[发明专利]一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于混合动力驱动技术领域，更为具体地讲，是一种用于倾转旋翼飞行器的混合动力驱动装置。

技术背景

用于倾转旋翼飞行器传统的动力驱动装置，通常采用纯发动机作为动力源，配合减速箱、多级传动轴与执行机构，最终驱动旋翼转动，这种驱动方式，其动力源单一、传动效率低、机械结构复杂，降低了其可靠性，尤其是在发动机出现故障情况下，飞行器的安全系数极低；同时，传统驱动装置输出功率不能随倾转旋翼飞行器飞行工况进行调整，发动机不能工作在最佳燃油经济区，增加了燃油消耗量，减小了飞行器的续航时间。因而，本发明主要针对倾转旋翼飞行器，设计一套混合动力驱动方案，改善传统航空领域驱动技术传动效率低、可靠性低、安全性低、燃油效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置可以单独通过电动机驱动飞行器左右两旋翼，也可实现电动机与发动机联合驱动旋翼，使发动机功率运行在最佳工况，提高燃油的效率。

本发明通过以下技术方案来实现：一种用于倾转旋翼飞行器的插电式混合动力驱动装置，该装置包括：发动机、离合器、制动器、控制系统，控制系统控制发动机输出动力，由离合器、制动器配合驱动旋翼，其特征在于该装置还包括：功率分配装置、电动机/发电机、能量存储装置、电动机/发电机控制器、牵引电动机控制器、左牵引电动机、左动力耦合装置、右牵引电动机、右动力耦合装置；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动左、右翼牵引电机；所述左、右翼牵引电机输出动力给左、右动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力。

进一步的，所述功率分配装置包括：行星齿轮系、行星齿轮系齿圈制动器(601)，行星齿轮系太阳齿轮输出轴制动器(602)、两组用于动力转向的齿轮系(Z₁、Z₃、Z₅；Z₂、Z₄、Z₆)；所述行星齿轮系包括：太阳齿轮、多个行星齿轮、行星齿轮系齿圈；所述行星齿轮系齿圈包括外齿轮、内齿轮、套筒，通过套筒同轴连接外齿轮和内齿轮形成中间带通孔的“工”字型结构；所述太阳齿轮同轴设置于行星齿轮系齿圈的内齿轮内，太阳齿轮的输出轴穿过行星齿轮系齿圈的套筒与电动机/发电机的转动轴相连，多个行星齿轮对称设置于太阳齿轮的外侧，同时与太阳齿轮和行星齿轮系齿圈的内齿轮啮合；所述多个行星齿轮的转动轴轴固定于一带有输入轴的安装盘上，安装盘的输入轴与发动机的输出轴相连；两组用于动力转向的齿轮系分别设置于行星齿轮系齿圈的外齿轮两侧并与其啮合；两组用于动力转向的齿轮系分别将动力传输至左、右动力耦合装置。

进一步的，所述能量存储装置还包括充电控制电路、充电接口，可外接电源为能量存储装置充电。

进一步的，所述功率分配装置的行星齿轮系中行星齿轮的数量为2或3。

一种用于倾转旋翼飞行器的混合动力驱动装置，该装置包括：左翼短舱、右翼短舱、电动机/发电机控制器(3)、能量存储装置(4)，牵引电动机控制器(5)；所述左翼短舱包括：发动机(1)、功率分配装置(6)、电动机/发电机、动力耦合装置、牵引电动机；所述电动机/发电机为一台既可以发电也可以提供动力的电机；所述发动机由燃油驱动，动力输出给功率分配装置，功率分配装置将发动机输出动力进行功率分流，可直接输出到动力耦合装置为飞行器旋翼提供动力，也可部分分流输入电动机/发电机；电动机/发电机发出的电力通过电动机/发电机控制器存入能量存储装置中，电动机/发电机控制器同样能控制能量存储装置输出电力驱动电动机/发电机，为功率分配装置提供动力；所述牵引电动机控制器控制能量存储装置输出电力驱动牵引电机；所述牵引电机输出动力给动力耦合装置为飞行器左旋翼提供动力；所述右翼短舱结构完全与左翼短舱相同。