齒輪傳動的渦輪風扇緊急備用動力的製作方法

2023-08-05 05:42:36

專利名稱：齒輪傳動的渦輪風扇緊急備用動力的製作方法
技術領域：
本公開一般地涉及燃氣渦輪發動機，並且更具體地涉及一種設備，其在緊急條件中選擇性地脫開齒輪傳動的渦輪風扇燃料渦輪發動機的部件。
背景技術：
飛機的齒輪傳動的渦輪風扇發動機被已知為相對於其他類型飛機燃氣渦輪發動機提供良好的燃料經濟性，在所述渦輪風扇發動機中，齒輪傳動的差速器(differential) 將低壓渦輪連接到風扇。差速器給發動機設計者提供了靈活性，從而經由差速器的輸入輸出速度比而獨立地優化風扇和低壓渦輪速度及效率。

發明內容
根據本文所示的一個示例，一種齒輪箱具有第一迴轉部件和第二迴轉部件，所述齒輪箱具有旋轉輸入和旋轉輸出，第一制動器用於制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件抵抗其旋轉，並且第二制動器用於制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件抵抗其旋轉。如果所述第一制動器制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件，則所述旋轉輸入驅動所述旋轉輸出， 並且如果所述第二制動器制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件，則所述旋轉輸出驅動所述齒輪箱的第一迴轉部件。根據本文所示的另一個示例，一種齒輪箱具有恆星齒輪、與所述恆星齒輪接合的行星齒輪、所述行星齒輪安裝到的載架和環齒輪，和第一制動器用於制動及解除制動所述載架以便其旋轉及抵抗其旋轉，和第二制動器用於制動及解除制動所述恆星齒輪以便旋轉及抵抗旋轉，和動力部件。如果所述第二制動器制動所述恆星齒輪，則所述動力部件從所述載架接收回轉輸出，並且如果所述第一制動器被激活，則所述動力部件不從所述載架接收回轉輸出。根據本文所示的又一個示例，一種方法包括向差速齒輪箱輸出提供旋轉輸入； 制動所述齒輪箱的第一部件以允許所述旋轉輸入經由所述齒輪箱提供所述輸出；以及制動所述齒輪箱的第二部件的旋轉以允許所述輸出驅動所述齒輪箱的所述第一部件。通過以下說明書和附圖可以最好地理解本發明的這些及其它特徵，其下面是簡要說明。


圖1包括附接到周轉差速器(印icyclic differential)的低壓渦輪的示意圖。圖2是圖1的周轉差速器的透視圖。圖3是圖1的齒輪系的頂視圖。
具體實施例方式現在參見圖1，示出了燃氣渦輪發動機10的示意圖。高壓渦輪部分15經由第一軸25驅動壓縮機部分20。類似地，低壓渦輪部分30經由軸40驅動齒輪箱35 (例如，向齒輪箱35提供迴轉輸入)。如本領域已知的，齒輪箱35經由環齒輪50驅動風扇45以給飛機 (未示出)提供動力。軸制動器陽附接到軸40。現在參見圖1和圖2，示出了齒輪箱35。齒輪箱35可以是周轉的並且具有迴轉部件，包括安裝成隨軸40旋轉的輸入恆星齒輪60、安裝在載架70中的多個行星齒輪65、以及具有齒75的輸出環齒輪50，齒75與行星齒輪65相互作用。動力齒輪80附接到載架以便隨其旋轉。齒輪箱35允許風扇45處於與旋轉軸40速度不同的速度，以優化燃氣渦輪機發動機10的特定燃料消耗。現在參見圖3，示出了齒輪系85。齒輪系85被動力齒輪80經由齒輪90驅動以將迴轉動力提供給動力部件95 (諸如發電機、液壓泵等)或者飛機中可能使用的並且被構想為用於本文的其他動力或驅動機構。動力部件95提供動力105(通常為電力或泵送流體的形式)以便用於飛機(現示出)中。載架制動器100可以是螺線管或用於保持載架70抵抗旋轉的其他類似裝置，載架制動器100鄰接載架70。動力部件95設計成在燃氣渦輪發動機 10沒有操作和驅動分離的動力源(未示出)時被使用。在正常操作期間，控制器110經由線路115發送信號以激活載架制動器100，從而， 載架被固接(grounded)或被保持而抵抗旋轉。軸40使恆星齒輪60旋轉，恆星齒輪60使行星齒輪65旋轉，行星齒輪65使環齒輪50旋轉，環齒輪50進而使風扇45繞其旋轉。在載架70被固接(即，「被制動」)的這種模式中，動力部件95也被固接(即，不產生動力)並且動力部件95上的機器應力和磨損被最小化。在緊急情況期間，當飛機的(一個或多個)主發動機和/或(一個或多個)輔助動力單元可能不能工作時，失效的(一個或多個)發動機的風扇45可由於飛機(未示出)的向前速度而借風力旋轉或轉動。在這種情況中，可從風扇45提取顯著量的動力以驅動動力部件 95，例如緊急備用發電機和/或液壓泵。在這種緊急情況中，控制器110經由線路115發送信號以脫開載架制動器100從而允許載架旋轉，並且經由線路120發送信號以接合軸制動器55從而使軸40和恆星齒輪 60停止旋轉。換句話說，恆星齒輪60被固接，由此允許旋轉的風扇45使環齒輪50旋轉，環齒輪50使行星齒輪65繞靜止的恆星齒輪60旋轉以使載架70和動力齒輪80旋轉。動力齒輪80進而使齒輪90旋轉以給動力部件95提供動力，從而向飛機(未示出)提供動力105。通過在緊急情況期間制動恆星齒輪/發動機軸降低了寄生損耗；即因而可從動力部件提取動力。應當注意，如果燃氣渦輪發動機10不能工作，則它的質量和寄生損耗使得軸40難以轉動，由此在恆星齒輪上提供制動力，從而降低對於軸制動器55的需要。換句話說，發動機的質量和寄生損耗實質上提供了抵抗恆星齒輪60的旋轉的固接力，由此允許由葉片45提供的旋轉力給動力部件95提供動力，即使在軸40有一些旋轉時依然如此。可經由任何數量的離合方法來提供周轉差速構件通過載架制動器100和/或軸制動器陽的固接和解除固接，例如帶制動器、錐形制動器、面離合器等。雖然在所示示例中示出了特徵的組合，但不是所有這些特徵都需要被組合起來以實現本公開的各種實施例的益處。換句話說，根據本公開一個實施例設計的系統將不必包括任一圖中所示的所有特徵，也不必包括圖中所示意性示出的所有部分。而且，一個示例性實施例的選定特徵可與其他示例性實施例的選定特徵進行組合。
前面的描述本質上是示例性的而非限制性的。所公開示例的變形和修改對於本領域技術人員將變得明顯，而不必偏離本公開的實質。給予本公開的法律保護範圍僅可通過研究所附權利要求而確定。
權利要求
1.一種設備，包括齒輪箱，其具有第一迴轉部件和第二迴轉部件，所述齒輪箱具有旋轉輸入和旋轉輸出；第一制動器，其用於制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件抵抗其旋轉；和第二制動器，其用於制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件抵抗其旋轉； 其中，如果所述第一制動器制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件，則所述旋轉輸入驅動所述旋轉輸出，並且如果在緊急條件中所述第二制動器制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件，則所述旋轉輸出驅動所述齒輪箱的第一迴轉部件。
2.如權利要求1所述的設備，進一步包括動力部件，所述動力部件被所述齒輪箱的所述第一迴轉部件驅動。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述第一迴轉部件是行星齒輪載架。
4.如權利要求1所述的設備，其中，所述第二迴轉部件是恆星齒輪。
5.如權利要求1所述的設備，其中，所述旋轉輸出是環齒輪。
6.如權利要求1所述的設備，其中，所述旋轉輸入是軸。
7.如權利要求6所述的設備，其中，所述軸附接到發動機的渦輪部分。
8.如權利要求1所述的設備，其中，所述齒輪箱是差速齒輪箱。
9.如權利要求8所述的設備，其中，所述第二部件是恆星齒輪，所述恆星齒輪安裝成在緊急條件中驅動安裝在所述行星齒輪載架中的行星齒輪。
10.如權利要求9所述的設備，其中，所述旋轉輸入是軸，所述軸驅動所述恆星齒輪。
11.如權利要求9所述的設備，其中，所述軸被燃氣渦輪發動機的渦輪部件驅動。
12.如權利要求9所述的設備，其中，所述旋轉輸出是環齒輪，所述環齒輪安裝成驅動安裝在所述行星齒輪載架中的行星齒輪或者被其驅動。
13.一種設備，包括 齒輪箱，其包括恆星齒輪；與所述恆星齒輪接合的行星齒輪； 載架，所述行星齒輪安裝到所述載架；和環齒輪；第一制動器，所述第一制動器用於接合及釋放所述載架以便其旋轉及抵抗其旋轉；和動力部件，其中，如果所述第一制動器被釋放，則所述動力部件從所述載架接收回轉輸出，並且如果所述第一制動器被接合，則所述動力部件不從所述載架接收回轉輸出。
14.如權利要求13所述的設備，進一步包括第二制動器，所述第二制動器用於接合及釋放所述恆星齒輪以便旋轉及抵抗旋轉，其中，如果所述第二制動器被接合而所述第一制動器被釋放，則所述動力部件從所述載架接收回轉輸出。
15.一種方法，包括 向差速齒輪箱提供旋轉輸入；在非緊急條件中，制動所述差速齒輪箱的第一部件以允許所述旋轉輸入經由所述差速齒輪箱驅動一輸出；響應於緊急條件，釋放所述第一部件的所述制動以允許所述輸出驅動所述差速齒輪箱的所述第一部件；以及響應於所述緊急條件，制動所述差速齒輪箱的第二部件的旋轉，所述第二部件提供所述旋轉輸入。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括如果所述第二部件被制動，則由所述第一部件驅動動力部件以從所述第一部件提取動力。
全文摘要
本發明涉及齒輪傳動的渦輪風扇緊急備用動力，具體地，一種齒輪箱具有第一迴轉部件和第二迴轉部件，所述齒輪箱具有旋轉輸入和旋轉輸出，第一制動器用於制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件抵抗其旋轉，並且第二制動器用於制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件抵抗其旋轉。如果所述第一制動器制動所述齒輪箱的所述第一迴轉部件，則所述旋轉輸入驅動所述旋轉輸出，並且如果所述第二制動器制動所述齒輪箱的所述第二迴轉部件，則所述旋轉輸出驅動所述齒輪箱的第一迴轉部件。
文檔編號F16H3/44GK102338198SQ20111019678
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者C. 小萊默斯 G. 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司