恆速傳動裝置

恆速傳動裝置是指裝在航空發動機上把動力傳給飛機交流發電機並將發動機變化的輸入轉速轉變為恆定的輸出轉速的特種裝置。

簡稱CSD裝置。裝在航空發動機上把發動帆變化的輸入轉速轉變為恆定的輸出轉速，用於傳動航空發電帆的裝置。有電磁帆械式和機械液壓式等幾種。電磁帆械式恆速傳動裝置依據電磁滑差原理削成；滑差越大滑差損耗越大，所以僅適用於小容量交流電源。機械液壓式恆速傳動裝置由差動遊星齒輪、液壓泵、液壓馬達、凋速器、保護器和油路系統等構成。差動遊星齒輪的輸入軸和發動機輸出軸相連，補償齒輪和液壓馬達相連，輸出軸和發電機相連。在某一發動機轉速時．液壓馬達不旋轉，輸出轉速等於額定轉速。若發動帆轉速變化而使發電機轉速偏離額定值時．調速器起作用，使變數泵打油量改變，液壓馬達轉速改變，補償齒輪轉速相應改變，使輸出轉速回到額定值。發電機所需功率由發動帆經齒輪系直接傳送和經泵馬達傳送兩部分組成，且以前者為主。其工作可靠，效率較高．得到廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：恆速傳動裝置
• 外文名：constant speed drive unit
• 系統組成：主要由差動遊星齒輪、液壓泵組成
• 定義：把動力傳給飛機交流發電機

簡介

裝在航空發動機上把動力傳給飛機交流發電機並將發動機變化的輸入轉速轉變為恆定的輸出轉速的特種裝置。1946年恆速傳動裝置研製成功後，恆頻交流電源系統才得以在飛機上套用。裝有這類裝置的電源系統稱為恆速恆頻交流電源系統（見飛機電源系統）。恆速傳動裝置主要有齒輪差動機械液壓式和電磁式兩種。
恆速傳動裝置原理圖
齒輪差動機械液壓式恆速傳動裝置主要由差動遊星齒輪、液壓泵、液壓馬達、轉速調節器、保護裝置和油路系統組成。差動遊星齒輪的一個輸入軸由航空發動機帶動,另一輸入軸由轉速補償系統中的液壓馬達帶動,而其輸出軸與交流發電機轉軸相連，故發電機的轉速決定於航空發動機的轉速和液壓馬達所給予的補償轉速。航空發動機的轉速為某特定值時，轉速補償系統提供的補償量為零。

如發動機轉速變化或負載變化而導致發電機轉速偏離額定值時，調速系統動作，適當改變液壓泵中可動斜盤的傾斜角，改變泵打油量使馬達轉速變化，從而使發電機轉速恢復到額定值。在這種恆速傳動裝置中齒輪系和泵-馬達兩部分都傳送功率，且以前者為主,故工作可靠、效率高（可達85%）、體積小，得到廣泛套用。
電磁式恆速傳動裝置由電磁滑差離合器和頻率調節器組成。離合器與交流發電機裝在同一殼體內。航空發動機通過軟軸傳動離合器的外轉子，在它與磁極間的電磁力作用下，磁極帶動發電機轉子一起旋轉。離合器產生的電磁力矩不僅與外轉子和磁極間的轉差率有關，而且與激磁電流有關。

當發動機轉速或發電機負載變化而引起磁極轉速變化時，頻率調節器將自動調整磁極的激磁電流，使它的轉速恢復到原來值，以保持發電機頻率恆定。這種裝置構造簡單,但工作時損耗較大,僅適合於容量小於15千伏·安的發電系統。仿照齒輪差動機械液壓式恆速裝置原理構成的齒輪差動電磁式恆速傳動裝置的效率則較高。恆速傳動裝置的輸出轉速精度為±(1～2.5)%。

工作原理

恆速傳動裝置輸出的轉速是由兩部分合成的，一是發動機輸入軸經過遊星差動齒輪系統直接傳輸的轉速，其隨發動機轉速變化而變化；二是液壓馬達經遊星差動齒輪系統傳輸的轉速，二者合成後的速度將保持輸出轉速的恆定。在這種傳動裝置中，發電機所需功率大部分由遊星差動齒輪機構直接傳遞，而液壓泵和液壓馬達只傳遞小部分功率，所以泵和馬達的重量及體積都比較小，因而整個恆裝的體積和重量都不大，使其工作可靠性相對較高。

當輸入轉速小於直接傳動轉速時，恆速傳動裝置在增速狀態下工作。可變液壓組件打來的的高壓油推動固定液壓組件的柱塞轉子順時針方向轉動，帶動輸入環形齒輪逆時針轉動。此時輸入環型齒輪的差動方向與齒輪托架的轉向相反，給輸入轉速以增補，使輸出轉速達到規定值。當輸入轉速繼續增大時，需要增補的轉速減少，由可變液壓組件來的供油量亦減少，使固定液壓組件柱塞轉子的轉速減小，使輸入環型齒輪的差動轉速減小，繼續保持輸出轉速不變。

當輸入轉速增加到要求的直接傳動轉速時，伺服活塞使斜盤角度恰好為零，斜盤與柱塞轉子的旋轉軸垂直。此時，可變液壓組件處於既不打油也不吸油的自由旋轉狀態，使固定液壓組件處於液鎖狀態，輸入環型齒輪被制動。

當輸入轉速繼續輸入轉速大於直接傳動轉速時，調速器操縱伺服活塞繼續縮回，則使斜盤角度變為負值，柱塞轉子、柱塞組開始沿相反方向輸出高壓油，從而使固定液壓組件反向轉動，帶動輸入環型齒輪順時針轉動，即進行反向差動，恆速傳動裝置在減速狀態下工作。隨輸入轉速增加，使斜盤角度繼續變小，反向輸出的高壓油量增大，固定液壓組件轉速加快，使輸入環型齒輪的反向差動轉速加快，輸出轉速繼續保持恆定。

工作狀態

為保持發電機轉速在額定值所需要的恆裝輸入軸轉速稱為制動點轉速，又稱為直通傳動點轉速(波音公司資料)。當恆裝輸入軸轉速分別等於、低於或高於制動點轉速時，恆裝存在以下三種工作狀態。

(1)零差動工作狀態

此狀態下，恆裝輸入軸轉速等於制動點轉速。液壓馬達不轉動，整個系統類似於固定傳動軸，恆裝輸入轉速等於發電機額定轉速。

(2)正差動工作狀態

此狀態下，恆裝輸入軸轉速低於制動點轉速。此時，轉速調節系統會使液壓泵可動斜盤向左傾斜，柱塞行程改變，泵向馬達打油，對中心盤壓力增加。發動機轉速越低，液壓泵的可動斜盤傾斜角越大．液壓馬達轉速越高。液壓馬達起加速作用。

(3)負差動丁作狀態

此狀態下，恆裝輸入軸轉速高於制動點轉速。與正差動丁作狀態相反，可動斜盤向右傾斜，發動機轉速越高．可動斜盤向右傾斜越大，液壓馬達逆時針轉速越快。液壓馬達起減速作用。