CN218625139U - 微型涡轮喷气发动机启动电机离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，包括与启动电机连接的离合器轴、套设在离合器轴上的离合器轴套、设置于离合器轴套上的螺旋槽以及设置于离合器轴上的驱动销，在所述离合器轴套上固定设置一外缸套，在所述外缸套的一端设置第一齿形连接部，所述喷气发动机内的压气机螺母与外缸套接触的部位为第二齿形连接部，所述第一齿形连接部与第二齿形连接部啮合；在所述离合器轴上设置有用于离合器轴套复位的复位件。通过上述结构，启动电机的扭矩可以有效地、近乎无损地传递至发动机转子端；可以有效避免在连接瞬间导致转子径向的振动，对转子和轴承的工作有一定的保护作用，延长其使用寿命。

Description

微型涡轮喷气发动机启动电机离合器

技术领域

本实用新型涉及涡轮喷气发动机技术领域，尤其是涉及一种微型涡轮喷气发动机启动电机离合器。

背景技术

微型涡轮喷气发动机的启动需要启动电机驱动离合器进而带动转子运动，使压缩空气进入燃烧室，在特定转速下进行发动机点火操作。点火成功后，电机带动转子转速逐步增加，达到一定转速后，启动电机停止工作，离合器退回，与转子脱离，转子通过燃料燃烧后产生的部分能量维持其自行运转。

目前比较普遍使用的启动电机离合器，是通过O形圈或橡胶摩擦垫圈与转子之间产生的摩擦力带动转子转动。随着微型涡轮喷气发动机技术的发展以及应用领域的不断拓展，对其点火质量的要求越来越高，对点火速度的要求越来越快。同时发动机体积越来越大，性能越来越强，相应的转子的尺寸和重量也随之扩大，从而需要更大的扭矩使转子转动。但由于摩擦力的限制，使用此离合器的启动电机很难在短时间内传递足够的扭矩到达转子，不能把转子很快带到一个较高的转速，从而延缓了发动机启动的速度。

同时，发动机启动次数越多，O形圈或橡胶摩擦垫圈磨损越严重，随着磨损程度的增加，在启动过程中作用在转子上的摩擦力越来越小。一旦O形圈或橡胶摩擦垫圈磨损到一定程度，摩擦力就会急剧减小，严重影响发动机的启动质量以及启动速度；所以在使用一段时间后，就必须对O形圈或橡胶摩擦垫圈进行更换，但由于微型涡轮喷气发动机的构造比较紧凑，更换比较复杂，需要专业人士处理，否则会对发动机后期的启动和使用造成影响。

O形圈或橡胶摩擦垫圈的材质受温度影响较大，在温暖湿润的地方较软，和转子接触后，挤压变形量较大，相对摩擦力较大，有利于加速发动机的启动过程，但在此情况下会加剧磨损；在寒冷干燥的地方，其较硬，和转子接触后，挤压变形量较小，相对摩擦力较小，不利于加速发动机的启动过程。

除此之外，由于微型涡轮喷气发动机应用场景多种多样，一旦有油气，水雾或者污垢等附着在O形圈或橡胶摩擦垫圈上，启动电机会出现启动过程中打滑的情况，导致发动机启动失败。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够传递大扭矩且减少磨损的微型涡轮喷气发动机启动电机离合器。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，包括与启动电机连接的离合器轴、套设在离合器轴上的离合器轴套、设置于离合器轴套上的螺旋槽以及设置于离合器轴上的驱动销，在所述离合器轴套上固定设置一外缸套，在所述外缸套的一端设置第一齿形连接部，所述喷气发动机内的压气机螺母与外缸套接触的部位为第二齿形连接部，所述第一齿形连接部与第二齿形连接部啮合；在所述离合器轴上设置有用于离合器轴套复位的复位件。

进一步具体的，所述第一齿形连接部至少有两个凸齿形，所述第二齿形连接部至少有两个凹齿形，所述凸齿形与凹齿形配合；两个所述凹齿形的数量大于或等于凸齿形的数量。

进一步具体的，所述第一齿形连接部与第二齿形连接部的结构一致均包括有向上凸起的齿形件，所述齿形件包括峰部以及位于峰部两侧的第一谷部与第二谷部，从所述第一谷部至峰部形成第一过渡面，从所述第二谷部至峰部形成第二过渡面，所述第一过渡面为缓坡，所述第二过渡面为陡坡；所述第一齿形连接部的陡坡与第二齿形连接部的陡坡接触推动压气机螺母转动。

进一步具体的，第二过渡面与离合器轴的轴线平行。

进一步具体的，所述齿形件至少一个。

进一步具体的，所述齿形件为四个。

进一步具体的，所述螺旋槽有两个且相对设置，所述驱动销穿过所述离合器轴，所述驱动销的两端部分别一一对应插入不同的螺旋槽内。

进一步具体的，所述复位件为磁铁，所述离合器轴套或者外缸套采用金属材料制备。

进一步具体的，所述复位件为弹簧。

进一步具体的，在所述离合器轴上设置有限位板。

本实用新型的有益效果是：通过第一齿形连接部与第二齿形连接部直接的接触，启动电机的扭矩可以有效地、近乎无损地传递至发动机转子端；可以有效避免在连接瞬间导致转子径向的振动，对转子和轴承的工作有一定的保护作用，延长其使用寿命。同时，依靠机械平面来传递扭矩，离合器在使用过程中，没有任何损耗。同时，这种机械连接使得发动机的使用环境对发动机的性能不会造成过多的影响。在保证发动机启动成功率的同时，可以有效延长发动机的保养周期，提升了发动机整体的可靠性和启动性能，其相对成本较低，可靠性较高，可以在包括微型涡轮喷气发动机在内的多种产品中广泛使用。

附图说明

图1是本实用新型与启动电机、压气机螺母组合的结构示意图；

图2是本实用新型离合器的结构示意图；

图3是本实用新型离合器的分解结构示意图。

图中：1、离合器轴；2、离合器轴套；21、螺旋槽；3、外缸套；31、第一齿形连接部；311、第一过渡面；312、第二过渡面；4、驱动销；5、限位板；6、磁铁；7、启动电机；8、压气机螺母；81、第二齿形连接部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-图3所示一种微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，包括与启动电机7连接的离合器轴1、套设在离合器轴1上的离合器轴套2、设置于离合器轴套2上的螺旋槽21以及设置于离合器轴1上的驱动销4，在所述离合器轴套2上固定设置一外缸套3，在所述外缸套3的一端设置第一齿形连接部31，所述喷气发动机内的压气机螺母8与外缸套3接触的部位为第二齿形连接部81，所述第一齿形连接部31与第二齿形连接部81啮合；在所述离合器轴1上设置有用于离合器轴套2复位的复位件。

启动电机7启动并带动离合器轴1转动，离合器轴1的转动带动驱动销4，驱动销4推动离合器轴套2以及外缸套3转动，当转动的速度越来越快，离合器轴套2以及外缸套3会因为离心力的作用与离合器轴1发生相对转动，离心力克服复位件对离合器轴套2的力，驱动销4在螺旋槽21内滑动，直至驱动销4滑动到螺旋槽21的另一端，此时第一齿形连接部31与第二齿形连接部81啮合，将扭矩传递至喷气发动机内实现启动；在喷气发动机启动后，不再需要启动电机7，此时关闭启动电机7，启动电机7速度降低，由于发动机转子继续转动，第二齿形连接部81相对于第一齿形连接部31继续转动，在此相对运动过程中，第二齿形连接部81施加于第一齿形连接部31的力作用在第一齿形连接部31的缓坡上，使得第一齿形连接部31被第二齿形连接部81“推”向启动电机7方向，有利于第一齿形连接部31的复位，同时随着离合器轴1的速度下降，使得离合器轴套2以及外缸套3所受的离心力降低，当离心力小于复位件作用于离合器轴套2的力，复位件使得离合器轴套2带动外缸套3向远离压气机螺母8方向运动，第一齿形连接部31与第二齿形连接部81开始脱离，同时，驱动销4在螺旋槽21内反向滑动，直至驱动销4回退至启动电机7未启动时的位置，第一齿形连接部31与第二齿形连接部81完全脱离。

基于此，作为本申请的一个实施例，所述第一齿形连接部31可以至少设置两个凸齿形且均匀分布在外缸套3的端部；对应的，所述第二齿形连接部81可以至少设置两个凹齿形；所述凸齿形与凹齿形进行配合，凸齿形插入凹齿形内可实现连接；其中，所述凹齿形的数量需大于或者等于凸齿形的数量，能够方便凸齿形快速与凹齿形配合。

作为本申请的另一个实施例，所述第一齿形连接部31与第二齿形连接部81的结构一致，均包括沿轴向方向凸出的齿形件；该齿形件可以设置为一个，也可以为多个，其中优选方法为4个且均匀分布；所述齿形件包括峰部以及位于峰部两侧的第一谷部与第二谷部，从所述第一谷部至峰部形成第一过渡面311，从所述第二谷部至峰部形成第二过渡面312，所述第一过渡面311为缓坡，所述第二过渡面312为陡坡；在这里，该齿形件的第一谷部为相邻齿形件的第二谷部，该齿形件的第二谷部为另一个相邻齿形件的第一谷部，使得4个齿形件直接连接呈连续状；当第一齿形连接部31与第二齿形连接部81接触时，首先，峰部进入对应齿形件的缓坡，该缓坡具有导向作用，峰部通过缓坡的导向作用进入第二谷部，使得第一齿形连接部31的陡坡与第二齿形连接部81的陡坡接触，第一齿形连接部31的陡坡推动第二齿形连接部81的陡坡运动，从而使得压气机螺母8转动，将扭矩传递至喷气发动机内。

其中，陡坡的斜度可根据需要进行设置，在本申请中所述陡坡(第二过渡面312)与离合器轴1的轴线平行或呈锐角，使得两个陡坡接触后能够传递较大的扭矩，且能够防止打滑。

对于所述离合器轴套2上的螺旋槽21设置两个且相对设置，所述驱动销4穿过所述离合器轴1并沿着所述离合器轴1径向方向凸出于所述离合器轴1形成两个伸出端，两个所述伸出端分别一一对应插入不同的螺旋槽21内，即两个所述螺旋槽21为第一螺旋槽与第二螺旋槽，两个所述伸出端为第一伸出端与第二伸出端，所述第一伸出端插入第一螺旋槽内，所述第二伸出端插入第二螺旋槽内；当离合器轴1与离合器轴套2相对转动时，所述伸出端在所述螺旋槽21内运动；通过两个对称的螺旋槽21、两个对称的伸出端的设置，能够保证运动平稳。

针对复位件的形式，复位件可以为弹簧，弹簧可使得离合器轴套2向着启动电机7运动，弹簧可以为拉簧的形式；所述复位件可以为磁铁6，对应所述离合器轴套2或者外缸套3采用金属材料制备而成，磁铁6可设置在离合器轴1上，磁铁6吸附离合器轴套2向启动电机7运动。

在所述离合器轴1上沿径向方向设置有限位板5，所限位板5用于支撑离合器轴套2与外缸套3；在所述限位板5靠近离合器轴套2的一面上设置定位凹槽，所述磁铁6设置于定位凹槽内；所述定位凹槽至少两个且围绕离合器轴1的轴线均匀分布。

综上，通过第一齿形连接部31与第二齿形连接部81直接的连接，启动电机7的扭矩可以有效地、近乎无损地传递至发动机转子端；可以有效避免在连接瞬间导致转子径向的振动，对转子和轴承的工作有一定的保护作用，延长其使用寿命。同时，依靠机械平面来传递扭矩，离合器在使用过程中，没有任何损耗。同时，这种机械连接使得发动机的使用环境对发动机的性能不会造成过多的影响。在保证发动机启动成功率的同时，可以有效延长发动机的保养周期，提升了发动机整体的可靠性和启动性能，其相对成本较低，可靠性较高，可以在包括微型涡轮喷气发动机在内的多种产品中广泛使用。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，包括与启动电机(7)连接的离合器轴(1)、套设在离合器轴(1)上的离合器轴套(2)、设置于离合器轴套(2)上的螺旋槽(21)以及设置于离合器轴(1)上的驱动销(4)，其特征在于，在所述离合器轴套(2)上固定设置一外缸套(3)，在所述外缸套(3)的一端设置第一齿形连接部(31)，所述喷气发动机内的压气机螺母(8)与外缸套(3)接触的部位为第二齿形连接部(81)，所述第一齿形连接部(31)与第二齿形连接部(81)啮合；在所述离合器轴(1)上设置有用于离合器轴套(2)复位的复位件。

2.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述第一齿形连接部(31)至少有两个凸齿形，所述第二齿形连接部(81)至少有两个凹齿形，所述凸齿形与凹齿形配合；两个所述凹齿形的数量大于或等于凸齿形的数量。

3.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述第一齿形连接部(31)与第二齿形连接部(81)的结构一致均包括有向上凸起的齿形件，所述齿形件包括峰部以及位于峰部两侧的第一谷部与第二谷部，从所述第一谷部至峰部形成第一过渡面(311)，从所述第二谷部至峰部形成第二过渡面(312)，所述第一过渡面(311)为缓坡，所述第二过渡面(312)为陡坡；所述第一齿形连接部(31)的陡坡与第二齿形连接部(81)的陡坡接触推动压气机螺母(8)转动。

4.根据权利要求3所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，第二过渡面(312)与离合器轴(1)的轴线平行或呈锐角。

5.根据权利要求3所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述齿形件至少一个。

6.根据权利要求5所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述齿形件为四个。

7.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述螺旋槽(21)有两个且相对设置，所述驱动销(4)穿过所述离合器轴(1)，所述驱动销(4)的两端部分别一一对应插入不同的螺旋槽(21)内。

8.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述复位件为磁铁(6)，所述离合器轴套(2)或者外缸套(3)采用金属材料制备。

9.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，所述复位件为弹簧。

10.根据权利要求1所述微型涡轮喷气发动机启动电机离合器，其特征在于，在所述离合器轴(1)上设置有限位板(5)。

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