电动马达/发电机动力传递单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及动力传递单元和备用动力系统。这样的动力传递单元和备用动力系统 通常在飞行器中使用。
【背景技术】
[0002] 政府监管机构和飞行器上的高水平安全性通常决定了具有冗余电气和液压动力 系统。这些冗余动力系统通常增加了飞行器的重量，这降低了飞行器的性能。
[0003] 冗余动力系统通常在多种模式下运行以克服飞行器的一个或多个部件中的故障， 因为需要没有任何一个故障或可能的组合故障是灾难性的，例如失去全部的飞行控制。冗 余液压动力系统通常包括相互隔离的单独的液压回路以阻止故障回路中的污染物污染其 它回路。冗余动力系统也可用于飞行器的地面操作和测试。电传操纵或光传操纵的飞行器 可具有附加的冗余要求，因为它们可能在飞行器的飞行员控制输入端和飞行控制表面之间 没有直接的机械连接。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个方面涉及一种包括差动齿轮组、第一泵/马达、第二泵/马达、电动 马达/发电机、第一液压回路和第二液压回路的动力传递单元。差动齿轮组包括第一输入/ 输出构件、第二输入/输出构件和第三输入/输出构件。第一泵/马达联接到所述第一输 入/输出构件。第二泵/马达联接到所述第二输入/输出构件。电动马达/发电机联接到 所述第三输入/输出构件。第一液压回路液压地联接到所述第一泵/马达。第二液压回路 液压地联接到所述第二泵/马达并与所述第一液压回路液压分离。
[0005] 在某些实施例中，动力传递单元还包括适于使所述第三输入/输出构件停止转动 的锁定件。该锁定件可以是制动器。当所述锁定件停止所述第三输入/输出构件的转动 时，动力传递单元的在所述第一液压回路和所述第二液压回路之间传递动力的动力传递模 式被激活。动力传递单元还可包括与第一液压回路流体地连接并适于关闭所述第一泵/马 达的第一阀。当所述第一阀关闭所述第一泵/马达时，所述第一阀可以液压地锁定所述第 一泵/马达。所述第一阀可以结合动力传递单元的在电动马达/发电机和第二泵/马达之 间传递动力的动力传递模式的激活来关闭所述第一泵/马达。动力传递单元还可包括与所 述第二液压回路流体地连接的第二阀，并适于结合动力传递单元的在电动马达/发电机和 第一泵/马达之间传递动力的动力传递模式的激活来关闭所述第二泵/马达。电动马达/ 发电机可以配置成飞行器上载有的应急发电机。飞行器的液压冲压空气涡轮可适于为泵/ 马达中的任一者提供动力，或者电动冲压空气涡轮可以适于为电动马达提供动力。所述第 一泵/马达可以是可变排量或固定排量泵/马达和弯轴或直轴泵/马达。在某些实施例中， 差动齿轮组可包括行星齿轮组。在某些实施例中，差动齿轮组可包括星形齿轮组。
[0006] 本发明的另一方面涉及一种包括差动齿轮组、第一模式和第二模式的动力传递单 元。差动齿轮组包括联接到第一液压转动组的第一输入/输出端，联接到第二液压转动组 的第二输入/输出端和联接到电动转动组的第三输入/输出端。第一液压转动组液压地联 接到第一液压回路。第二液压转动组液压地联接到第二液压回路。第一液压回路与第二液 压回路液压分离。在第一模式中，动力从第一液压转动组经差动齿轮组传递至第二液压转 动组。在第二模式中，动力从电动转动组经差动齿轮组传递到第一液压转动组。
[0007] 在某些实施例中，当动力传递单元处于第一模式时，动力不经差动齿轮组在电动 转动组与所述第一和第二液压转动组中的任一者之间传递，当动力传递单元处于第二模式 时，动力不经差动齿轮组在第二液压转动组与第一液压转动组和电动转动组中的任一者之 间传递。在某些实施例中，电动转动组是电动马达/发电机，第一液压转动组是第一泵/马 达，并且第二液压转动组是第二泵/马达。动力传递单元还可包括第三模式，在第三模式 中，动力从电动转动组经差动齿轮组传递到第一和第二液压转动组两者。动力传递单元还 可包括第四模式，在第四模式中，动力从电动转动组和第二液压转动组两者经差动齿轮组 传递到第一液压转动组。动力传递单元还可包括第五模式，在第五模式中，动力从第一液压 转动组经差动齿轮组传递到电动转动组,并且动力不经差动齿轮组在第二液压转动组与电 动转动组和第一液压转动组中的任一者之间传递。动力传递单元还可包括第六模式，在第 六模式中，动力从第一和第二液压转动组两者传递到电动转动组。在某些实施例中，差动齿 轮组可包括行星齿轮组。在某些实施例中，差动齿轮组可包括星形齿轮组。
[0008] 本发明的又一方面涉及一种多模式电动马达/发电机动力传递单元，包括差动齿 轮组、第一泵/马达、第二泵/马达、电动马达/发电机、第一液压回路、第二液压回路、动力 传递单元模式以及电动马达/泵模式。差动齿轮组包括第一输入/输出构件、第二输入/ 输出构件和第三输入/输出构件。第一泵/马达联接到所述第一输入/输出构件。第二泵 /马达联接到所述第二输入/输出构件。电动马达/发电机联接到所述第三输入/输出构 件。第一液压回路液压地联接到所述第一泵/马达。当多模式电动马达/发电机动力传递 单元处于动力传递单元模式时，动力经差动齿轮组在第一泵/马达和第二泵/马达之间传 递，并且第二液压回路液压地联接到第二泵/马达。当多模式电动马达/发电机动力传递 单元处于电动马达/泵模式时，动力经差动齿轮组在电动马达/发电机和泵/马达中的至 少一个之间传递。
[0009] 在某些实施例中，所述第一液压回路与所述第二液压回路液压分离。在某些实施 例中，当多模式电动马达/发电机动力传递单元处于动力传递单元模式时，动力不经差动 齿轮组在电动马达/发电机与第一和第二泵/马达的任一者之间传递。在某些实施例中， 当多模式电动马达/发电机动力传递单元处于电动马达/泵模式并且动力从电动马达被传 递到第一泵时，动力不经差动齿轮组在第二泵/马达与第一泵/马达和电动马达/发电机 中的任一者之间传递。
[0010] 本发明的再一方面涉及一种具有至少双重冗余的冗余液压系统。冗余液压系统包 括差动齿轮组、第一泵/马达、第二泵/马达、应急动力源、第一液压回路和第二液压回路。 差动齿轮组包括第一输入/输出构件、第二输入/输出构件和第三输入/输出构件。第一 泵/马达联接到所述第一输入/输出构件。第二泵/马达联接到所述第二输入/输出构件。 应急动力源联接到所述第三输入/输出构件。第一液压回路液压地联接到所述第一泵/马 达。并且，所述第二液压回路液压地联接到第二泵/马达，并与第一液压回路液压分离。
[0011] 在下面的说明中将阐述多种附加的方面。这些方面可涉及单独的特征和特征的组 合。应理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，而不是限制 本文所公开的实施例所基于的广义概念。
【附图说明】
[0012] 图1是根据本发明的原理的包括机械地连接两个液压系统的电动马达/发电机动 力传递单元（EMGPTU)的液压系统布置的局部示意图；
[0013] 图2是适用于图1的液压系统布置中的不例EMGPTU的剖切平面图，其以第一模式 和第一动力传递单元（PTU)模式示出；
[0014] 图3是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第二模式和第二动力传递单元 (PTU)模式示出；
[0015] 图4是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第三模式和第一马达模式示出；
[0016] 图5是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第四模式和第二马达模式示出；
[0017] 图6是图2的不例EMGPTU的剖切平面图，其以第五模式和第一组合动力模式不 出；
[0018] 图7是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第六模式和第二组合动力模式示 出；
[0019] 图8是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第七模式和第一发电机模式示出；
[0020] 图9是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第八模式和第二发电机模式示出；
[0021] 图10是图2的示例EMGPTU的剖切平面图，其以第九模式和第三发电机模式示出；
[0022] 图11是飞行器的现有技术液压系统布置的示意图，其中两个液压系统由现有技 术的动力传递单元（PTU)机械地连接；
[0023] 图12是飞行器的液压系统布置的示意图，其中两个液压系统由图1的EMGPTU机 械地连接；
[0024] 图13是现有技术的电动马达泵（EMP)和图11的现有技术的液压系统布置的对应 的液压回路的不意图；
[0025] 图14是具有三个液压系统的飞机的现有技术液压系统布置的不意图，其中两个 液压系统由现有技术的动力传递单元（PTU)机械地连接；
[0026] 图15是具有三个液压系统的飞机的液压系统布置的不意图，其中两个液压系统 由图1的EMGPTU机械地连接；<