專利名稱：用于瞬時(shí)加速和減速階段的輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，具體地本發(fā)明涉及例如直升機(jī)等飛行器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
更具體地，本發(fā)明涉及具體用于直升機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器和自由渦輪，該自由渦輪受到氣體發(fā)生器所產(chǎn)生的氣流驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，氣體發(fā)生器包括在旋轉(zhuǎn)時(shí)連接在一起的至少一個(gè)離心壓縮機(jī)和渦輪。操作如下進(jìn)入渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻空氣在被送入與燃料進(jìn)行混合的燃燒室之前由于壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)而受到壓縮。然后，燃燒室中的燃燒氣體以高速向氣體發(fā)生器的渦輪排出。
然后，在氣體發(fā)生器的渦輪中發(fā)生第一膨脹，在該膨脹期間所述渦輪提取驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)所需的能量。
氣體發(fā)生器的渦輪不能吸取燃燒氣體的所有能量，剩余能量構(gòu)成氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氣流。
因此，氣體發(fā)生器向自由渦輪提供動(dòng)能，從而氣體在自由渦輪中發(fā)生第二膨脹，該自由渦輪將氣體能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)接收單元，例如直升機(jī)的轉(zhuǎn)子。
自然地，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的目的在于在所定限制內(nèi)操作，并且渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)主要作用在注入到燃燒室內(nèi)的燃料的流速來(lái)保持在這種限制內(nèi)。
因此，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)加速階段，尤其在航行時(shí)，根據(jù)飛行員的動(dòng)力需求，增加注入到燃燒室中的燃料的速率，這具有如下效果即增大所產(chǎn)生的氣流，隨后增大傳輸?shù)阶杂蓽u輪的功率。
然而，必須在一定限制內(nèi)出現(xiàn)加速，以便避免產(chǎn)生會(huì)對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)
造成損壞的喘振現(xiàn)象(surge phenomenon)。該現(xiàn)象會(huì)在如下情況下產(chǎn)生加速太突然，以及由于燃料流速過(guò)高造成燃料室下游的壓力變得高于上游的壓力，即壓縮機(jī)所傳輸?shù)谋粔嚎s空氣的壓力。在這種情況下，第一膨脹不僅在下游發(fā)生，而且還在上游發(fā)生，使得燃燒氣體的流速變?yōu)?而且壓縮機(jī)中的壓力降低。
眾所周知，喘振現(xiàn)象會(huì)對(duì)構(gòu)成渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的部件以及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)所傳輸?shù)膭?dòng)力造成有害后果。
因?yàn)榧铀俚乃矔r(shí)階段需要燃料流速的顯著增加，所以通常提供足夠大的裕度(被稱為喘振裕度)以使渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)不在工作范圍內(nèi)出現(xiàn)喘振的情況下工作。
因此，可以理解到這種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性能受到該喘振裕度的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有較高加速性能并同時(shí)具有與現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相同的喘振裕度的直升機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明利用如下事實(shí)實(shí)現(xiàn)上述目的所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括與氣體發(fā)生器軸連接的輔助電動(dòng)機(jī)，所述輔助電動(dòng)機(jī)在所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速階段將附加量的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能傳輸?shù)捷S上。
氣體發(fā)生器軸是安裝有壓縮機(jī)和渦輪的軸。
在本發(fā)明的涵義內(nèi)，輔助電動(dòng)機(jī)完全獨(dú)立于燃燒室和所述氣體發(fā)生器的渦輪所構(gòu)成的組件，即輔助電動(dòng)機(jī)構(gòu)成了輔助氣體發(fā)生器的元件。
因此，通過(guò)形成用于輔助渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)加速的裝置，所述輔助電動(dòng)機(jī)適于在加速階段將附加扭矩傳遞到氣體發(fā)生器軸上，從而通過(guò)提高燃料流速并且利用傳遞附加扭矩的輔助電動(dòng)機(jī)而有利地獲得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的總加速度。
有利地，由于存在輔助電動(dòng)機(jī)并且輔助電動(dòng)機(jī)傳輸額外的加速，所以增加燃料流速來(lái)將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)加速的需要較少。
因此，應(yīng)該理解到，本發(fā)明的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有比現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速度水平大的加速度，同時(shí)還具有相同的喘振裕度。
作為另一種選擇，本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠設(shè)計(jì)喘振裕度較小的
4渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，從而有利地減小渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸。
還應(yīng)該理解到，借助于本發(fā)明，由于減小了加速所需的燃料的溢流速度，所以渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部的溫度有利地較低。
最后，不論直升機(jī)所在的高度為多少，本發(fā)明的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)適于有利地提供恒定水平的加速度。
在第一實(shí)施例中，輔助電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)。
在第一變型中，輔助電動(dòng)機(jī)由電池供電。
在另一個(gè)有利變型中，電動(dòng)機(jī)由受自由渦輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的第一發(fā)電機(jī)供電。
在這種情況下，確定適于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔馨l(fā)電機(jī)的大小，以僅吸取自由渦輪軸的扭矩的一小部分，扭矩的主要部分自然用于在旋轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)直升機(jī)轉(zhuǎn)子。
如果需要，所述發(fā)電機(jī)還可以與升壓電池相關(guān)聯(lián)。
在另一個(gè)有利的變型中，電動(dòng)機(jī)由受直升機(jī)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的第一發(fā)電機(jī)供電。
為了實(shí)現(xiàn)此目的，與轉(zhuǎn)子的總旋轉(zhuǎn)能量相比，第一發(fā)電機(jī)從轉(zhuǎn)子吸取一定量的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能以將該動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，以向與氣體發(fā)生器軸連接的電氣輔助電動(dòng)機(jī)供電。
直升機(jī)轉(zhuǎn)子用作具有大慣量的飛輪，使得從轉(zhuǎn)子吸取的能量不會(huì)顯著地妨礙直升機(jī)飛行。
在另一個(gè)實(shí)施例中，輔助電動(dòng)機(jī)是液壓電動(dòng)機(jī)。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)操作的上述背景下，通過(guò)顯著減小燃料流速來(lái)執(zhí)行減速。
與加速一樣，減速必須在一定限制內(nèi)。
太突然地減小燃料流速會(huì)造成渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，為此還提供了熄火裕度。
因此，應(yīng)該理解到，在現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)榇嬖诎l(fā)動(dòng)機(jī)熄火的危險(xiǎn)，因此傳輸?shù)街鄙龣C(jī)上的動(dòng)力不能減小得太快。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供減速性能較好的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明利用如下事實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的本發(fā)明的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括減速輔助裝置，所述減速輔助裝置在所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的減速階段從所述氣體發(fā)生器軸吸取一定量的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
這些輔助裝置是輔助式的，即這些輔助裝置獨(dú)立于由所述燃燒室和所述氣體發(fā)生器的渦輪形成的組件。
此外，這些輔助裝置通過(guò)減少氣體發(fā)生器軸的旋轉(zhuǎn)能量來(lái)將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)減速。換句話說(shuō)，這些輔助裝置用作一種機(jī)械制動(dòng)器。
這樣，借助于本發(fā)明，可以在不會(huì)過(guò)量地減小燃料流速的情況下，即在不存在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作的危險(xiǎn)的情況下，更快速地減少發(fā)生器的軸的轉(zhuǎn)速。
以有利的方式，減速輔助裝置包括與氣體發(fā)生器軸連接的第二發(fā)電機(jī)。
在減速階段，啟動(dòng)第二發(fā)電機(jī)從而吸取氣體發(fā)生器軸的旋轉(zhuǎn)能量的一部分以將該能量轉(zhuǎn)換成電能。
優(yōu)選地，但不一定地，減速輔助裝置還包括儲(chǔ)能單元，儲(chǔ)能單元以電能的形式存儲(chǔ)被發(fā)電機(jī)吸取的動(dòng)能。
這樣，所存儲(chǔ)的能量可以被直升機(jī)的電氣裝置(以更尤其有利的方式，為輔助電動(dòng)機(jī))再利用。在該實(shí)例中，儲(chǔ)能單元可以有利地構(gòu)成輔助電動(dòng)機(jī)的電池。
換句話說(shuō)，在減速階段由儲(chǔ)能單元存儲(chǔ)的能量可以有利地用于在加速階段向輔助電動(dòng)機(jī)供電。
有利地，減速輔助裝置還包括與直升機(jī)的轉(zhuǎn)子連接的第二電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子由發(fā)電機(jī)供電，從而將發(fā)電機(jī)吸取的一定量動(dòng)能以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式存儲(chǔ)在直升機(jī)的轉(zhuǎn)子中。
從而，在減速階段，與所述轉(zhuǎn)子連接的第二電動(dòng)機(jī)將與所述氣體發(fā)生器軸連接的第二發(fā)電機(jī)所傳輸?shù)碾娏D(zhuǎn)換成機(jī)械能量，該機(jī)械能量存儲(chǔ)在用作飛輪的轉(zhuǎn)子中。
更有利地，輔助電動(dòng)機(jī)還能夠作為發(fā)電機(jī)工作，使得從而減速輔助轉(zhuǎn)子包括作為發(fā)電機(jī)工作的電動(dòng)機(jī)。
在另一個(gè)有利實(shí)施例中，與轉(zhuǎn)子連接的第二電動(dòng)機(jī)還能夠作為發(fā)電機(jī)工作，發(fā)電機(jī)用于向與氣體發(fā)生器軸連接的輔助電動(dòng)機(jī)供電。
6在本發(fā)明的另一個(gè)變型中，減速輔助轉(zhuǎn)子還包括與氣體發(fā)生器軸連接的液壓泵。


通過(guò)閱讀下文通過(guò)非限制實(shí)例對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明，可以更好地理解本發(fā)明并且更清楚地看到其優(yōu)點(diǎn)。參照附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的直升機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該直升機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括與氣體發(fā)生器軸連接的輔助電動(dòng)機(jī)以向氣體發(fā)生器軸提供附加的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能；
圖2是示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的視圖，在該實(shí)施例中，從轉(zhuǎn)子吸
取傳輸?shù)綒怏w發(fā)生器軸上的能量，從氣體發(fā)生器軸吸取的能量可以存儲(chǔ)
在轉(zhuǎn)子中；以及
圖3示出了本發(fā)明第三實(shí)施例，其中，輔助電動(dòng)機(jī)是液壓電動(dòng)機(jī)，減速輔助裝置包括液壓泵。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出了構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施例并且尤其用于驅(qū)動(dòng)直升機(jī)轉(zhuǎn)子(未示出)旋轉(zhuǎn)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的視圖，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括氣體發(fā)生器12和自由渦輪14，自由渦輪14能夠受到氣體發(fā)生器12所產(chǎn)生的氣流F驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。
自由渦輪14安裝在軸16上，軸16將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至接收單元，例如直升機(jī)的主轉(zhuǎn)子。
如圖1所示的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10是后輸出型的。可以考慮采用如下的
渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)即具有用外軸轉(zhuǎn)移的前輸出型自由渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、或者具有用同軸軸轉(zhuǎn)移的前輸出型自由渦輪的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，這并沒(méi)有超出
本發(fā)明的范圍。
氣體發(fā)生器包括旋轉(zhuǎn)軸18，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸18的軸線考慮氣體發(fā)生器12時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸18上安裝離心壓縮機(jī)20、渦輪22和在軸向上布置在壓縮機(jī)20與渦輪22之間的燃燒室24。
渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10具有設(shè)置有進(jìn)氣口 28的殼體26，冷卻空氣通過(guò)該進(jìn)氣口進(jìn)入氣體發(fā)生器12。
在進(jìn)入氣體發(fā)生器12的罩子之后，冷卻空氣被離心壓縮機(jī)20壓縮， 該離心壓縮機(jī)將空氣傳輸?shù)綄⒖諝馀c燃料進(jìn)行混合的燃燒室24的入口。
在燃燒室24中發(fā)生的燃燒使燃燒氣體以高速向渦輪22排出，從而 具有如下效果即驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器12的軸18旋轉(zhuǎn)，并由此驅(qū)動(dòng)離心壓 縮機(jī)20旋轉(zhuǎn)。
氣體發(fā)生器12的軸18的轉(zhuǎn)速由進(jìn)入燃燒室24的燃料的流速來(lái)決定。
即使渦輪22提取了動(dòng)能，氣體發(fā)生器的氣流F也具有大量的能量。
可以從圖1理解到，氣流F被導(dǎo)向自由渦輪14，從而使得氣體在 自由渦輪14中膨脹，這使得渦輪和軸16旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)有利地包括與氣體發(fā)生器12的軸18的一 端連接的輔助電動(dòng)機(jī)30。
在如圖l所示的第一實(shí)施例中，輔助電動(dòng)機(jī)30是由儲(chǔ)能單元32供 電的電動(dòng)機(jī)，儲(chǔ)能單元優(yōu)選是包括電池、超大電容組或兩者的組合的類 型。
在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)加速階段，以向氣體發(fā)生器12的軸有利地提供附加 旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的方式啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)30，因此可以用輔助電動(dòng)機(jī)30幫助氣體發(fā) 生器加速。
然后，隨著氣體發(fā)生器的軸18的速度更快速地增加，使自由渦輪 14的軸16加速的渦輪14可供應(yīng)的動(dòng)力更快速地增加。
因此，以尤其有利的方式，由輔助電動(dòng)機(jī)30傳輸?shù)母郊优ぞ乜梢?增加轉(zhuǎn)子的加速度，從而改善直升機(jī)的機(jī)動(dòng)性。
以有利的方式，電動(dòng)機(jī)30還可以由與自由渦輪14的軸16連接的 第一發(fā)電機(jī)34供電。
優(yōu)選地，第一發(fā)電機(jī)34以能夠?qū)λ鰞?chǔ)能單元32再充電的方式與 儲(chǔ)能單元32連接。
如圖1所示的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10還包括減速輔助裝置，所述減速輔助 裝置的目的在于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的減速階段從氣體發(fā)生器12的軸18 吸取一定量的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。這些減速裝置包括第二發(fā)電機(jī)，該第二發(fā)電機(jī)優(yōu)選地但不一定由.電
動(dòng)機(jī)30構(gòu)成。
在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以提供采用獨(dú)立于電動(dòng)機(jī)30 的單元形式的第二發(fā)電機(jī)。
然而，在目前說(shuō)明的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)30還適于用作發(fā)電機(jī)。此 外這種電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)是眾所周知的，不再詳述。
處于簡(jiǎn)潔的目的，能夠作為發(fā)電機(jī)操作的電動(dòng)機(jī)30在以下的詳細(xì) 說(shuō)明中被稱為"電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30"。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30作為發(fā)電機(jī)操作時(shí)，從氣體發(fā)生器12的軸18 吸取一定量的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能以將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。
因此，軸18的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能減小，因此，與僅通過(guò)減小燃料流速來(lái)執(zhí) 行減速過(guò)程的傳統(tǒng)方式相比，氣體發(fā)生器12的軸18減速更快。
以有利的方式，優(yōu)選地將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能 單元32中，以(尤其是)在工作在電動(dòng)機(jī)模式下的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30供 能的輔助加速過(guò)程中再用。
優(yōu)選地，以控制電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30與儲(chǔ)能單元32之間的電能交換 的方式，將轉(zhuǎn)換器和電控裝置設(shè)置在儲(chǔ)能單元32與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30之 間。
以有利的方式，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30的目的在于在啟動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) 啟動(dòng)氣體發(fā)生器(即，驅(qū)動(dòng)氣體發(fā)生器旋轉(zhuǎn))。
概括地講，與己知渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)相比，本發(fā)明第一實(shí)施例的渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī)10還包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30，該電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30與儲(chǔ)能單元32電連 接并同時(shí)與氣體發(fā)生器12的軸18機(jī)械連接，儲(chǔ)能單元32能夠在渦輪 發(fā)動(dòng)機(jī)的加速階段對(duì)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)供電以向軸18提供一定量附加旋轉(zhuǎn) 動(dòng)能，并且還能夠在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的減速階段將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)30從氣體 發(fā)生器18吸取的一定量動(dòng)能存儲(chǔ)為電能。
圖2是本發(fā)明渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)110的第二實(shí)施例的視圖。
在該第二實(shí)施例中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)IIO有利地包括能夠?qū)⒁欢扛郊?能量傳輸?shù)綒怏w發(fā)生器112的軸118上的第一輔助電動(dòng)機(jī)130。
第一電動(dòng)機(jī)130有利地由第一發(fā)電機(jī)140供電，第一發(fā)電機(jī)140與直升機(jī)的轉(zhuǎn)子144的軸142連接，在直升機(jī)中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)110安裝成 將轉(zhuǎn)子144的軸142連接到渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)110的自由渦輪的軸上。
換句話說(shuō)，借助于第一發(fā)電4幾140從轉(zhuǎn)子144吸取一定量旋轉(zhuǎn)動(dòng)能， 并且將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。
顯然，得保證抽取的能量的量比轉(zhuǎn)子144的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能小得多，并且
由于轉(zhuǎn)子具有高水平的動(dòng)能因此這不會(huì)造成任何具體的問(wèn)題。
從而，在本發(fā)明中，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速階段，從轉(zhuǎn)子144吸取能
量并且將能量傳遞到氣體發(fā)生器112的軸118上，從而使渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)110
的加速度有利地增加。
如圖2所示，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)110還包括根據(jù)本發(fā)明減速輔助裝置，從
而可以有利地增加渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的減速速率，減速輔助裝置包括與氣體發(fā) 生器112的軸118連接的第二發(fā)電機(jī)146、以及與轉(zhuǎn)子144的軸142連 接的第二電動(dòng)機(jī)148。
當(dāng)啟動(dòng)第二發(fā)電機(jī)146時(shí)，第二發(fā)電機(jī)從氣體發(fā)生器的軸118吸取 一定量旋轉(zhuǎn)動(dòng)能以將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。該電能被傳遞到第二電動(dòng)機(jī)148 上，然后電能被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以將機(jī)械能傳遞到轉(zhuǎn)子144的軸142上。
因此，可以理解到，在本發(fā)明中，在減速階段，將從氣體發(fā)生器112 的軸118吸取的能量有利地以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)子144上并且可 以有利地進(jìn)行再利用以在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速階段啟動(dòng)第一電動(dòng)機(jī)。
優(yōu)選地，第一電動(dòng)機(jī)130和第二發(fā)電機(jī)146構(gòu)成單個(gè)裝置，即第一 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)150，并且第一發(fā)電機(jī)140和第二電動(dòng)機(jī)148也優(yōu)選地構(gòu) 成單個(gè)電裝置，即第二電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)152，各個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)是能夠作 為發(fā)電機(jī)操作的電動(dòng)機(jī)。
下文參照?qǐng)D3描述根據(jù)本發(fā)明的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)210的第三實(shí)施例。
在該附圖中，任何與如圖1所示的元件相同的元件的附圖標(biāo)記是原 附圖標(biāo)記加200。
與第一實(shí)施例相似，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)210包括設(shè)置有軸218的氣體發(fā)生 器212、以及具有軸216的自由渦輪214。
根據(jù)本發(fā)明，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)210包括與氣體發(fā)生器212的軸218連接 的液壓輔助電動(dòng)機(jī)260，該液壓輔助電動(dòng)機(jī)的目的在于在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)212的加速階段向氣體發(fā)生器212的軸218提供一定量旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
該電動(dòng)機(jī)260可以由布置在直升機(jī)中的液壓源供電，即由與自由渦 輪214的軸216連接的第一泵262或任何其它儲(chǔ)能裝置(優(yōu)選地為液壓 蓄電池261)供電。
在該實(shí)施例中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)210優(yōu)選地還包括減速輔助裝置，該減 速輔助裝置包括與氣體發(fā)生器212的軸218連接的第二液壓泵，該第二 泵的目的在于以增加渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)210的減速水平的方式從氣體發(fā)生器的 軸218吸取一定量動(dòng)能。優(yōu)選地，第二液壓泵由以反向模式(inverse mode)工作(即用作泵)的液壓電動(dòng)機(jī)260構(gòu)成。因此可以理解到液壓 泵等同于液壓"發(fā)電機(jī)"。因此抽取的能量能夠以液壓能量的形式被存 儲(chǔ)到制動(dòng)液壓蓄電池261中。
ii
權(quán)利要求
1.一種具體用于直升機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣體發(fā)生器(12)和受到所述氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氣流(F)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的自由渦輪(14)，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(30)，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(30)與儲(chǔ)能單元(32)電連接并同時(shí)與所述氣體發(fā)生器(12)的軸(18)機(jī)械連接，所述儲(chǔ)能單元首先能夠在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的加速階段向所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(30)供電以向所述軸(18)提供一定量附加旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，其次能夠在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的減速階段以電能形式存儲(chǔ)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(30)從所述氣體發(fā)生器軸吸取的一定量動(dòng)能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元(32)還能夠被與所述自由渦輪(14)的軸(16)連接的第一發(fā)電機(jī)(34)再充電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(30)與所述儲(chǔ)能單元(32)之間的變換器和電控裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元(32)是電池或超大電容組或兩者的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)趨向于在啟動(dòng)所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)啟動(dòng)所述氣體發(fā)生器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具體用于直升機(jī)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)(10)，并且包括氣體發(fā)生器(12)和受到氣體發(fā)生器所產(chǎn)生的氣流(F)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的自由渦輪(14)。該渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)(10)還包括與氣體發(fā)生器(12)的軸(18)連接的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電器(30)，用于在渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的加速階段向軸(18)提供一定量附加旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，或者在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的減速階段從軸(18)轉(zhuǎn)移一定量旋轉(zhuǎn)動(dòng)能。
文檔編號(hào)F01D15/10GK101652535SQ200880011451
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者埃德格·海納爾, 熱拉爾德·森格爾 申請(qǐng)人:渦輪梅坎公司