CN110873156A - 用于具有两个功率输入的发动机的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于具有两个功率输入的发动机的变速器。发动机包括第一功率输入部和第二功率输入部以及功率输出部。变速器包括周转齿轮系，其与第一功率输入部接合并且可选择性地与功率输出部接合。该齿轮系具有太阳齿轮、环形齿轮和安装到托架的行星齿轮，该太阳齿轮在中央设置并且限定该齿轮系的中心轴线。该行星齿轮可绕相应的行星齿轮轴线旋转。该行星齿轮被设置成与该太阳齿轮和该环形齿轮啮合接合。可在第一位置与该太阳齿轮、该托架和该环形齿轮中的一个接合的制动器减慢该一个的旋转，以将功率从该第一功率输入部传递到该功率输出部。该制动器在第二位置可从该太阳齿轮、该托架或该环形齿轮脱离，以使该第一功率输入部与该功率输出部分离。

Description

用于具有两个功率输入的发动机的变速器

技术领域

本申请总体上涉及具有多个功率源的发动机，并且更具体而言，涉及用于具有两个功率输入的发动机的变速器。

背景技术

期望能够将发动机的主功率输出部与受驱动的负载断开，使得发动机可在不使受驱动的负载旋转并且因此不产生不期望的阻力的情况下启动和/或停止。

用于连接和断开发动机和受驱动的负载的已知机构通常包括离合器。例如，这样的离合器可包括摩擦离合器和使用传动带（drive strap）的离合器。在接合/脱离期间以及在正常动力传递状态期间，这些离合器可能产生或需要相当大的摩擦来操作。这种摩擦对主功率输出部造成不期望的功率消耗。

发明内容

在一个方面，提供了一种发动机，其包括：第一功率输入部和第二功率输入部，二者各自与不同的功率源相关联；功率输出部；以及变速器，其与所述第一功率输入部和所述第二功率输入部以及与所述功率输出部接合，所述变速器包括：周转齿轮系，其与所述第一功率输入部接合，并且可选择性地与所述功率输出部接合，所述周转齿轮系具有太阳齿轮、环形齿轮和安装到托架的行星齿轮，所述太阳齿轮在中央设置并且限定所述周转齿轮系的中心轴线，所述行星齿轮可绕相应的行星齿轮轴线旋转，所述行星齿轮设置成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮啮合接合；以及制动器，所述制动器可在第一位置与所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的一个接合，以减慢其旋转，并且将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部，所述制动器在第二位置可从所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

还提供了一种操作发动机的方法，所述发动机具有第一功率输入部和第二功率输入部，以选择性地向功率输出部提供功率，所述发动机具有变速器，所述变速器具有太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮，所述变速器与所述第一功率输入部和所述第二功率输入部以及与所述功率输出部接合，所述方法包括操作所述变速器的制动器，以：接合所述变速器的所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的一个，以减慢其旋转，并将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部；以及从所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

还提供了一种发动机变速器，其可与发动机的第一功率输入部和第二功率输入部接合，并且还可与功率输出部接合，所述发动机变速器包括：齿轮系，其与所述第一功率输入部接合，并且可选择性地与所述功率输出部接合，所述齿轮系具有太阳齿轮、环形齿轮和安装到托架的行星齿轮，所述太阳齿轮在中央设置并且限定所述齿轮系的中心轴线，所述行星齿轮可绕相应的行星齿轮轴线旋转，所述行星齿轮设置成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮啮合接合；以及制动器，所述制动器可在第一位置与所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的一个接合，以减慢其旋转，并且将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部，所述制动器在第二位置可从所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

附图说明

现在参照附图，其中：

图1A是燃气涡轮发动机的示意性剖视图；

图1B是根据本公开的一个实施例的发动机的示意图；

图2是图1中的部分II-II的放大视图，其示出了用于发动机的变速器；

图3是图2中所示的变速器的行星齿轮系的示意图；

图4是根据本公开的另一个实施例的变速器的齿轮系的示意图；

图5是根据本公开的又一个实施例的变速器的齿轮系的示意图；以及

图6是根据本公开的另一个实施例的变速器的齿轮系的示意图。

具体实施方式

图1A图示了燃气涡轮发动机10，其通常称为“涡轮螺旋桨发动机（turboprop）”，并且具有优选地设置成用于亚音速飞行中的类型，该燃气涡轮发动机10通常包括串行流动连通（in serial flow communication）的进气口11，空气通过该进气口11被抽吸，以随后被压缩机12压缩。燃料在燃烧器13中被添加到压缩空气，用于燃料和空气混合物的燃烧。然后，燃烧气体膨胀以驱动涡轮14。连接到涡轮14中的一个的传动轴15突出，以将可旋转的驱动力传递到螺旋桨轴16。尽管图1A中所示的发动机10被构造成用于驱动飞机的螺旋桨，但是在替代实施例中，发动机10是构造成驱动直升机的旋翼的涡轮轴发动机。可采用任何合适的发动机。

图1A还示意性地示出了将传动轴15提供的可旋转的驱动力、并且因此将功率和扭矩传递到螺旋桨轴16的部件的布置结构。传动轴15被耦接到第一功率输入部20，以将功率传递到该第一功率输入部20。第一功率输入部20是旋转功率源，其间接地驱动发动机10的主要负载（例如，螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱）。在所描绘的实施例中，第一功率输入部20被实施为可旋转轴，其耦接到传动轴15以由该传动轴15旋转。在一个替代实施例中，第一功率输入部20被实施为齿轮传动装置，其被接合到传动轴15并且由该传动轴15驱动。在另一个替代实施例中，第一功率输入部20是传动轴15。

第一功率输入部20间接地驱动功率输出部22。功率输出部22是发动机10的可旋转输出部。它是用于驱动可旋转负载的受驱动构件，所述可旋转负载例如飞机的螺旋桨、直升机的旋翼或者与飞机螺旋桨和直升机旋翼相关联的减速齿轮箱等。例如，所描绘的实施例中的功率输出部22是螺旋桨轴16或被耦接到螺旋桨轴16，以驱动飞机螺旋桨。在一个替代实施例中，功率输出部22经由主直升机减速齿轮箱耦接到直升机的旋翼。

仍然参照图1A，发动机10还具有第二功率输入部24。该第二功率输入部24被间接地耦接到功率输出部22，以向功率输出部22提供功率。第二功率输入部24是旋转功率源，其间接地驱动发动机10的主负载（例如，螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱）。例如，在所描绘的实施例中，第二功率输入部24是液压、电动或气动类型的起动马达。在一个替代实施例中，第二功率输入部24是辅助功率单元（APU）。在所描绘的实施例中，第二功率输入部24被实施为可旋转轴24A，其被间接地耦接到功率输出部22，并且其由功率源（power source）驱动。在一个替代实施例中，第二功率输入部24是齿轮传动装置，其被接合到功率输出部22，并且由功率源驱动。

本文所公开的发动机10是“双输入”发动机，因为它设有第一功率输入部20和第二功率输入部24。第一功率输入部20和第二功率输入部24被构造成由不同的功率源驱动。所描绘的实施例中的第一功率输入部20和第二功率输入部24是分开的。通过“分开”，要理解的是，第一功率输入部20的功率源不同于第二功率输入部24的功率源。例如，在所描绘的实施例中，第一功率输入部20的功率源是传动轴15，而第二功率输入部24的功率源是起动马达。这种不同功率源的构造可以变化。例如，在另一个实施例中，第一功率输入部20的功率源是传动轴15，而第二功率输入部24的功率源是APU。在所描绘的实施例中，第一功率输入部20和第二功率输入部24也是在物理上分开的。第一功率输入部20可绕第一功率输入部轴线20A旋转，并且第二功率输入部24可绕第二功率输入部轴线24B旋转。第一功率输入部轴线20A和第二功率输入部轴线24B彼此隔开。第一功率输入部轴线20A和第二功率输入部轴线24B不共线。

仍然参照图1A，第一功率输入部20和第二功率输入部24可一起或分开操作，以驱动功率输出部22。在所描绘的实施例中，功率输出部22是发动机10的主负载的唯一或单一的功率源，所述主负载即螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱。因此，所描绘的实施例中的功率输出部22是驱动螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱的唯一功率输出部。

发动机10具有变速器26，其与第一功率输入部20和第二功率输入部24以及与功率输出部22接合。变速器26允许将来自第一功率输入部20和第二功率输入部24的功率受控地施加于功率输出部22。如下面将更详细地解释的，变速器26包括齿轮、齿轮系和其他齿轮装置，以提供来自旋转的第一功率输入部20和第二功率输入部24的速度和扭矩转换。

尽管发动机10在本文中被描述为燃气涡轮发动机，但发动机10可具有另一种构造。发动机10可以是包括内燃机的部件的组件。发动机10可以是复合循环发动机系统，或者复合循环发动机，例如Lents等人的美国专利号7,753,036中所述，或者如Julien等人的美国专利7,775,044中所述，或者如Thomassin等人的美国专利公开号2015/0275749中所述，或者如Bolduc等人的美国专利公开号2015/0275756中所述，所有上述美国专利的全部内容都通过引用结合于本文中。发动机10可被用作原动力发动机（prime mover engine），例如飞机或其他交通工具上的原动力发动机，或者在任何其他合适的应用中的原动力发动机。

实际上，图1B示出了发动机100的另一个实施例。发动机100是“双输入”发动机，因为它设有第一功率输入部120和第二功率输入部124。第一功率输入部120和第二功率输入部124被构造成由不同的功率源驱动。所描绘的实施例中的第一功率输入部120和第二功率输入部24是分开的。第一功率输入部120和第二功率输入部124可一起或分开操作，以驱动功率输出部122。变速器126与第一功率输入部120和第二功率输入部124以及与功率输出部122接合。变速器126允许将来自第一功率输入部120和第二功率输入部124的功率受控地施加于功率输出部122。

参照图2和图3，变速器26包括周转齿轮系（epicyclic gear train）30。周转齿轮系30在本文中也可称为行星齿轮系，然而要理解的是，如本文所述的周转齿轮系还可包括其他类型的周转齿轮系，包括“星形”和“恒星（solar）”齿轮系构造。

在所描绘的实施例中为行星齿轮系的周转齿轮系30与第一功率输入部20接合以由其驱动，并且可与功率输出部22选择性地接合以驱动功率输出部22。通过“选择性地接合”，要理解的是，行星齿轮系30的部件的旋转可构造成允许来自第一功率输入部20的功率传递到功率输出部22，以及防止来自第一功率输入部20的功率传递到功率输出部22。

行星齿轮系30包括太阳齿轮34，其在所描绘的实施例中与第一功率输入部20接合，以由该第一功率输入部20绕中心轴线32驱动。在替代实施例中，如下面更详细描述的，行星齿轮系30的其他部件由第一功率输入部20驱动。如图2中所示，第一功率输入部20与太阳齿轮34同轴。行星齿轮系30还具有多个行星齿轮36，其与太阳齿轮34啮合，并且由其驱动。行星齿轮36与环形齿轮38的内侧啮合，并且可沿环形齿轮38的内侧移位。因此，行星齿轮36被设置在太阳齿轮34和环形齿轮38之间，并且与这两者啮合。行星齿轮36被安装到托架37，该托架37在行星齿轮36之间延伸并且连接行星齿轮36的中心，以使行星齿轮36围绕太阳齿轮34移位。在所描绘的实施例中，托架37选择性地与功率输出部22接合，以驱动功率输出部22。在替代实施例中，如下面更详细描述的，行星齿轮系30的其他部件选择性地与功率输出部22接合，以驱动该功率输出部22。每个行星齿轮36都可绕其自身的行星齿轮轴线36A旋转。每个行星齿轮36还可绕中心轴线32旋转，以由此还引起托架37绕中心轴线32的旋转。因此，将会理解的是，由太阳齿轮34提供给行星齿轮36的功率可使它们绕它们自身和它们的行星齿轮轴线36A旋转，并且还可使它们绕中心轴线32旋转，使得行星齿轮轴线36A与行星齿轮36一起绕中心轴线32移动。

仍然参照图2和图3，环形齿轮38是行星齿轮系30的最外部齿轮。环形齿轮38的径向内部齿与行星齿轮36的齿啮合。如下面将更详细地解释的，环形齿轮38可绕中心轴线32旋转，并且也可保持静止或处于固定位置。环形齿轮38利用轴承或其他合适的支撑件来安装到支撑件或壳体。

参照图2，变速器26还包括制动器40，以接合和脱离行星齿轮系30的旋转部件。在制动器40的第一位置，并且在图2中所示的实施例中，制动器40与环形齿轮38接合，以减慢其绕中心轴线32的旋转。下面描述其他实施例，其中制动器40接合行星齿轮系30的其他部件。处于第一位置的制动器40可充分地接合环形齿轮38以停止其旋转。制动器40与环形齿轮38的接合以及该环形齿轮38绕中心轴线32的旋转的减慢使得功率、并且因此扭矩从第一功率输入部20传递到功率输出部22。因此，由第一功率输入部20提供给太阳齿轮34的功率经由行星齿轮系30的部件传递到功率输出部22。

处于第二位置的制动器40从环形齿轮38脱离。通过“脱离”，要理解的是，制动器40与环形齿轮38之间的关系使得制动器40不会减慢或阻碍环形齿轮38绕中心轴线32的旋转。制动器40与环形齿轮38的脱离使第一功率输入部20与功率输出部22分离，使得没有功率、并且因此没有扭矩从第一功率输入部20传递到功率输出部22。因此，防止由第一功率输入部20提供给太阳齿轮34的功率经由行星齿轮系30的部件传递到功率输出部22。

将会理解的是，制动器40及其与环形齿轮38的接合可采取不同的形式。例如，在图2中所示的实施例中，环形齿轮轴38A从环形齿轮38与行星齿轮36的接合部延伸到制动器40。环形齿轮轴38A可与环形齿轮38一起绕中心轴线32旋转并且与其同轴。制动器40包括制动衬块42，该制动衬块42可在第一位置和第二位置之间沿横向于中心轴线32的方向移位。在图2中所示的第一位置，制动衬块42接合环形齿轮轴38A的外表面，以减慢其旋转。在图2中以虚线示出的第二位置，制动衬块42与环形齿轮轴38A的外表面径向向外隔开，并且因此，不会减慢或阻碍环形齿轮轴38A的旋转。所描绘的实施例中的制动器40是摩擦型制动器。在一个替代实施例中，制动器40是或包括电气或液压元件。在另一个替代实施例中，制动器40具有锁定或啮合特征，其接合环形齿轮38或环形齿轮轴38A的相应特征。因此，将会理解的是，制动器40与环形齿轮38的接合可采取任何合适的形式，以减慢或停止环形齿轮38的旋转。

因此，行星齿轮系30和制动器40可操作以允许将第一功率输入部20与功率输出部22耦接和分离。变速器26提供齿轮传动装置，用于将第一功率输入部20和第二功率输入部24中的一个或多个与受驱动的功率输出部22连接和断开。这允许分离第一功率输入部20和第二功率输入部24与功率输出部22之间的扭矩传递，并且因此，分离第一功率输入部20和第二功率输入部24与螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱之间的扭矩传递，同时减少摩擦损失。

仍然参照图2，当环形齿轮38绕中心轴线32的旋转通过制动器40减慢或保持旋转固定时，使行星齿轮36在环形齿轮38内绕中心轴线32旋转。行星齿轮36的旋转使得托架37也绕中心轴线32旋转。托架37与功率输出部22接合，使得托架37的旋转将旋转并驱动功率输出部22。因此，制动器40与环38的接合引起行星齿轮36通过太阳齿轮34的旋转，以及托架37的旋转，以将扭矩从第一功率输入部20传递到功率输出部22。在发动机10驱动直升机的旋翼的实施例中，为了启动主直升机齿轮箱旋转，制动器40被激活以使环形齿轮38减速。然后，行星齿轮36绕中心轴线32自由旋转，以开始将扭矩传递到托架37，该托架37随后将开始使功率输出部22的轴转动。在一个实施例中，制动器40是外部激活的。外部激活的制动器40包括处于变速器26外部的激活机构（例如，开关）。该激活机构由飞行员、发动机10和/或飞机控制器提供的输入来激活。

旋转的托架37驱动变速器26的设置在第一功率输入部20和功率输出部22之间的其他齿轮部件，以将功率从第一功率输入部20传递到功率输出部22。这种齿轮部件的布置结构可采取不同的形式。例如，并且如图2中所示，托架轴37A从托架37延伸并且耦接到该托架37，或者与该托架37成一体。托架轴37A通过托架37旋转，并且平行于中心轴线32延伸。在所描绘的实施例中，托架轴37A在行星齿轮系30和传动轴15之间延伸。在所描绘的实施例中，托架轴37A与第一功率输入部20同轴，并且第一功率输入部20的轴的可旋转轴被设置在托架轴37A内。

托架轴37A接合功率输出部22，以驱动功率输出部22。更具体而言，并且如图2中所示，托架轴37A接合变速器26的位于托架轴37A和功率输出部22之间的可旋转的第一齿轮轴44。第一齿轮轴44也位于第二功率输入部24和第一功率输入部20之间。第一齿轮轴44具有与托架轴37A接合的托架齿轮构件44A以及与功率输出部22接合的第一输出部齿轮构件44B。在所描绘的实施例中，第一齿轮轴44沿平行于中心轴线32的轴线延伸。托架齿轮构件44A和第一输出部齿轮构件44B沿第一齿轮轴44的轴线隔开。在所描绘的实施例中，托架齿轮构件44A和第一输出部齿轮构件44B中的每一个都是从第一齿轮轴44径向向外突出并具有齿轮齿的主体。第一齿轮轴44通过合适的轴承安装到壳体或支撑结构。第一齿轮轴44提供来自旋转的第一功率输入部20的速度和扭矩转换，这是因为第一输出部齿轮构件44B的直径大于托架齿轮构件44A的直径。鉴于前述内容，将会理解的是，在制动器40的第一位置，由第一功率输入部20提供给太阳齿轮34的功率经由行星齿轮36、托架37、托架轴37A和第一齿轮轴44传递到功率输出部22。

仍然参照图2，当制动器40处于第二位置并且从环形齿轮38脱离以允许其旋转时，通过旋转的太阳齿轮34使每个行星齿轮36绕其自身的行星齿轮轴线36A旋转，这是因为提供扭矩输入给行星齿轮系30的太阳齿轮34的旋转使得环形齿轮38经由行星齿轮36自由地旋转。因此，行星齿轮36绕它们自身而不是沿环形齿轮38并绕中心轴线32旋转。所以，托架37不绕中心轴线32旋转。由于托架37不旋转，因此它不向托架轴37A输出扭矩，并且因此，它不向第一齿轮轴44和功率输出部22输出扭矩。因此，环形齿轮38和行星齿轮36的自由转动（freewheeling）形成第一功率输入部20与功率输出部22的有效分离。当制动器40允许环形齿轮38自由转动时，使得功率和扭矩的传递分离或成为不可能。

这种有效分离允许发动机10启动（即，通过传动轴15的旋转），而不必也启动功率输出部22并增加阻力。因此，发动机10可在不使螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱转动的情况下启动。因此可使用小型的发动机起动器。这种有效分离还可允许发动机10在“旅馆模式（hotel mode）”操作中被用作APU，由此它可产生功率但不驱动飞机的主齿轮箱。

仍然参照图2，第二功率输入部24可用于向发动机10提供起动辅助，以克服螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱的阻力或惯性。当制动器40处于第一位置以减慢环形齿轮38的旋转时，第二功率输入部24可与功率输出部20接合。为了减少对制动器40的磨损，并且为了易于启动功率输出部20的旋转，第二功率输入部24可提供来自功率源的附加的扭矩输入。该附加的扭矩将通过下面描述的部件使功率输出部22的轴旋转，并且因此，有助于减少系统中存在的一些惯性效应。

第二功率输入部24的旋转的轴24A驱动变速器26的设置在第二功率输入部24和功率输出部22之间的其他齿轮部件，以将功率从第二功率输入部24传递到功率输出部22。这种齿轮部件的布置结构可采取不同的形式。例如，并且如图2中所示，变速器26的可旋转的第二齿轮轴46被设置在第二功率输入部24和功率输出部22之间。第二齿轮轴46位于第二功率输入部24和第一功率输入部20之间。第二齿轮轴46位于第二功率输入部24和第一齿轮轴44之间。第二齿轮轴46具有：与第二功率输入部24的轴24A接合的第二功率输入部齿轮构件46A；以及与功率输出部22接合的第二输出部齿轮构件46B。在所描绘的实施例中，第二齿轮轴46沿平行于中心轴线32的轴线延伸。第二功率输入部齿轮构件46A和第二输出部齿轮构件46B沿第二齿轮轴46的轴线隔开。在所描绘的实施例中，第二功率输入部齿轮构件46A和第二输出部齿轮构件46B中的每一个都是从第二齿轮轴46径向向外突出并具有齿轮齿的主体。第二齿轮轴46通过合适的轴承安装到壳体或支撑结构。第二齿轮轴46提供来自旋转的第二功率输入部24的速度和扭矩转换，这是因为第二输出部齿轮构件46B的直径小于第二功率输入部齿轮构件46A的直径。因此，第二功率输入部24也有助于与第一功率输入部20一起驱动功率输出部22。第二功率输入部24的功率贡献可有助于在从主要的第一功率输入部20为功率输出部22供应功率之前开始使功率输出部22旋转。

变速器26的其他构造也允许将第一功率输入部20与功率输出部22耦接和分离。变速器26的这些其他构造（其中一些在下面更详细地描述）也允许分离第一功率输入部20和第二功率输入部24与功率输出部22之间的扭矩传递，并且因此，分离第一功率输入部20和第二功率输入部24与螺旋桨、旋翼或它们相应的减速齿轮箱之间的扭矩传递，同时减少摩擦损失。因此，并且尽管在本文中有时被描述为“行星”齿轮系30，但是齿轮系30可以是任何类型的周转齿轮系，并且也可不同地操作，并因此可使用其他名称来指代。例如，并且如下面更详细地解释的，齿轮系30也可作为“星形”或“恒星”齿轮系来操作。在齿轮系30的不同构造中，不同的旋转元件被制动或旋转固定。因此，如本文所使用的术语“周转（epicyclic）”齿轮系应理解为包括任何这样的构造，包括但不限于行星、星形或恒星类型的齿轮系系统。

图4中示出了变速器126的另一种可能的构造。太阳齿轮34与第一功率输入部20接合以由其驱动。制动器40选择性地与托架37接合，以减慢托架37绕中心轴线32的旋转。在所描绘的实施例中，制动器40与托架轴37A接合。通过减慢或停止托架37的旋转，使环形齿轮38绕中心轴线32旋转。所描绘的实施例中的环形齿轮38接合功率输出部22，以驱动功率输出部22。因此，环形齿轮38以任何合适的方式机械地耦接到齿轮传动装置（例如，第一齿轮轴44），以驱动功率输出部22。因此，所描绘的实施例中的变速器126可被称为“星形”齿轮系统，其中托架37被制动以减慢和/或停止其旋转，同时行星齿轮仍然可绕它们相应的轴线中的每一个旋转。因此，例如星形齿轮构造中的行星齿轮不围绕太阳齿轮旋转（即，每个行星齿轮的旋转轴线在空间中固定），但行星齿轮仍各自旋转。

图5中示出了变速器226的另一种可能的构造。环形齿轮38与第一功率输入部20接合以由其驱动。制动器40选择性地与太阳齿轮34接合，以减慢太阳齿轮34绕中心轴线32的旋转。通过减慢或停止太阳齿轮34的旋转，使行星齿轮36绕中心轴线32并且在环形齿轮38内旋转。行星齿轮36的旋转还使托架37和托架轴37A绕中心轴线32旋转。如上所述，所描绘的实施例中的托架轴37A接合功率输出部22，以驱动功率输出部22。因此，所描绘的实施例中的变速器226可被称为“恒星”齿轮系统。

图6中示出了变速器326的另一种可能的构造。托架37与第一功率输入部20接合以由其驱动。制动器40选择性地与环形齿轮38接合，以减慢环形齿轮38绕中心轴线32的旋转。通过减慢或停止环形齿轮38的旋转，使太阳齿轮34绕中心轴线32旋转。所描绘的实施例中的太阳齿轮34接合功率输出部22，以驱动功率输出部22。因此，太阳齿轮34以任何合适的方式机械地耦接到齿轮传动装置（例如，第一齿轮轴44），以驱动功率输出部22。因此，所描绘的实施例中的变速器326可被称为“行星”齿轮系统。

变速器26的其他构造也是可能的。例如，一个实施例中的变速器26具有“双行星”构造。变速器26的这种构造包括中央的太阳齿轮34、绕太阳齿轮34轨道运行的第一组一个或多个行星齿轮36以及外部的环形齿轮38。第二组行星齿轮36位于第一组行星齿轮36和外部的环形齿轮38之间。

参照图2，还公开了一种操作发动机10的方法。该方法包括操作变速器26的制动器40，来接合环形齿轮38以减慢其旋转，并且因此，将功率从第一功率输入部20传递到功率输出部22。该方法还包括操作制动器40从环形齿轮38脱离，以使第一功率输入部20与功率输出部22分离，使得没有功率从第一功率输入部20传递到功率输出部22。

上面的描述仅意在是示例性的，并且本领域技术人员将认识到，可以在不脱离所公开的本发明的范围的情况下对所描述的实施例进行改变。根据对本公开的回顾，落入本发明的范围内的再其他的修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且这些修改意在落入所附权利要求内。

Claims (20)

1.一种发动机，包括：

第一功率输入部和第二功率输入部，二者各自与不同的功率源相关联；

功率输出部；以及

变速器，其与所述第一功率输入部和所述第二功率输入部以及与所述功率输出部接合，所述变速器包括：

周转齿轮系，其与所述第一功率输入部接合，并且可选择性地与所述功率输出部接合，所述周转齿轮系具有太阳齿轮、环形齿轮和安装到托架的行星齿轮，所述太阳齿轮在中央设置并且限定所述周转齿轮系的中心轴线，所述行星齿轮可绕相应的行星齿轮轴线旋转，所述行星齿轮设置成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮啮合接合；以及

制动器，所述制动器可在第一位置与所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的一个接合，以减慢其旋转，并且将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部，所述制动器在第二位置可从所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，处于所述第一位置的所述制动器可与所述环形齿轮接合，以减慢所述环形齿轮绕所述中心轴线的旋转，并且由此使所述行星齿轮在所述环形齿轮内旋转，并使所述托架绕所述中心轴线旋转，所述托架在所述第一位置接合所述功率输出部，以驱动所述功率输出部。

3.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，处于所述第二位置的所述制动器可从所述环形齿轮脱离，以允许所述环形齿轮绕所述中心轴线旋转，并且由此使每个行星齿轮绕其行星齿轮轴线旋转，使得所述托架不绕所述中心轴线旋转。

4.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述变速器包括从所述托架延伸并且可绕所述中心轴线旋转的托架轴，所述托架轴接合所述功率输出部，以驱动所述功率输出部。

5.如权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述变速器包括设置在所述托架轴和所述功率输出部之间的第一齿轮轴，所述第一齿轮轴具有与所述托架轴接合的托架齿轮构件以及与所述功率输出部接合的第一输出部齿轮构件。

6.如权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述第一输出部齿轮构件的直径大于所述托架齿轮构件的直径。

7.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，在所述制动器接合在所述第一位置时，所述第二功率输入部可与所述功率输出部接合。

8.如权利要求7所述的发动机，其特征在于，所述变速器包括设置在所述第二功率输入部和所述功率输出部之间的第二齿轮轴，所述第二齿轮轴具有与所述第二功率输入部接合的第二功率输入部齿轮构件以及与所述功率输出部接合的第二输出部齿轮构件。

9.如权利要求8所述的发动机，其特征在于，所述第二输出部齿轮构件的直径小于所述第二功率输入部齿轮构件的直径。

10.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述太阳齿轮与所述第一功率输入部接合以由所述第一功率输入部驱动，处于所述第一位置的所述制动器可与所述托架接合，以减慢所述托架绕所述中心轴线的旋转，并且由此使所述环形齿轮绕所述中心轴线旋转，所述环形齿轮在所述第一位置接合所述功率输出部，以驱动所述功率输出部。

11.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述环形齿轮与所述第一功率输入部接合以由所述第一功率输入部驱动，处于所述第一位置的所述制动器可与所述太阳齿轮接合，以减慢所述太阳齿轮绕所述中心轴线的旋转，并且由此使所述行星齿轮绕所述中心轴线旋转，以使所述托架旋转，所述托架在所述第一位置接合所述功率输出部，以驱动所述功率输出部。

12.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述托架与所述第一功率输入部接合以由所述第一功率输入部驱动，处于所述第一位置的所述制动器可与所述环形齿轮接合，以减慢所述环形齿轮绕所述中心轴线的旋转，并且由此使所述太阳齿轮绕所述中心轴线旋转，所述太阳齿轮在所述第一位置接合所述功率输出部，以驱动所述功率输出部。

13.如权利要求1所述的发动机，还包括安装到所述功率输出部的螺旋桨或旋翼，所述螺旋桨或所述旋翼可仅由所述功率输出部提供的功率驱动。

14. 一种操作发动机的方法，所述发动机具有第一功率输入部和第二功率输入部，以选择性地向功率输出部提供功率，所述发动机具有变速器，所述变速器具有太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮，所述变速器与所述第一功率输入部和所述第二功率输入部以及与所述功率输出部接合，所述方法包括操作所述变速器的制动器，以：

接合所述变速器的所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的一个，以减慢其旋转，并将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部；以及

从所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，操作所述制动器以从所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个脱离包括：在所述发动机的起动期间使所述制动器从所述环形齿轮脱离，以便在不驱动螺旋桨或旋翼的情况下起动所述发动机。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，操作所述制动器以接合所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个包括：同时使所述第二功率输入部与所述功率输出部接合。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，操作所述制动器以接合所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个包括：允许所述行星齿轮绕中心轴线旋转，安装到所述行星齿轮的托架也绕所述中心轴线旋转。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，操作所述制动器以从所述太阳齿轮、所述行星齿轮和所述环形齿轮中的所述一个脱离包括：允许所述环形齿轮绕中心轴线旋转。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，允许所述环形齿轮绕所述中心轴线旋转包括：允许所述行星齿轮绕每个行星齿轮的轴线旋转，安装到所述行星齿轮的托架不绕所述中心轴线旋转。

20. 一种发动机变速器，其可与发动机的第一功率输入部和第二功率输入部接合，并且还可与功率输出部接合，所述发动机变速器包括：

齿轮系，其与所述第一功率输入部接合，并且可选择性地与所述功率输出部接合，所述齿轮系具有太阳齿轮、环形齿轮和安装到托架的行星齿轮，所述太阳齿轮在中央设置并且限定所述齿轮系的中心轴线，所述行星齿轮可绕相应的行星齿轮轴线旋转，所述行星齿轮设置成与所述太阳齿轮和所述环形齿轮啮合接合；以及

制动器，所述制动器可在第一位置与所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的一个接合，以减慢其旋转，并且将功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部，所述制动器在第二位置可从所述太阳齿轮、所述托架和所述环形齿轮中的所述一个脱离，以使所述第一功率输入部与所述功率输出部分离，使得没有功率从所述第一功率输入部传递到所述功率输出部。

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