具有可逆泵的电动液压桨距的制作方法

本发明涉及包括螺旋桨或可变桨距风扇的涡轮机的领域。更具体地，本发明涉及一种用于对这种涡轮机的螺旋桨或风扇的桨距进行致动的系统。

背景技术：

1、不同的涡轮机结构寻求具有可变桨距的螺旋桨(涡轮螺旋桨、开式转子)或风扇(涡轮喷气发动机)。这种可变性使得涡轮机能够通过使空气在叶片上保持有利的入射角来适应可变的飞行条件。桨距的可变性对于具有低压缩比的转子尤其必要，具有低压缩比的转子例如为具有高膨胀比(次级流(冷的)的流量与主流(穿过主体)的流量之比)的涡轮机的风扇以及涡轮螺旋桨的螺旋桨。

2、已经设想了许多桨距改变机构以改变螺旋桨或风扇的叶片的桨距。这些机构通常包括通过运动学线(例如由致动器致动的杆偏心组件)使叶片围绕其主轴线旋转的设置。致动器被供应有来自涡轮机的润滑单元的液压流体(例如油)。输送的液压流体压力的变化以及流体在致动器腔室中的一个致动器腔室或另一个致动器腔室中的分布使得能够改变叶片的桨距。为了将桨距改变机构的液压流体的供应从涡轮机的固定参考系(润滑单元)转移到旋转参考系(风扇的)，通常使用油传输轴承(oil transfer bearing，otb)。以本身已知的方式，otb包括相对于涡轮机的定子部分固定并且通过专用通道连接到伺服阀和泵的部分、以及与涡轮机的转子部分作为一个部分一起运动的旋转部分，泵本身连接到包括油罐和泵的发动机润滑单元。然而，otb是复杂且脆弱的设备，易于发生故障，特别是严重的油泄露，这将影响涡轮机的可靠性和性能，并且需要安装回油泵和尺寸过大的发动机油系统。此外，由于该构型依赖于涡轮机的高压主体的额定值，因此该构型在以低额定值运行的情况下具有限制性，并且由于该构型依赖于发动机油回路的供应，因此该构型在一些机动动作期间易于出现供给问题。最后，该构型需要保护其免受在飞行中发生液压故障之后使叶片的桨距关闭的系统。可以设想两种系统：锁定叶片桨距的系统(“桨距锁定”)或用于提供叶片的顺桨的配重系统(打开桨距以限制阻力)。这两种系统均沉重、复杂、昂贵，并且可能导致其他故障场景，例如设置的不合时宜的锁定。

3、此外，当使用不可逆液压泵时，有必要使用流切换阀以使得桨距改变机构在其两个移动方向上改变桨距。这种切换阀通常为电动驱动的，因此，如果这种切换阀被集成到螺旋桨中，则需要将控制电流从涡轮机的定子部分传输到涡轮机的转子部分(螺旋桨)。

4、此外，由于润滑单元的启动通常与涡轮机的启动相关，因此特别地在超速或发动机停机的情况下，有必要提供辅助系统以提供一些保护功能。因此，有必要提供一种即使在没有液压流体压力的情况下也能运行的顺桨系统。

5、此外，桨距改变机构必须能够确保在发动机停机的情况下从顺桨位置退出。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种克服了以下提及的现有技术的缺点的可变桨距涡轮机。

2、本发明的另一个目的是提供一种独立的桨距改变机构，该机构消除了与液压流体从固定参考系输送到旋转参考系相关的困难。

3、本发明的另一个目的是提供一种被动的桨距改变机构，即不需要任何电气系统和控制器来改变涡轮机螺旋桨(或风扇)的桨距的机构。

4、本发明的另一个目的是提供一种桨距改变机构，该桨距改变机构无论涡轮机的运行状态如何都可以使用，此外，该桨距改变机构能够实现涡轮机的螺旋桨的/风扇的叶片的保护功能和顺桨功能，而不依赖于电气控制系统。

5、本发明的另一个目的是提供一种桨距改变机构，该桨距改变机构可以在包括螺旋桨的开式转子类型或涡轮螺旋桨类型的涡轮机中、以及包括风扇的涡轮喷气发动机中实施。

6、为此，根据第一方面，本发明提供了一种用于涡轮机螺旋桨的桨距改变机构，所述涡轮机包括定子部分和转子部分，所述桨距改变机构包括电动液压致动器，桨距改变机构包括：

7、-电机，电机固定地安装在涡轮机的定子部分上，并且包括能围绕旋转轴线旋转运动的致动轴；

8、-泵送组件，泵送组件包括两个轴向活塞液压泵，轴向活塞液压泵适于对液压流体加压，每个液压泵包括：

9、o筒部，筒部被容纳在完全地或部分地充注有液压流体的空腔中，筒部固定地连接到涡轮机的定子部分，以防止筒部围绕致动轴旋转；

10、o一组汽缸，该组汽缸形成在筒部内部，每个汽缸容纳有能在汽缸内平移移动的活塞并且包括进给孔和排放孔，进给孔被构造成接纳来自空腔的液压流体，排放孔被构造成将液压流体输送到螺旋桨的致动器；

11、o盘，盘相对于旋转轴线倾斜并且旋转地固定到致动轴，每个活塞支承在盘的表面上；

12、其中，泵中的第一泵的盘包括弯曲进给开口，该弯曲进给开口相对于旋转轴线周向延伸，并且被构造成当泵的盘在第一旋转方向上被驱动时使得液压流体能够从泵中的第一泵的空腔向泵中的第一泵的汽缸流通，并且泵中的第二泵的盘包括弯曲进给开口，泵中的第二泵的盘的弯曲进给开口相对于旋转轴线周向延伸，并且被构造成当所述泵的盘在第二旋转方向上被驱动时使得液压流体能够从泵中的第二泵的空腔向泵中的第二泵的汽缸流通，第二旋转方向与第一旋转方向相反。

13、有利地，本发明通过以下特征来实现，这些特征被单独地采用或以这些特征的技术上可能的组合中的任一种组合来采用：

14、-当第一泵的盘在第二旋转方向上被驱动时，汽缸的进给孔被第一泵的盘的表面闭合，当第二泵的盘在第一旋转方向上被驱动时，汽缸的进给孔被第二泵的盘的表面闭合；

15、-泵的排放孔相邻并且通向泵送组件的中心区域；

16、-每个汽缸还包括排放阀，排放阀被安装在排放孔上，并且被构造成阻止致动器的液压流体沿汽缸的方向流通；

17、-桨距改变机构还包括形成在每个泵的主体中的环形槽，所述环形槽与对应泵的汽缸的排放孔流体连通；

18、-螺旋桨的致动器包括两个腔室，两个腔室中的第一腔室与第一泵的环形槽流体连通，两个腔室中的第二腔室与第二泵的环形槽流体连通；

19、-桨距改变机构还包括：

20、o第一液压阀，第一液压阀被构造成当致动轴在第一旋转方向上被驱动时使致动器的第一腔室与第一泵的环形槽流体连通，或者当致动轴在第二旋转方向上被驱动时使致动器的第一腔室与液压蓄能器流体连通；以及

21、o第二液压阀，第二液压阀被构造成当致动轴在第二旋转方向上被驱动时使致动器的第二腔室与第二泵的环形槽流体连通，或者当致动轴在第一旋转方向上被驱动时使致动器的第二腔室与液压蓄能器流体连通，

22、-第一液压阀和第二液压阀分别由第一泵的排放孔处的压力和第二泵的排放孔处的压力控制；

23、-电机(29)是异步电机；

24、-螺旋桨的桨距由电机的扭矩操控来控制。

技术特征：

1.一种用于涡轮机螺旋桨(10)的桨距改变机构，所述涡轮机包括定子部分和转子部分，所述桨距改变机构包括电动液压致动器(11)，所述桨距改变机构包括：

2.根据权利要求1所述的机构，其中，当所述第一泵(20a)的盘(26a)在所述第二旋转方向上被驱动时，所述汽缸的进给孔(242)被所述第一泵(20a)的盘的表面闭合，当所述第二泵(20b)的盘(26b)在所述第一旋转方向上被驱动时，所述汽缸的进给孔(242)被所述第二泵(20b)的盘的表面闭合。

3.根据权利要求1或2所述的桨距改变机构，其中，所述泵的排放孔(232)相邻并且通向所述泵送组件(2)的中心区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的桨距改变机构，其中，每个汽缸还包括排放阀(231)，所述排放阀被安装在所述排放孔(232)上，并且被构造成阻止所述致动器(15)的液压流体沿所述汽缸的方向流通。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的桨距改变机构，还包括形成在每个泵的主体(22)中的环形槽(222a，222b)，所述环形槽(222a，222b)与对应泵的汽缸的排放孔(232)流体连通。

6.根据权利要求5所述的桨距改变机构，其中，所述螺旋桨的致动器(15)包括两个腔室，所述两个腔室中的第一腔室与所述第一泵(20a)的环形槽(222a)流体连通，所述两个腔室中的第二腔室与所述第二泵(20b)的环形槽(222b)流体连通。

7.根据权利要求6所述的桨距改变机构，还包括：

8.根据权利要求7所述的桨距改变机构，其中，所述第一液压阀(153)和所述第二液压阀(154)分别由所述第一泵(20a)的排放孔(232)处的压力和所述第二泵(20b)的排放孔处的压力控制。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的桨距改变机构，其中，所述电机(29)是异步电机。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的桨距改变机构，其中，所述螺旋桨(13)的桨距由所述电机(29)的扭矩控制来控制。

11.一种涡轮机，包括螺旋桨(13)和根据权利要求1至10中任一项所述的桨距改变机构，所述桨距改变机构被构造成致动机械地连接到所述螺旋桨(13)的致动器(15)。

12.一种飞行器，包括至少一个根据权利要求11所述的涡轮机，所述涡轮机通过挂架连接到所述飞行器。

技术总结
本发明涉及一种用于改变涡轮发动机的螺旋桨(13)的桨距的机构，该机构包括电动液压致动器(11)，该机构包括：‑电机，电机包括可旋转致动轴；‑泵送组件，泵送组件包括两个液压轴向活塞泵，每个液压轴线活塞泵包括：o筒部，筒部被容纳在充注有液压流体的空腔中；o形成在筒部中的一组汽缸，每个汽缸容纳有可平移的活塞并且包括进入口和输送口；o以及倾斜的盘，第一泵的盘包括用于当盘在第一方向上旋转时使液压流体流通的新月形进入口，并且第二泵的盘包括用于当盘在第二方向上旋转时使液压流体流通的新月形进入口。

技术研发人员：于盖特·德沃格夫斯,卡洛琳·玛丽·弗朗兹
受保护的技术使用者：赛峰飞机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6