具体实施方式

在以下说明和权利要求书中，将参考多个术语，这些术语的意义应定义如下。

除非上下文明确地另作规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括为复数含义。

“可选的”或“可选地”是指后续描述的事件或情形可以发生或不发生，并且该说明包括事件发生的情形以及事件未发生的情形。

本说明书中所述的近似语言可适用于以能够适当改变但不更改相关的基本功能的方式修饰任何数量表示。因此，“大约”、“近似”和“基本上”等一个或多个术语修饰的值并不限于指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可对应于测量值的仪表的精度。在此处以及整个说明书和权利要求书中，范围限制可进行组合和/或交换，并且除非另作规定，否则该等范围可进行确定并且包括其中所含的所有子范围。

以下具体说明中以示例但不限定的方式对本发明的实施例进行了说明。可以预想到，本发明一般应用于用于将液压流体供应到集成式PCM传动器组件的方法和系统。

本说明书中所述的集成式PCM传动器组件液压流体供应系统的实施例向燃气涡轮发动机的集成式PCM传动器组件提供液压流体。集成式PCM传动器组件液压流体供应系统包括外界液压流体进出口组件的固定液压流体输送套管，所述液压流体进出口组件包括多个液压流体进出口。风扇叶片节距更改传动器组件与液压流体进出口组件流体连通。固定液压流体输送套管配置成将液压流体流输送到液压流体进出口组件，所述液压流体进出口组件启动所述节距传动器组件并且使用燃气涡轮发动机控制风扇叶片的节距。

本说明书中所述的集成式PCM传动器组件液压流体供应系统相对于已知的集成式PCM传动器组件的液压流体供应方法具有诸多优势。具体来说，本说明书中所述的集成式PCM传动器组件直接向传动器供应液压流体。将液压流体直接供应到集成式PCM传动器组件中的传动器由于消除了额外的机械零件，因此可减小传动器和发动机重量。此外，将液压流体供应系统集成到传动器中可改善传动器的可靠性。

图1是根据本发明的一个示例性实施例的燃气涡轮发动机的截面示意图。在该示例性实施例中，燃气涡轮发动机是高旁路涡轮风扇喷气发动机10，本说明书中称作“涡轮风扇发动机10”。如图1中所示，涡轮风扇发动机10界定了轴向A(平行于用作参考的纵向中心线12延伸)以及径向R。通常，涡轮风扇发动机10包括风扇部分14以及安置在风扇部分14下游的核心涡轮发动机16。

图示的示例性核心涡轮发动机16通常包括界定入口20的大体呈管状的外壳我18。外壳18以串行流的关系，包封：压缩机部分，所述压缩机部分包括增压器或低压(LP)压缩机22以及高压(HP)压缩机24；燃烧部分26；涡轮部分，所述涡轮部分包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；以及喷气排气喷嘴部分32。高压(HP)轴或绕线轴34驱动地将HP涡轮28连接到HP压缩机24。低压(HP)轴或绕线轴36驱动地将LP涡轮30连接到LP压缩机22。压缩机部分、燃烧部分26、涡轮部分和喷嘴部分32共同界定了核心气流通道37。

对于图示的实施例，风扇部分14包括可变节距风扇38，所述可变节距风扇具有以隔开的方式连接到轮盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40大体上沿径向R从轮盘42向外延伸。可通过将风扇叶片40操作性地连接到适当节距变更机构44，该适当节距变更机构配置成共同地统一更改风扇叶片40的节距，来使得每个风扇叶片40相对于轮盘42围绕俯仰轴P旋转。风扇叶片40、轮盘42以及节距变更机构44可通过穿过动力齿轮箱46的LP轴36，共同地围绕纵轴线12旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，用于将风扇38相对于LP轴36的旋转速度调整成更有效的旋转风扇速度。

仍然参见图1中的示例性实施例，轮盘42被可旋转的前轮毂48覆盖，该前轮毂呈空气动力轮廓，以用于改善穿过多个风扇叶片40的气流。此外，示例性风扇部分14包括环状风扇外壳或者外机舱50，该环状风扇外壳或外机舱50周向地围绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应了解，机舱50可以配置成相对于核心涡轮发动机16，由多个周向间隔的出口导流叶片52支撑。此外，机舱50的下游部分54可延伸在核心涡轮发动机16的外部的上方，从而界定它们之间的旁路气流通道56。

在涡轮风扇发动机10的操作过程中，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇部分14的关联入口60进入涡轮风扇发动机10。随着所述量的空气58穿过风扇叶片40，箭头62所示的第一空气部分58被引导或导向到旁路气流通道56内，并且箭头64所示的第二空气部分58被引导或导向到核心气流通道37内，更确切地说，LP压缩机22内。第一空气部分62和第二空气部分64内之间的比率通常被称作旁路比。第二空气部分64的压力随着其通过高压(HP)压缩机24并且进入燃烧部分26中而升高，在所述燃烧部分中，该空气部分与燃料混合并且燃烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66被导向通过HP涡轮28，在该HP涡轮中，通过连接到外壳18的HP涡轮定子叶片68的串行级以及连接到HP轴或绕线轴34的HP涡轮转子叶片70提取燃烧气体66中的一部分热能和/或动能，从而使得HP轴或绕线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66之后被导向通过LP涡轮30，在该LP涡轮中，通过连接到外壳18的LP涡轮定子叶片72的串行级以及连接到LP轴或绕线轴36的LP涡轮转子叶片74提取燃烧气体66中的第二部分热能和/或动能，从而使得LP轴或绕线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的操作。

燃烧气体66之后被导向通过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴部分32，以提供推力。同时，随着第一空气部分62被引导通过旁路气流通道56，然后再从涡轮风扇发动机10的风扇喷嘴排气部分76排出，该第一空气部分62的压力大幅升高，因而也提供了推力。HP涡轮28、LP涡轮30以及喷气排气喷嘴部分32至少部分界定热气通道78，以引导燃烧气体66通过核心涡轮发动机16。

但是应了解，图1中所示的示例性涡轮风扇发动机10仅用于示例，而在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可具有其他任何适当的配置。还应了解，在另一些示例性实施例中，本发明的多个方面可并入其他任何适当的燃气涡轮发动机中。例如，在其他示例性实施例中，本发明的多个方面可并入涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等。

图2是根据本发明的一个示例性实施例的风扇转子组件200的侧面立视图，所述风扇转子组件包括集成PCM传动器组件202。风扇转子组件200包括集成式PCM传动器组件202、行星齿轮箱204、动力发动机转子206、固定液压流体输送套管208以及轮毂组件210。轮毂组件210包括调和环212、多个风扇叶片耳轴轭214、多个耳轴组件216以及多个风扇叶片218。在一些实施例中，LP轴36(如图1中所示)固定地连接到行星齿轮箱204，该行星齿轮箱旋转地连接到动力发动机转子206。动力发动机转子206旋转地连接到轮毂组件210和集成式PCM传动器组件202，其通过集成式PCM传动器组件202旋转地通过调和环212。轮毂组件210旋转地连接到风扇叶片218。调和环212旋转地连接到风扇叶片耳轴轭214，所述风扇叶片耳轴轭旋转地连接到耳轴组件216。耳轴组件216旋转地连接到风扇叶片218。固定液压流体输送套管208连接到行星齿轮箱204内的支架(未图示)并且环绕集成式PCM传动器组件202。固定液压流体输送套管208与集成式PCM传动器组件202流体连通。

操作中，LP轴36(如图1中所示)配置成旋转行星齿轮箱204内的多个齿轮(未图示)，所述齿轮配置成使得动力发动机转子206旋转。动力发动机转子206配置成使得集成式PCM传动器组件202旋转，所述集成式PCM传动器组件配置成使得调和环212旋转。调和环212配置成使得风扇叶片耳轴轭214旋转，所述风扇叶片耳轴轭配置成使得耳轴组件216旋转。耳轴组件216配置成使得风扇叶片218围绕其对应的轴线旋转。固定液压流体输送套管208配置成保持固定，而集成式PCM传动器组件202配置成与风扇模块一起旋转。

固定液压流体输送套管208与集成式PCM传动器组件202流体连通。固定液压流体输送套管208中的液压流体压力启动集成式PCM传动器组件202，所述集成式PCM传动器组件使得调和环212围绕径向延伸的节距旋转轴线220旋转。调和环212将风扇叶片耳轴轭214沿拱形通道平移，其使得对应的耳轴组件216围绕径向延伸的节距旋转轴线220旋转。耳轴组件216配置成使得风扇叶片218围绕径向延伸的节距旋转轴线220旋转。

图3是根据本发明的一个示例性实施例的集成式PCM传动器组件300的分解图。集成式PCM传动器组件300通过径向输送间隙接收液压流体。集成式PCM传动器组件300包括传动器壳体302、液压流体输送套管304、节距传动器306和端盖308。传动器壳体302包括液压流体进出口组件310，所述液压流体进出口组件沿轴向A从传动器壳体302向后延伸。液压流体输送套管304环绕液压流体进出口组件310。传动器壳体302部分环绕节距传动器306，所述节距传动器包括节距传动器轴312，所述节距传动器轴沿轴向A从节距传动器306穿过端盖308向前延伸到调和环212(图2中所示)。端盖308连接到传动器壳体302的轴向前端。

图4是节距传动器400的两个透视图。图4a是节距传动器400的透视图。图4b是节距传动器400的剖面透视图。节距传动器400包括从节距传动器轴402径向向外延伸的多个节距传动器叶片404，以及沿轴向A从节距传动器400向后延伸的机械输送范围限制器406。节距传动器400还包括延伸穿过节距传动器轴402的节距传动器空隙408。

图5是传动器壳体502、液压流体输送套管504以及端盖506的两个透视图。图5a是传动器壳体502、液压流体输送套管504以及端盖506的透视图。图5b是传动器壳体502、液压流体输送套管504以及端盖506的剖面透视图。传动器壳体502包括传动器盖508，所述传动器盖连接到传动器壳体502的轴向后端。液压流体进出口组件510沿轴向A从传动器盖508向后延伸，并且外界于液压流体输送套管504。传动器壳体502还包括从传动器壳体502径向向内延伸的多个传动器壳体叶片512。

图6是图3、4、5和7中的集成式PCM传动器组件300沿图4、5、和7中的线6-6的轴向图。图6a是非机械限定位置中的集成式PCM传动器组件300的轴向图。图6b是机械限定位置中的集成式PCM传动器300的轴向图。图6向集成式PCM传动器组件300的结构中引入了安置在传动器壳体502内的节距传动器400。图6还将结合集成式PCM传动器组件300的操作实施例来说明。

节距传动器叶片404从节距传动器400径向向外延伸到传动器壳体502的径向内表面514。传动器壳体叶片512从传动器壳体502径向向内延伸到节距传动器400的径向外表面410。每个传动器壳体叶片512延伸在两个节距传动器叶片404之间，形成传动器壳体叶片512和节距传动器叶片404的周向交错图案。缩小腔602和增大腔604由传动器壳体叶片512与节距传动器叶片404之间的体积构成。每个传动器壳体叶片512的一侧与缩小腔602邻接，而另一侧与增大腔604邻接。

图7是根据本发明的一个示例性实施例的集成式PCM传动器组件300的侧面立视图。图8是节距传动器400上的传动器外壳502的内部流动通道的重叠。图9是图3、4、5和8中所示的集成式PCM传动器组件沿图4、5和8中的线10-10的轴向图。图9a示出了集成式PCM传动器组件300的常规操作实施例。图9b是集成式PCM传动器组件300的节距缩小的操作实施例。图10示出了集成式PCM传动器组件300内的增大流动通道610、缩小流动通道630和排放流动通道650。增大流动通道610、缩小流动通道630和排放流动通道650如下文参考图7-10所述。图8中省略了外壳，因此可更清晰地示出内部流动通道。向内部通道供料的进出口如图6中最清楚地图示，如上文所述。如图9中所示，供应管线经定向以构成故障保险。最后，图10示出了增大流动通道610、缩小流动通道630和排放流动通道650的高级别示意图。液压流体供应系统516向所有流动通道供应液压流体。

增大流动通道610包括固定增大导出管612，所述固定增大导出管与液压流体供应系统516和液压流体输送套管504流体连通。旋转的增大输出通道614安置在液压流体进出口组件510内，并且从固定增大导出管612接收液压流体。旋转的增大输出通道614引导液压流体流向增大传动器通道616，所述传动器通道安置在液压流体进出口组件510和传动器盖508内。增大传动器通道616与增大传动器盖输出通道618流体连通。增大传动器盖输出通道618引导液压流体周向围绕传动器盖508流动，并且与多个增大传动器叶片通道620流体连通，这些增大传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片512。增大传动器叶片通道620引导液压流体流向多个增大导出管622，所述增大导出管将液压流体输送到增大腔604。输送到增大腔604的液压流体可提高增大腔604中的液压流体压力。增大腔604中的升高的液压流体压力可提高节距传动器叶片404的一侧上的液压流体压力，从而旋转节距传动器400并且旋转调和环212。

缩小流动通道630包括固定缩小导出管632，所述固定缩小导出管与液压流体供应系统516和液压流体输送套管504流体连通。旋转的缩小输出通道634安置在液压流体进出口组件510内，并且从固定缩小导出管632接收液压流体。旋转的缩小输出通道634引导液压流体流向缩小传动器通道636，所述传动器通道安置在液压流体进出口组件510和传动器盖508内。缩小传动器通道636与机械输送范围限制器406流体连通。机械输送范围限制器406引导液压流体流向缩小范围限制器通道638，所述缩小范围限制器通道引导液压流体流向缩小传动器盖输出通道640。缩小传动器盖输出通道640引导液压流体周向围绕传动器盖508流动，并且与多个缩小传动器叶片通道642流体连通，这些缩小传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片512。缩小传动器叶片通道642引导液压流体流向多个缩小导出管644，所述缩小导出管将液压流体输送到缩小腔602。

排放流动通道650中的液压流体流是双向的。排放流动通道650可将液压流体从液压流体供应系统516输送到缩小腔602，或者可将液压流体从缩小腔602输送到液压流体供应系统516。常规操作期间，排放流动通道650不使用液压流体增压。排放流动通道650包括固定排放导出管652，所述固定排放导出管与液压流体供应系统516和液压流体输送套管504流体连通。旋转的排放输出通道654安置在液压流体进出口组件510内，并且从固定排放导出管652接收液压流体。旋转的排放输出通道654引导液压流体流向缩小传动器通道656，所述传动器通道安置在液压流体进出口组件510和传动器盖508内。排放传动器通道656与机械输送范围限制器406流体连通。机械输送范围限制器406引导液压流体流向排放范围限制器通道658，所述排放范围限制器通道引导液压流体流向排放传动器盖输出通道660。排放传动器盖输出通道660引导液压流体周向围绕传动器盖508流动，并且与多个排放传动器叶片通道662流体连通，这些排放传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片512。排放传动器叶片通道662引导液压流体流向多个排放导出管664，所述排放导出管将液压流体输送到缩小腔602。

图6a示出了集成式PCM传动器组件300的常规操作实施例。节距传动器叶片404两侧上的液压流体压力相等，而增大腔604和缩小腔602的体积也相等。节距传动器400不旋转，并且调和环212不旋转。图6b示出了集成式PCM传动器组件300的节距缩小的操作实施例。缩小腔602中的液压流体压力通过向缩小流动通道630引入液压流体而增大。缩小腔602中的升高的液压流体压力可提高节距传动器叶片404的一侧上的液压流体压力，从而旋转节距传动器400并且旋转调和环212。

图9a示出了集成式PCM传动器组件300的常规操作实施例。机械输送范围限制器406与缩小传动器通道636和缩小范围限制器通道638流体连通。液压流体被引导穿过缩小流动通道630，如上所述。随着节距传动器400从常规操作位置进一步旋转，机械输送范围限制器406旋转离开与缩小传动器通道636流体连通的位置，进入与排放传动器通道656流体连通的位置。图9b示出了集成式PCM传动器组件300的节距缩小的操作实施例。常规操作期间，排放流动通道650不增压。机械输送范围限制器406旋转到与排放传动器通道656和排放范围限制器通道658流体连通，增加的液压流体从缩小腔602排放到排放流动通道650，如上所述。液压流体从缩小腔602排放到液压流体供应系统516。液压流体从缩小腔602的排放可降低缩小腔602中的液压流体压力，从而将节距传动器400的旋转停止在缩小方向。随着节距传动器400以相反方向进一步旋转，机械输送范围限制器406旋转离开与排放传动器通道656流体连通的位置，进入与缩小传动器通道636流体连通的位置，以便再次沿两个方向旋转。

图11是根据本发明的径向输送间隙的一个示例性实施例的集成式PCM传动器组件700的侧面立视图。集成式PCM传动器组件300和700大体相同，但是集成式PCM传动器组件300通过轴向输送间隙接收液压流体，而集成式PCM传动器组件700通过径向输送间隙接收液压流体。为清楚起见，集成式PCM传动器组件700的结构部件标记成700系列的标号，而集成式PCM传动器组件700内的流体通道和通路标记成800、900和1000系列的标号(图12中更清楚地图示)。集成式PCM传动器组件700包括传动器壳体702、液压流体输送组件704、节距传动器706和端盖708。液压流体输送组件704沿轴向A从传动器壳体702向后延伸。传动器壳体702部分环绕节距传动器706，所述节距传动器包括节距传动器轴712，所述节距传动器轴沿轴向A从节距传动器706穿过端盖708向前延伸到调和环212(图2中所示)。端盖708连接到传动器壳体702的轴向前端。

节距传动器706包括从节距传动器轴712径向向外延伸的多个节距传动器叶片714，以及沿轴向A从节距传动器706向后延伸的机械输送范围限制器716。传动器壳体702包括传动器盖720，所述传动器盖连接到传动器壳体702的轴向后端。所述传动器壳体还包括从传动器壳体702径向向内延伸的多个传动器壳体叶片722。节距传动器叶片714从节距传动器706径向向外延伸到传动器壳体706的径向内表面724。传动器壳体叶片722从传动器壳体706径向向内延伸到节距传动器706的径向外表面726。每个传动器壳体叶片722延伸在两个节距传动器叶片714之间，形成传动器壳体叶片722和节距传动器叶片714的周向交错图案。缩小腔(未图示)和增大腔(未图示)由传动器壳体叶片722与节距传动器叶片714之间的体积构成。每个传动器壳体叶片722的一侧与缩小腔邻接，而另一侧与增大腔邻接。

图12示出了集成式PCM传动器组件700内的增大流动通道800、缩小流动通道900和排放流动通道1000。液压流体供应系统732向所有流动通道供应液压流体。增大流动通道800包括固定增大导出管802，所述固定增大导出管与液压流体供应系统732和液压流体输送套管704流体连通。固定增大导出管802将液压流体输送到安置在液压流体输送组件704内的液压流体输送组件增大通道804。旋转的增大输出通道806安置在传动器盖720内，并且从液压流体输送组件通道804接收液压流体。旋转的增大输出通道806引导液压流体流向增大传动器盖输出通道808。增大传动器盖输出通道808引导液压流体周向围绕传动器盖720流动，并且与多个增大传动器叶片通道810流体连通，这些增大传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片722。增大传动器叶片通道810引导液压流体流向多个增大导出管812，所述增大导出管将液压流体输送到增大腔。

输送到增大腔的液压流体可提高增大腔中的液压流体压力(参见图6和图9，因为集成式PCM传动器组件700的该区域与集成式PCM传动器组件300相同)。增大腔中的升高的液压流体压力可提高节距传动器叶片714的一侧上的液压流体压力，从而旋转节距传动器706并且旋转调和环212(如图2中所示)。

缩小流动通道900包括固定缩小导出管902，所述固定缩小导出管与液压流体供应系统732和液压流体输送套管704流体连通。固定缩小导出管902将液压流体输送到安置在液压流体输送组件704内的液压流体输送组件缩小通道904。旋转的缩小输出通道906安置在传动器盖720内，并且从液压流体输送组件缩小通道904接收液压流体。旋转的缩小输出通道906引导液压流体流向机械输送范围限制器716，所述机械输出范围限制器引导液压流体流向缩小范围限制器通道908。缩小范围限制器通道908引导液压流体流向缩小传动器盖输出通道910，其引导液压流体周向围绕传动器盖720流动并且与多个缩小传动器叶片通道912流体连通，这些缩小传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片722。缩小传动器叶片通道912引导液压流体流向多个缩小导出管914，所述缩小导出管将液压流体输送到缩小腔。

排放流动通道1000中的液压流体流是双向的。排放流动通道1000可将液压流体从液压流体供应系统516输送到缩小腔，或者可将液压流体从缩小腔输送到液压流体供应系统516。常规操作期间，排放流动通道1000不使用液压流体增压。排放流动通道1000包括固定排放导出管1002，所述固定排放导出管与液压流体供应系统732和液压流体输送组件704流体连通。固定排放导出管1002将液压流体输送到安置在液压流体输送组件704内的液压流体输送组件排放通道1004。旋转的排放输出通道1006安置在传动器盖720内，并且从液压流体输送组件排放通道1004接收液压流体。旋转的排放输出通道1006引导液压流体流向机械输送范围限制器716，所述机械输出范围限制器引导液压流体流向排放范围限制器通道1008。排放范围限制器通道1008引导液压流体流向排放传动器盖输出通道1010，其引导液压流体周向围绕传动器盖720流动并且与多个排放传动器叶片通道1012流体连通，这些排放传动器叶片通道沿轴向A向前延伸穿过传动器叶片722。排放传动器叶片通道1012引导液压流体流向多个排放导出管1014，所述排放导出管将液压流体输送到缩小腔。

常规操作期间，节距传动器叶片714两侧上的液压流体压力相等，而增大腔和缩小腔的体积也相等。节距传动器706不旋转，并且调和环212不旋转。节距缩小的操作期间，缩小腔中的液压流体压力通过向缩小流动通道900引入液压流体而增大。缩小腔中的升高的液压流体压力可提高节距传动器叶片714的一侧上的液压流体压力，从而旋转节距传动器706并且旋转调和环212。机械输送范围限制器716以与机械输送限制器316相同的方式操作，并且避免节距传动器706旋转过快。

上述液压流体供应系统提供了一种用于向集成式PCM传动器组件供应液压流体的有效方法。具体来说，上述液压流体供应系统直接将液压流体输送到传动器。当液压流体直接输送到传动器时，输送液压流体所需的设备更少。因此，直接向传动器提供液压流体可提高集成式PCM传动器组件的可靠性。此外，将液压流体供应系统集成到集成式PCM传动器组件可减轻发动机的重量。

上文详细说明了液压流体供应系统的示例性实施例。液压流体供应系统，以及所述系统和装置的操作方法并不限于本说明书中所述的具体实施例，但是，系统部件和/或方法步骤可与本说明书中所述的其他部件和/或步骤独立且单独地使用。例如，所述方法还可以与需要液压流体的其他系统结合使用，并且不限于仅使用本说明书中所述的系统和方法进行实践。但是，示例性实施例可结合当前配置成接收和接受液压流体供应系统的许多其他机械应用实施和使用。

上文详细说明了用于向集成式PCM传动器组件的示例性方法和设备。图示的设备不限于本说明书中所述的具体实施例，但是，每个设备的部件可与本说明书中所述的其他部件独立且单独地使用。每个系统部件还可以与其他系统部件结合使用。

本说明书使用各个实例来描述本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的可专利范围由权利要求书界定，并且可包括所属领域中的普通技术人员得出的其他实例。如果任何其他实例的结构要素与权利要求书的字面意义无差别，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也在权利要求书的范围内。