用于飞行器涡轮发动机的附件齿轮箱的变速系统及其使用方法与流程

文档序号:40818531发布日期:2025-01-29 10:15阅读:4064来源:国知局
用于飞行器涡轮发动机的附件齿轮箱的变速系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种用于飞行器涡轮发动机的附件齿轮箱,特别是用于该齿轮箱的变速系统及其使用方法。


背景技术:

1、众所周知,飞行器涡轮发动机是通过一个(或多个)压缩机、燃烧室和一个(或多个)涡轮机对流动的气流进行加速来推进飞行器。涡轮通过至少一个涡轮发动机轴连接到压缩机。

2、众所周知,飞行器涡轮发动机包括附件齿轮箱,本领域技术人员已知其缩写为agb。附件齿轮箱包括至少一个连接到若干彼此平行轴线的输入端。该输入端被配置为接收、特别是通过径向臂和锥齿轮接收来自涡轮发动机轴的驱动扭矩。在操作中,由输入端接收的扭矩被传递到每个轴线。在每个轴线上串联安装一个或多个设备,例如润滑单元、燃油泵、发电机、启动器和油分离器。

3、已知地,润滑单元(gdl)由润滑液贮存器供应。润滑单元通常包括若干泵,这些泵包括至少一个供给泵,该供给泵被设计成以适于涡轮发动机速度的流速和压力向飞行器涡轮发动机的各个回路提供润滑液。泵通常由减速比恒定的轴线驱动,使得驱动速度与涡轮发动机轴的转速成比例。

4、实际上,在飞行器涡轮发动机的亚怠速期间,由润滑单元提供的润滑液的流速和压力不足。涡轮发动机轴的转速太低,不能确保泵的某些回路有足够的驱动力,这可能导致涡轮发动机损坏,特别是由于卡住而损坏。例如,当飞行器涡轮发动机正在启动时,或者当涡轮发动机风扇或螺旋桨正在风车式转动时(即自动转动中),或者在维护期间,如清洗风机时,可能出现亚怠速。

5、一种解决方案是增加泵的尺寸。然而,这将非期望地增加附件齿轮箱中润滑单元的复杂性和整体尺寸。特别地,泵的尺寸难以定制成能够在在非常低的速度下传送相当大的流量。

6、从us2022010733a1中可知,可以从飞行器涡轮发动机中提取扭矩,以通过行星齿轮系、离合器和制动器来驱动输出轴。在由涡轮发动机驱动的泵提供的阈值油压之上,制动器被激活以阻止行星齿轮系的环形齿轮并提升输出轴的转速。该装置不是为控制润滑而设计的,并且即使其被转而用于控制润滑,也会导致低速时润滑减少。

7、us2021102499a1还描述了一种用于驱动附件齿轮箱的驱动系统,该附件齿轮箱既可以连接到低压轴又可以连接到高压轴。cn106438880a和us11364797b1公开了一种用于车辆的多级传动系统。


技术实现思路

1、本发明旨在至少部分消除这些缺点。

2、本发明涉及一种用于通过飞行器涡轮发动机的附件齿轮箱驱动至少一个设备的变速系统,所述变速系统包括输入轴和被配置为由输入轴驱动转动的输出轴,所述输出轴被配置为连接到设备的转动部。

3、本发明的显著之处在于变速系统包括:

4、-行星齿轮系,其包括自由转动的环形齿轮、固定到输出轴的太阳齿轮以及包括至少一个行星齿轮的行星架,该行星架固定到输入轴,

5、-离合器装置,其被配置为在接合位置将输入轴和输出轴连接,在分离位置将输入轴和输出轴分离,

6、-锁定装置,其被配置为在连接位置时阻止环形齿轮转动,在断开位置允许环形齿轮转动,

7、该变速系统具有:

8、○第一构型,在该第一构型中,离合器装置处于接合位置且锁定装置处于断开位置,从而驱动输出轴以等于输入轴转速的转速转动,以及

9、○第二构型,在该第二构型中,离合器装置处于分离位置且锁定装置处于连接位置,从而驱动输出轴以大于输入轴转速的转速转动,

10、有利地,变速系统使得输出轴能够相对输入轴以两种不同的恒定传动比被驱动。由于行星齿轮系,变速系统还具有小的整体尺寸,使得其易于集成到飞行器涡轮发动机的附件齿轮箱中。因此,本发明使得能够在不显著增加整体尺寸的情况下为安装在附件齿轮箱中的飞行器设备提供若干不同的驱动速度。

11、根据本发明的一个方面,离合器装置被配置为当输出轴的转速大于输入轴的转速时自动将输入轴和输出轴分离。有利地,无需通过数字控制或人工干预来控制离合器装置。这使得从分离位置切换到接合位置变得简单、方便和直接,反之亦然。以这种方式,锁定装置的控制使得离合器装置能够被直接控制。

12、根据本发明的一个方面,离合器装置呈飞轮式,优选地为超越离合器类型。这样的离合器装置简单且便宜。

13、根据本发明的一个方面,锁定装置被配置为在连接位置通过正锁连接与环形齿轮配合。这确保了以简单实用的方式进行有效的机械锁定。

14、根据本发明的一个方面,锁定装置包括可以在连接位置与断开位置之间平移的活塞,该活塞优选地配备有复位弹簧。弹簧的回复力和润滑液的压力一起使得活塞能够在连接位置与断开位置之间自动且有效地运动。

15、本发明还涉及一种包括如前所述的变速系统的飞行器涡轮发动机附件齿轮箱。

16、根据本发明的一个方面,附件齿轮箱包括至少一个连接到变速系统的输出轴的润滑单元,润滑液以与输出轴转速呈函数关系的可变压力在润滑单元中流动,锁定装置被配置为当润滑液压力大于第一预设润滑液压力阈值时从连接位置自动运动到断开位置。有利地,无需通过数字控制或人工干预来控制锁定装置。这使得从连接位置切换到断开位置变得简单、方便和直接,反之亦然。离合器装置和锁定装置的自动运动协同作用,以提供变速系统的全自动操作。有利地,本发明使得能够在润滑回路中更快地建立压力和流速。

17、根据优选方面,锁定装置被配置为当润滑液的压力低于第二预设阈值、优选地低于第一阈值时从断开位置自动运动到连接位置。因此,由于滞后现象,变速系统的第一构型与第二构构型之间的切换得以快速执行。

18、根据本发明的一个方面,附件齿轮箱包括至少一个连接到输出轴的飞行器设备,所述飞行器设备优选地为润滑单元。因此,本发明使得能够为安装在附件齿轮箱中的飞行器设备提供、特别是依据飞行器涡轮发动机的速度提供若干不同的驱动速度。在润滑单元的情况下,这使得能够确保飞行器涡轮发动机在低速下的充分润滑,以避免出现现有技术中因卡住而磨损的风险。

19、本发明还涉及包括如上所述的附件齿轮箱的飞行器涡轮发动机。

20、本发明还涉及一种使用如前所述的变速系统的方法,其中变速系统最初处于第一构型,在该第一构型中,离合器装置处于接合位置且锁定装置处于断开位置,该使用方法包括:

21、-使锁定装置运动到连接位置的步骤,以及

22、-使离合器装置运动到分离位置的步骤,以使变速系统处于第二构型。

23、本发明还涉及一种使用如前所述的变速系统的方法,其中变速系统最初处于第二构型,在该第二构型中,离合器装置处于分离位置且锁定装置处于连接位置,该使用方法包括:

24、-使锁定装置运动到断开位置的步骤,以及

25、-使离合器装置运动到接合位置的步骤,以使变速系统处于第一构型。

26、根据优选方面,锁定装置的驱动步骤在离合器装置的驱动步骤之前执行。优选地,离合器装置的驱动步骤在锁定装置的驱动步骤之后自动执行。有利地,锁定装置驱动步骤的执行使得输入轴与输出轴之间的速度差被调整,从而自动触发离合器装置驱动步骤的执行。

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