RU2081338C1

RU2081338C1 - Engine-propeller unit for superlight flying vehicle

Info

Publication number: RU2081338C1
Application number: RU93051617A
Authority: RU
Inventors: Петр Федорович Бушманов; Игорь Валерьевич Бычков; Владимир Викторович Комбаров; Виктор Павлович Мануйленко; Сергей Александрович Тимчук
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Лапрус"
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1993-11-05
Publication date: 1997-06-10

Abstract

FIELD: superlight flying vehicles. SUBSTANCE: torsional oscillation damper is mounted on output shaft of reduction gear which is parallel to crankshaft of engine at point of location of torsional oscillation unit. One part of damper together with propeller is connected with one end of torsion bar running inside hollow shaft and other part of damper is connected with its other end. Planes of rotation of propeller on one side and output gear of engine and its flywheel on other side are on opposite sides of engine. Heads of screws securing the propeller are received by shaped cuts provided on second part of damper; they are used as limiters of torsion bar twist angle. EFFECT: reduced overall dimensions and increased rigidity. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции двигателей внутреннего сгорания и их трансмиссий, предназначенных для установки на сверхлегкие летательные аппараты. The invention relates to mechanical engineering, in particular to the design of internal combustion engines and their transmissions intended for installation on ultralight aircraft.

Известна конструкция двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией, в которой валы трансмиссии располагаются параллельно коленвалу двигателя, однако отсутствие в конструкции демпфера крутильных колебаний делает эту конструкцию непригодной для использования в авиации. Известна также конструкция двигателя внутреннего сгорания в которой демпфер крутильных колебаний выполнен на маховике двигателя и является также передатчиком крутящего момента на выходной фланец, однако такая конструкция не применима на долговременно работающих двигателях, из-за быстрого перегрева трущихся поверхностей. A known design of an internal combustion engine with a transmission, in which the transmission shafts are parallel to the engine crankshaft, however, the absence of torsional vibration damper in the design makes this design unsuitable for use in aviation. Also known is the design of an internal combustion engine in which the torsional vibration damper is made on the engine flywheel and is also a transmitter of torque to the output flange, however, such a design is not applicable on long-running engines, due to the rapid overheating of rubbing surfaces.

Наиболее близкой конструкцией, выбранной в качестве прототипа, является конструкция двигателя внутреннего сгорания для летательного аппарата сверхлегкого типа, в котором входной вал редуктора связан с выходным валом двигателя фрикционными элементами с управляемым скольжением, погашающим вибрации и циклическую неравномерность вращения при работе двигателя. The closest design, selected as a prototype, is the design of an internal combustion engine for an ultralight type aircraft, in which the input shaft of the gearbox is connected to the output shaft of the engine by friction elements with controlled sliding, damping vibration and cyclic unevenness of rotation during engine operation.

Недостатком такой конструкции является ее большие габариты, обусловленные последовательным соединением агрегатов, а также связанная с этой особенностью низкая жесткость системы. The disadvantage of this design is its large dimensions, due to the serial connection of the units, as well as the low rigidity of the system associated with this feature.

Технической задачей изобретения является снижение габаритов конструкции и повышение ее жесткости путем изменения ее компановки. An object of the invention is to reduce the dimensions of the structure and increase its rigidity by changing its layout.

Поставленная задача решается посредством того, что демпфер крутильных колебаний установлен на выходном валу редуктора, который параллелен коленвалу двигателя, в районе расположения узла крутильных колебаний, причем одна часть демпфера трения вместе с воздушным винтом соединена шлицевым зацеплением с одним концом торсиона, проходящего внутри полого вала, на котором закреплена вторая часть демпфера трения. При этом вторая часть демпфера посажена на полый вал по конической поверхности с тарированным усилием затяжки. Второй конец торсиона через шлицевое зацепление внутри полого вала соединен с выходной шестерней редуктора, входная шестерня которого располагается на выходном валу двигателя между двигателем и маховиком. Таким образом данная компановка, объединяет агрегаты так, что плоскости вращения воздушного винта с одной стороны, и выходной шестерни двигателя и его маховика с другой находятся с противоположных сторон двигателя. Кроме того головки винтов крепления воздушного винта входят в фигурные вырезы на второй части демпфера и являются ограничителями угла закрутки торсиона. Выполнение винтомоторной установки такой конструкции позволяет снизить габариты установки по сравнению с прототипом на 20% и повысить ее жесткость на 10%
Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 схематические представлен поперечный разрез винтомоторной установки; на фиг. 2 разрез А-А, на котором изображен фронтальный вид второй части демпфера с фигурными прорезями.The problem is solved by the fact that the torsion vibration damper is installed on the output shaft of the gearbox, which is parallel to the engine crankshaft, in the area of the torsional vibration assembly, and one part of the friction damper, together with the propeller, is connected by splined engagement with one end of the torsion bar passing inside the hollow shaft, on which the second part of the friction damper is fixed. In this case, the second part of the damper is mounted on a hollow shaft along a conical surface with a calibrated tightening force. The second end of the torsion bar through spline engagement inside the hollow shaft is connected to the output gear of the gearbox, the input gear of which is located on the output shaft of the engine between the engine and the flywheel. Thus, this arrangement combines the units so that the planes of rotation of the propeller on the one hand, and the output gear of the engine and its flywheel on the other are on opposite sides of the engine. In addition, the screw heads of the propeller fasteners are included in curly cutouts on the second part of the damper and are limiters of the torsion angle of rotation. The implementation of the propeller installation of this design can reduce the dimensions of the installation compared to the prototype by 20% and increase its rigidity by 10%
The invention is illustrated in the drawing. In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a propeller installation; in FIG. 2 is a section A-A, which shows a frontal view of the second part of the damper with curly slots.

Винтомоторная установка для сверхлегкого летательного аппарата состоит из двигателя внутреннего сгорания 1, на выходном валу 2 которого между двигателем 1 и маховиком 3 закреплена выходная шестерня 4, входящая в зацепление с шестернями редуктора 5. Выходная шестерня редуктора 5 закреплена на полом выходном валу 6 редуктора 5, на втором конце которого по конической поверхности с тарированным усилием затяжки посажена вторая часть 7 демпфера трения 8, которая по радиальным поверхностям соприкасается с первой частью 9 демпфера 8, на которой при помощи винтов крепления 10 закреплен воздушный винт 11, а сама она при помощи шлицевого зацепления посажена на выходящий конец торсиона 12, проходящего внутри полого вала 6, другим концом торсион 12 через шлицевое зацепление внутри полого вала 6 связан с этим валом и выходной шестерней редуктора 5. Кроме того головки винтов крепления 10, при помощи которых закреплен воздушных винт 11, входят в фигурные прорези 13 второй части 7 демпфера 8, и тем самым ограничивают закрутку торсиона 12. Торсион 12 проходит над двигателем 1 и, таким образом, плоскости вращения воздушного винта 11 с одном стороны и выходной шестерни 4 двигателя 1 и маховика 3 с другой стороны, находятся с противоположных сторон двигателя 1. A propeller-driven installation for an ultralight aircraft consists of an internal combustion engine 1, on the output shaft 2 of which an output gear 4 is fixed between the engine 1 and the flywheel 3, which engages with the gears of the gearbox 5. The output gear of the gearbox 5 is fixed to the hollow output shaft 6 of the gearbox 5, at the second end of which, on a tapered surface with a calibrated tightening force, the second part 7 of the friction damper 8 is planted, which on radial surfaces is in contact with the first part 9 of the damper 8, on which, at the power of the fastening screws 10, the propeller 11 is fixed, and it is seated using a splined engagement on the outgoing end of the torsion 12 passing inside the hollow shaft 6, the other end of the torsion 12 through the splined engagement inside the hollow shaft 6 is connected to this shaft and the output gear of the gearbox 5. In addition, the heads of the fastening screws 10, by means of which the propeller 11 is fixed, enter the curly slots 13 of the second part 7 of the damper 8, and thereby limit the twist of the torsion 12. The torsion 12 passes over the engine 1 and, thus, the plane Ia propeller 11 with one hand and the output gear 4 of the engine 1 and the flywheel 3 on the other hand, are located on opposite sides of the engine 1.

Данная винтомоторная установка работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя 1, сглаженный от циклической неравномерности вращения маховиком 3, через выходную шестерню 4, закрепленную на валу 2, передается на редуктор 5, с выходной шестерни которого он передается на полый вал 6, с которого тот в свою очередь, через шлицевое зацепление передается на торсион 12, на противоположном конце которого через шлицевое зацепление посажена первая часть 9 демпфера крутильных колебаний 8, на котором при помощи крепежных винтов 10 закреплен воздушный винт 11, которому торсион 12 и передает крутящий момент для выполнения полезной работы. Крутильные колебания, возникающие при работе установки, гасятся при помощи демпфера трения 8 типа Алисона /4/, первая часть 9 которого (там же закреплен воздушный винт 11) посажена на конец торсиона 12, а вторая часть 7 посажена на полом валу 6 по конической поверхности с тарированным усилием затяжки. Колебания гасятся при трении между собой радиальных поверхностей демпфера 8. Для предотвращения поломки торсиона 12, при возникновении нештатных ситуаций, его закрутка ограничивается головками винтов крепления 10, воздушного винта 11, которые входят в фигурные прорези 13 на второй части 7 демпфера 8. Кроме того демпфер крутильных колебаний 8 размещается таким образом, чтобы он находился в районе узла крутильных колебаний, так как при таком размещении, при возникновении нештатных ситуаций разрушение торсиона 12 происходит именно в узле, и разрушаясь, вместе с торсионом 12 демпфер 8 предохраняет от разрушения всю остальную часть трансмиссии и двигателя. This rotor installation works as follows. The torque from the engine 1, smoothed from cyclic unevenness of rotation by the flywheel 3, is transmitted through the output gear 4, mounted on the shaft 2, to the gearbox 5, from the output gear of which it is transmitted to the hollow shaft 6, from which it, in turn, through the splined gearing is transmitted to the torsion bar 12, at the opposite end of which through the spline engagement the first part 9 of the torsional vibration damper 8 is planted, on which by means of fixing screws 10 a propeller 11 is fixed, to which the torsion bar 12 transmits torque for doing useful work. The torsional vibrations that occur during operation of the installation are damped by the friction damper 8 of type Alison / 4 /, the first part 9 of which (the propeller 11 is fixed there) is mounted on the end of the torsion bar 12, and the second part 7 is mounted on the hollow shaft 6 along the conical surface with calibrated torque. The vibrations are quenched by friction between the radial surfaces of the damper 8. To prevent damage to the torsion 12, in case of emergency, its twisting is limited by the heads of the screws 10, propeller 11, which are included in the figured slots 13 on the second part 7 of the damper 8. In addition, the damper torsion vibrations 8 is placed so that it is in the region of the node of torsional vibrations, since with such an arrangement, in case of emergency situations, the destruction of the torsion bar 12 occurs precisely in the node, and ayas, together with the torsion bar 12 prevents the damper 8 from breaking the rest of the transmission and engine.

Claims

1. A rotary engine installation for an ultralight aircraft, comprising an internal combustion engine with pinion gear, a flywheel, a gearbox with a hollow output shaft and a torsion bar parallel to the crankshaft, a friction torsional vibration damper and a propeller, characterized in that the torsional vibration damper is mounted on the hollow output shaft gearbox at the location of the torsional vibration unit so that one, movable relative to this shaft, part of the damper together with the propeller is fixed to the outer end of the torsion bar, the gearbox located inside the hollow output shaft and connected to it by the other end, and the other part of the damper is fixedly mounted on the end of this shaft from the side opposite to the side connected to the torsion bar, and the drive gear of the engine is installed in front of its flywheel from the side opposite to the installation side of the propeller.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the screw heads of the propeller fastening screws are located in curly cutouts of the damper part that is stationary relative to the output shaft of the gearbox and is a limiter for the torsion angle of rotation.

3. Installation according to paragraphs. 1 2, characterized in that the part of the damper which is stationary relative to the output shaft of the gearbox is mounted on this shaft along a conical surface with a tared torque.