[發明專利]設置有潤滑單元的渦輪發動機

有效

• 申請號: 201580007730.7
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN106460557B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 柏那特·簡·亨利·格曼內;米歇爾·吉爾伯特·羅蘭·布羅;托馬斯·肖沃;貝拉·瓦薩
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發動機公司
• 主分類號: F01D25/20
• 分類號: F01D25/20;F02C7/06
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 鄔志岐,姚開麗

技術領域

本發明涉及設置有潤滑單元的渦輪發動機。

背景技術

渦輪發動機通常具有若干壓縮機級，尤其是屬于發動機主體的低壓(LP)壓縮機和高壓(HP)壓縮機。低壓壓縮機的上游布置有大尺寸的可移動葉輪(或風扇)，該可移動葉輪(或風扇)供應穿過LP壓縮機和HP壓縮機的主流以及冷流或二次流，該冷流或二次流直接朝向被稱為二次噴嘴的冷流噴嘴定向。風扇由LP主體的旋轉軸驅動，并且通常以與所述軸相同的速度轉動。然而，可能有利的是使風扇以小于驅動軸或LP軸的旋轉速度的旋轉速度轉動，尤其是在風扇具有非常大的尺寸時，以使之更好地適應空氣動力學。為此，減速齒輪被布置在LP軸和承載風扇的風扇軸之間。

在所使用的減速齒輪的類型之中，存在具有行星齒輪系的減速齒輪，該減速齒輪具有的優點在于在減小的空間中提供旋轉速度的相當大的減小率。這些減速齒輪的特征在于衛星式行星小齒輪在外部環形齒輪上轉動并圍繞由行星架承載的衛星軸線旋轉。由于所需要的空間以及重量的原因，有利的是通過流體動力學的滑動軸承使衛星在它們的軸上旋轉。這些軸承需要連續的潤滑，否則它們將迅速地劣化，導致在發動機的運行和飛行器的安全性方面可能具有所有后果。因此，在安全運行方面存在難度，因而有必要采取預防措施以抵抗斷裂，例如將風扇輪的自動旋轉(通常被稱為螺旋槳自轉)或減速齒輪進行鎖定。實際上，由于HP本體和LP本體是分開的，因此LP本體和風扇能夠轉動，而HP本體的旋轉速度是不確定的。

在當前的技術中，減速齒輪通過由附件齒輪箱(AGB)致動的潤滑單元進行潤滑，該附件齒輪箱通常安裝在推進組件的機艙隔間中。該附件齒輪箱包括渦輪發動機的發動機上的動力輸出裝置，該動力輸出裝置通過徑向軸聯接至HP本體。在螺旋槳自轉的情況下，HP本體不會轉動并且潤滑單元未被激活，同時減速齒輪的滑動軸承必須始終被潤滑。

因此，需要泵送油以用于減速齒輪的潤滑，尤其在發動機停止時更是如此。為了滿足這種需要，已經提出了為渦輪發動機裝備備用泵，以用于按照如下方式潤滑減速齒輪，這種方式即：即使當HP本體停止時，減速齒輪仍能夠被潤滑。在這種情況下，有必要在風扇或動力供應回路上增加動力輸出裝置以致動該泵。這樣做還會引起整體尺寸、質量以及使用壽命的問題。因此，該泵的引入具有的缺點在于它使發動機的架構變得復雜，并與所希望的減小重量和緊湊度的目標相抵觸。

針對現有技術中的至少一部分問題，本發明尤其提供了一種簡單、高效并且經濟的方案。

發明內容

本發明提出了一種渦輪發動機，該渦輪發動機包括兩個旋轉軸以及潤滑單元，該潤滑單元包括具有殼的至少一個泵，轉子被安裝在殼內部并通過所述軸中的一個進行驅動，泵殼通過所述軸中的另一個進行旋轉，使得泵的致動取決于軸的旋轉速度之差，其特征在于，軸分別為驅動軸和風扇軸，風扇軸通過驅動軸經過由潤滑單元潤滑的減速齒輪進行驅動，并且減速齒輪是環形的且泵軸向地穿過減速齒輪。

因此，本發明提出了一種新的整合形式以將潤滑泵整合到渦輪發動機中，該潤滑泵的殼以及轉子以不等于零的不同速度進行旋轉，泵的致動起因于這些速度之差。

根據本發明的特征，旋轉軸是同軸的。優選地，泵的殼與軸同軸地安裝。泵能夠至少部分地容納在通常為管狀的軸中的一個內。減速齒輪是環形的。泵軸向地穿過該減速齒輪。因此，泵是相對緊湊的并占用在現有技術中可用的體積。

根據本發明，軸分別為驅動軸和風扇軸，風扇軸通過驅動軸或LP軸經過由潤滑單元潤滑的減速齒輪進行驅動。因此，甚至在發動機停止時致動泵。例如，在螺旋槳自轉的情況下，風扇繼續轉動并且風扇軸和驅動軸之間的速度差能夠致動泵，并因此潤滑減速齒輪。此外，能夠使用于潤滑減速齒輪的泵被機械地驅動的動力盡可能地接近減速齒輪來輸出，出于安全原因(例如在渦輪和壓縮機之間的LP軸發生斷裂的情況下)這樣做是有利的。

在螺旋槳自轉的情況下減速齒輪所需要的潤滑油的量通常只有在額定速度時所需要的油量的約10％，這能夠通過相對緊湊的并因此能夠容易地安裝在減速齒輪附近的泵來獲得。

泵殼能夠被聯接至驅動軸或被聯接至風扇軸，例如通過花鍵被聯接至驅動軸或被聯接至風扇軸。這種聯接可以直接進行或者通過減速齒輪的部件(諸如減速齒輪的輸入環形齒輪或其輸出軸)來進行。實際上，泵的殼可包括花鍵，該花鍵與驅動軸上的(或者被約束成與驅動軸一起旋轉的減速齒輪的輸入環形齒輪的)具有互補形狀的花鍵嚙合，或者與風扇軸(或者被約束成與風扇軸一起旋轉的輸出軸)的花鍵嚙合。