用于涡轮发动机的活塞环组件技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机，或更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的燃烧
器组件。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡
轮发动机的核心大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在
操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空
气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合且燃烧以提供燃烧气体。燃
烧气体从燃烧区段传送至涡轮区段。穿过涡轮区段的燃料气体的流驱动涡轮区段，且然后
传送穿过排气区段，例如，至大气。
更普遍的是，诸如陶瓷基质复合物(CMC)材料的非传统高温材料用作燃气涡轮发
动机内的结构构件。例如，给定CMC材料能够经得起相对极端的温度，则特别关注的是利用
CMC材料替换燃气涡轮发动机的燃烧区段内的构件。更具体而言，燃气涡轮发动机的内衬套
和外衬套更常见地由CMC材料形成。
然而，某些燃气涡轮发动机具有适应结合到其中的CMC材料的某些机械性质的问
题。例如，CMC材料具有不同于传统金属材料的热膨胀系数。因此，形成外衬套的后端与外壳
之间以及内衬套的后端与内支撑部件之间的密封可能很困难。
某些燃气涡轮发动机包括围绕内衬套和外衬套的后端的活塞环，活塞环通过附接
至外壳或内支撑部件的一个或多个活塞环支架保持就位。活塞环可与内衬套和外衬套的后
端形成密封。然而，至少部分地由于活塞环支架安装到其上的金属构件与CMC衬套之间的不
同热膨胀系数，可能难以保持与内衬套和外衬套的前端的期望密封。
因此，能够适应其附接的金属构件与CMC衬套之间的不同热膨胀系数的燃气涡轮
发动机的活塞环组件将是有用的。更具体而言，能够适应其附接的金属构件与CMC衬套之间
的不同热膨胀系数的具有延长的使用寿命的用于燃气涡轮发动机的活塞环组件是特别有
益的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从该描述中清楚，或可通
过实施本发明学习到。
在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了一种限定轴向方向的燃气涡轮发动
机。该燃气涡轮发动机包括燃烧区段，其包括大体上沿轴向方向在前端与后端之间延伸的
衬套。衬套至少部分地限定燃烧室。燃气涡轮发动机还包括定位在燃烧区段的至少一部分
中或周围的结构部件，以及包括第一端和第二端的活塞环支架。活塞环支架在第一端处附
接至结构部件，且定位成在第二端处邻近衬套的后端。活塞环支架还包括由具有第一热膨
胀系数αH1的第一材料形成的第一部分，以及由具有第二热膨胀系数αH2的第二材料形成的
第二部分。第一热膨胀系数αH1不同于第二热膨胀系数αH2。
在本公开内容的另一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的活塞
环组件，其包括定位在燃烧区段的至少一部分中或周围的结构部件。燃烧区段具有在前端
与后端之间延伸的衬套。活塞环组件包括构造成围绕衬套的后端延伸的活塞环，以及活塞
环支架，其包括用于在第一端处附接至燃气涡轮发动机的结构部件的凸缘和用于在第二端
处接纳活塞环的槽口。活塞环支架还包括由具有第一热膨胀系数αH1的第一材料形成的第一
部分，以及由具有第二热膨胀系数αH2的第二材料形成的第二部分。第一热膨胀系数αH1不同
于第二热膨胀系数αH2。
在本公开内容的还有另一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的
活塞环组件，其包括定位在燃烧区段的至少一部分中或周围的结构部件。燃烧区段具有在
前端与后端之间延伸的衬套。活塞环组件包括活塞环支架，其包括用于在第一端处附接至
燃气涡轮发动机的结构部件的凸缘，以及第二端处的槽口。活塞环组件还包括构造成围绕
衬套的后端延伸的活塞环。活塞环接纳在活塞环支架的槽口中，且包括具有第一热膨胀系
数αPR1的第一材料和具有第二热膨胀系数αPR2的第二材料。第一热膨胀系数αPR1不同于第二
热膨胀系数αPR2。
技术方案1. 一种限定轴向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：
燃烧区段，其包括大体上沿所述轴向方向在前端与后端之间延伸的衬套，所述衬套至
少部分地限定燃烧室；
定位在所述燃烧区段的至少一部分中或周围的结构部件；以及
包括第一端和第二端的活塞环支架，所述活塞环支架在所述第一端处附接到所述结构
部件且定位得在所述第二端处邻近所述衬套的后端，所述活塞环支架还包括由具有第一热
膨胀系数αH1的第一材料组成的第一部分，以及由具有第二热膨胀系数αH2的第二材料组成
的第二部分，所述第一热膨胀系数αH1不同于所述第二热膨胀系数αH2。
技术方案2. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第一热膨胀系数
αH1大于所述第二热膨胀系数αH2。
技术方案3. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，在1000华氏度和1600
华氏度的温度范围中，所述第一热膨胀系数αH1比所述第二热膨胀系数αH2大至少大约百分
之十。
技术方案4. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环支架还包
括所述第二端处的槽口，且其中所述燃气涡轮发动机还包括：
定位在所述活塞环支架的槽口中的活塞环，其构造成接触所述衬套的后端。
技术方案5. 根据技术方案4所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环为双金属
活塞环，其由具有第一热膨胀系数αPR1的第一材料以及具有第二热膨胀系数αPR2的第二材料
组成，所述第一热膨胀系数αPR1不同于所述第二热膨胀系数αPR2。
技术方案6. 根据技术方案5所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环为外活塞
环，其中所述活塞环的第二材料定位得比所述活塞环的第一材料更接近所述燃烧区段的衬
套，且其中所述活塞环的第二材料的第二热膨胀系数αPR2比所述活塞环的第一材料的第一
热膨胀系数αPR1小至少大约百分之十。
技术方案7. 根据技术方案5所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环为内活塞
环，其中所述活塞环的第二材料定位得比所述活塞环的第一材料更接近所述燃烧区段的衬
套，且其中所述活塞环的第二材料的第二热膨胀系数αPR2比所述活塞环的第一材料的第一
热膨胀系数αPR1小至少大约百分之十。
技术方案8. 根据技术方案4所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环限定接触
所述衬套的后端的接触表面，且其中所述活塞环还限定所述接触表面的后端处的倒角。
技术方案9. 根据技术方案4所述的燃气涡轮发动机，其中，所述燃气涡轮发动机
还包括：
定位在所述活塞环支架的槽口中的弹簧元件，其构造成朝所述衬套的后端压制所述活
塞环。
技术方案10. 根据技术方案9所述的燃气涡轮发动机，其中，所述弹簧元件包括一
个或多个螺旋弹簧。
技术方案11. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述活塞环支架包括
附接至所述结构部件的定位在所述第一端处的凸缘、定位在所述第二端处的槽口，以及从
所述凸缘延伸至所述槽口的臂，其中所述活塞环支架的第一部分包括所述凸缘和所述臂的
至少一部分，且其中所述活塞环支架的第二部分包括所述槽口和所述臂的至少一部分。
技术方案12. 根据技术方案1所述的燃气涡轮发动机，其中，所述结构部件为燃烧
器壳或内环形支撑部件中的一者。
技术方案13. 一种用于燃气涡轮发动机的活塞环组件，其包括定位在燃烧区段的
至少一部分中或周围的结构部件，所述燃烧区段具有在前端与后端之间延伸的衬套，所述
活塞环组件包括：
构造成围绕所述衬套的后端延伸的活塞环；以及
活塞环支架，其包括用于在第一端处附接至所述燃气涡轮发动机的结构部件的凸缘，
以及用于在第二端处接纳所述活塞环的槽口，所述活塞环支架还包括由具有第一热膨胀系
数αH1的第一材料组成的第一部分，以及由具有第二热膨胀系数αH2的第二材料组成的第二
部分，所述第一热膨胀系数αH1不同于所述第二热膨胀系数αH2。
技术方案14. 根据技术方案13所述的活塞环组件，其中，所述第一热膨胀系数αH1
大于所述第二热膨胀系数αH2。
技术方案15. 根据技术方案13所述的活塞环组件，其中，所述活塞环为双金属活
塞环，其由具有第一热膨胀系数αPR1的第一材料和具有第二热膨胀系数αPR2的第二材料组
成，所述第一热膨胀系数αPR1不同于所述第二热膨胀系数αPR2。
技术方案16.根据技术方案15所述的活塞环组件，其中，所述活塞环的第二材料构
造成定位得比所述活塞环的第一材料更接近所述燃烧区段的衬套，且其中所述活塞环的第
一材料的第一热膨胀系数αPR1高于所述活塞环的第二材料的第二热膨胀系数αPR2。
技术方案17. 根据技术方案13所述的活塞环组件，其中，所述活塞环组件还包括：
定位在所述活塞环支架的槽口中的弹簧元件，其构造成朝所述衬套的后端压制所述活
塞环。
技术方案18. 根据技术方案13所述的活塞环组件，其中，所述活塞环支架还包括
从定位在所述第一端的所述凸缘延伸至定位在所述第二端处的所述槽口的臂，其中所述活
塞环支架的第一部分包括所述凸缘和所述臂的至少一部分，且其中所述活塞环支架的第二
部分包括所述槽口和所述臂的至少一部分。
技术方案19. 一种用于燃气涡轮发动机的活塞环组件，其包括定位在燃烧区段的
至少一部分中或周围的结构部件，所述燃烧区段具有在前端与后端之间延伸的衬套，所述
活塞环组件包括：
活塞环支架，其包括用于在第一端处附接至所述燃气涡轮发动机的结构部件的凸缘，
以及第二端处的槽口；以及
活塞环，其构造成围绕所述衬套的后端延伸且接纳在所述活塞环支架的槽口中，所述
活塞环包括具有第一热膨胀系数αPR1的第一材料，以及具有第二热膨胀系数αPR2的第二材
料，所述第一热膨胀系数αPR1不同于所述第二热膨胀系数αPR2。
技术方案20. 根据技术方案19所述的活塞环组件，其中，所述活塞环的第二材料
构造成定位得比所述活塞环的第一材料更接近所述燃烧区段的衬套，且其中所述活塞环的
第一材料的第一热膨胀系数αPR1高于所述活塞环的第二材料的第二热膨胀系数αPR2。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好
理解。结合到说明书中且构成此说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描
述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
包括针对本领域的普通技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内
容在参照附图的说明书中阐述，在附图中：
图1为根据本主题的各种实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意性截面视图。
图2为根据本公开内容的示例性实施例的燃烧器组件的示意性截面视图。
图3为根据本公开内容的示例性实施例的连同活塞环组件的图2的示例性燃烧器
组件的外衬套的后端的局部放大截面视图。
图4为根据本公开内容的示例性实施例的活塞环的侧视图。
图5为图4的示例性活塞环的顶视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的提出实施例，其一个或多个示例在附图中示出。该详细
描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图和描述中相似或类似的标记用于表
示本发明的相似或类似的部分。如本文使用的用语"第一"、"第二"和"第三"可互换使用，以
将一个构件与另一个区分开，且不意在表示独立构件的位置或重要性。用语"上游"和"下
游"是指相对于流体通路中的流体流的相对方向。例如，"上游"是指流体自其流动的方向，
且"下游"指示流体流至的方向。
现在参看附图，其中相同的数字表示贯穿附图的相同元件，图1为根据本公开内容
的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例，燃
气涡轮发动机为本文称为"涡扇发动机10"的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1中所示，涡扇
发动机10限定轴向方向A(平行于为了参照提供的纵向中心线12延伸)和径向方向R。大体
上，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
绘出的示例性核心涡轮发动机16大体上包括大致管状的外壳18，其限定环形入口
20。外壳18包围成串流关系的：包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压
缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气
喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或转
轴36将LP涡轮30传动地连接到LP压缩机22。
对于绘出的实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联
接到盘42的多个风扇叶片40。如绘出的那样，风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向R向外延
伸。各个风扇叶片40可通过风扇叶片40相对于盘42围绕桨距轴线P旋转，风扇叶片40可操作
地联接到适合的促动部件44，促动部件44构造成共同一致地改变风扇叶片40的桨距。风扇
叶片40、盘42和促动部件44可通过跨过动力齿轮箱46的LP轴36围绕纵轴线12一起旋转。动
力齿轮箱46包括多个齿轮，其用于使LP轴36的转速逐步降低至更有效的旋转风扇速度。
仍参看图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前毂48覆盖，其为空气动力轮廓，以
促进空气流穿过多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其
沿周向包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。将认识到的是，机舱50可构造成
通过多个沿周向间隔开的出口导向导叶52相对于核心涡轮发动机16支撑。此外，机舱50的
下游区段54可越过核心涡轮发动机16的外部延伸，以便限定其间的旁通空气流通路56。
在涡扇发动机10的操作期间，大量空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关联
的入口60进入涡扇10。当大量空气58横穿风扇叶片40时，如由箭头62指出的空气58的第一
部分引导或传送到旁通空气流通路56中，且如由箭头64指出的空气58的第二部分引导或传
送到LP压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为旁通比。
空气的第二部分64的压力然后在其传送穿过高压(HP)压缩机24且进入燃烧区段26中时增
大，在该处其与燃料混合且燃烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66传送穿过HP涡轮28，在该处，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部
分经由联接到外壳18的HP涡轮定子导叶68和联接到HP轴或转轴34的HP涡轮转子叶片70的
连续级获得，因此引起HP轴或转轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66然后传
送穿过LP涡轮30，在该处，热能和动能的第二部分经由联接到外壳18的LP涡轮定子导叶72
和联接到LP轴或转轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级从燃烧气体66获得，因此引起LP轴或
转轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体66随后传送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推力。
同时，空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76
排出之前传送穿过旁通空气流通路56时显著增大，也提供推力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气
排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体通路78，以用于将燃烧气体66传送穿过核心涡轮发
动机16。
然而，应当认识到的是，图1中绘出的示例性风扇发动机10仅作为示例，且在其它
示例性实施例中，涡扇发动机10可具有任何其它适合的构造。
现在参看图2，提供了根据本公开内容的示例性实施例的燃烧器组件100的局部放
大截面视图。例如，图2的燃烧器组件100可定位在图1的示例性涡扇发动机10的燃烧区段26
中。
如图所示，燃烧器组件100大体上包括大体上沿轴向方向A在后端104与前端106之
间延伸的内衬套102，以及也大体上沿轴向方向A在后端110与前端112之间延伸的外衬套
108。内衬套102和外衬套108一起至少部分地在其间限定燃烧室114。内衬套102和外衬套
108分别附接到环形罩。更具体而言，燃烧器组件100包括附接到内衬套102的前端106的内
环形罩116，以及附接到外衬套108的前端112的外环形罩118。内环形罩116和外环形罩118
分别限定环形槽口122，其分别用于接纳内衬套102的前端106和外衬套108的前端112。
燃烧器组件100还包括在外罩118内沿周向方向间隔开的多个燃料空气混合器
124。更具体而言，多个燃料空气混合器124沿径向方向R设置在外罩118与内罩116之间。来
自涡扇发动机10的压缩机区段的压缩空气流入或流过燃料空气混合器124，在该处压缩空
气与燃料混合且点燃以在燃烧室114内产生燃烧气体66。内罩116和外罩118构造成有助于
提供从压缩机区段进入或穿过燃料空气混合器124的此压缩空气流。例如，外罩118包括前
端128处的外帽126，且内罩116类似地包括前端132处的内帽130。外帽126和内帽130可有助
于引导从压缩机区段26进入或穿过一个或多个燃料空气混合器124的压缩空气流。
此外，内罩116和外罩118分别包括附接部分，其构造成有助于将燃烧器组件100安
装在涡扇发动机10内。例如，外罩118包括构造成安装至外燃烧器壳136的附接延伸部134，
且内罩116包括构造成附接至涡扇发动机10内的环形支撑部件140的类似的附接延伸部
138。在某些示例性实施例中，内罩116可整体地形成为单个环形构件，且类似地，外罩118也
可整体地形成为单个环形构件。然而，应当认识到的是，在其它示例性实施例中，内罩116
和/或外罩118可作为备选由以任何适合的方式接合的一个或多个构件形成。例如，关于外
罩118，在某些示例性实施例中，外帽126可与外罩118分开形成，且例如使用焊接工艺附接
到外罩118的前端128。类似地，附接延伸部134也可与外罩118分开形成，且例如使用焊接工
艺附接到外罩118的前端128。此外或作为备选，内罩116可具有类似的构造。
仍参看图2，示例性燃烧器组件100还包括隔热屏142，其围绕绘出的燃料空气混合
器124定位。对于绘出的实施例，示例性隔热屏142附接到外罩118和内罩116且在它们之间
延伸。隔热屏142构造成保护涡扇发动机10的某些构件免受燃烧室114的相对极端的温度。
对于绘出的实施例，内衬套102和外衬套108分别由陶瓷基质复合物(CMC)材料形
成，其为具有高温能力和低延性的非金属材料。用于此衬套102、108的示例性CMC材料可包
括碳化硅、硅、二氧化硅或氧化铝基质材料，以及它们的组合。陶瓷纤维可嵌入基质内，诸如
包括如蓝宝石或碳化硅(例如，Textron的SCS-6)的单丝的氧化稳定增强纤维，以及包括碳
化硅(例如，Nippon Carbon的NICALON®、Ube Industries的TYRANNO®和Dow Corning的
SYLRAMIC®)、硅酸铝(例如，Nextel的440和480)，以及短切晶须和纤维(例如，Nextel的440
和SAFFIL®)，以及可选的陶瓷颗粒(例如，Si、Al、Zr、Y的氧化物和它们的组合)，以及无机
填料(例如，叶腊石、钙硅石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱土)的粗纱和纱。CMC材料可在大约
1000到1200℉的温度下具有大约1.3×10−6 in/in/℉(英寸/英寸/℉)到大约3.5×10−6
in/in/℉的范围中的热膨胀系数。
相比之下，内罩116、外罩118和各种其它结构或非结构构件可由金属形成，诸如镍
基超级合金(在大约1000到1200℉的温度下具有大约8.3-8.5×10−6 in/in/℉的热膨胀系
数)或钴基超级合金(在大约1000到1200℉的温度下具有大约7.8-8.1×10−6 in/in/℉的热
膨胀系数)。因此，内衬套102和外衬套108可能够更好地处理存在于燃烧室114中的极端温
度环境。然而，将内衬套102和外衬套108附接到内环形罩116和外环形罩118可由于构件的
不同机械性质而提出问题。因此，多个特别设计的安装组件144用于将外衬套108的前端112
附接到外环形罩118，且将内衬套102的前端106附接到内罩116。安装组件144构造成适应内
罩116和外罩118与内衬套102和外衬套108之间沿径向方向R的相对热膨胀。
此外，密封内衬套102和外衬套108的后端104、110也分别提出问题。因此，在内衬
套102的后端104处和在外衬套108的后端110处，燃烧器组件100分别包括内活塞环组件146
和外活塞环组件148。内活塞环组件146大体上包括内活塞环支架150和内活塞环152，内活
塞环支架150在第一端154与第二端156之间延伸。内活塞环支架150包括定位在第一端154
处的凸缘158、定位在第二端156处的槽口160，以及从凸缘158延伸至槽口160的臂162。凸缘
158构造成用于附接到定位在燃烧区段的至少一部分中或周围的结构部件，其在绘出的示
例性实施例中为内环形支撑部件140。槽口160构造成用于接纳内活塞环152，其围绕内衬套
102的后端104延伸且接触其，以与内衬套102的后端104形成密封。
类似地，外活塞环组件148大体上包括外活塞环支架166和外活塞环168，外活塞环
支架166在第一端170与第二端172之间延伸。外活塞环支架166包括定位在第一端170处的
凸缘174、定位在第二端172处的槽口176，以及从凸缘174延伸至槽口176的臂178。外活塞环
支架166的凸缘174类似地构造，以用于附接到定位在燃烧区段的至少一部分中或周围的结
构部件，其对于绘出的示例性实施例为燃烧器壳136。更具体而言，对于绘出的实施例，外活
塞环支架166的凸缘174附接在燃烧器壳136与涡轮壳182之间。槽口176构造成用于接纳外
活塞环168，其围绕外衬套108的后端110延伸且接触其，以与外衬套108的后端110形成密
封。
仍参看图2，内活塞环组件146构造成形成燃烧室114与限定在内衬套102与内环形
支撑部件140之间的高压贯通部184之间的密封。类似地，外活塞环组件148构造成形成燃烧
室144与限定在外衬套108与燃烧器壳136之间的高压气室186之间的密封。此外，内活塞环
组件146和外活塞环组件148分别提供用于内衬套102和外衬套108的缓冲，且可适应内衬套
102和外衬套108的大体上沿轴向方向A以及大体上沿径向方向R的膨胀。此外，如下文将参
照图3更详细论述的那样，内活塞环支架150和外活塞环支架166分别构造为双金属部件，其
由构造成分别减小内衬套102与内活塞环支架150的第二端156或外衬套108与外活塞环支
架166的第二端172之间的相对热膨胀量的材料形成。
现在参看图3，绘出了外活塞环组件148的局部放大截面视图。如之前所述，外活塞
环组件148大体上包括外活塞环支架166和外活塞环168，其中外活塞环支架166包括第一端
170和第二端172。定位在外活塞环支架166的第一端170处的外活塞环支架166的凸缘174附
接至结构部件。更具体而言，外活塞环支架166的凸缘174附接至燃烧器壳136和涡轮壳182。
定位在外活塞环支架166的第二端172处的槽口176定位得邻近外衬套108的后端110，且包
括接纳在其中的外活塞环168。此外，外活塞环支架166的臂178从凸缘174延伸至槽口176。
此外，外活塞环支架166为双金属部件，其包括由具有第一热膨胀系数αH1的第一材
料形成的第一部分188，以及由具有第二热膨胀系数αH2的第二材料形成的第二部分190。第
一材料的第一热膨胀系数αH1不同于第二材料的第二热膨胀系数αH2。更具体而言，对于绘出
的实施例，第一材料的第一热膨胀系数αH1大于第二材料的第二热膨胀系数αH2。
作为示例，在某些示例性实施例中，在1000华氏度和1600华氏度的温度范围中，第
一热膨胀系数αH1可比第二热膨胀系数αH2大至少大约百分之十。然而，作为备选，在其它实
施例中，在1000华氏度和1600华氏度的温度范围中，第一热膨胀系数αH1可比第二热膨胀系
数αH2大至少大约百分之十二，或比第二热膨胀系数αH2大至少大约百分之十五。在1000到
1600华氏度的温度范围中，热膨胀系数的这些百分比差异可落入6x10-6英寸每英寸每华氏
度(in/in/℉)到1x10-5 in/in/℉的范围内。
还作为示例，在至少某些示例性实施例中，第一热膨胀系数αH1可在1000到1600华
氏度的温度范围中大于或等于大约8x10-6英寸每英寸每华氏度(in/in/℉)，且第二热膨胀
系数αH2可在1000到1600华氏度的温度范围中小于或等于7.5x10-6 in/in/℉。应当认识到
的是，如本文使用的近似的用语诸如"大约"或"大致"是指在百分之十的误差裕度内。
特别地，对于绘出的实施例，外活塞环支架166的第一部分188(由第一材料组成)
包括凸缘174和外活塞环支架166的臂178的至少一部分。相比之下，外活塞环支架166的第
二部分190(由第二材料组成)包括槽口176和外活塞支架166的臂178的至少一部分。更具体
而言，对于绘出的实施例，臂178的至少大约百分之九十(90%)由第一材料形成且包括在第
一部分188内。然而，在其它示例性实施例中，臂178的至少大约百分之八十(80%)可由第一
材料形成且包括在第一部分188内，或臂178的至少大约百分之七十(70%)可由第一材料形
成且包括在第一部分188内，或臂178的至少大约百分之六十(60%)可由第一材料形成且包
括在第一部分188内。然而，应当认识到的是，以上构造可仅通过举例来提供，且在其它实施
例中，外活塞环支架166可具有任何其它适合的构造。
仍参看图3，外活塞环168定位在外活塞环支架166的槽口176中，且构造成接触外
衬套108的后端110。此外，弹簧元件定位在活塞支架166的槽口176中，其构造成朝衬套108
的后端110压制外活塞环168。弹簧元件可为单个弹簧，或作为备选，诸如在绘出的实施例
中，弹簧元件可包括一对弹簧。具体而言，绘出的实施例包括双螺旋弹簧(也称为波状弹簧)
192，其压制在外活塞环支架166的槽口176与外活塞环168之间。然而，在其它实施例中，可
提供任何其它适合的弹簧元件，可提供任何其它适合数目的弹簧，或作为备选，可不包括弹
簧元件。
现在还将参照图4，提供了图3中的示例性外活塞环168的侧视图。如图所示，示例
性外活塞环168构造为双金属活塞环。更具体而言，示例性外活塞环168由具有第一热膨胀
系数αPR1的第一材料194和具有第二热膨胀系数αPR2的第二材料196形成。外活塞环168的第
一材料194的第一热膨胀系数αPR1不同于外活塞环168的第二材料196的第二热膨胀系数
αPR2。更具体而言，对于绘出的示例性实施例，外活塞环168的第一材料194的第一热膨胀系
数αPR1高于外活塞环168的第二材料196的第二热膨胀系数αPR2。此外，外活塞环168的第二材
料196大体上定位得更接近外衬套108的后端110和外活塞环168的第一材料194。因此，外活
塞环168或更具体而言外活塞环168的第二材料196限定了接触外衬套108的后端110的接触
表面198。
作为示例，在某些示例性实施例中，在1000华氏度和1600华氏度的温度范围中，第
二材料196的第二热膨胀系数αPR2可比第一材料194的第一热膨胀系数αPR1小至少大约百分
之十。然而，作为备选，在其它实施例中，在1000华氏度和1600华氏度的温度范围中，第二材
料196的第二热膨胀系数αPR2可比第一材料194的第一热膨胀系数αPR1小至少大约百分之十
二，或比第一材料194的第一热膨胀系数αPR1小至少大约百分之十五。在1000到1600华氏度
的温度范围中，热膨胀系数的这些百分比差异可落入6x10-6英寸每英寸每华氏度(in/in/
℉)和1x10-5 in/in/℉的范围内。
还作为示例，在至少某些示例性实施例中，外活塞环168的第一材料194的第一热
膨胀系数αPR1可在1000到1600华氏度的温度范围中大于或等于大约8x10-6英寸每英寸每华
氏度(in/in/℉)，且外活塞环168的第二材料196的第二热膨胀系数αPR2可在1000到1600华
氏度的温度范围中小于或等于大约7.5x10-6 in/in/℉。
外活塞环168还限定接触表面198的后端处的倒角200(图3)。倒角200可在操作期
间有助于将压力再分配到密封件上。此外，此构造可在外衬套108相对于燃气涡轮发动机的
金属结构构件(例如，燃烧器壳136和涡轮壳182)膨胀或收缩时允许接触表面198与外衬套
108的后端110之间较平稳的相互作用。
现在还参看图5，提供了示例性外活塞环168的顶视图。如图所示，示例性外活塞环
168额外地包括膨胀区域202，其中外活塞环168的第一端204和第二端206重叠。膨胀区域
202允许外活塞环168的直径增大或减小，例如，用于外活塞环168围绕外衬套108的后端110
的安装，以及适应外衬套108的热膨胀。
具有此构造的外活塞环组件148可减少双螺旋弹簧192的压缩损失(其可另外由于
由CMC材料形成的外衬套108和由金属材料形成的多个构件的热膨胀系数之间的失配发
生)。例如，在此构造的情况下，外活塞环组件148的外活塞环支架166的臂178可构造成以一
种方式膨胀，使得外活塞环支架166的第二端172在涡扇发动机10的操作期间保持邻近外衬
套108的后端110。此外，在此构造的情况下，外活塞环组件148的示例性外活塞环168可构造
为"自上紧的"。更具体而言，在外活塞环168加热时，外活塞环168的第一材料194相对于外
活塞环168的第二材料196的较大膨胀相对于外衬套108的后端110压制接触表面。
应当认识到的是，尽管未更详细绘出，但图2中绘出的内活塞环组件146可以以与
外活塞环组件148大致相同的方式构造。例如，如上文简要论述的那样，内活塞环组件146的
内活塞环支架150可构造为双金属活塞环支架，其包括由第一材料形成的第一部分和第二
材料形成的第二部分。如同外活塞环支架166，内活塞环支架150的第一材料可具有比第二
材料的热膨胀系数大的热膨胀系数。此外，内活塞环152还可构造为双金属活塞环。例如，内
活塞环152可包括具有高于内活塞环152的第二材料的热膨胀系数的第一材料，其中第二材
料定位得更接近内衬套102。此外，内活塞环152可具有本文中未描述的额外相似之处。
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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包含的方法。本发明可申请
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