飞行器螺旋桨驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统。飞行器具有间歇燃烧内燃发动机通过螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨。该螺旋桨驱动系统具有：第一非圆形齿轮，该第一非圆形齿轮适于可操作地连接到发动机并且由发动机驱动；由第一非圆形齿轮驱动的第二非圆形齿轮，第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；由第二非圆形齿轮驱动的挠性联轴总成；以及由挠性联轴总成驱动的输出轴。该输出轴适于连接到螺旋桨。还公开了一种具有螺旋桨驱动系统的飞行器和一种用于使动力从间歇燃烧内燃发动机传递到飞行器的螺旋桨的方法。

【技术实现步骤摘要】
飞行器螺旋桨驱动系统专利
本专利技术涉及一种飞行器螺旋桨驱动系统。
技术介绍
许多飞机由一个或者多个诸如两冲程或者四冲程内燃发动机的间歇燃烧的内燃发动机驱动的一个或者多个螺旋桨动力驱动。在许多这种飞机中，在运行中，发动机使具有能够改变间距的桨叶的螺旋桨旋转，通常将这种螺旋桨称为可变间距螺旋桨。为了解决功率要求的变化，能够改变螺旋桨的桨叶的间距，而不一定必须改变发动机的速度。每个发动机都通过螺旋桨驱动系统连接到其相应螺旋桨。螺旋桨驱动系统通常包括多个齿轮，该多个齿轮被布置成使得螺旋桨以比发动机的曲轴慢的速度旋转。因为其质量和尺寸，螺旋桨具有大的转动惯量。因此，对于发动机的给定运行条件，当螺旋桨在飞机在运行中旋转时，常常以匀速旋转。相反，发动机曲轴的转速变化。该转速因为燃烧压力和谐振力之和以及诸如活塞的发动机的旋转质量的变化而变化。出现曲轴的最高转速时的曲轴的角位置取决于至少作为发动机循环(两冲程、四冲程)类型的结果的主作用力、气缸数量和气缸的构造(直列式、V型、对置式……)。仅考虑燃烧压力，曲轴的转速在发动机的做功行程升高，而在发动机的压缩行程降低。因此，对于给定的发动机运行条件，连接到螺旋桨的螺旋桨驱动系统的一部分以匀速旋转，但是连接到发动机的曲轴的螺旋桨驱动系统的一部分的速度发生变化。这样导致螺旋桨驱动系统中的齿轮产生应力和磨损并且还导致产生噪声和振动。此外，如果螺旋桨驱动系统出现谐振，则振动增大并且导致与这些振动有关的问题加剧。为了避免大多数运行状况下的谐振，某些螺旋桨驱动系统设计有刚性，这种刚性导致在低于发动机的怠速的转速下产生谐振频率。因此，在发动机的正常运行范围内时，即，在等于并且高于怠速时，不出现螺旋桨驱动系统的谐振。然而，在发动机启动时，发动机从静止到发动机的怠速，并且由此在某些时点，发动机将以导致螺旋桨驱动系统谐振的速度旋转。因此，在发动机启动时，发生螺旋桨驱动系统的谐振，从而导致强烈振动并且甚至可以导致曲轴瞬间反转。因此，其中负责控制喷油和点火的发动机控制单元可能收到有关曲轴的转速和位置的错误信号，这可能妨碍发动机成功启动。因此，需要一种能够在发动机运行时降低与曲轴的速度变化关联的转矩峰值并且/或者能够在发动机启动时避免或者减小螺旋桨驱动系统的谐振的冲击的螺旋桨驱动系统。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是改善现有技术中存在的至少一些不方便。根据本专利技术的一个方案，提供了一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统。飞行器具有由间歇燃烧内燃发动机通过螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨。该螺旋桨驱动系统具有：第一非圆形齿轮，该第一非圆形齿轮适于可操作地连接到发动机并且由发动机驱动；第二非圆形齿轮，该第二非圆形齿轮由第一非圆形齿轮驱动，第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；挠性联轴总成，该挠性联轴总成由第二非圆形齿轮驱动；以及输出轴，该输出轴由挠性联轴总成驱动。该输出轴适于连接到螺旋桨。根据本专利技术的一些实施例，在运行时，第二非圆形齿轮的转速的变化小于第一非圆形齿轮的转速的变化。根据本专利技术的一些实施例，齿轮速比至少变化±1.0％。根据本专利技术的一些实施例，齿轮速比变化±1.8％。根据本专利技术的一些实施例，第一非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷。第二非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷。根据本专利技术的一些实施例，第一非圆形齿轮具有：多个凸起，其数量对应于对于发动机的曲轴每圈旋转的发动机做功行程数量；以及多个凹陷，其数量对应于对于曲轴每圈旋转的发动机所述做功行程数量。根据本专利技术的一些实施例，第一非圆形齿轮具有两个凸起和两个凹陷。根据本专利技术的一些实施例，第二非圆形齿轮具有：多个凸起，其数量对应于对于发动机的曲轴每圈旋转的发动机做功行程的数量乘以第一非圆形齿轮和第二非圆形齿轮的平均齿轮速比；以及多个凹陷，其数量对应于对于曲轴每圈旋转的发动机做功行程的数量乘以所述平均齿轮速比。根据本专利技术的一些实施例，第二非圆形齿轮具有5个凸起和5个凹陷。根据本专利技术的一些实施例，挠性联轴总成包括：输入构件，该输入构件连接到第二非圆形齿轮并且由第二非圆形齿轮驱动；挠性连接圆盘，该挠性连接圆盘连接到输入构件并且由输入构件驱动；以及输出构件，该输出构件连接到挠性连接圆盘并且由挠性连接圆盘驱动。挠性连接圆盘设置于输入构件与输出构件之间。输出构件连接到输出轴并且驱动输出轴。挠性连接圆盘减缓输入构件与输出构件之间的扭转振动。根据本专利技术的一些实施例，离合器将齿轮可操作地连接到挠性联轴总成。根据本专利技术的一些实施例，发动机是四冲程四缸发动机。根据本专利技术的一些实施例，第二非圆形齿轮、挠性联轴总成和输出轴同轴并且可绕公共转轴旋转。根据本专利技术的另一个方案，提供了一种飞行器，该飞行器具有：机身；机翼，该机翼连接到机身；间歇燃烧内燃发动机，该间歇燃烧内燃发动机连接到如下中的一个：机身；和机翼中的一个；螺旋桨驱动系统，该螺旋桨驱动系统连接到发动机；以及螺旋桨，该螺旋桨连接到螺旋桨驱动系统并且由发动机通过螺旋桨驱动系统驱动。该螺旋桨驱动系统基于本专利技术的上述方案或者该方案与上述实施例中的一个或者多个的组合。根据本专利技术的另一个方案，提供了一种用于使动力从间歇燃烧内燃发动机传递到飞行器的螺旋桨的方法。该螺旋桨连接到输出轴。该方法包括：发动机驱动可变齿轮速比齿轮组，该齿轮组包括发动机驱动的第一非圆形齿轮和第一非圆形齿轮驱动的第二非圆形齿轮；第二非圆形齿轮驱动挠性联轴总成；以及挠性联轴总成驱动输出轴。对于本申请，术语“间歇燃烧内燃发动机”指通过空气和燃油在诸如两冲程、四冲程或者汪克尔转子发动机中周期性地燃烧而运行的发动机。此外，对于本申请，涉及诸如向前、向后、左和右的空间方位的术语是在飞行器处于0度仰角和0度纵轴转角的情况下，以标准驾驶位置坐在飞行器中的飞行器飞行员理解的空间方位。本专利技术的实施例分别具有上述目的和/或者方案中的至少一个，但是不一定具有其全部。能够构想，由尝试实现上述目的获得的本专利技术的某些方案可能不满足该目的并且/或者可以满足在此未具体陈述的其他目的。根据下面的描述、附图和所附权利要求书，本专利技术的实施例的附加和/或者替换特征、方案和优点变得显而易见。附图说明为了更好地理解本专利技术以及本专利技术的其他方案和附加特征，参考下面结合附图使用的描述，其中：图1是飞机的左视图；图2是图1所示飞机的发动机、螺旋桨驱动系统和螺旋桨的右侧平面原理图；图3是从图1所示发动机的前面、右侧绘制的透视图；图4是从图2所示螺旋桨驱动系统的后面、右侧绘制的透视图；图5是从图4所示螺旋桨驱动系统的纵向截面的后面、右侧绘制的透视图；图6是图4所示螺旋桨驱动系统的右侧平面图；图7是图4所示螺旋桨驱动系统的纵截面图；图8是图4所示螺旋桨驱动系统的输入齿轮的前平面图；图9是图4所示螺旋桨驱动系统的图8所示输入齿轮驱动的齿轮的前平面图；图10A是在齿轮处于最低齿轮速比位置的情况下为了便于理解而放大齿轮的非圆形性情况下的图8和9所示齿轮的原理图；图10B是在齿轮处于最高齿轮速比位置的情况下为了便于理解而放大齿轮的非圆形性情况下的图8和9所示齿轮的原理图；以及图11是从图4所示螺旋桨驱动系统的挠性联轴总成的后面、右侧绘制的局部分解透视图。具体实施方式对于具有由间歇燃烧内燃发动机动力驱动的单可变间距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统，所述飞行器具有由间歇燃烧内燃发动机通过所述螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨，所述螺旋桨驱动系统包括：第一非圆形齿轮，其适于可操作地连接到所述发动机并且由所述发动机驱动；第二非圆形齿轮，其由所述第一非圆形齿轮驱动，所述第一非圆形齿轮和所述第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；挠性联轴总成，其由所述第二非圆形齿轮驱动；以及输出轴，其由所述挠性联轴总成驱动，所述输出轴适于连接到所述螺旋桨。

【技术特征摘要】
2015.11.16 EP 15194822.11.一种用于飞行器的飞行器螺旋桨驱动系统，所述飞行器具有由间歇燃烧内燃发动机通过所述螺旋桨驱动系统驱动的螺旋桨，所述螺旋桨驱动系统包括：第一非圆形齿轮，其适于可操作地连接到所述发动机并且由所述发动机驱动；第二非圆形齿轮，其由所述第一非圆形齿轮驱动，所述第一非圆形齿轮和所述第二非圆形齿轮具有可变齿轮速比；挠性联轴总成，其由所述第二非圆形齿轮驱动；以及输出轴，其由所述挠性联轴总成驱动，所述输出轴适于连接到所述螺旋桨。2.根据权利要求1所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，在运行时，所述第二非圆形齿轮的转速的变化小于所述第一非圆形齿轮的转速的变化。3.根据权利要求1或2所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述齿轮速比至少变化±1.0％。4.根据权利要求3所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述齿轮速比变化±1.8％。5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于：所述第一非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷；并且所述第二非圆形齿轮具有多个凸起和多个凹陷。6.根据权利要求5所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第一非圆形齿轮具有：凸起，其数量对应于对于所述发动机的曲轴的每圈旋转所述发动机的做功行程数量；以及凹陷，其数量对应于对于所述曲轴的每圈旋转所述发动机的所述做功行程数量。7.根据权利要求5或6所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第一非圆形齿轮具有两个凸起和两个凹陷。8.根据权利要求5至7中的任何一项所述的飞行器螺旋桨驱动系统，其特征在于，所述第二非圆形齿轮具有：凸起，其数量对应于对于所述发动机的曲轴的每圈旋转所述发动机的做功行程数量乘以所述第一非圆形齿轮和所述第二非圆形齿轮的平均齿轮速比；以及凹陷，其数量对应于对于所述曲轴的每圈旋转所述发动机的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·拜尔，哈拉尔德·米特迈尔，迈克尔·多普那，
申请(专利权)人：BRP传动系有限两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT