Пристрій для відбору механічної потужності між валами високого тиску і низького тиску двовалового газотурбінного двигуна

1. Пристрій приводу допоміжних механізмів двовалового газотурбінного двигуна, який містить вал низького тиску (НТ) і вал високого тиску (ВТ), при цьому допоміжні механізми встановлені на коробці приводів, що містить загальний привідний вал, який відрізняється тим, що містить диференціальний механізм з першим і другим вхідними валами і з вихідним валом, при цьому перший вхі C2 2 (19) 1 3 90107 4 безпечення, зокрема, наддування і кондиціонуванобертання привідного вала коробки приводів у ня кабіни літака або для боротьби з обмерзанням. діапазоні швидкостей, сумісному з установленими На сьогодні існує тенденція до збільшення чана ній механізмами. стки відбору механічної потужності внаслідок зросЗ патентів FR 2520806 і FR 2606077 відомі таючої кількості електричних засобів, які вважадвоваловий двигун і пристрій відбору потужності, ються більш гнучкими у використанні. Ця постійно що містить диференціальний механізм, з'єднаний зростаюча потреба в електричному забезпеченні з кожним із двох валів і обладнаний вихідним ваобладнання літака вже не дозволяє, внаслідок лом, який обертається зі швидкістю, що є функціумов роботи і характеристик двигуна в основному єю від різниці швидкостей двох валів. Оскільки на режимах малого газу, відбирати потужність діапазон зміни різниці швидкостей нижче такого тільки на валу ВТ. діапазону валів, то потреба у відповідній адаптації Це збільшення відбору потужності для нових механізмів зменшується. Однак повністю усунути потреб у газотурбінних двигунах відповідно вимацю потребу неможливо. гає наявності системи відбору механічної потужДалі подається докладний опис необмежуваності на валах ВТ і НТ. У зв'язку з цим об'єктом льного варіанту виконання даного винаходу з поданого винаходу є засіб відбору потужності на силаннями на додані креслення, серед яких: обох валах. Фіг.1 зображує схематичний вигляд пристрою Однак вали ВТ і НТ обертаються незалежно відбору механічної потужності відповідно до даноодин від одного з різними швидкостями і мають го винаходу в конфігурації множинного відбору. різні робочі діапазони. Між режимом малого газу і Фіг.2 - схематичний вигляд пристрою відбору режимом повних обертів співвідношення швидкосмеханічної потужності в конфігурації відбору тільки тей для вала ВТ приблизно дорівнює двом; швидна валу ВТ. кість обертання змінюється, наприклад, від 10000 Фіг.3 - графік зміни швидкостей обертання кообертів за хвилину до 20000 обертів за хвилину. жного з валів залежно від режиму роботи двигуна, Для вала НТ співвідношення швидкостей приблизщо наочно ілюструє даний винахід. но дорівнює п'яти; його швидкість коливається, На кресленнях газотурбінний двигун не поканаприклад, від 900 обертів за хвилину в режимі заний, оскільки винахід загалом його не торкаєтьмалого газу до 4500 обертів за хвилину в режимі ся. Він може бути будь-яким. Мова йде саме про повних обертів. Отже, виникає проблема забезпебагатоваловий, зокрема, двоваловий газотурбінчення відбору, сумісного з цими двома різними ний двигун, про який згадувалось вище. Вали НТ і робочими діапазонами. Розв'язання цієї проблеми ВТ 1 і 3 є концентричними і виконані з можливістю є найбільш актуальним, оскільки агрегати, встановільного механічного обертання відносно один влені на коробці, працюють в інтервалі діапазонів одного. Вони можуть обертатися або в одному швидкостей, сумісних з діапазоном швидкостей напрямі, або в протилежних напрямах. Вал НТ вала ВТ. Як уже було зазначено вище, цей діапавстановлений на відповідних опорних підшипниках зон істотно нижчий за діапазон вала НТ. всередині вала ВТ. У разі двоконтурного турбореТому об'єктом даного винаходу є також приактивного двигуна він приводить у рух компресор, стрій відбору механічної потужності, який відповінаприклад, встановлений на передній частині. дає робочому діапазону допоміжних механізмів, Кожний із двох валів містить засіб передачі встановлених на коробці AGB. обертального руху, в даному випадку виконаний у Відповідно до даного винаходу ці завдання вигляді двох конічних шестерень, відповідно 1а і вирішуються шляхом створення пристрою приводу 3а. допоміжних механізмів багатовалового, зокрема, Диференціальний механізм 5 з епіциклічною двовалового газотурбінного двигуна, який містить передачею містить перший вхідний вал 5 а і друвал НТ і вал ВТ, при цьому згадані механізми гий вхідний вал 5b, а також вихідний вал 5с відбовстановлені на коробці приводів, яка містить загару потужності, з'єднаний із загальним привідним льний привідний вал, який відрізняється тим, що валом коробки 7 приводів. На Фіг.1 цей привідний містить диференціальний механізм з першим і вал збігається з вихідним валом 5с відбору потуждругим вхідними валами і з вихідним валом, ності диференціального механізму. при цьому перший вал сполучається за допоКінематична трансмісія 8 між засобом 1а пемогою селективного зчеплення або з валом НТ, редачі руху і входом диференціала 5 у цьому виабо з валом ВТ, падку складається з конічної шестерні 8а, що входругий вхідний вал сполучається з валом ВТ, і дить у зачеплення з шестернею 1а, і з вихідний вал сполучається з привідним валом трансмісійної лінії 8b-8с передачі руху. Ця трансзгаданої коробки приводів. місійна лінія містить муфтовий засіб 8f зчеплення, Зокрема, перший вал сполучається за допомотакий як кулачкова муфта, між двома елементами, гою селективного зчеплення з валом НТ, коли рез яких один елемент 8b з'єднаний із шестернею 8а, жим обертів двигуна залишається нижче певної а інший елемент 8с з'єднаний із входом 5а дифевеличини, і з валом ВТ, коли режим двигуна переренціала 5. вищує цю величину. Перед кулачковою муфтою 8f, тобто, наприПереважно селективне зчеплення є зчепленклад, між шестернею 8а і елементом 8b трансмісії ням кулачкового типу. вставлене колесо 8g вільного ходу. Це колесо 8g Рішення відповідно до даного винаходу довільного ходу виконане таким чином, щоб бути зволяє, таким чином, здійснювати відбір механічзадіяним, коли коробка 7 приводів працює на приної потужності на валу НТ, достатньої для зберейом, тобто під час роботи двигуна. Колесо вільноження характеристик двигуна і підтримки го ходу не задіяне, тобто не передає ніякого обер 5 90107 6 тального руху між елементом 8b і шестернею 8а, Між режимом малого газу і заздалегідь встаколи коробка 7 є приводом, тобто в режимі запусновленим режимом N двигуна муфта 8f знахоку, коли приводиться в дію стартер для обертання диться в зачепленні, а 10f від'єднана. Конфігурація ротора ВТ. Опис роботи в режимі запуску буде являє собою множинний відбір. Вал НТ бере представлено нижче. участь в обертанні допоміжних механізмів, що й Трансмісія 6 між шестернею 3а і входом 5b потрібно, оскільки режим ротора ВТ не є оптимадиференціала є прямою, без зчіпної муфти. льним для здійснення відбору потужності. Зчіпна муфта 10f передбачена між двома траВузол керування муфтами 8f і 10f виконаний з нсмісіями 6 і 8. Вона встановлена на валу 10, який можливістю перемикання зчеплення між частинамістить дві частини 10b і 10с по обидві сторони від ми валів 8 і 10 від 8f на 10f. У цій конфігурації обимуфти: частина 10b з'єднана через зубчату передва входи 5а і 5b обертаються одним і тим же вадачу 10b1-6b з валом 6, а частина 10с з'єднана лом - ВТ. Крива зміни швидкості виходу 5с через зубчату передачу 10c1-8d з частиною 8с вадиференціала паралельна кривій RHP. У цьому ла 8. Муфта є, наприклад, кулачковою муфтою. прикладі швидкість вхідного вала коробки змінюДві муфти 8f і 10f, які утворюють селективне ється в обмеженому діапазоні від 1 до 2,2. Оскільзчеплення, керуються відповідним вузлом керуки діапазон швидкостей регулюється тільки валом вання. ВТ, то потрібно дотримуватись вимог, пов'язаних з У конфігурації, показаній на Фіг.1, кулачкова механізмами, встановленими на коробці. муфта 8f знаходиться в зачепленні. Частини 8b і Зрозуміло, що якби селективне зчеплення за8с нерухомо з'єднані одна з одною; обидві частини лишалося підключеним до кулачків муфти 8f, то 10b і 10с від'єднані одна від одної. Вал НТ обертає швидкість змінювалася б, як показано пунктирною вхідний вал 5а коробки 5, а вал ВТ обертає вхідкривою, починаючи від режиму N. У цьому випадку ний вал 5b коробки 5. співвідношення швидкостей зовсім трохи не досяНа Фіг.2 показана та ж трансмісія, що й на гало б співвідношення швидкостей на RBP. Фіг.1, але в цьому випадку в зачепленні знахоДругу конфігурацію, показану на Фіг.2, викоридиться муфта 10f. Частини 10b і 10с нерухомо стовують для режимів обертання двигуна, що доз'єднані одна з одною. Частини 8b і 8с від'єднані зволяють здійснювати відбір потужності тільки на одна від одної. У цій конфігурації обидва вали 5а і валу ВТ. 5b диференціала 7 з'єднані з валом ВТ і привоДля запуску двигуна стартер, не показаний на дяться ним в обертання. Цей вал один справляфігурі, підключають до коробки 7 приводів. У цьоється з обертанням допоміжних механізмів, встаму випадку конфігурація, не показана на фігурах, новлених на коробці. відрізняється від конфігурацій, показаних на Фіг.1 і Робота пристрою описується з посиланням на 2. Тут селективне зчеплення встановлюють таким Фіг.3. чином, щоб обидві кулачкові муфти 8f і 10f одноНа цій фігурі на осі абсцис показаний режим часно знаходилися в зачепленні; задіяні обидві двигуна або його рівень потужності. І позначає трансмісійні лінії: 8b-8с, з одного боку, і 10b-10с, з режим малого газу, а Р - режим повних обертів, іншого боку. Оскільки передача потужності відбунаприклад, під час зльоту. На осі ординат показавається від коробки 7 на шестерню 8а, то колесо на швидкість обертання, виражена відносно швид8g вільного ходу не задіяне. Як і в конфігурації на кості в режимі малого газу. Фіг.2 привідна потужність стартера повністю переКрива RHP побудована між І і Ρ від значення дається на ротор ВТ. У кінці запуску вузол керу1, що відповідає режиму малого газу, до значення вання відключає кулачкову муфту 10f для від'єд1,7. Робочий діапазон швидкостей ротора ВТ цьонання валів 10b і 10с один від одного. Після го двигуна знаходиться в інтервалі від 1 до 1,7 між запуску коробка 7 працює на прийом, колесо вільрежимом малого газу і режимом повних обертів. ного ходу автоматично включається, і починається Точно так само крива RBP показує робочий діапарежим холостого ходу в конфігурації, показаній на зон швидкостей ротора низького тиску НТ. ДіапаФіг.1. зон швидкостей ротора НТ набагато ширший, ніж Таким чином, колесо 8g вільного ходу дозводіапазон ротора ВТ, оскільки крива проходить від ляє під час запуску уникнути прискорення до точки 1 до 5. N швидкості, заздалегідь визначеної для зміни Пряма RD показує робочий діапазон швидкосконфігурації. Ця швидкість може бути дуже висотей вала 5с. кою і створювати надмірну тягу на землі. 7 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 90107 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601