輔助液壓動力生成系統技術方案

本發明專利技術提供一種液壓動力生成系統，它包括有包含渦輪機的第一軸。耦合第一軸的風扇，風扇以自轉狀態有效的驅動第一軸，在自轉狀態中，渦輪機沒有向所述提供轉動驅動。輔助可變排量液壓泵選擇性地由自轉狀態中的第一軸驅動，從而增加液壓動力源。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種燃氣渦輪機，特別是涉及一種用于所述燃氣渦輪機的輔助液壓動力生成系統。
技術介紹
在現代的渦扇提供動力(或供能)的飛機(或航空器)中，應急動力源需要用來在極端可能的主動力源，例如發動機驅動的液壓泵和/或發動機驅動的發電機等的有效性完全喪失的情況下對飛行表面進行控制。對于相對小的飛機而言，這種動力由儲存在飛機電池組中的能量來提供。對于相對較大的飛機而言，沖壓式空氣渦輪機(ram air turbine (RAT))設置有集成的發電機或輔助液壓泵用以在應急情況下進行調配。
技術實現思路
按照本專利技術的一個示例性方面，提供一種液壓動力生成系統，所述液體動力生成系統包括有包含渦輪機的第一軸。風扇被耦合到所述第一軸，所述風扇以自轉狀態有效的驅動所述第一軸，在所述自轉狀態中，所述渦輪機沒有向所述風扇提供轉動驅動。輔助可變排量液壓泵，所述輔助可變排量液壓泵選擇性地由在所述自轉狀態中的所述第一軸驅動， 從而增加液壓動力源。按照本專利技術的另一示例性方面，提供一種輔助液壓動力生成的方法，所述方法包括嚙合耦合器，以將低壓軸耦合到輔助可變排量液壓泵，以允許從所述輔助可變排量液壓泵向飛機液壓系統提供經壓縮的流體流，從而增加液壓動力源。附圖說明對于本領域技術人員而言，本專利技術的這些和其它特點將會從下面的所公開的非限制性實施例的詳細描述中變得更為明顯。伴隨詳細描述的附圖可以簡要地說明如下圖1是沿發動機縱向軸線通過燃氣渦輪發動機取的示意性剖面視圖；以及圖2是液壓動力生成系統的示意圖。具體實施例方式圖1圖示出一種諸如用于推進的燃氣輪機(或燃氣渦輪發動機)的燃氣渦輪發動機10的總體示意圖。在一個公開的非限制性實施例中示意性地圖示出兩軸(或兩芯軸 (spool))高涵道(或高旁路)渦扇發動機(two spool high bypass turbofan engine)的同時，應當理解的是，本專利技術所公開的內容適用于其它燃氣渦輪發動機構形或配置，這些構形或配置包括例如用于生成動力或者發電的燃氣渦輪，渦輪噴氣式發動機，低涵道(或低旁路)渦扇發動機，渦輪軸發動機等等。發動機10包括核心發動機部段(或發動機核心部分(core engine section)), 所述核心發動機部段裝放有低壓軸(或低軸系(low spool)) 14和高壓軸(高軸系(high spool)) Μ。風扇20直接或者通過相互嚙合的結構(或齒輪傳動機構(geared architecture)) G耦合或聯接到低壓軸M (參見圖2)。高壓軸M包括高壓壓縮機沈和高壓渦輪機觀。燃燒室30布置或配置在高壓壓縮機沈和高壓渦輪機觀之間。低壓軸和高壓軸14，M關于發動機的轉動軸線A旋轉。在壓縮機16和沈中被壓縮的空氣與燃料混合，在燃燒室30中燃燒，且在渦輪機 18和28中進行膨脹。在壓縮機16和沈中受到壓縮的空氣以及在渦輪機18和28中得到膨脹的燃料混合物可以稱作是沿著核心燃氣路徑的熱燃氣流股。渦輪機18和觀響應于膨脹直接或通過所述嚙合的結構驅動壓縮機16，沈和風扇20。參見圖2，液壓動力生成系統40利用風扇的自轉狀態(wind-milling condition) 來向飛機液壓系統H提供動力。液壓動力生成系統40大體包括加速齒輪箱(或加速傳動裝置)44，耦合器(或聯結器)46以及輔助液壓泵48。液壓動力生成系統40利用風扇20的自轉狀態，所述風扇連接到低壓軸14，該軸典型地稱之為m軸。液壓動力生成系統40可選擇性地運行或操作以在自轉狀態期間維持用于所述飛機液壓系統H的所希望的載荷或負載壓力。液壓動力生成系統40也可以用作應急動力或電力，以替換或輔助典型的沖壓式空氣渦輪機(Ram Air Turbine (RAT))，從而減少用來裝載所述沖壓式空氣渦輪機所需要的重量、尺寸和空間。在自轉狀態中，低壓軸14響應于由氣流驅動的風扇20進行旋轉，但是低壓渦輪部段18并不提供轉動輸入。自轉狀態可能會在許多情形過程中發生，例如在發動機停轉(或飛機失速)或者低壓渦輪部段18中的點火或燃燒失敗期間發生。 加速齒輪箱44大體上包括低壓軸齒輪50，所述低壓軸齒輪與齒輪軸52嚙合，所述齒輪軸又與小齒輪討嚙合。齒輪軸52和小齒輪M可分別由加速齒輪箱44內的軸承56 來支撐。由齒輪箱44驅動的中空軸(quill shaft) 58連接于小齒輪M，以驅動耦合器46 的輸入側。應當理解的是，可以替代地或附加地提供各種齒輪布置或配置。諸如離心式離合器等的耦合器46布置或配置在加速齒輪箱44和輔助液壓泵48 之間，從而選擇性地耦合低壓軸14于其上。在一個示例中，低壓軸14的轉速在正常的發動機運行條件下可以大約是自轉狀態速度的八倍。結果，可能希望的是，耦合器46在預定的轉速之上將低壓軸14與輔助液壓泵48脫開耦合或脫開聯接。結果，在經歷了自轉狀態期間的較低轉速過程中輔助液壓泵48的參數可被選定為提供所希望的性能。耦合器46可包括一組(或一套)連接到中空軸58的壓力板60A，彈簧加載的活塞 62以及相對應的成組(或成套)的板60B。只要在需要輔助液壓動力時，彈簧加載的活塞62 的一側就通過諸如螺線管操作的閥等的控制閥64進行加壓，所述控制閥可以由飛機飛行控制計算機(FCC) 66或其它裝置激勵或供能，所述其它裝置例如是飛行員手動操作的開關 68等。控制裝置運行或操作對彈簧加載的活塞62的一側減壓，以通過耦合器46將中空軸 58連接到輔助液壓泵48。當液壓動力需求不需要使用系統40時耦合器46有效的將低壓軸14卸載，并與輔助液壓泵48斷開連接，以使運行壽命最大化，因為輔助液壓泵48對于其大部分壽命來說典型地被維持在休眠模式中。低壓軸14通過耦合器46和加速齒輪箱44驅動諸如可變排量壓力補償泵等的輔助液壓泵48，以高于低壓軸14的速度運行，從而使被壓縮的流體的體積輸送最大化。輔助液壓泵48可以是可變排量液壓泵或者包括(示意性圖示出的)流體控制回路70，所述流體控制回路70被集成到輔助液壓泵48中或者與之分開，從而響應于載荷流動需求增加或降低排量，由此維持用于所述飛機液壓系統H的所希望的載荷壓力。流體控制回路70運行或操作來感應載荷壓力并調整泵排量，以維持恒定的壓力，這與來自液壓系統H的流動需求無關。在一個非限制性實施例中，輔助液壓泵48的排放口 72通過止回閥74連接到飛機液壓系統H，以允許被壓縮的流體僅從輔助液壓泵48流動到所述液壓系統H。應當理解的是，可以替代地或附加地設置各種流動控制裝置。在另一個非限制性實施例中，輔助液壓泵48可以包括卸載閥76，以在起動期間或者在自轉狀態產生的動力不足以防止停轉(或失速)情況時將輔助液壓泵48維持在最小的排量。系統40因此使用非運行的發動機的自轉狀態，以增加其它液壓動力源(如以附圖標記S示意性圖示出的)，所述其它液壓動力源是例如發動機驅動的泵或者電動機驅動的泵等等，從而例如降低各動力源的尺寸和重量，減少從運行的發動機(或多個發動機)或APU的所述高壓軸提取的動力，減少從運行的發動機(或多個發動機)或APU驅動的發電機消耗的電力，所述發電機另外需要用于電動機驅動的泵(EMPs)，以及減少用于諸如沖壓式空氣渦輪機(RAT)等的其它應急動力系統的儲備所需要的重量，尺寸和空間本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
2010.07.13 US 12/8349361.一種液壓動力生成系統，所述液體動力生成系統包括包括渦輪機的第一軸；耦合所述第一軸的風扇，所述風扇以自轉狀態有效的驅動所述第一軸，在所述自轉狀態中，所述渦輪機沒有向所述風扇提供轉動驅動；以及輔助可變排量液壓泵，所述輔助可變排量液壓泵選擇性地由在所述自轉狀態中的所述第一軸驅動，從而增加液壓動力源。2.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，其還包括位于所述第一軸和所述輔助可變排量液壓泵之間的加速齒輪箱。3.按照權利要求2所述的系統，其特征在于，其還包括位于所述加速齒輪箱和所述輔助可變排量液壓泵之間的耦合器，用來選擇性地用處于自轉狀態中的所述第一軸驅動發電機。4.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一軸是低壓軸。5.按照權利要求4所述的系統，其特征在于，所述耦合器是離合器。6.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述輔助可變排量液壓泵的排放口通過止回閥連接到飛機液壓系統，以允許加壓的流體僅從所述輔助可變排量液壓泵流動到所述飛機液壓系統。7.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，其還包括卸載...

【專利技術屬性】
技術研發人員：MA肯迪爾，DL雅克斯，
申請(專利權)人：MA肯迪爾，DL雅克斯，
類型：發明
國別省市：