[发明专利]飞行器螺旋桨驱动系统

说明书

本发明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。

发明领域

本发明涉及一种飞行器螺旋桨驱动系统。

背景技术

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。

发明内容

本发明的一个目的是改善现有技术中存在的至少一些不方便。

根据本发明的一个方案，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。

根据本发明的一些实施例，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。

根据本发明的一些实施例，齿轮速比至少变化±1.0％。

根据本发明的一些实施例，齿轮速比变化±1.8％。

根据本发明的一些实施例，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。