ПРИВОД-ГЕНЕРАТОР
GENERATOR DRIVE

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.
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.).
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.
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).
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.
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.
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.
На чертеже представлена схема предлагаемого привода-генератора.
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.
Работа привода-генератора осуществляется следующим образом.
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.
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.
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.