，从而导致一些阻尼流体DF在腔室210的第二端284处通过或挤压通过挤压端口290,292。在第二端284处挤压通过挤压端口290,292的阻尼流体DF例如沿轴向方向A流向第二壁214。一些阻尼流体DF在阻尼盘220的第二面224和壳体208的第二壁214之间被压缩。

因此，当阻尼盘220在腔室210内摆动时，来自轴202传递到轴承204且传递到阻尼盘220的弯曲振动的能量被阻尼流体DF吸收，该阻尼流体DF通过阻尼盘220基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动并挤压通过挤压端口290,292。因此，阻尼装置200抑制由轴202发出的弯曲振动。如图5中进一步所示，防旋转装置246可以限制由轴承204产生的切向摩擦力引起的阻尼盘220围绕旋转轴线AX的旋转运动。此外，虽然未示出，但是阻尼装置200可以包括图3中未示出的其他特征，例如径向支撑组件250。

图6提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性阻尼装置200的示意性横截面视图。图6的示例性阻尼装置200以与图3的阻尼装置类似的方式构造，因此，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。与图3的阻尼装置相比，图6的阻尼装置200的阻尼盘220不与轴承可操作地联接。而是，如图6所示，阻尼盘220可直接与轴202可操作地联接。

为了阻尼由轴202发出的弯曲振动，阻尼盘220在主腔室266内(例如，在虚线所示的第一位置和图6中的实线所示的第二位置之间)摆动。当这发生时，阻尼盘220例如以上面参考图3所述的方式，基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动阻尼流体DF。因此，阻尼装置200抑制轴202的弯曲振动。另外，对于该实施例，当阻尼盘220直接与轴202可操作地联接时，阻尼盘220与轴202一起绕旋转轴线AX旋转。当这发生时，阻尼盘220使阻尼流体DF围绕周向方向C移动，特别是在腔室210的主腔室266内移动。因此，当阻尼盘220(例如，绕第一轴A1和第二轴A2)摆动并围绕旋转轴线AX旋转时，从轴202传递到阻尼盘220的弯曲振动被阻尼流体DF吸收，该阻尼流体DF通过挤压端口270,272大致沿平行于旋转轴线AX的方向移动以及通过阻尼盘220沿着周向方向C移动。因此，阻尼装置200抑制由轴202发出的弯曲振动。此外，虽然图6中未示出，但是阻尼装置200可以包括未示出的其他特征，例如径向支撑组件250。

图7提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性阻尼装置200的示意性横截面视图。图7的示例性阻尼装置200以与图5的阻尼装置类似的方式构造，因此，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。与图5的阻尼装置相比，图7的阻尼装置200的阻尼盘220不与轴承可操作地联接。而是，如图7所示，阻尼盘220可直接与轴202可操作地联接。

为了阻尼由轴202发出的弯曲振动，阻尼盘220在主腔室210内(例如，在虚线所示的第一位置和图7中的实线所示的第二位置之间)摆动。当这发生时，阻尼盘220例如以上面参考图5所述的方式，基本上沿平行于旋转轴线AX的方向移动阻尼流体DF，并且阻尼流体DF被挤压通过挤压端口290,292。因此，阻尼装置200抑制轴202的弯曲振动。另外，对于该实施例，当阻尼盘220直接与轴202可操作地联接时，阻尼盘220与轴202一起绕旋转轴线AX旋转。当这发生时，阻尼盘220使阻尼流体DF围绕周向方向C移动。因此，当阻尼盘220在主腔室210内(例如，绕第一轴线A1和第二轴线A2)摆动并围绕旋转轴线AX旋转时，从轴202传递到阻尼盘220的弯曲振动被阻尼流体DF吸收，该阻尼流体DF通过挤压端口290,292基本上沿着平行于旋转轴线AX的方向移动且通过阻尼盘220沿着周向方向C移动。因此，阻尼装置200抑制由轴202发出的弯曲振动。此外，尽管未在图7中示出，但是阻尼装置200可以包括未示出的其他特征，例如径向支撑组件250。

图8提供了根据本公开示例性实施例的用于阻尼轴的弯曲振动的示例性方法(500)的流程图。方法(500)中的一些或全部可以由本文公开的燃气涡轮发动机100的各种部件实施。该方法还可以由其他涡轮机、驱动轴系统、轴系统等实现。例如，方法(500)可以应用于或结合有旋转飞行器的尾部旋翼驱动轴的阻尼弯曲振动。

在(502)处，方法(500)包括围绕旋转轴线旋转轴。例如，轴可以是图1的燃气涡轮发动机100的气体发生器轴160或动力轴170。轴可以以如上所述的方式(例如，通过涡轮从燃烧气体中提取能量并转而旋转与其联接的轴)，来绕旋转轴线被驱动。轴也可以以其他合适的方式，例如通过电驱动马达，来绕旋转轴线被驱动。

在(504)处，在一些情况下，当轴绕其旋转轴线被驱动时，轴可能以弯曲模式形状的形式经历不期望的振动。例如，当处于弯曲模式形状时，轴可以发出弯曲振动以及径向振动。

在(506)处，方法(500)包括经由阻尼装置阻尼轴的弯曲振动。在这样的实施方式中，阻尼装置包括壳体，壳体限定腔室，腔室被构造成接收阻尼流体。阻尼装置还包括阻尼盘，该阻尼盘与轴可操作地联接并且至少部分地收容在腔室内。此外，在这样的实施方式中，阻尼盘可在腔室内移动以移动阻尼流体，使得阻尼流体由于轴发出的弯曲振动而吸收能量。例如，阻尼盘可以沿基本平行于旋转轴线的方向移动阻尼流体，以阻尼轴的弯曲振动。如本文所用，与旋转轴线“基本平行”被认为在旋转轴线的45度(45°)内。

在(508)处，作为(506)处的阻尼的结果，由于振动能量传递到阻尼流体中，轴的弯曲振动减小。因此，阻尼装置抑制弯曲方向上的轴振动。

在一些实施方式中，如前所述，阻尼盘可以在摆动运动中在腔室内移动。也就是说，在一些实施方式中，阻尼盘被构造成在腔室内围绕第一轴线和第二轴线摆动，第一轴线由与旋转轴线正交的阻尼装置限定，第二轴线由与第一轴线和旋转轴线正交的阻尼装置限定。当阻尼盘摆动时，阻尼盘沿着基本平行于旋转轴线的方向在壳体的腔室内移动阻尼流体。阻尼流体沿着这种方向的运动可以使阻尼流体在阻尼盘和壳体的一个或多个壁之间被压缩或挤压，可以使阻尼流体挤压通过由腔室的分隔壁限定的一个或多个挤压端口，和/或可以使阻尼流体挤压通过由阻尼盘限定的一个或多个挤压端口。以这种方式，来自从轴传递到阻尼盘(直接地或通过轴承)的弯曲振动的能量可以被阻尼流体吸收，因此，可以抑制轴的弯曲振动。

在一些实施方式中，方法(500)还包括接收指示轴的振动的轴状态数据。例如，假设轴是燃气涡轮发动机100的气体发生器轴160或动力轴170中的一个，并且假设阻尼装置200是本文公开的示例性阻尼装置之一。在这样的实施方式中，传感器195,196中的一个或两个可以感测轴160,170中的一个或两个的轴状态数据，其指示轴160,170中的一个或两个的振动。轴状态数据可包括各种参数，例如轴速度、轴加速度、从其静止状态的轴位移等。多个传感器可以沿着轴的长度测量轴状态数据。轴状态数据可以由控制器198接收，例如，作为模拟或数字信号。

此外，在这样的实施方式中，方法(500)还可包括至少部分地基于轴状态数据确定轴的模式形状。例如，继续上述示例，在接收到轴状态数据时，控制器198可以确定轴的模式形状。例如，控制器198可包括一个或多个模态形状模型、公式、查找表等，其可用于基于所接收到的轴状态数据计算轴的模式形状。

此外，在这样的实施方式中，方法(500)可以包括至少部分地基于轴的模式形状来选择性地调节腔室内的阻尼流体流量和/或阻尼流体的压力。以这种方式，阻尼装置的阻尼响应是对轴的实际模式形状的响应。例如，在基于接收到的轴状态数据确定轴的模式形状时，可以调节腔室内的阻尼流体的体积，使得阻尼盘、阻尼流体和可能的其他阻尼部件可共同提供对轴的特定模式形状的最佳阻尼响应。作为一个示例，取决于对所确定的模式形状的阻尼响应，控制器198可以激活控制信号或将控制信号发送到阻尼装置200的控制部件，以选择性地调节腔室210内的阻尼流体的体积。取决于腔室210内的阻尼流体的体积，可以调节阻尼盘的摆动频率、阻尼盘的运动范围、阻尼流体通过挤压端口的加速度等，以使得最佳阻尼响应得以实现。

这里讨论的技术参考基于计算机的系统和由基于计算机的系统执行的以及发送到基于计算机的系统和来自基于计算机的系统的信息。应当理解，基于计算机的系统的固有灵活性允许在部件之间和部件之中的各种可能的任务与功能的构造、组合和划分。例如，这里讨论的处理可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实现。数据库、内存、指令和应用程序可以在单个系统上实现，或者可以跨多个系统分布。分布式部件可以顺序或并行操作。

尽管各种实施例的具体特征可能在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，可以结合任何其他附图的任何特征来参考和/或要求保护附图的任何特征。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种涡轮机，包括：轴，所述轴能够围绕旋转轴线旋转；支撑结构；和阻尼装置，所述阻尼装置位于所述支撑结构和所述轴之间，所述阻尼装置包括：轴承，所述轴承与所述轴可操作地联接；壳体，所述壳体限定腔室，所述腔室被构造成接收阻尼流体；和阻尼盘，所述阻尼盘与所述轴承可操作地联接并且至少部分地收容在所述腔室内，其中所述阻尼盘能够在所述腔室内移动以移动所述阻尼流体，使得所述阻尼流体吸收由所述轴发出的弯曲振动。

2.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘基本上沿着平行于所述旋转轴线的方向移动所述阻尼流体，以阻尼所述轴的弯曲振动。

3.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘被构造成在所述腔室内摆动。

4.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘被构造成在所述腔室内围绕与所述旋转轴线正交的第一轴线和与所述第一轴线和所述旋转轴线正交的第二轴线摆动。

5.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼装置进一步包括：防旋转装置，所述防旋转装置将所述阻尼盘与所述壳体和所述支撑结构中的至少一个可操作地联接，其中所述防旋转装置被构造成限制所述阻尼盘在所述腔室内的运动范围。

6.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘被构造成在所述腔室内摆动，并且其中，所述防旋转装置被构造成限制所述阻尼盘绕着所述旋转轴线的运动范围。

7.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼装置进一步包括：径向支撑组件，所述径向支撑组件被构造成限制所述轴的径向偏转。

8.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼装置进一步包括：径向阻尼组件，所述径向阻尼组件用于阻尼所述轴的径向振动。

9.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述涡轮机限定与所述旋转轴线正交且从所述旋转轴线延伸的径向方向，并且其中所述阻尼盘具有限定在第一面和与所述第一面相对的第二面之间的厚度，并且其中所述阻尼盘包括毂部分，所述毂部分限定通孔，所述轴延伸穿过所述通孔，并且所述轴承设置在所述通孔中，并且其中所述阻尼盘沿着所述径向方向从所述毂部分向外延伸到外周，并且其中所述阻尼盘的所述厚度从所述毂部分到所述外周逐渐变化。

10.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘具有第一面和与所述第一面相对的第二面，并且其中所述壳体在第一壁和与所述第一壁相对的第二壁之间延伸，并且其中所述壳体包括第一分隔壁和第二分隔壁，所述第一分隔壁位于所述第一壁和所述阻尼盘的所述第一面之间，所述第二分隔壁位于所述第二壁和所述阻尼盘的所述第二面之间，其中第一腔室限定在所述第一壁和所述第一分隔壁之间，主腔室限定在所述第一分隔壁和所述第二分隔壁之间，第二腔室限定在所述第二分隔壁和所述第二壁之间，并且其中所述第一腔室与所述主腔室流体连通，并且所述第二腔室与所述主腔室流体连通。

11.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述第一分隔壁限定围绕所述旋转轴线彼此周向间隔开的多个挤压端口，并且所述第二分隔壁限定围绕所述旋转轴线彼此周向间隔开的多个挤压端口，其中，由所述第一分隔壁限定的所述多个挤压端口提供所述第一腔室和所述主腔室之间的流体连通，并且由所述第二分隔壁限定的所述多个挤压端口提供所述第二腔室和所述主腔室之间的流体连通。

12.根据任何在前条项的涡轮机，其中由所述第一分隔壁限定的所述多个挤压端口中的至少一个挤压端口或由所述第二分隔壁限定的所述多个挤压端口中的至少一个挤压端口被限定为文丘里喷嘴。

13.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘限定多个挤压端口。

14.根据任何在前条项的涡轮机，其中所述阻尼盘限定多个外部挤压端口，所述多个外部挤压端口围绕所述旋转轴线彼此周向间隔开，并且其中所述阻尼盘限定多个内部挤压端口，所述多个内部挤压端口围绕所述旋转轴线彼此周向间隔开，并设置在所述多个外部挤压端口的径向内侧。

15.一种用于阻尼轴的弯曲振动的方法，所述方法包括：使所述轴绕着旋转轴线旋转；和经由阻尼装置阻尼所述轴的弯曲振动，其中所述阻尼装置包括壳体和阻尼盘，所述壳体限定被构造成接收阻尼流体的腔室，所述阻尼盘与所述轴可操作地联接并且至少部分地收容在所述腔室内，其中所述阻尼盘能够在所述腔室内移动以移动所述阻尼流体，使得所述阻尼流体吸收由于所述轴发出的弯曲振动而产生的能量。

16.根据任何在前条项的方法，进一步包括：接收表示所述轴的振动的轴状态数据；至少部分地基于所述轴状态数据确定所述轴的模式形状；和至少部分地基于所述轴的模式形状，选择性地调节所述腔室内的阻尼流体流量和所述阻尼流体的压力中的至少一个。

17.一种用于阻尼能够绕着旋转轴线旋转的轴的弯曲振动的阻尼装置，所述阻尼装置与支撑结构联接，所述阻尼装置包括：壳体，所述壳体限定腔室，所述腔室被构造成接收阻尼流体；和阻尼盘，所述阻尼盘与所述轴可操作地联接并至少部分地收容在所述腔室内，其中所述阻尼盘被构造成在所述腔室内摆动，以沿着基本平行于所述旋转轴线的方向移动所述阻尼流体，以阻尼所述轴的弯曲振动。

18.根据任何在前条项的阻尼装置，其中所述轴是旋转飞行器的尾部旋翼驱动轴。

19.根据任何在前条项的阻尼装置，轴承位于所述阻尼盘和所述轴之间，并可操作地联接所述阻尼盘和所述轴。

20.根据任何在前条项的阻尼装置，其中所述壳体包括入口端口和出口端口，所述阻尼流体通过所述入口端口进入所述腔室，所述阻尼流体通过所述出口端口离开所述腔室，并且其中所述腔室与循环系统流体连通，当所述轴围绕所述旋转轴线旋转时，所述循环系统被构造成用于使所述阻尼流体循环通过所述入口端口进入所述腔室并通过出口流出所述腔室。