PTVS28VS1UR飞机上的交流发电机都由发动机传动。由于喷气式发动机的转速变化范围比较大,可达2:1到3:1,因此,为了获得恒频交流电,必须把变化的发动机转速转变为恒定的转速。恒速传动装置(简称恒装,简写为CSD)的作用就是把不同飞行阶段变化的发动机转速变换成恒定的转速,使交流发电机输出恒频交流电。

恒速传动装置的形式很多,目前常用的是电磁式和液压机械式两种。电磁式恒装与电磁滑差离合器的原理相似,但因其效率低,一般只用在发动机转速变化范围不大、发电机容量较小的场合。

目前国外一些先进的大中型客机普遍采用的是液压机械式恒装,恒装与喷油冷却发电机组合在一起成为一个整体,称为组合驱动发电机(IDG)。其恒速的原理与早期飞机上采用的轴向齿轮差动液压式恒装的原理相似,因此,本节以轴向齿轮差动液压式恒装为基础,介绍恒装的结构及工作原理。

根据恒速传动装置的功能,恒装应位于发动机输出轴与发电机输入轴之间。图3-1所示为恒速传动装置在发动机上的位置。发动机的转速N2经过塔轴、附件齿轮箱传到恒装输入端,经恒装稳速后再传动发电机,使发电机的转速保持恒定不变。

塔轴附件齿轮箱,恒速传动装置发电机,轮差动式液压恒装,系齿轮系和液压泵一液压马达组,恒装的组成示意图如图3-2所示。

齿轮差动式液压恒装组成示意图

恒装的输出转速由两个转速决定:一是发动机经游星齿轮架直接传递过来的转速,该转速随发动机转速变化而变化;二是液压泵―液压马达组件通过环形齿轮传递的转速,该转速用来补偿发动机转速的变化,以保持恒装的输出转速不变。

滑油系统除对齿轮系统起润滑和散热作用外,同时还作为液压泵―液压马达组件传递功率的介质。

调速系统要敏感恒装的输出转速,根据转速大小控制液压泵―液压马达组件的工作,调整环形齿轮的转速及转向,以便补偿转速的偏离,达到恒速的目的。

保护系统是在恒装出现故障时将其与发动机脱开,或使发电机与电网断开,以保护整个装置不受损坏。

图3-3所示差动游星齿轮系传动的工作原理,图3-3所示为差动游星齿轮系传动关系结构示意图。差动齿轮系输出齿轮z1的转速由两个转速决定:一是恒装输人齿轮z1的转速n1,n1与发动机转速成正比;二是输人环形齿轮Z3(或z4)的转速n3(或n4,n3=n4),n3由液压马达的输出齿轮z12决定。在这里,发动机的转速是自变量,不能人为调整,所以n1的转向固定,但大小随时都可能变化;而液压马达输出齿轮Z12的转向及转速大小是由转速调节器自动调整的,当恒装的输入转速变化时,转速调节器感受到这一变化,并自动调整液压马达的输出转速n12,从而维持输出转速n9不变。下面详细分析其工作原理。

传动关系和传动比,我们从《机械原理》里已经知道,两个齿轮外啮合时转向相反,内啮合时转向相同,互相啮合的两个齿轮的转速与其齿数成反比。