凯发K8官方在线基础知识 直升机上的离合器动力、传动、旋翼可以说是直升机上的三大动部件,其中,离合器在动力传递的过程中发挥着十分关键的作用。
由于桨叶惯量大,对于活塞式发动机或固定涡轮发动机,凯发K8在线官网当发动机启动时通常得让旋翼脱开,否则可能会损伤发动机,或无法启动。离合器的作用就是,发动机启动过程中使旋翼与发动机脱开,让发动机空转,当发动机状态稳定后,再逐渐接合,之后发动机逐渐承担旋翼负载。
对于配置活塞式发动机的直升机,通常利用带传动将发动机功率传输至传动系统。其中,下带轮连接发动机输出轴,上带轮连接传动轴,如下图所示。发动机刚启动时,皮带处于松弛状态,不会将发动机转速传递到上带轮,当发动机滑油温度、压力等均处于正常范围内后(热车完成),借助电动马达推动,离合器丝杆伸长使皮带张紧,上下带轮逐渐同步转动,最终实现稳定传动。
使用带传动离合器带来的益处就是,可以在没有负载的情况下,用很小的油门量就可以启动发动机;同时也存在弊端,那就是如果油门操纵不合适,很可能会导致发动机超转。
离心式离合器主要由主动轴、匣块、弹簧、鼓轮等组成。其中,内部主动轴直接连接发动机轴,鼓轮与传动系统相连,如下图所示。
当发动机低速运转时,弹簧控制匣块收紧,不与鼓轮接触,也就是发动机空转;随着发动机转速提高,离合器匣块离心力增加、逐渐向外移动,当匣块与鼓轮接触后,凯发K8在线官网逐渐带动传动、旋翼旋转。由于离合器的接合取决于匣块离心力的大小,因此不能传递大于额定扭矩的载荷。
对于使用自由涡轮发动机的直升机,因为燃气涡轮和动力涡轮之间不存在机械连接、但是存在气动耦合,所以不需要上述离合器。发动机启动时,燃气涡轮的加速主要受到来自于动力涡轮的阻力,而不会受到传动和旋翼惯性的影响;随着燃气压力增加,动力涡轮逐渐带转旋翼、并达到额定转速。
直升机升力主要来自于桨叶,因此需要确保发动机失效时桨叶仍然能够自由旋转。那么,单向离合器的作用就是:当发动机输出转速(内座圈)低于旋翼转速(外座圈)时,让发动机自动脱离旋翼,从而旋翼/尾桨在气动力和惯性力作用下继续旋转。
单向离合器的工作特点是仅允许动力单向传递。当发动机带动内座圈旋转时,离合器内部的楔块被压紧,从而带动外座圈旋转,进一步带动旋翼旋转;如果发动机失效,或旋翼传递至外座圈的转速超过发动机传递至内座圈的转速,楔块被释放,内外座圈可以相对自由,如下图所示。
对于单向离合器,需要布置于发动机与主旋翼传动之间,比如,活塞式发动机通常布置在上带轮,涡轴发动机布置在附件齿轮箱。最鲜明的特点就是,只要出现转速差(外座圈转速>内座圈转速),旋翼与动力即分离,离合速度快。
实际上,日常生活中的自行车、摩托车、汽车内部都存在单向离合器,比如下图,脚蹬正转时,楔块被压紧,驱动车轮前进;脚蹬反转时,楔块被释放,车轮处于自由运动状态。
常规离合器的作用在于,发动机启动时,分离旋翼和发动机,降低发动机感受到的负载;发动机状态稳定后,接合旋翼和发动机,使发动机驱动旋翼旋转。
单向离合器的作用在于,旋翼超转时能够快速脱开,使旋翼储备动能,让驾驶员尽可能以自转下滑方式安全降落;避免发动机被旋翼带转,造成损伤。