RU2408503C2

RU2408503C2 - Generator drive

Info

Publication number: RU2408503C2
Application number: RU2009102007/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Родионов (RU); Виктор Петрович Родионов; Виктор Израилевич Думов (RU); Виктор Израилевич Думов; Василий Харлампьевич Панков (RU); Василий Харлампьевич Панков; Константин Федорович Попович (RU); Константин Федорович Попович; Юрий Николаевич Михайлов (RU); Юрий Николаевич Михайлов; Николай Николаевич Кутузов (RU); Николай Николаевич Кутузов; Виктор Лазаревич Тучинский (RU); Виктор Лазаревич Тучинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Кристалл" (ОАО "ОКБ "Кристалл")
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2011-01-10
Also published as: RU2009102007A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to utilities equipment, namely, to stable-frequency alternating-current generating systems, and can be used in aircraft power plants. Generator drive comprises hydraulic transformer 1 with pump impeller 2, engine fuel feed pump 6, AC generator 7 with inner chamber and cooling system that comprises ejector 10 with active nozzle communicated with hydraulic transformer working fluid circulation chamber and passive nozzle communicated with generator inner chamber. Aforesaid pump impeller 2 is coupled with engine drive box shaft via step-up gear 8 with internal gearing. Said step-up gear is arranged in chamber sealed from engine drive box and hydraulic transformer working fluid circulation chamber. Step-up gear housing communicates with generator inner chamber.

EFFECT: high efficiency production of electric power without notable modifications in engine, drive and auxiliary components.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к энергоузлам систем генерирования переменного тока стабильной частоты, и может быть использовано в энергетических установках летательных аппаратов.The invention relates to the field of power engineering, and in particular to energy nodes of systems for generating alternating current of a stable frequency, and can be used in power plants of aircraft.

Известен привод-генератор, содержащий гидротрансформатор с насосным колесом, связанным с валом коробки приводов двигателя, и с полостью циркуляции рабочей жидкости, подключенной к насосу системы топливоподачи двигателя, генератор переменного тока с внутренней полостью и с системой охлаждения, включающей эжектор, активное сопло которого подключено к полости циркуляции рабочей жидкости гидротрансформатора, а пассивное сопло связано с внутренней полостью генератора (Патент СССР №1420864, 1994 г.).A known drive generator containing a torque converter with a pump wheel connected to the shaft of the engine drive box, and with a working fluid circulation cavity connected to the engine fuel supply pump, an alternating current generator with an internal cavity and with a cooling system including an ejector, the active nozzle of which is connected to the cavity of the working fluid of the torque converter, and the passive nozzle is connected to the internal cavity of the generator (USSR Patent No. 1420864, 1994).

В известном приводе-генераторе гидротрансформатор приводится во вращение от коробки приводов двигателя непосредственным соединением его вала с валом двигателя. При этом в различных модификациях двигателей их выходные обороты существенно отличаются от требуемых входных оборотов гидротрансформатора привода. Из-за этой разницы для обеспечения заданной мощности привода часто приходится увеличивать его габариты, а следовательно, и вес, что крайне нежелательно особенно для авиационных машин. Применение же уже готового привода к новому типу двигателей влечет за собой необходимость конструктивных изменений на выходе из двигателя, что потребует существенных материальных затрат как на сами эти изменения, так и на дополнительные испытания двигателя с этими изменениями.In the known drive-generator, the torque converter is driven from the engine drive box by directly connecting its shaft to the motor shaft. Moreover, in various engine modifications, their output revolutions significantly differ from the required input revolutions of the drive torque converter. Because of this difference, to ensure a given drive power, it is often necessary to increase its dimensions, and therefore its weight, which is extremely undesirable especially for aircraft. The use of a ready-made drive to a new type of engine entails the need for structural changes at the exit of the engine, which will require significant material costs both for these changes and for additional engine tests with these changes.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является обеспечение возможности использования привода-генератора одной размерности для различных двигателей при минимальных затратах без существенных модернизаций в конструкции привода и без переделок в коробке двигательных агрегатов (на выходе из двигателя).The task to which the claimed solution is directed is to provide the possibility of using a drive-generator of one dimension for various engines at minimal cost without significant upgrades in the drive design and without alterations in the box of motor units (at the exit of the engine).

Технический результат достигается тем, что привод-генератор, содержащий гидротрансформатор с насосным колесом, связанным с валом коробки приводов двигателя, и с полостью циркуляции рабочей жидкости, подключенной к насосу системы топливоподачи двигателя, генератор переменного тока с внутренней полостью и с системой охлаждения, включающей эжектор, активное сопло которого подключено к полости циркуляции рабочей жидкости гидротрансформатора, а пассивное сопло связано с внутренней полостью генератора, дополнительно содержит мультипликатор, связывающий насосное колесо гидротрансформатора с валом коробки приводов двигателя и выполненный в виде шестеренчатой передачи с внутренним зацеплением шестерен, размещенной в полости, отделенной уплотнениями от коробки приводов двигателя и от полости циркуляции рабочей жидкости гидротрансформатора, при этом полость мультипликатора сообщена с внутренней полостью генератора.The technical result is achieved by the fact that the drive generator containing a torque converter with a pump wheel connected to the shaft of the engine drive box, and with a working fluid circulation cavity connected to the pump of the engine fuel supply system, an alternator with an internal cavity and with a cooling system including an ejector , the active nozzle of which is connected to the circulation cavity of the working fluid of the torque converter, and the passive nozzle is connected to the internal cavity of the generator, additionally contains a multiplier a torus connecting the pump wheel of the torque converter to the shaft of the engine drive box and made in the form of a gear transmission with internal gearing of the gears, located in a cavity separated by seals from the engine drive box and from the cavity of the working fluid of the torque converter, while the multiplier cavity is in communication with the internal cavity of the generator.

Оснащение устройства мультипликатором, связывающим насосное колесо гидротрансформатора с валом коробки приводов двигателя и выполненным в виде шестеренчатой передачи с внутренним зацеплением шестерен позволяет использовать привод-генератор в одной размерности для различных типов двигателя.Equipping the device with a multiplier connecting the pumping wheel of the torque converter with the shaft of the engine drive box and made in the form of a gear transmission with internal gearing of the gears allows you to use the drive generator in one dimension for different types of engine.

Размещение мультипликатора в полости, отделенной уплотнениями от коробки приводов двигателя и от полости циркуляции рабочей жидкости гидротрансформатора, и сообщение при этом полости мультипликатора с внутренней полостью генератора позволяет использовать в качестве рабочей жидкости керосин, что обеспечивает работу мультипликатора без отбора масла из масляной системы двигателя, и, соответственно, не требует доработки масляной системы под этот отбор.Placing the multiplier in the cavity, separated by seals from the engine drive box and from the cavity of the working fluid of the torque converter, and communicating the multiplier cavity with the internal cavity of the generator, allows the use of kerosene as the working fluid, which ensures the operation of the multiplier without taking oil from the engine oil system, and , accordingly, does not require refinement of the oil system for this selection.

На чертеже представлена схема предлагаемого привода-генератора.The drawing shows a diagram of the proposed drive generator.

Привод-генератор содержит гидротрансформатор 1, включающий насосное колесо 2, турбину 3, реактор с поворотными латками 4, образующими круг циркуляции рабочей жидкости - рабочую полость 5 с каналом подвода жидкости, подключенному к насосу 6 системы топливоподачи двигателя, и генератор 7, ротор которого установлен на одном валу с турбиной 3 гидротрансформатора 1. Насосное колесо 2 гидротрансформатора 1 связано с валом двигателя через мультипликатор 8 с внутренним зацеплением шестерен, причем наружная шестерня 9 мультипликатора 8 соединена с валом двигателя. Система охлаждения генератора 7 включает эжектор 10, сообщенный своим активным соплом с рабочей полостью 5 гидротрансформатора 1, а пассивным соплом - с полостью 11 генератора 7, а также полостью 12 мультипликатора 8, отделенной от коробки приводов двигателя (не показана) и от рабочей полости 5 гидротрансформатора 1 уплотнениями 13. Полость 11 генератора также отделена от рабочей полости 5 гидротрансформатора 1 уплотнениями 13.The drive generator contains a torque converter 1, including a pump wheel 2, a turbine 3, a reactor with rotary latches 4 forming a working fluid circulation circle — a working cavity 5 with a fluid supply channel connected to a pump 6 of the engine fuel supply system, and a generator 7, the rotor of which is installed on the same shaft as the turbine 3 of the torque converter 1. The pump wheel 2 of the torque converter 1 is connected to the motor shaft through a multiplier 8 with internal gearing, the outer gear 9 of the multiplier 8 being connected to the shaft m engine. The cooling system of the generator 7 includes an ejector 10 communicated by its active nozzle with the working cavity 5 of the torque converter 1, and the passive nozzle with the cavity 11 of the generator 7, as well as the cavity 12 of the multiplier 8, separated from the engine drive box (not shown) and from the working cavity 5 torque converter 1 seals 13. The cavity 11 of the generator is also separated from the working cavity 5 of the torque converter 1 by seals 13.

Работа привода-генератора осуществляется следующим образом.The drive generator is as follows.

От коробки приводов двигателя через мультипликатор 8 приводится во вращение насосное колесо 2 гидротрансформатора 1. Насосное колесо 2 вращается с оборотами, кратными оборотам двигателя. Крутящий момент на колесе 2 преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию рабочей жидкости - топлива. Далее турбиной 3 гидротрансформатора 1 энергия жидкости преобразуется в крутящий момент ротора генератора 7, который вращается с постоянными оборотами независимо от оборотов двигателя.From the gearbox of the engine drives, through the multiplier 8, the pump wheel 2 of the torque converter 1 is rotated. The pump wheel 2 rotates at revolutions that are multiples of the engine revolutions. The torque on the wheel 2 is converted into kinetic and potential energy of the working fluid - fuel. Next, the turbine 3 of the torque converter 1, the liquid energy is converted into the torque of the rotor of the generator 7, which rotates at constant speeds regardless of the engine speed.

Охлаждение подшипников, в которых вращаются насосное колесо 2, турбина 3 и ротор генератора 7 осуществляется за счет топлива, подводимого от насоса 6 системы топливоподачи двигателя. В процессе работы привода-генератора в связанных между собой полостях 11 и 12 генератора и мультипликатора создается глубокое разряжение, за счет инжектирования топлива из рабочей полости 5 гидротрансформатора 1, обладающей избыточным давлением. Таким образом, в приводе-генераторе организована единая система охлаждения топливом всех его вращающихся элементов, что позволяет, во-первых, не использовать масляную систему двигателя, и таким образом, избежать каких-либо ее модернизаций, а во-вторых, уменьшить гидравлические потери, за счет вращения шестерен мультипликатора в парах топлива в вакууме, а не в жидкости.The cooling of the bearings in which the pump wheel 2, the turbine 3 and the rotor of the generator 7 rotate is carried out due to the fuel supplied from the pump 6 of the engine fuel supply system. In the process of operation of the drive-generator in the interconnected cavities 11 and 12 of the generator and the multiplier, a deep vacuum is created due to the injection of fuel from the working cavity 5 of the torque converter 1, which has excess pressure. Thus, in the drive-generator, a unified fuel cooling system for all of its rotating elements is organized, which allows, firstly, not to use the engine oil system, and thus, to avoid any of its upgrades, and secondly, to reduce hydraulic losses, due to the rotation of the gears of the multiplier in the fuel vapor in a vacuum, and not in a liquid.

Изобретение позволяет обеспечить получение электрической энергии с высоким КПД от привода-генератора одной размерности различным двигателям без каких-либо модернизаций в коробке двигательных агрегатов (на выходе из двигателя) и масляной системе двигателя, а также без существенных модернизаций в конструкции самого привода.The invention allows to provide high-efficiency electric energy from a drive-generator of the same dimension to various engines without any upgrades in the box of motor units (at the exit of the engine) and the engine oil system, as well as without significant upgrades in the design of the drive itself.

Claims

A drive generator comprising a torque converter with a pump wheel connected to the shaft of the engine drive box and with a working fluid circulation cavity connected to the engine fuel supply pump, an alternating current generator with an internal cavity and a cooling system including an ejector, the active nozzle of which is connected to the cavity of the working fluid of the torque converter, and the passive nozzle is connected to the internal cavity of the generator, characterized in that it further comprises a multiplier that binds to a torque converter pinion wheel with a shaft of the engine drive box and made in the form of a gear transmission with internal gearing of the gears, located in a cavity separated by seals from the engine drive box and from the cavity of the working fluid of the torque converter, while the multiplier cavity is in communication with the internal cavity of the generator.