专利名称：混合式发动机装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机装置及其控制方法。
这种发动机装置的用途是借助于至少一个燃气轮机驱使例如旋翼飞行器 的动力传动齿轮箱的机械部件转动。
因此，本发明的技术领域是包括燃气轮机的发动机装置。
背景技术：
为了驱动，特别是通过主动力传动齿轮箱来驱动一架旋翼飞行器的主升力 和推进旋翼，已知是用燃气轮机作为第一发动机装置，这个燃气轮机被称为"链 接涡轮"燃气轮机。
链接涡轮燃气轮机设有燃气发生器，其依次包括至少一个压气机、燃烧室、 以及至少一个膨胀涡轮机，其中压气机通过主轴机械地联接于膨胀涡轮机。
压气机可以具有多个轴流式和/或离心式压縮级，而膨胀涡轮机可以具有 多个膨胀级。
在运行中，燃气轮机吸入环境中的空气。这些空气随后被压縮，进而被引 导到燃烧室。
燃料在压力下喷射进燃烧室并随后点火而与压縮空气一起燃烧。 燃烧生成的燃气被引导到膨胀涡轮机而在其内膨胀。于是这些燃气驱动膨
胀涡轮机绕其旋转轴线转动。
应能看出，膨胀涡轮是通过主轴驱动燃气发生器的压气机。
此外，主轴不只是用于把压气机联接于膨胀涡轮机。对链接涡轮燃气轮机
而言，主轴也构成这种燃气轮机的工作轴，并且其也适用于驱动例如直升机的
传动齿轮箱。
链接涡轮燃气轮机尽管是有效的，但它的缺点是有一种泵吸现象。当出现 这种现象时，环境空气的气流会脱离压气机的叶片，从而容易允许已被压縮的空气返回到压气机。
结果，燃烧室内的温度将会大大升高。于是链接涡轮的叶片有可能被几乎 立即熔化，进而毁坏这种燃气轮机。
这就是为什么链接涡轮燃气轮机不能再扩大应用的原因，至少对直升机是 如此。
因此，发动机装置中的链接涡轮燃气轮机现在已经被更高性能的被称为 "自由涡轮燃气轮机"的燃气轮机取代了。
自由涡轮燃气轮机具有上述那种型式的燃气发生器，接着装有固定于燃气 轮机的工作轴的工作涡轮。与链接涡轮燃气轮机不同，这一燃气发生器的主轴 和工作轴不是同一根轴，因此，自由涡轮燃气轮机有时被称为"两轴燃气轮机"。
那么，来自燃气发生器的膨胀涡轮机的燃气驱使工作涡轮转动，而工作涡 轮驱动这种燃气轮机的工作轴。
自由涡轮燃气轮机能够使直升机运转而没有较大的难点。
可是，自由涡轮燃气轮机的燃料消耗率相对较高。
此外，发动机装置的各燃气轮机一般是以中等的转速工作而输出中等的功 率，例如直升机的所谓最大连续功率。可是，有时要求这种发动机装置在短时 间内发出更高的功率，诸如直升机的最大起飞功率。
因此，装用的燃气轮机都是尺度超大的，以备其能够临时发出额外的功率。 这样，在大多数时间内，这种燃气轮机发出远小于其最大功率的功率，这 会导致其燃料消耗率增大。燃气轮机的最小燃料消耗率出现在其最大功率附
近，在较低的功率下燃料消耗率会迅速增大。
发明内容
因此，本发明的目的是通过提供一种型式新颖的发动机装置来限制发动机 装置的燃料消耗率。
按照本发明， 一种混合式发动机装置包括适用于驱使例如旋翼飞行器的主 传动齿轮箱的机械部件转动的传动装置，这种混合式发动机装置的显著特点 是，它包括至少一个燃气轮机和至少一个机械地链接于传动装置以便能驱使所 述传动装置转动的电机。这样，由于这个电机能够提供额外的功率，就不需要尺度超大的燃气轮机。 例如，如果中等功率是在290kW上下，那么可将燃气轮机的尺度确定为
能够发出不高于300kW的功率。
为了把中等功率传递到机械部件，这种混合式发动机装置可以只依靠燃气 轮机。
而在临时地要求以350kW上下的最大功率驱动机械部件时，这种混合式 发动机装置能够同时用燃气轮机和电机来驱动传动装置，两者可分别发出 290kW和60kW的功率。
通过优化燃气轮机的尺度，本发明能够降低这种发动机装置的燃料消耗率。
本发明的创新性设计还有另一些优点，特别是在其被应用在旋翼飞行器上 时，这将在下面予以说明。
因而，本发明还具有一个或多个以下特点。
有利的是，这种发动机装置对于每个燃气轮机包括一个外部飞轮，例如用 于第一和第二燃气轮机的第一和第二机械飞轮，每个外部飞轮，首先装有外部 传动齿轮，其次装有外部从动齿轮，传动齿轮连接于由对应的燃气轮机的工作 轴驱动的中间轴，而从动齿轮啮合于传动装置。
万一燃气轮机变成堵转了 ，那么外部飞轮可防止电机和功率系统变成被燃 气轮机堵转。
还有，在具有至少两个燃气轮机的发动机装置上， 一个燃气轮机的堵转将 不会使另一个燃气轮机和功率系统变成堵转。
在第一种配置中，燃气轮机直接啮合于对应的外部飞轮的外部传动齿轮。 因此，工作轴和关联的中间轴构成单个轴。
而在第二种配置中，工作轴通过齿轮系统连接于关联的中间轴。
在这样的条件下，电机可以或者啮合于外部飞轮的外部从动齿轮，或者啮 合于传动装置。
有利的是，这个电机是无刷电机，它既能以电动机方式工作也能以发电机 方式工作，因而能够对所述机械部件施加制动和/或把发出的电输给至少一个蓄 电池或任何其它元件。这样，在不需要对传动装置供给额外功率时，电机就以发电机方式工作而 给一个或多个蓄电池例如它自己的电池充电。应能想到，控制装置可以对这种工作方式进行调节。还有，这种发动机装置对于每个燃气轮机可包括一个临时的外部联接器， 其不同于关联的外部飞轮并适用于把中间轴链接于外部从动齿轮。例如，具有两台燃气轮机的发动机装置可以设有第一和第二两个外部联接 器，他们分别不同于第一和第二外部飞轮。这样，如果一 (多)台燃气轮机是链接涡轮燃气轮机或型式新颖的联合燃 气轮机，那么电机可用作燃气轮机的起动器装置。临时的联接器可用于使关联的外部飞轮临时地中立化，从而使电机能够通 过对应的燃气轮机的工作轴驱动它的燃气发生器。于是，这种混合式发动机装置不需要包括起动器，所以可使其重量优化。每个外部联接器可任选地包括由这种发动机装置的控制装置控制的常规 的外部离合器。有利的是，这种发动机装置包括可与第一和第二两个燃气轮机一起工作的 单个电机。第一燃气轮机通过它的第一工作轴，再通过第一中间轴、第一外部飞轮的 第一外部传动齿轮和第一外部从动齿轮链接于传动装置，第一临时外部联接器 适用于把所述第一中间轴联接于第一外部从动齿轮。类似地，第二燃气轮机通过它的第二工作轴，再通过第二中间轴、第二外 部飞轮的第二外部传动齿轮和第二外部从动齿轮链接于传动装置，第二临时外 部联接器适用于把所述第二中间轴联接于第二外部从动齿轮。此外，这种发动机装置的至少一个燃气轮机是创新的联合燃气轮机，其依 次设有燃气发生器和工作涡轮，燃气发生器驱动主轴，而工作涡轮驱动工作轴， 联合燃气轮机包括内部联接装置，用于把工作轴临时地联接于联合燃气轮机的 主轴。这种发动机装置里采用的联合燃气轮机是一种型式新颖的燃气轮机，因为 它既不构成链接涡轮燃气轮机也不构成自由涡轮燃气轮机。特别是在起动时，联接装置可把工作轴机械地联接于主轴，进而联接于燃气发生器和膨胀涡轮。对于依次包括至少一个压气机、燃烧室、以及至少一个膨胀涡轮的燃气发 生器，压气机的转速和膨胀涡轮的转速一起升高。那么这种联合燃气轮机就成了链接涡轮结构。其次，若联接装置不再能把工作轴机械地联接于主轴，那么这种联合燃气 轮机就成了自由涡轮结构。这样，在纵坐标标绘燃气的压縮比而横坐标标绘降低的空气流量的压气机 性能图上，可以看出，联合燃气轮机的工作线，与自由涡轮燃气轮机的工作线 相比，总是更接近于它的泵吸作用极限。这样，使联合燃气轮机加速比使自由涡轮燃气轮机加速所需要的燃料较少。此外，联合燃气轮机不要求为之设置起动器，因为它的特性使它能够由这 种混合式发动机装置里的电机来起动。还有，在第一工作方式中，只要主轴的第一转速和工作轴的第二转速之间 的差值小于或等于第一预设界限值，联接装置就可将所述工作轴联接于联合燃 气轮机的所述主轴，而在所述差值变成大于那个第一预设界限值时，联接装置 就可使所述工作轴脱开所述主轴，第一预设界限值可以等于零。应能看出，在联合燃气轮机刚被起动的时候，第一和第二转速是相等的。 随后第一和第二转速之间的差值等于第一预设界限值，并且工作轴和主轴联接 起来。当工作轴的第二转速，进而工作涡轮的第二转速，达到正常工作即没有故 障停机的标称转速时，联合燃气轮机的调节器可通过熟悉本技术领域的人已知 的常用调节措施保持工作涡轮的那个标称转速。相反，主轴的第一转速趋向于升高。第一转速和第二转速之间的差值变成 大于第一预设界限值。于是联接装置使工作轴脱开主轴，因此主轴的第一转速 可达到其正常工作的最高转速。例如，当压气机和工作涡轮达到工作涡轮的标称转速即45,000转每分时， 联接装置就使工作轴脱开主轴。然后联合燃气轮机的调节器可使压气机的转速升高到52,000转每分的最高转速，而同时用常规的调节方法保持工作涡轮的转速在45,000转每分。在第二工作方式中，当主轴的第一转速和工作轴的第二转速之间的差值小 于或等于第一预设界限值或者大于或等于第二预设界限值时，联接装置就把工 作轴联接于联合燃气轮机的主轴，而在所述差值处于第一和第二两个预设界限 值之间时，联接装置就使工作轴脱开主轴。第一预设界限值可以任选地等于零。 而且，在适合于实现第一工作方式的第一实施例中，联接装置包括内部飞 轮，其设有主动的内部分和从动的外部分，内部分固定于工作轴，而外部分固 定于主轴。这样，当主轴转速比工作轴转速高时，亦即当所述主轴的第一转速和所述 工作轴的第二转速之间的差值大于等于零的第一预设界限值时，联接装置就被 脱开。为了便于布置联合燃气轮机的各个组成部分，让工作轴穿过主轴并与之同心。这一第一实施例特别但不是排它地适用于具有同向转动的工作轴和主轴 的联合燃气轮机。在适合于实现第二工作方式的第二实施例中，联接装置包括传动系统，其 设有由燃气轮机的调节器控制的内部离合器。例如，在主轴固定于第一主齿轮而工作轴固定于第二主齿轮的情况中，燃 气轮机具有啮合于第一主齿轮的第一传动链齿轮和啮合于第二主齿轮的第二 传动链齿轮，第一传动链齿轮固定于穿过第二传动链齿轮的中心的传动链轴， 内部离合器适用于把中间轴临时地链接于第二中间齿轮。根据要求，燃气轮机的控制装置可通过内部离合器使工作轴联接于或不联 接于主轴。而且，工作轴可穿过主轴并与之同心，或它可延长所述主轴。 更确切地说，在第二实施例的第一工作方式中，当所述主轴的第一转速和 所述工作轴的第二转速之间的差值小于或等于第一预设界限值时，联接装置把 工作轴联接于主轴，而当所述差值大于那个第一预设界限值时，联接装置使工 作轴脱开主轴，第一预设界限值可以是零。在第二实施例的第二工作方式中，当主轴的第一转速和工作轴的第二转速之间的差值小于或等于第一预设界限值或者大于或等于第二预设界限值时，联 接装置就把工作轴联接于主轴，而在所述差值处于第一和第二两个预设界限值 之间时，联接装置就使工作轴脱开主轴。第一预设界限值可以任选地等于零。 除这种发动机装置之外，本发明还提供一种用于控制这种发动机装置的方法。这种方法的突出特点在于，当起动发动机装置时，先把电机临时地联接于 燃气轮机以起动该燃气轮机。不再需要任何专用的起动器。还有，在稳定工作阶段，燃气轮机有利地驱动传动装置和电机，使电机以 发电机方式工作而将电能输给例如蓄电池。此外，可以通过调节电机来控制传动装置的转速。最后，在传动装置要求额外功率的瞬时阶段，可以由燃气轮机和电机两者 一起驱动传动装置。
本发明及其优点将在下面参照附图进行的各实施例的说明中更详细地显 现出来，各附图中图1是第一实施例的联合燃气轮机的示意剖视图；图2是第二实施例的联合燃气轮机的第一方案的示意剖视图；图3是第二实施例的联合燃气轮机的第二方案的示意剖视图；图4是本发明的设有啮合于外部自由飞轮的电机的发动机装置的示意图；以及图5是本发明的设有啮合于传动装置的电机的发动机装置的剖面图。
具体实施方式
图1至3表示出创新的联合燃气轮机1，其适于用在权利要求书要求保护 的发动机装置中。不管在哪一个实施例中，联合燃气轮机1，沿着空气流经联合燃气轮机1 的方向，都依次包括燃气发生器10和随后的工作组件20。沿着空气流经联合燃气轮机1的方向，燃气发生器常规地设有至少一个压气机ll、燃烧室12、以及至少一个膨胀涡轮13，膨胀涡轮13通过主轴14连 接于压气机ll。应能看出，图l和2都示出单个压气机11，而图3示出轴流式压气机11' 和随后的离心式压气机ll。应能理解，可根据要求优化压气机和膨胀涡轮的数目，这不限制本发明的 范围。此外，压气机11、膨胀涡轮13和主轴14机械地联接起来并能一起绕燃气 轮机的纵向轴线Ax转动。更确切地说，压气机'll、膨胀涡轮13和主轴14是 被强迫在一起绕这一纵向轴线转动。这样，燃气发生器10的转速应理解为是包括燃气发生器10以及包括压气 机11、膨胀涡轮13和主轴14的转动组件的第一转速，所述转动组件的这三个 组成部分设定为绕纵向轴线Ax—起转动，因而具有相同的转速。还有，工作组件20包括至少一个固定于工作轴22的工作涡轮21，它们用 于驱动处于燃气轮机外面的部件100，例如直升机的主动力传动齿轮箱。在这样的条件下，联合燃气轮机1是两轴燃气轮机。可是，这一联合燃气轮机l既没构成自由涡轮燃气轮机，也没构成链接涡 轮燃气轮机。联合燃气轮机1具有联接装置30，其适用于将工作轴22临时地联接于主 轴14。这样，在某些配置中，联合燃气轮机像是具有链接涡轮的燃气轮机，而 在其它配置中，它像是具有自由涡轮的燃气轮机。例如，在第一工作方式中，当所述主轴14的第一转速和所述工作轴22的 第二转速之间的差值小于或等于第一预设界限值时，工作轴22和主轴14就被 联接装置30临时地强迫一起绕纵向轴线Ax转动。相反，在这一第一预设界限值以上，联接装置30释放工作轴22，从而工 作涡轮21变成自由涡轮。这样，在工作轴22以等于主轴14的第一转速的第二转速转动时，工作轴 22就被联接于主轴14。相反，在主轴14的第一转速大于工作轴22的第二转速时，联接装置释放 工作轴22而使其不随主轴14转动。在起动时，工作轴22和主轴14被联接装置这样地联接起来。
可是， 一旦工作轴22达到其标称转速，调节器可将工作轴22的转速保持在所述标称转速，例如45,000转每分。
而主轴的第一转速却继续升高。于是联接装置使工作轴22和主轴14脱离联接，从而使主轴14可达到其最高转速。
应能理解，调节过程这里不予详述，因为熟悉本技术领域的人可参照现有的有关文献。
参照图l，在第一实施例中，联接装置30包括内部超越离合器或飞轮40。
这一内部飞轮40既设有主动的内部分41又设有从动的外部分42，内部分41固定于工作轴22的外表面23，而外部分42固定于主轴14的内表面17。
内部飞轮40是常规型式的，可以是棘齿飞轮或具有多个滚子和斜面的飞轮。内部飞轮的这一描述不以任何方式起限制作用。
这样，工作轴22适用于驱使主轴14转动，随后工作轴22和主轴14以同一转速转动。
相反，如果主轴14转动得比工作轴22快，那么由于具有内部飞轮，工作轴22可能就不再机械地驱动主轴14。
这一第一实施例特别但不是排他地适用于那种具有和燃气发生器的转动组件同向转动的工作涡轮的联合燃气轮机。
最后，可以看出，工作轴22穿过主轴14并与之同心。
参照图2，在这一第二实施例中，联接装置30包括传动系统50和由联合燃气轮机l的调节器80控制的内部离合器60。
应能理解，由于具有传动系统50，通过以适当的方式(未示)布置所述传动系统的各个机械零部件，可将转动方向相反的工作轴22和主轴14联接起来。
举例表示的这一传动系统包括固定于主轴14并啮合于第一传动链齿轮51的第一主齿轮14'。
第一传动链齿轮51固定于传动链轴53，该轴穿过第二传动链齿轮52，而第二传动链齿轮52啮合于固定于工作轴22的第二主齿轮22'。
在这样的情况下，联接装置30设有内部离合器60，其能够把传动链轴53链接于第二传动链齿轮52。举例来说，这一内部离合器60可以是常规的圆盘离合器，其设有固定于第二传动链齿轮52的飞轮61以及设有借助于销槽65而被迫随传动链轴53转动的圆盘62。
此外，内部离合器60设有压力板64，其装有连接于离合器销子65的膜片63。
在离合器接合位置，压力板64把圆盘62压靠在飞轮61上，从而强迫传
动链轴53随第二传动链齿轮52转动。
为使传动链轴53脱离第二传动链齿轮52，进而使工作轴22脱离主轴14，
可让调节器使销子65运动而作用在膜片63上。于是压力板向传动链轴53的
自由端运动，从而使圆盘62脱离飞轮61。
应能看出，任何其它型式的离合器也能满足要求。这一第二实施例是有利的，因为它可提供更大的使用自由度。除第一工作方式之外，这一第二实施例还能实现第二工作方式，这一第二
工作方式不仅考虑所述第一预设界限值，而且还考虑第二预设界限值。
这样，在以标称值工作时，工作轴22和主轴14是脱开的，主轴14和工
作轴22的第一和第二转速之间的差值在第一和第二预设界限值之间。如果工作涡轮21的叶片遭受损坏，这一工作涡轮的转速就会下降。于是主轴的第一转速和工作轴的第二转速之间的差值将变成大于第二预
设界限值。
随之，调节器将使内部离合器60把工作轴22联接于主轴14，以保证某一最小功率量级。
在这一第二实施例的第一方案中，如图2所示，工作轴22穿过主轴14并与之同心。
相反，在这一第二实施例的第二方案中，如图3所示，工作轴22与主轴14轴向地对准。
图4表示出发动机装置200，它的传动装置204适用于驱使旋翼飞行器的主传动齿轮箱BTP和尾旋翼齿轮箱BTA转动。
发动机装置200设有第一和第二燃气轮机253和254，有利的是，它们都是联合燃气轮机。此外，这一发动机装置可被称为"混合的"，因为它还包括无刷电机201。
这样，第一燃气轮机253的第一工作轴251通过齿轮系统261机械地链接于第一中间轴241。
应能看出，在一种方案中，第一中间轴241可以由第一工作轴251的一端构成，于是第一中间轴241和第一工作轴251就构成单个轴。
第一中间轴241固定于啮合于传动装置204的第一外部飞轮220的第一外部传动齿轮221，而第一外部飞轮222是常用型式的飞轮。
类似地，第二燃气轮机254的第二工作轴252通过齿轮系统262机械地链接于第二中间轴242。
作为一个方案，应能看出，第二中间轴242可以是第二工作轴252的一端，于是第二中间轴242和第二工作轴252就构成单个轴。
第二中间轴242固定于啮合于传动装置204的第二外部飞轮230的第二外部传动齿轮231，而第二外部飞轮232是常用型式的飞轮。
还有，电机201的动力轴202啮合于第一外部从动齿轮222。
可是，在一个方案中，参照图5，电机201通过其动力轴直接啮合于传动装置204。
此外，发动机装置200对于每个燃气轮机具有临时的外部联接器，就是，第一和第二燃气轮机253和254分别配有第一和第二外部联接器210和220每个外部联接器不同于其关联的外部飞轮，但却与所述外部飞轮协同工作。这样，第一和第二联接器210、 220分别不同于第一和第二外部飞轮220、230，但它们可与所述第一和第二外部飞轮220、 230协同工作。
每个外部联接器210、 220包括常用型式的外部离合器，其例如设有固定于关联的外部从动齿轮222、 232的飞轮211以及借助于销槽213而被迫随对应的中间轴241、 241转动的圆盘212。
此外，每个外部离合器设有压力板214，其装有连接于离合器销子216的膜片215。
每个外部联接器由控制发动机装置200的控制装置(未示)来控制。这样，在起动过程中，控制装置使每个中间轴241、 242联接于各自关联的外部飞轮220、 230的外部从动齿轮222、 232。更确切地说，控制装置使圆盘212被压靠在第一联接器210的飞轮211上，从而把第一中间轴241链接于第一外部飞轮220的第一外部从动齿轮222。
类似地，控制装置使圆盘212被压靠在第二联接器220的飞轮211上，从而把第二中间轴242链接于第二外部飞轮230的第二外部从动齿轮232。
这样，电机201可被机械地链接于第一和第二燃气轮机253、 254。
然后，控制装置将电机201投入工作，使其以"电动机"方式工作。于是电机201相继地通过其动力轴202、第一外部从动齿轮222、第一联接器210、以及第一中间轴241驱动第一工作轴251。
类似地，电机201相继地通过其动力轴202、第一外部从动齿轮222、传动装置204、第二外部从动齿轮232、第二联接器220、以及第二中间轴242驱动第二工作轴252。
由于第一和第二燃气轮机是联合燃气轮机，第一和第二工作轴251、 252可使它们的燃气发生器的转动组件转动。
当这些转动组件达到它们的最高转速的例如50%即26,000转每分时，控制装置可控制第一和第二联接器220、 230，使第一外部从动齿轮222脱离第一中间轴241，以及使第二外部从动齿轮232脱离第二中间轴242。
于是每个燃气轮机的燃气发生器的转速足以继续起动第一和第二燃气轮机。
然后两个燃气轮机继续加速直至它们达到使每个燃气轮机的工作轴脱离它的主轴的界限值。
然后燃气发生器的转动组件的转速继续升高到它的由燃气轮机的调节器给定的最高转速。
而且，从第一外部从动齿轮222和第一中间轴241之间的以及第二外部从动齿轮232和第二中间轴242之间的脱开时起，第一工作轴241可通过第一外部飞轮220的第一外部传动齿轮221和第一外部从动齿轮222驱动传动装置204。
类似地，第二工作轴242通过第二外部飞轮230的第二外部传动齿轮231和第二外部从动齿轮232驱动传动装置204。。
还有，第一外部从动齿轮222将驱使电机201的动力轴转动。于是电机201以发电机方式工作并将发出的电能输给例如至少一个蓄电池。应能看出，可通过调节电的供给来控制传动装置的转速。这一选项对旋翼飞行器来说特别有用。
电机可通过降低传动装置204的转速来降低主旋翼的转速。
在自旋阶段，这一选项是有利的，因为，万一驾驶员减小了翼片的桨距，旋翼的转速也不会增大到超过遵守旋翼的最高转速的底值。
还有，本发明使得能够进行以往不可能进行的机动飞行。在某些情况下，驾驶员可能想要把他的旋翼飞行器隐蔽在一个山头的后面。
这样，驾驶员就需要一边尽量放慢旋翼飞行器的速度一边增大飞行高度以便能越过那个山头。
常规的作法是，驾驶员拉起旋翼飞行器的头部并减小主旋翼翼片的总距。结果，旋翼飞行器遵循一条向上的飞行曲线，因而不能隐蔽到山头的后面去。
为了放慢旋翼飞行器，驾驶员有时会试图侧倾飞行或称侧滑，但一般没有多大成功把握。
而应用本发明，只需借助于电机来降低主旋翼的转速就能把旋翼飞行器隐蔽在所希望的位置。
最后，如果在瞬时阶段传动装置要求高功率量级，可用控制装置让电机以电动机方式工作而给传动装置提供额外的动力。
很明显，本发明在其实施中可有多种变更。尽管上面描述了几个实施例，但很容易理解，把所有可能的实施例穷尽地讲述出来是不可能的。在本发明的范围内，当然能够设想出用等效的措施描述的各种替代措施。
例如，所描述的这种发动机装置的临时外部联接器可包括外部圆盘离合器，但它们也可能是由某种其它型式的离合器来构成。
权利要求
1.一种混合式发动机装置(200)，它包括适用于驱使机械部件(BTP、BTA)转动的传动装置(204)，其中，所述发动机装置包括机械地链接于所述传动装置(204)而能够驱使所述传动装置(204)转动的至少一个燃气轮机(253、254)和至少一个电机(201)；所述发动机装置(200)对于每个所述燃气轮机(253、254)包括一个外部飞轮(220、230)，每个外部飞轮(220、230)首先设有连接于由对应的燃气轮机(253、254)的工作轴(251、252)驱动的中间轴(241、242)的外部传动齿轮(221、231)，其次设有啮合于所述传动装置(204)的外部从动齿轮(222、232)。
2. 如权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，工作轴和与之关联的 所述中间轴是由单根轴构成的。
3. 如权利要求l所述的发动机装置，其特征在于，所述工作轴(251、 252)通过齿轮系统(261、 262)连接于与之关联的所述中间轴(241、 242)。
4. 如权利要求l所述的发动机装置，其特征在于，所述电机(201)啮 合于所述外部飞轮(220)的所述外部从动齿轮(222)。
5. 如权利要求l所述的发动机装置，其特征在于，所述电机(201)啮 合于所述传动装置(204)。
6. 如权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，所述电机(201)是 既能以电动机方式工作又能以发电机方式工作的无刷电机，当其以发电机方式 工作时，向至少一个蓄电池输送电能和/或对所述机械部件施加制动。
7. 如权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，所述发动机装置对于 每个所述燃气轮机(253、 254)包括一个临时外部联接器(210、 220)，所述 外部联接器不同于与之关联的外部飞轮(220、 230)并适用于把所述中间轴(241、 242)链接于所述外部从动齿轮(222、 232)。
8. 如权利要求7所述的发动机装置，其特征在于，所述外部联接器(210、 220)包括由所述发动机装置的控制装置控制的外部离合器。
9. 如权利要求l所述的发动机装置，所述发动机装置包括电机(201) 以及第一和第二燃气轮机(253、 254)，所述第一燃气轮机(253)通过它的第一工作轴(251)，再通过第一中间轴(241)、第一外部飞轮(220)的第一外 部传动齿轮(221)和第一外部从动齿轮(222)连接于所述传动装置(204)， 所述第二燃气轮机(254)通过它的第二工作轴(252)，再通过第二中间轴(242)、 第二外部飞轮(230)的第二外部传动齿轮(231)和第二外部从动齿轮(232) 连接于所述传动装置(204)，第一临时外部联接器(210)适用于把所述第一 中间轴(241)联接于所述第一外部从动齿轮(222)，以及第二临时外部联接 器(220)适用于把所述第二中间轴(242)联接于所述第二外部从动齿轮(232)。
10. 如权利要求1所述的发动机装置，其特征在于，所述燃气轮机是依次 设有燃气发生器(10)和工作涡轮(21 )的联合燃气轮机，所述燃气发生器(10) 驱动主轴(14)，而所述工作涡轮(21)驱动工作轴(22)，所述燃气轮机包括 在所述联合燃气轮机的所述工作轴(22)和所述主轴(14)之间的临时内部联 接装置(30)。
11. 如权利要求IO所述的发动机装置，其特征在于，所述联接装置(30) 在所述主轴(14)的第一转速和所述工作轴(22)的第二转速之间的差值小于 或等于第一预设界限值时把所述联合燃气轮机的所述工作轴(22)联接于所述 联合燃气轮机的所述主轴(14)，而在所述差值大于所述第一预设界限值时使 所述工作轴(22)脱离所述主轴(14)。
12. 如权利要求IO所述的发动机装置，其特征在于，所述联接装置(30) 在所述主轴(14)的第一转速和所述工作轴(22)的第二转速之间的差值小于 或等于第一预设界限值或者大于或等于第二预设界限值时把所述工作轴(22)联接于所述燃气轮机的所述主轴(14)，而在所述差值处于所述第一预设界限 值和所述第二预设界限值之间时所述联接装置(30)使所述工作轴(22)脱离 所述主轴(14)。
13. 如权利要求11所述的发动机装置，其特征在于，所述第一预设界限 值具有零值。
14. 如权利要求10所述的发动机装置，其特征在于，所述内部联接装置 (30)包括装有内部离合器(60)的传动系统(50)。
15. 如权利要求IO所述的发动机装置，其特征在于，所述内部联接装置 (30)包括内部飞轮(40)，所述内部飞轮(40)设有主动的内部分(41)和从动的外部分(42)，所述内部分(41)固定于所述工作轴(22)，而所述外部 分(42)固定于所述主轴(14)。
16. —种用于控制如权利要求1所述的发动机装置的控制方法，其中，在 起动所述发动机装置的阶段，所述电机(201)被临时地链接于所述燃气轮机(253、 254)，以便起动所述燃气轮机(253、 254)。
17. 如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，在稳定工作阶段，所 述燃气轮机(253、 254)驱动所述传动装置(204)和所述电机(201)，这时 所述电机(201)以发电机方式工作。
18. 如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，可调节所述电机(201) 来控制所述传动装置(204)的转速。
19. 如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，在所述传动装置(204) 要求功率的瞬时阶段，所述燃气轮机(253、 254)和所述电机(201)同时地 驱动所述传动装置(204)。
全文摘要
本发明涉及一种混合式发动机装置(200)，其包括适用于驱使机械部件(BTP、BTA)转动的传动装置(204)。此外，这种混合式发动机装置的显著特点是，它包括至少一个燃气轮机(253、254)和至少一个电机(201)，它们都机械地链接于所述传动装置(204)而能驱使其转动。
文档编号B64D27/00GK101628627SQ200910160799
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月17日 优先权日2008年7月18日
发明者B·瑟坦 申请人:尤洛考普特公司