用于直升机的驱动系统及直升机技术方案

本发明专利技术公开了一种用于直升机的驱动系统及直升机，包括发动机和行星减速器，所述发动机具有竖直向上的发动机输出轴，所述行星减速器用于接收发动机输出轴的输出动力并将动力输出至直升机的主旋翼轴；本发明专利技术提供的驱动系统用于直升机后，能够有效降低发动机总成的重量，允许更大的载重量；同时该系统布置方式所占空间紧凑，能够提高整机的抗震能力，为其他负载提供更大的空间可能；通过优化传动结构，提高了传动效率，发动机能够发挥更大的性能；采用电尾桨相比传统机械尾桨更具灵活性，维护成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
用于直升机的驱动系统及直升机


[0001]本专利技术涉及直升机动力驱动
，具体涉及一种用于直升机的驱动系统及直升机。

技术介绍

[0002]目前多数直升机的动力输出采用发动机与主减速器连接，经皮带轮输出动力至二级减速器，通过二级减速器来驱动主旋翼轴工作，同时再通过与二级减速器相连的尾桨传动链输出动力至尾桨并驱动尾桨工作。
[0003]现有技术中，发动机与水冷系统一般布置于直升机的前端，这种布置方式虽然利于发动机的散热，但由于直升机的整体重心靠前，为保持直升机整体平衡需进行配重设计，而配重设计就会导致整机重量过大。与减速器配合使用的皮带轮在使用时会产生拉紧张力，拉紧张力又会对整机产生侧向拉力，这就对直升机整体的安装和抗震提出要求；同时长时间工作，皮带轮容易疲劳损坏，若不及时检修和更改，容易在使用时发生故障。传统的机械尾桨结构，虽然相关技术比较成熟、结构强度较好，但是所需的传动结构件比较多、重量大，容易影响整机重量；并且该传动结构布置比较复杂，产生的振动大，传动效率有限，功率消耗也多，故障率较高，维护成本相对较高。
[0004]由此可见，当前直升机的动力系统、传动系统存在很多问题亟待解决，而整机的重量和功率是衡量整体性能的重要参数，传动系统的重量和传动效率更是能直接影响整机性能。因此，为了提升直升机的整机性能，需要从传动系统的重量和效率方面进行优化。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术公开的用于直升机的驱动系统及直升机，目的是把发动机与减速部件构成整体，取代传统复杂的传动系统，降低发动机总成的重量，使整体结构更加紧凑，空间占有率小，重心稳定，提高抗振动的能力为直升机提供其他负载空间；同时优化传动系统，提高传动系统的效率，让发动机发挥更大的性能；使用电尾桨技术比传统直升机尾桨结构简单，安全性更高，控制调节更具优势，维护成本更低。
[0006]本专利技术公开的用于直升机的驱动系统，包括发动机和行星减速器，所述发动机具有竖直向上的发动机输出轴，所述行星减速器用于接收发动机输出轴的输出动力并将动力输出至直升机的主旋翼轴。
[0007]本专利技术中，该驱动系统所用发动机为活塞式发动机，是一种利用一个或多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机，主要靠汽油、柴油等燃料为发动机提供动力；活塞式发动机根据使用需求可分为多个类型，其中按冲程可分为四冲程发动机和二冲程发动机，而本专利技术中所使用的活塞式发动机主要为二冲程发动机；与四冲程发动机相比，二冲程发动机的整体结构更加简单且重量轻，由于自身体积小，所以在布置时所占的空间更少，同时二冲程发动机的升功率更好高，价格也更加低廉，更加符合该直升机驱动系统的使用；
[0008]现有的直升机通常使用涡轴发动机提供驱动力，但在使用涡轴发动机时，为了保
证涡轮机的进气一般将涡轴发动机平行布置，此时发动机的输出转轴就只能与主旋翼轴垂直布置，同时还必须在直升机内设置与输出转轴相连的一、二级减速器机构和皮带轮装置；而在本专利技术中二冲程发动机先通过启动电机启动，随后通过燃料为发动机提供动力，再通过将二冲程发动机的输出转轴输出主旋翼轴的驱动力；通过将二冲程发动机的输出转轴竖直向上布置并与主旋翼轴平行，并在发动机与主旋翼轴之间设置行星减速器替代了传统的一、二级减速器机构和皮带轮装置，使行星减速器直接将接收的发动机输出动力输出至主旋翼轴上，不仅简化了传递系统的整体结构，还降低了传动系统的整体重量，提高了传动效率，进而降低了直升机的整机重量和燃料损耗。
[0009]进一步，还包括与发动机输出轴连接的离合器，所述发动机输出轴通过离合器将动力输出至行星减速器；通过在发动机与行星减速器之间设置离合器，并使用离合器对发动机传输动力进行传递和切断，进而实现对主旋翼轴转速的控制和变速调节；离合器设置在发动机与行星减速器之间的飞轮壳内，并通过螺钉将离合器整体固定在发动机上方，同时离合器还与直升机的控制系统相连，并由控制系统直接控制；在本专利技术中，离合器与发动机的输出轴相连，而离合器的输出轴又与行星减速器相连，从而将发动机动力通过离合器输出至行星减速器驱动主旋翼轴工作。
[0010]进一步，所述行星减速器包括行星轮系，所述行星轮系中的太阳轮和行星架与发动机的输出轴、主旋翼轴同轴设置；行星轮系作为现有机械设备中常用的齿轮传动机构，一般由齿圈、太阳轮、行星轮组和行星架构成，具有结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、传递功率范围及传动范围大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点，属于现有技术，在此不再赘述；而本专利技术的行星轮系中，通过将太阳轮和行星架与发动机的输出轴、主旋翼轴同轴设置，使发动机重心与主旋翼轴位于在同一轴线上，有利于直升机重心的稳定，同时还减少了传统传动系统的复杂程度，使整体的传动效率得到提升。
[0011]进一步，所述行星减速器还包括箱体，所述箱体分别为上箱体和下箱体，所述上箱体的顶部轴向向上延伸形成与主旋翼轴转动配合的轴套段，所述下箱体的底部轴向向下延伸形成用于容纳离合器的腔体并与发动机固定；其中箱体为金属结构件，分为上箱体和下箱体两部分，箱体主要作为行星减速器的外壳保护固定在其内部的行星轮系和其他传动结构；由于主旋翼轴的长度较长且在行星轮系和旋翼之间无其他的稳定装置，所以将上箱体的顶部向上延伸形成的轴套段，使主旋翼轴在转动时能够通过轴套段提升主旋翼轴的稳定性；上箱体的轴套段内在轴向上下两端分别朝箱外和箱内设有两个安装台，安装台主要用来安装与主旋翼轴传动配合的转动件，例如轴承等；其中轴套段内上部的安装台尺寸小于下部的安装台尺寸；下箱体的底部向下延伸形成的空腔安装部，可以将与发动机输出轴连接的离合器包住，并且下箱体的安装部还通过螺钉固定在发动机上，使发动机本体与减速部件成为整体，这种布局结构紧凑，空间占用小，为直升机提供了更大载重量的可能。
[0012]进一步，所述上箱体的轴套段与主旋翼轴之间安装有限位轴承，所述上箱体通过限位轴承与主旋翼轴转动配合并对主旋翼轴进行轴向限位；主旋翼轴通过限位轴承与上箱体的轴套段实现转动配合，不仅提高了主旋翼轴转动时的稳定性，还降低了转动产生的能量损失，同时限位轴承还对主旋翼轴与行星减速器中行星轮系的固定进行了轴向限位，加强了主旋翼轴与行星减速器的连接强度，防止了主旋翼轴在旋转过程中从行星减速器上脱落；限位轴承可以是常规技术中滚子轴承或球轴承，而在本专利技术中主要使用的是圆锥滚子
轴承；其中圆锥滚子轴承为两组，分别设置在上箱体轴套段的上部安装台和下部安装台上，圆锥滚子轴承的尺寸大小可根据使用位置的不同进行相应选择，通过使用圆锥滚子轴承对主旋翼轴进行轴向限位的同时还能使主旋翼的转动更加顺滑。
[0013]进一步，所述行星轮系还包括内齿圈和行星轮组，所述行星轮组与太阳轮设置在内齿圈内，所述内齿圈设置在上下箱体之间并与上下箱体紧固连接；本专利技术中的行星轮系同常规技术中的行星轮系布置相似，其中内齿圈设置在上下箱体之间并通过螺栓直接与上下箱体连接固定，太阳轮和行星轮组设置在内齿圈内；太阳轮设置在内齿圈的中心并与离合器的输出轴传动配合，用于向行星轮系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直升机的驱动系统，其特征在于：包括发动机和行星减速器，所述发动机具有竖直向上的发动机输出轴，所述行星减速器用于接收发动机输出轴的输出动力并将动力输出至直升机的主旋翼轴。2.根据权利要求1所述的用于直升机的驱动系统，其特征在于：还包括与发动机输出轴连接的离合器，所述发动机输出轴通过离合器将动力输出至行星减速器。3.根据权利要求2所述的用于直升机的驱动系统，其特征在于：所述行星减速器包括行星轮系，所述行星轮系中的太阳轮和行星架与发动机的输出轴、主旋翼轴同轴设置。4.根据权利要求3所述的用于直升机的驱动系统，其特征在于：所述行星减速器还包括箱体，所述箱体分别为上箱体和下箱体，所述上箱体的顶部轴向向上延伸形成与主旋翼轴转动配合的轴套段，所述下箱体的底部轴向向下延伸形成用于容纳离合器的腔体并与发动机固定。5.根据权利要求4所述的用于直升机的驱动系统，其特征在于：所述上箱体的轴套段与主旋翼轴之间安装有限位轴承，所述上箱体通过限位轴承与主旋翼轴转动配合并对主旋翼轴进行轴向限位。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐菌梨，吴波，胡政，李国卿，陈文强，侯尊，
申请(专利权)人：重庆隆鑫机车有限公司隆鑫通用动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：