CN105667814B - 直升机的动力传动系统和具有其的直升机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机的动力传动系统和具有其的直升机，其中，直升机的动力传动系统包括：壳体，壳体内限定有容纳腔；传动组件，传动组件设在容纳腔内；发动机，发动机设在容纳腔内且与传动组件相连，发动机包括：气缸，气缸内设有可活动的活塞；曲轴和电机，曲轴的一端与电机相连，曲轴的另一端与传动组件的输入轴相连；连杆，连杆两端分别与曲轴和活塞相连以驱动活塞在气缸内活动。根据本发明实施例的直升机的动力传动系统，采用一体化设计，发动机和传动组件集成化程度高，机械结构简单、紧凑，可以消除发动机的动力输出端和传动组件的输入轴不同轴的问题，降低了发动机和传动组件的总重量，装拆容易，维修方便。
Description
技术领域
本发明涉及航空技术领域，更具体地，涉及一种直升机的动力传动系统和具有其的直升机。
背景技术
旋翼系统、发动机和传动系统，是直升机的三大重要动部件。相关技术中的直升机的发动机和传动系统由不同公司单独设计，然后将二者采用分离形式布置在直升机上，例如美国MQ-8B无人机、奥地利西贝尔S100无人机等。发动机和减速器单独设计、安装，最终由联轴器将二者相连，然而，发动机的曲轴箱和减速器需要分别设计润滑系统、减振系统等，这样会导致直升机的动力传动系统的体积较大，润滑附件多，对于重量要求极为苛刻的航空器来讲，额外产生的重量代价较高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种直升机的动力传动系统，该直升机的动力传动系统的结构简单，集成化程度高、重量轻、成本低、装拆容易。
本发明还提出一种具有上述直升机的动力传动系统的直升机。
根据本发明第一方面实施例的直升机的动力传动系统，包括：壳体，所述壳体内限定有容纳腔；传动组件，所述传动组件设在所述容纳腔内；发动机，所述发动机设在所述容纳腔内且与所述传动组件相连，所述发动机包括：气缸，所述气缸内设有可活动的活塞；曲轴和电机，所述曲轴的一端与所述电机相连，所述曲轴的另一端与所述传动组件的输入轴相连；连杆，所述连杆两端分别与所述曲轴和所述活塞相连以驱动所述活塞在所述气缸内活动。
根据本发明实施例的直升机的动力传动系统，壳体将该动力传动系统的各部件连接起来，形成一体化结构，发动机和传动组件集成化程度高，与相关技术中的直升机的动力传动系统相比，该系统的机械结构简单、紧凑，可以消除发动机的动力输出端和传动组件的输入轴不同轴的问题，精简了直升机的动力传动系统的构成，有效地降低了发动机和传动组件的总重量，装拆容易，维修方便。
另外，根据本发明实施例的直升机的动力传动系统，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，还包括减振系统和换热系统，所述减振系统和所述换热系统分别设在所述容纳腔内，所述传动组件和所述发动机共用所述减振系统和所述换热系统。
根据本发明的一个实施例，所述传动组件包括：输入轴和输出轴，所述输入轴与所述发动机相连；传动部件，所述传动部件设在所述输入轴和所述输出轴上。
根据本发明的一个实施例，所述传动组件为齿轮减速器。
根据本发明的一个实施例，还包括离合器，所述离合器设在所述发动机与所述传动组件之间。
根据本发明的一个实施例，所述传动组件设在所述发动机的前侧且所述离合器和所述发动机分别设在所述传动组件的相邻两侧。
根据本发明的一个实施例，曲轴与所述传动组件设在所述壳体的底部，所述气缸位于所述曲轴的上方。
根据本发明的一个实施例，所述壳体具有润滑油入口和润滑油出口，所述润滑油入口和所述润滑油出口分别与所述容纳腔导通，所述润滑油入口、润滑油出口之间设有润滑油道。
根据本发明的一个实施例，所述润滑油入口设在所述壳体的顶部且邻近所述传动组件设置，所述润滑油出口设在所述壳体的底部。
根据本发明第二方面实施例的直升机，包括根据上述实施例所述的直升机的动力传动系统。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的直升机的动力传动系统的结构示意图；
图2是图1中所示的结构的侧视图；
图3是图2中沿A-A线的剖视图。
附图标记：
100：动力传动系统；
10：壳体；12：润滑油入口；13：润滑油出口；
20：传动组件；
21：输出轴；22：传动部件；
30：发动机；
31：气缸；32：活塞；33：曲轴；34：电机；
40：离合器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图1至图3具体描述根据本发明第一方面实施例的直升机的动力传动系统100。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的直升机的动力传动系统100包括壳体10、传动组件20和发动机30。其中，壳体10内限定有容纳腔，传动组件20设在容纳腔内，发动机30设在容纳腔内且与传动组件20相连。
其中，发动机30包括气缸31、曲轴33、电机34和连杆。具体而言，气缸31内设有可活动的活塞32，曲轴33的一端与电机34相连，曲轴33的另一端与传动组件20的输入轴相连，连杆两端分别与曲轴33和活塞32相连以驱动活塞32在气缸31内活动。
也就是说，该直升机的动力传动系统100主要由壳体10、传动组件20和发动机30组成，其中，壳体10沿竖直方向(如图1所示的上下方向)延伸，壳体10内限定有用于容纳各部件的容纳腔，发动机30和传动组件20相连且分别设在容纳腔内。
具体地，发动机30主要由气缸31、曲轴33、电机34和连杆组成，其中，电机34与曲轴33相连以驱动曲轴33沿其旋转中心转动，曲轴33的偏心轴上设有连杆，连杆的一端与活塞32相连，电机34转动时，连杆通过曲轴33的驱动、带动活塞32在气缸31内往复运动，起到传动力和运动的作用。而传动组件20的输入轴与曲轴33相连，传动组件20的输出轴21伸出壳体10外以方便与其它部件(例如旋翼和尾桨)相连，传动组件20可以将发动机30产生的动力传给直升机的旋翼和尾桨等部件，并保证其具有适宜的转速。
由此，根据本发明实施例的直升机的动力传动系统100，壳体10将该动力传动系统100的各部件连接起来，形成一体化结构，发动机30和传动组件20集成化程度高，与相关技术中的直升机的动力传动系统相比，该系统的机械结构简单、紧凑，可以消除发动机30的动力输出端和传动组件20的输入轴不同轴的问题，精简了直升机的动力传动系统100的构成，有效地降低了发动机30和传动组件20的总重量，装拆容易，维修方便。
在本发明的一些具体实施方式中，该动力传动系统100还包括减振系统(未示出)和换热系统(未示出)，减振系统和换热系统分别设在容纳腔内，传动组件20和发动机30共用减振系统和换热系统。
直升机在运行过程中，直升机的传动组件20、发动机30、尾桨、旋翼等旋转运动部件在工作时会引起直升机的机体的振动，这样会影响直升机的正常工作，使直升机的部件发生疲劳失效，从而降低直升机的使用寿命，通过在壳体10内设置减振系统，既可以同时削弱传动组件20和发动机30产生的振动，从而保证直升机的正常工作，又可以省去多余的部件，利于实现直升机的动力传动系统100的轻量化，保证直升机可以稳定运行。
可选地，该动力传动系统100的换热系统可以采用水冷方式或者风冷方式，若采用水冷方式，冷却水在壳体10内不断循环，带走部分热量，起到冷却的作用，使系统在高温下可以正常工作。
由此，将传动组件20、发动机30设计在同一个壳体10内，使发动机30的曲轴33、连杆、活塞32、链条等以及传动组件20在结构上成为一体，该动力传动系统100将相关技术中的直升机的动力传动系统的两个不同的减振系统和两个不同的换热系统合并为一个，使传动组件20、发动机30等共用一个减振系统和换热系统，可以降低该动力传动系统100的减振、换热难度，省去了连接件以及润滑附件等，减少部件数量，减轻整个动力传动系统100的重量，使结构更简单、装拆更方便。
其中，根据本发明的一个实施例，传动组件20包括输入轴(未示出)、输出轴21和传动部件22。具体而言，如图3所示，传动组件20的输入轴与发动机30的动力输出端相连，传动部件22设在输入轴和输出轴21上。由此，该传动组件20可以减小发动机30传出的高转速，改变动力方向，并且还可以增加输出转矩，从而得到更大的驱动力。可选地，根据本发明的一个实施例，传动组件20为齿轮减速器。该传动组件20的结构简单，传动准确，承载能力大，使用寿命长、成本更低。
进一步地，直升机的动力传动系统100还包括离合器40，离合器40设在发动机30与传动组件20之间。离合器40可以使发动机30与传动组件20暂时分离，从而切断发动机30向传动组件20输入的动力，操作方便，还可以使发动机30与传动组件20逐渐结合，保证直升机能够平稳运行，使用可靠性高。
可选地，根据本发明的一个实施例，传动组件20设在发动机30的前侧且离合器40和发动机30分别设在传动组件20的相邻两侧。参考图1和图2，传动组件20设在壳体10内且布置在容纳腔的前部，而发动机30设在壳体10内且位于传动组件20的后方，具体地，发动机30的曲轴箱位于传动组件20的正后方且与传动组件20布置在同一水平面上，而发动机30的气缸31的缸头位于传动组件20的上方，离合器40设在传动组件20的左侧且与发动机30邻近设置。
进一步地，曲轴33与传动组件20设在壳体10的底部，气缸31位于曲轴33的上方。由此，该直升机的动力传动系统100的结构简单，各部件集成一体、连接紧凑，布局合理，装拆容易，部件数量少、体积小、重量较轻，有利于提高直升机的使用可靠性。
另外，根据本发明的一个实施例，壳体10具有润滑油入口12和润滑油出口13，润滑油入口12和润滑油出口13分别与容纳腔导通，润滑油入口12、润滑油出口13之间设有润滑油道。也就是说，发动机30、减速器、启动发电机等采用一体化设计，使得动力传动系统100的发动机30的输出端、发动机30的曲轴33、活塞32、连杆、正时链条以及减速器的各部件等可以使用同一种润滑液进行润滑冷却，润滑油先后经历油泵，减速器、气缸31、正时链条、活塞32、曲柄连杆机构，最终返回至外置机油散热冷却装置进行散热冷却。
由此，该动力传动系统100的发动机30的动力输出端、发动机30的曲轴33、连杆、正时链条、减速器的齿轮和发动机30的活塞32等使用同一种润滑液进行润滑冷却，简化了润滑系统，省去了多余的润滑附件，即直升机的动力传动系统100可以使用一个润滑系统，使得润滑过程简洁、高效，既可以降低摩擦阻力，减轻各部件的磨损，又可以带走部分热量，与各动力部件单独润滑的润滑形式相比，大大地减少了使用的润滑油容积，也减少了各个附属冷却装置的数量，有利于实现直升机的动力传动系统100的轻量化，从而提高直升机的使用可靠性。
可选地，如图3所示，根据本发明的一个实施例，润滑油入口12设在壳体10的顶部且邻近传动组件20设置，润滑油出口13设在壳体10的底部。由此，该润滑系统布局合理，利于实现直升机的动力传动系统100的各部件的润滑冷却，保证系统的正常工作。
根据本发明第二方面实施例的直升机(未示出)，包括根据上述实施例的直升机的动力传动系统100。由于根据本发明实施例的直升机的动力传动系统100具有上述技术效果，因此，根据本申请实施例的直升机也具有上述技术效果，即该直升机的结构简单、紧凑，各部件连接可靠，零部件少、重量更轻，工作稳定性好。
根据本发明实施例的直升机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种直升机的动力传动系统，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体内限定有容纳腔，所述壳体具有润滑油入口和润滑油出口，所述润滑油入口和所述润滑油出口分别与所述容纳腔导通，所述润滑油入口、润滑油出口之间设有润滑油道；
传动组件，所述传动组件设在所述容纳腔内；
发动机，所述发动机设在所述容纳腔内且与所述传动组件相连，所述传动组件与所述发动机设于同一壳体内且所述传动组件与所述发动机集成一体以形成一体化结构，所述发动机包括：
气缸，所述气缸内设有可活动的活塞；
曲轴和电机，所述曲轴的一端与所述电机相连，所述曲轴的另一端与所述传动组件的输入轴相连；
连杆，所述连杆两端分别与所述曲轴和所述活塞相连以驱动所述活塞在所述气缸内活动，
所述动力传动系统还包括减振系统和换热系统，所述减振系统和所述换热系统分别设在所述容纳腔内，所述传动组件和所述发动机共用所述减振系统和所述换热系统。
2.根据权利要求1所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，所述传动组件包括：
输入轴和输出轴，所述输入轴与所述发动机相连；
传动部件，所述传动部件设在所述输入轴和所述输出轴上。
3.根据权利要求2所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，所述传动组件为齿轮减速器。
4.根据权利要求1所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，还包括离合器，所述离合器设在所述发动机与所述传动组件之间。
5.根据权利要求4所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，所述传动组件设在所述发动机的前侧且所述离合器和所述发动机分别设在所述传动组件的相邻两侧。
6.根据权利要求1所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，曲轴与所述传动组件设在所述壳体的底部，所述气缸位于所述曲轴的上方。
7.根据权利要求1所述的直升机的动力传动系统，其特征在于，所述润滑油入口设在所述壳体的顶部且邻近所述传动组件设置，所述润滑油出口设在所述壳体的底部。
8.一种直升机，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的直升机的动力传动系统。
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