Коробка приводов агрегатов (варианты) и газотурбинный двигатель

Коробка приводов агрегатов газотурбинного двигателя для приведения во вращение устройства, связанного с газотурбинным двигателем, содержит картер, орган отбора движения и по меньшей мере одну кинематическую цепь. Орган отбора движения выполнен с возможностью зацепления с радиальным валом газотурбинного двигателя. Кинематическая цепь расположена внутри картера, выполнена с возможностью передачи движения вращения от органа отбора движения на вал устройства и имеет первый конец и второй конец. Орган отбора движения связан с кинематической цепью через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым и вторым концами кинематической цепи. Кинематическая цепь содержит центральный вал, выполненный с возможностью передачи движения от органа отбора движения на вращающийся вал устройства через промежуточную зубчатую передачу. Центральный вал имеет два конца. Орган отбора движения связан с центральным валом через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым и вторым концами центрального вала. Центральный вал содержит первую и вторую части, причем орган отбора движения связан с первой частью через первую зубчатую передачу с пересекающимися осями и со второй частью через вторую зубчатую передачу с пересекающимися осями. В другом варианте коробка приводов агрегатов содержит две кинематические цепи, каждая из которых выполнена с возможностью передавать движение вращения от органа отбора движения на вращающийся вал устройства и содержит первый и второй концы. Орган отбора движения связан с каждой кинематической цепью через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым и вторым концами каждой кинематической цепи. Еще одно изобретение относится к газотурбинному двигателю, содержащему указанную выше коробку приводов агрегатов. Группа изобретений позволяет обеспечить возможность изменения положения органа отбора движения относительно коробки приводов. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к коробке приводов агрегатов для газотурбинного двигателя, называемой также AGB от ʺaccessory gear boxʺ. Такая коробка приводов агрегатов предназначена для передачи исходного движения газотурбинного двигателя через выходящий из него радиальный вал на различные агрегаты или устройства, связанные с газотурбинным двигателем, такие как насосы, электрические генераторы и т.д., которые необходимы для работы газотурбинного двигателя, или на другие приборы летательного аппарата, приводимого в движение этим газотурбинным двигателем. Коробка приводов агрегатов позволяет также передавать мощность от устройств на двигатель по время фаз запуска. Передача происходит через кинематическую цепь, состоящую из последовательных зубчатых передач.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна коробка приводов агрегатов, закрепленная на газотурбинном двигателе, для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем. Эта коробка приводов агрегатов орган отбора движения, предназначенный для зацепления с радиальным валом газотурбинного двигателя, картер; две кинематические цепи внутри картера. Каждая кинематическая цепь состоит из связанных друг с другом зубчатых передач. Каждая зубчатая передача позволяет приводить во вращение вращающийся вал устройства. Обе кинематические цепи находятся в не параллельных плоскостях. Орган отбора движения связан с каждой кинематической цепью на уровне одного из концов упомянутой кинематической цепи.

Также известен другой тип коробки приводов агрегатов, закрепленной на газотурбинном двигателе, для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем. Эта коробка приводов агрегатов содержит:

- орган отбора движения, предназначенный для зацепления с радиальным валом газотурбинного двигателя,

- картер,

- кинематическую цепь внутри картера. Кинематическая цепь содержит центральный вал, который передает движение от органа отбора движения по меньшей мере на одну шестерню, выполненную с возможностью приведения во вращение по меньшей мере одного вращающегося вала устройства. Орган отбора мощности связан с центральным валом на уровне одного из концов центрального вала.

Однако в этих двух документах отбор движения представляет проблему и не может осуществляться на всех валах газотурбинного двигателя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение призвано устранить недостатки известных технических решений и предложить коробку приводов агрегатов, предназначенную для крепления на газотурбинном двигателе для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем, которая отличается более широким диапазоном для реализации отбора движения, позволяя, в частности, производить отбор движения на валу высокого давления газотурбинного двигателя, на его валу низкого давления или на его промежуточном валу.

Для этого предложена в качестве первого объекта изобретения коробка приводов агрегатов, предназначенная для крепления на газотурбинном двигателе, именуемая “линейной коробкой приводов агрегатов” для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем по пункту 1 формулы.

Таким образом, в изобретении предложено связать орган отбора движения с кинематической цепью не на уровне конца кинематической цепи, а на уровне точки, расположенной строго между двумя концами кинематической цепи. Размещение органа внутри кинематической цепи позволяет получить больший диапазон для реализации отбора движения на валу и, следовательно, больше возможностей для установки коробки приводов агрегатов. В частности, отбор движения можно производить не в зоне картера между компрессорами, а в месте, отличном от приводных валов, например, на промежуточном валу или между турбиной или камерой сгорания, или между компрессором и турбиной.

Таким образом, движение от органа отбора движения передается на вращающийся вал устройства через центральный вал, что дает выигрыш в месте и большую свободу в расположении коробки приводов агрегатов.

Предпочтительно орган отбора движения расположен в направлении, секущем направление центрального вала.

Смещение органа отбора движения позволяет в этом случае разделить центральный вал на две части, которые связаны независимо друг от друга с центральным валом.

Предпочтительно, чтобы первая зубчатая передача с пересекающимися осями предпочтительно имеет понижающее передаточное отношение, отличное от понижающего передаточного отношения второй зубчатой передачи с пересекающимися осями, поэтому две части центрального вала могут вращаться с разными скоростями. Таким образом, можно соединить медленные устройства с одной из двух частей центрального вала, тогда как быстрые устройства можно соединить с другой частью центрального вала, что позволяет оптимизировать кинематическую цепь.

Согласно второму аспекту, изобретение имеет в качестве объекта коробку приводов агрегатов для фиксации на газотурбинном двигателе именуемому «V-образной коробкой приводов агрегатов», для привода по меньшей мере одного оборудования, монтируемого на газотурбинном двигателе в соответствии с пунктом 3 формулы. Предпочтительно каждая кинематическая цепь содержит линию зубчатых передач, при этом две линии зубчатых передач расположены в секущих направлениях.

Согласно различным вариантам выполнения, обе зубчатые передачи с пересекающимися осями могут иметь разные или одинаковые понижающие передаточные отношения.

Третьим аспектом изобретения является газотурбинный двигатель, содержащий коробку приводов агрегатов по изобретению.

Согласно различным вариантам выполнения:

- газотурбинный двигатель содержит вал высокого давления, при этом орган отбора движения связан с валом высокого давления;

- газотурбинный двигатель содержит вал низкого давления, при этом орган отбора движения связан с валом низкого давления;

- газотурбинный двигатель содержит промежуточный вал, при этом орган отбора движения связан с промежуточным валом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

Фиг. 1 изображает схематичный вид в изометрии известной коробки приводов агрегатов.

Фиг. 2 изображает схематичный вид в изометрии коробки приводов агрегатов согласно первому варианту выполнения изобретения.

Фиг. 3 - схематичный вид в изометрии коробки приводов агрегатов согласно второму варианту выполнения изобретения.

Фиг. 4 - схематичный вид в изометрии коробки приводов агрегатов согласно другому варианту выполнения изобретения.

Для большей ясности идентичные или аналогичные элементы на всех фигурах обозначены одинаковыми позициями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

На фиг. 2 показана коробка приводов агрегатов согласно варианту выполнения изобретения, называемому «V-образной коробкой приводов агрегатов». Эта коробка приводов агрегатов содержит:

- картер 44;

- орган 1 отбора движения;

- первую и вторую кинематические цепи 2,3. Каждая кинематическая цепь 2,3 содержит линию промежуточных зубчатых передач 22,23. Каждая промежуточная зубчатая передача 22,23 предпочтительно выполнена с возможностью приведения во вращение вращающегося вала устройства. Каждая кинематическая цепь 2,3 содержит первый конец 4,5 и второй конец 6,7.

В отличие от известных коробок приводов агрегатов, в которых орган 1 отбора движения связан с каждой кинематической цепью на уровне одного из ее концов, в этом варианте выполнения орган 1 отбора движения связан с каждой кинематической цепью 2,3 на уровне зоны 14, находящейся внутри этой кинематической цепи. Иначе говоря, зона 14 находится строго между двумя концами 4,6 и 6,7 каждой кинематической цепи 2,3. В частности, предпочтительно орган 1 отбора движения связан с каждой кинематической цепью на уровне одной из ее промежуточных зубчатых передач 22,23, которая расположена между двумя промежуточными зубчатыми передачами кинематической цепи. Место нахождения органа 1 отбора движения можно, таким образом, выбрать в зависимости от радиального вала газотурбинного двигателя, с которым он связан.

Предпочтительно орган 1 отбора движения соединен с каждой кинематической цепью через зубчатую передачу 24 с пересекающимися осями. Согласно варианту выполнения, зубчатая передача 24 с пересекающимися осями, соединяющая орган 1 отбора движения с первой кинематической цепью 2, может иметь понижающее передаточное отношение, отличное от понижающего передаточного отношения зубчатой передачи, соединяющей орган 1 отбора движения с второй кинематической цепью 3. Таким образом, медленные устройства можно соединить с одной из двух кинематических цепей, тогда как быстрые устройства можно соединить с другой.

На фиг. 3 показана коробка приводов агрегатов согласно другому варианту выполнения, называемому «линейной коробкой приводов агрегатов».

В этом варианте выполнения коробка приводов агрегатов содержит:

- картер 25;

- орган 1 отбора движения;

- кинематическую цепь 8.

Кинематическая цепь 8 содержит центральный вал 10, связанный с промежуточными зубчатыми передачами 9, при этом каждая промежуточная зубчатая передача 9, в свою очередь, связана с вращающимся валом 11 устройства. Центральный вал имеет два конца 12,13. Центральный вал 10 связан с органом 1 отбора движения через зубчатую передачу 26 с пересекающимися осями. Таким образом, орган 1 отбора движения передает свое движение вращения на вращающиеся валы 11 через промежуточные зубчатые передачи 9. Согласно варианту выполнения, можно также использовать одну и ту же зубчатую передачу для осуществления отбора движения и его передачи на шестерни устройств. В этом случае зубчатая передача 26 с пересекающимися осями и промежуточная зубчатая передача 9 являются одной и той же зубчатой передачей.

Коробка приводов агрегатов согласно этому варианту выполнения отличается тем, что орган 1 отбора движения связан не с концом 12 центрального вала 10, как в известных вариантах выполнения, а связан с центральным валом 10 на уровне зоны, находящейся между двумя концами 12,13 центрального вала. В частности, орган 1 отбора движения предпочтительно связан с центральным валом 10 на уровне зоны 14, находящейся между двумя промежуточными зубчатыми передачами 9.

Как показано на фиг. 4, центральный вал 10 может также состоять из двух частей 15,16, соединенных независимо друг от друга с органом 1 отбора движения, при этом первая часть 15 центрального вала 10 соединена с органом 1 отбора движения через первую зубчатую передачу 27 с пересекающимися осями, и вторая часть 16 центрального вала 10 соединена с органом 1 отбора движения через вторую зубчатую передачу 28 с пересекающимися осями. Предпочтительно обе части 15,16 расположены в линию. Первая зубчатая передача 27 с пересекающимися осями может иметь понижающее передаточное отношение, отличное от понижающего передаточного отношения второй зубчатой передачи 28 с пересекающимися осями, поэтому первая часть 15 центрального вала 10 вращается со скоростью, отличной от скорости второй части 16. Таким образом, можно соединять медленные устройства с одной из двух частей 15,16, тогда как быстрые устройства соединяют с другой частью.

Естественно, изобретение не ограничивается вариантами выполнения, описанными со ссылками на фигуры, и можно предусмотреть их версии, не выходя за рамки изобретения.

1. Коробка приводов агрегатов, предназначенная для крепления на газотурбинном двигателе для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем, при этом коробка приводов агрегатов содержит:

- картер;

- орган (1) отбора движения, выполненный с возможностью зацепления с радиальным валом газотурбинного двигателя;

- по меньшей мере одну кинематическую цепь (2, 3, 8) внутри картера, выполненную с возможностью передачи движения вращения от органа (1) отбора движения на по меньшей мере один вращающийся вал устройства, при этом кинематическая цепь (2, 3, 8) имеет первый конец (4, 5, 12) и второй конец (6,7,13),

отличающаяся тем, что орган (1) отбора движения связан с кинематической цепью (2, 3, 8) через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым концом (4, 5, 12) и вторым концом (6, 7, 13) кинематической цепи (2, 3, 8),

причем в коробке приводов агрегатов кинематическая цепь (8) содержит по меньшей мере один центральный вал (10), выполненный с возможностью передачи движения от органа (1) отбора движения на по меньшей мере один вращающийся вал (11) устройства через по меньшей мере одну промежуточную зубчатую передачу (9), при этом центральный вал (10) имеет два конца (12, 13), при этом орган (1) отбора движения связан с центральным валом (10) через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым концом (12) и вторым концом (13) центрального вала (10),

причем центральный вал (10) содержит первую (15) и вторую (16) части, при этом орган (1) отбора движения связан с первой частью (15) через первую зубчатую передачу с пересекающимися осями и со второй частью (16) через вторую зубчатую передачу с пересекающимися осями.

2. Коробка приводов агрегатов по п.1, в которой первая зубчатая передача с пересекающимися осями имеет понижающее передаточное отношение, отличное от понижающего передаточного отношения второй зубчатой передачи с пересекающимися осями.

3. Коробка приводов агрегатов, предназначенная для крепления на газотурбинном двигателе для приведения во вращение по меньшей мере одного устройства, связанного с газотурбинным двигателем, при этом коробка приводов агрегатов содержит:

- картер;

- орган (1) отбора движения, выполненный с возможностью зацепления с радиальным валом газотурбинного двигателя;

- по меньшей мере одну кинематическую цепь (2, 3, 8) внутри картера, выполненную с возможностью передачи движения вращения от органа (1) отбора движения на по меньшей мере один вращающийся вал устройства, при этом кинематическая цепь (2, 3, 8) имеет первый конец (4, 5, 12) и второй конец (6, 7, 13),

отличающаяся тем, что орган (1) отбора движения связан с кинематической цепью (2, 3, 8) через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым концом (4, 5, 12) и вторым концом (6, 7, 13) кинематической цепи (2, 3, 8),

причем указанная коробка приводов агрегатов содержит две кинематические цепи (2, 3), при этом каждая кинематическая цепь (2, 3) выполнена с возможностью передавать движение вращения от органа (1) отбора движения на по меньшей мере один вращающийся вал устройства, при этом каждая кинематическая цепь (2, 3) содержит первый конец (4, 5) и второй конец (6, 7), при этом орган (1) отбора движения связан с каждой кинематической цепью (2, 3) через зубчатую передачу с пересекающимися осями, находящуюся между первым (4, 5) и вторым (6, 7) концами каждой кинематической цепи (2,3).

4. Коробка приводов агрегатов по п.3, в которой обе зубчатые передачи с пересекающимися осями имеют разные понижающие передаточные отношения.

5. Газотурбинный двигатель, содержащий коробку приводов агрегатов по одному из пп.1-4.

6. Газотурбинный двигатель по п.5, в котором газотурбинный двигатель содержит вал высокого давления, при этом орган отбора движения связан с валом высокого давления.

7. Газотурбинный двигатель по п.5, дополнительно содержащий вал низкого давления, при этом орган отбора движения связан с валом низкого давления.

8. Газотурбинный двигатель по п.5, дополнительно содержащий промежуточный вал, при этом орган отбора движения связан с промежуточным валом.