恒速传动装置

装在航空发动机上把动力传给飞机交流发电机并将发动机变化的输入转速转变为恒定的输出转速的特种装置

恒速传动装置是指装在航空发动机上把动力传给飞机交流发电机并将发动机变化的输入转速转变为恒定的输出转速的特种装置。

简介

装在航空发动机上把动力传给飞机交流发电机并将发动机变化的输入转速转变为恒定的输出转速的特种装置。1946年恒速传动装置研制成功后，恒频交流电源系统才得以在飞机上应用。装有这类装置的电源系统称为恒速恒频交流电源系统（见飞机电源系统）。恒速传动装置主要有齿轮差动机械液压式和电磁式两种。

恒速传动装置原理图

齿轮差动机械液压式恒速传动装置主要由差动游星齿轮、液压泵、液压马达、转速调节器、保护装置和油路系统组成。差动游星齿轮的一个输入轴由航空发动机带动,另一输入轴由转速补偿系统中的液压马达带动,而其输出轴与交流发电机转轴相连，故发电机的转速决定于航空发动机的转速和液压马达所给予的补偿转速。航空发动机的转速为某特定值时，转速补偿系统提供的补偿量为零。

如发动机转速变化或负载变化而导致发电机转速偏离额定值时，调速系统动作，适当改变液压泵中可动斜盘的倾斜角，改变泵打油量使马达转速变化，从而使发电机转速恢复到额定值。在这种恒速传动装置中齿轮系和泵-马达两部分都传送功率，且以前者为主,故工作可靠、效率高（可达85%）、体积小，得到广泛应用。

电磁式恒速传动装置由电磁滑差离合器和频率调节器组成。离合器与交流发电机装在同一壳体内。航空发动机通过软轴传动离合器的外转子，在它与磁极间的电磁力作用下，磁极带动发电机转子一起旋转。离合器产生的电磁力矩不仅与外转子和磁极间的转差率有关，而且与激磁电流有关。

当发动机转速或发电机负载变化而引起磁极转速变化时，频率调节器将自动调整磁极的激磁电流，使它的转速恢复到原来值，以保持发电机频率恒定。这种装置构造简单,但工作时损耗较大,仅适合于容量小于15千伏·安的发电系统。仿照齿轮差动机械液压式恒速装置原理构成的齿轮差动电磁式恒速传动装置的效率则较高。恒速传动装置的输出转速精度为±(1～2.5)%。

工作原理

恒速传动装置输出的转速是由两部分合成的，一是发动机输入轴经过游星差动齿轮系统直接传输的转速，其随发动机转速变化而变化；二是液压马达经游星差动齿轮系统传输的转速，二者合成后的速度将保持输出转速的恒定。在这种传动装置中，发电机所需功率大部分由游星差动齿轮机构直接传递，而液压泵和液压马达只传递小部分功率，所以泵和马达的重量及体积都比较小，因而整个恒装的体积和重量都不大，使其工作可靠性相对较高。

当输入转速小于直接传动转速时，恒速传动装置在增速状态下工作。可变液压组件打来的的高压油推动固定液压组件的柱塞转子顺时针方向转动，带动输入环形齿轮逆时针转动。此时输入环型齿轮的差动方向与齿轮托架的转向相反，给输入转速以增补，使输出转速达到规定值。当输入转速继续增大时，需要增补的转速减少，由可变液压组件来的供油量亦减少，使固定液压组件柱塞转子的转速减小，使输入环型齿轮的差动转速减小，继续保持输出转速不变。

当输入转速增加到要求的直接传动转速时，伺服活塞使斜盘角度恰好为零，斜盘与柱塞转子的旋转轴垂直。此时，可变液压组件处于既不打油也不吸油的自由旋转状态，使固定液压组件处于液锁状态，输入环型齿轮被制动。

当输入转速继续输入转速大于直接传动转速时，调速器操纵伺服活塞继续缩回，则使斜盘角度变为负值，柱塞转子、柱塞组开始沿相反方向输出高压油，从而使固定液压组件反向转动，带动输入环型齿轮顺时针转动，即进行反向差动，恒速传动装置在减速状态下工作。随输入转速增加，使斜盘角度继续变小，反向输出的高压油量增大，固定液压组件转速加快，使输入环型齿轮的反向差动转速加快，输出转速继续保持恒定。

工作状态

为保持发电机转速在额定值所需要的恒装输入轴转速称为制动点转速，又称为直通传动点转速(波音公司资料)。当恒装输入轴转速分别等于、低于或高于制动点转速时，恒装存在以下三种工作状态。

(1)零差动工作状态

此状态下，恒装输入轴转速等于制动点转速。液压马达不转动，整个系统类似于固定传动轴，恒装输入转速等于发电机额定转速。

(2)正差动工作状态

此状态下，恒装输入轴转速低于制动点转速。此时，转速调节系统会使液压泵可动斜盘向左倾斜，柱塞行程改变，泵向马达打油，对中心盘压力增加。发动机转速越低，液压泵的可动斜盘倾斜角越大．液压马达转速越高。液压马达起加速作用。

(3)负差动丁作状态

此状态下，恒装输入轴转速高于制动点转速。与正差动丁作状态相反，可动斜盘向右倾斜，发动机转速越高．可动斜盘向右倾斜越大，液压马达逆时针转速越快。液压马达起减速作用。

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