CN119801730A - 用于涡轮发动机的润滑系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于涡轮发动机的润滑系统。涡轮发动机包括推进器和旋转部件。润滑系统包括贮槽、主润滑系统、辅助润滑系统和动能存储系统。贮槽存储润滑剂。主润滑系统在涡轮发动机的正常操作期间,从贮槽向旋转部件供应润滑剂。辅助润滑系统包括辅助泵。动能存储系统包括旋转润滑剂蓄积器。在涡轮发动机的正常操作期间,辅助泵将来自贮槽的润滑剂泵送到旋转润滑剂蓄积器,以至少部分地用润滑剂填充旋转润滑剂蓄积器,从而存储动能。当推进器风力旋转时,旋转润滑剂蓄积器释放动能,以向旋转部件供应来自旋转润滑剂蓄积器的润滑剂。
Description
技术领域
本公开大体上涉及润滑系统,例如,用于涡轮发动机的润滑系统。
背景技术
涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的推进器(例如,推进器)和核心区段。一些涡轮发动机包括旋转的一个或多个旋转部件。润滑系统向涡轮发动机的一个或多个旋转部件提供润滑剂。
附图说明
前述以及其他特征和优点将从以下更具体地对各种示例性实施例的描述中显而易见,如附图中所示,其中相似的附图标记通常表示相同、功能类似或结构类似的元件。
图1是根据本公开的沿着涡轮发动机的纵向中心线轴线截取的涡轮发动机的示意横截面图。
图2是根据本公开的在图1中的细节2处截取的图1的涡轮发动机的一部分的详细示意横截面视图。
具体实施方式
本公开的特征、优点和实施例通过对以下详细描述、附图和权利要求的考虑来阐述或显而易见。此外,以下详细描述是示例性的并且旨在提供进一步的解释,而不限制所要求保护的本公开的范围。
下面详细讨论本公开的各种实施例。尽管讨论了特定实施例,但这仅是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以使用其他部件和构造。
如本文所用,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开,并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如,“上游”是指流体从其流动的方向,“下游”是指流体向其流动的方向。
术语“前”和“后”是指涡轮发动机或运载器内的相对位置,并且是指涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如,关于涡轮发动机,前是指更靠近发动机入口的位置,而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
除非本文另有说明,否则术语“联接”、“固定”、“附接”、“连接”等既指直接联接、固定、附接或连接,也指通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定、附接或连接。
除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
如本文所用,术语“轴向”和“轴向地”是指基本平行于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。此外,术语“径向”和“径向地”是指基本垂直于涡轮发动机的中心线延伸的方向和取向。另外,如本文所用,术语“周向”和“周向地”是指绕涡轮发动机的中心线弧形延伸的方向和取向。
如本文所用,“推进器”是涡轮发动机的部件,其驱动地联接到涡轮增压发动机(turbo-engine),使得涡轮增压发动机的部件的旋转使推进器旋转并生成推力。推进器可以包括风扇或螺旋桨。在涡轮风扇发动机或开式风扇发动机中,推进器是风扇。在涡轮螺旋桨发动机中,推进器是螺旋桨。
如本文所用,涡轮发动机的“正常操作”旨在意指涡轮发动机正在操作并且涡轮发动机的主润滑系统正在向涡轮发动机的一个或多个旋转部件供应润滑剂的时候。正常操作可以包括涡轮发动机在涡轮发动机通电之后的任务循环,包括例如怠速状况、滑行状况、起飞状况、巡航状况、下降状况或着陆状况。
如本文所用,“风力转动”或“风力旋转”是涡轮发动机的推进器和低压轴继续在低速下旋转,同时高压轴缓慢旋转或甚至停止时的状况。当涡轮发动机关闭时,风力旋转可能会发生,但是空气仍然流过推进器,诸如在飞行中的发动机关闭的期间,或者当涡轮发动机在地面上并且推进器在涡轮发动机关闭时的有风情况下旋转时。在关闭期间,例如,当飞行器在地面上时,推进器也可以依据涡轮发动机相对于环境风的固定位置在任一方向上旋转。进入推进器排气口的气流可以在与操作方向相反的方向上离开推进器入口,并且使推进器在与预期操作旋转方向相比相反的旋转方向上旋转。
如本文所用,“运转”、“启动”或“激活”辅助润滑系统包括使润滑剂在辅助润滑系统内流动。例如,启动辅助润滑系统包括打开阀,使得润滑剂通过辅助润滑系统流到涡轮发动机的一个或多个旋转部件。
如本文所用,“停用”辅助润滑系统或“不运转的”辅助润滑系统包括防止润滑剂在辅助润滑系统内流动。例如,当辅助润滑系统不运转时,阀关闭,以防止润滑剂通过辅助润滑系统流到涡轮发动机的一个或多个旋转部件。
如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修饰可以允许变化而不引起与其相关的基本功能的改变的任何定量表示。因此,由诸如“大约”、“近似”、“大体上”和“基本上”等术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下,近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度,或者用于构建部件或系统或者制造部件或系统的方法或机器的精度。例如,近似语言可以指在单个值、值的范围或限定值的范围的端点中的百分之一、二、四、十、十五或二十的裕度内。
本公开提供了一种具有润滑系统的涡轮发动机。涡轮发动机包括具有推进器轴的推进器。涡轮发动机包括在涡轮发动机内旋转的一个或多个旋转部件。一个或多个旋转部件可以包括例如一个或多个轴、一个或多个齿轮、或一个或多个轴承,一个或多个轴承包括用于涡轮发动机的一个或多个轴(例如,低压轴或高压轴)的一个或多个发动机轴承、或用于涡轮发动机的动力齿轮箱组件的一个或多个动力齿轮箱轴承。一个或多个动力齿轮箱轴承允许动力齿轮组件的一个或多个动力齿轮箱齿轮绕一个或多个动力齿轮箱轴承旋转。在一个实施例中,一个或多个轴承是轴颈轴承。一个或多个轴承可以包括任何类型的轴承,例如,诸如滚子轴承等。润滑系统向一个或多个旋转部件供应润滑剂(例如,油)。润滑系统包括在其中存储润滑剂的贮槽,以及具有主泵和主润滑剂供应管线的主润滑系统。在涡轮发动机的正常操作期间,主泵通过主润滑剂供应管线将润滑剂从贮槽泵送到一个或多个旋转部件。
轴承,尤其是轴颈轴承,是流体动力轴承,其通常在涡轮发动机的所有操作阶段期间,需要稳定的润滑剂供应,以适当地润滑轴承,来防止由于流体动力轴颈轴承或甚至通用齿轮啮合接口的滑动接触而造成的损坏。在涡轮发动机关闭之后,涡轮发动机的轴可能会经历长时间持续旋转,例如在风力旋转期间发生的情况。在这种情况下,一个或多个旋转部件,并且特别是一个或多个轴承,可能会受到未接收到足够的润滑剂来润滑一个或多个旋转部件的影响。例如,在风力旋转期间,轴的转速可能太低而无法驱动主泵来将润滑剂泵送到一个或多个旋转部件。在一些情况下,例如,在涡轮发动机的操作期间(例如,飞行中),润滑系统可能会失去压力(例如,由于主泵或主润滑系统的其他部件的故障),使得主润滑系统无法经由主泵和主润滑剂供应管线向一个或多个旋转部件提供润滑剂。
当轴承是轴颈轴承时,润滑剂中断的危害性增加,因为轴颈轴承处的润滑剂的缺乏会导致轴颈轴承故障和随后的齿轮箱故障,这可能会使低速轴永久锁定。轴颈轴承的这种故障称为轴颈轴承咬死,并且当行星齿轮销和齿轮孔之间有接触时发生,从而使得导致轴承故障的磨损和摩擦显著增加。如果在高功率操作期间轴颈轴承和销之间发生接触,则两个部件可能会由于摩擦产生的高温而焊接在一起。
一些涡轮发动机包括辅助润滑系统,辅助润滑系统包括辅助泵,以向一个或多个旋转部件供应润滑剂,来防止在风力旋转期间由于润滑剂供应不足而对旋转部件造成损坏。这种辅助泵可以驱动地联接到推进器轴,并且需要增加的复杂性来用于通过推进器轴驱动辅助泵。进一步地,辅助泵需要增加的复杂性,以在高速期间(诸如在涡轮发动机的操作期间)和在低速期间(诸如在风力旋转期间(例如,在飞行中或在地面上)),提供润滑剂。进一步地,辅助泵需要增加的复杂性,以在推进器在任一方向上风力旋转(例如,推进器顺时针或逆时针旋转)时,提供润滑剂。
因此,本公开提供了一种辅助润滑系统,该辅助润滑系统在主润滑系统无法供应润滑剂的任何时间期间,向一个或多个旋转部件供应润滑剂。特别地,本公开提供了当涡轮发动机关闭时或每当涡轮发动机风力旋转时,向一个或多个旋转部件(例如,轴颈轴承)供应润滑剂,以避免轴颈轴承咬死。本公开提供了一种动能存储系统,该动能存储系统在涡轮发动机的正常操作期间,存储动能。特别地,动能存储系统驱动地联接到涡轮发动机的附件齿轮箱,并且当涡轮发动机关闭或以其他方式风力旋转时启动。当涡轮发动机关闭或推进器以其他方式风力旋转时,动能存储系统释放所存储的动能,以向一个或多个旋转部件供应润滑剂。
动能存储系统包括填充有惰性气体(例如氮气)的旋转润滑剂蓄积器,和在旋转润滑剂蓄积器中使惰性气体与润滑剂分离的隔膜。以这种方式,当润滑剂填充旋转润滑剂蓄积器时,旋转润滑剂蓄积器以惰性气体的增加的气体压力的形式存储动能。同时,旋转润滑剂蓄积器旋转,从而以角动量(例如,惯性矩)的形式存储附加动能。在涡轮发动机的正常操作期间,辅助泵用润滑剂填充旋转润滑剂蓄积器,并且液压电动机使旋转润滑剂蓄积器旋转,从而允许旋转润滑剂蓄积器旋转,以存储动能。当涡轮发动机关闭并且推进器风力旋转时,第一阀切换到关闭,以将润滑剂保持在回路中,并且第二阀切换到打开,以允许润滑剂从旋转润滑剂蓄积器流到一个或多个旋转部件,以润滑一个或多个旋转部件。
因此,辅助润滑系统在涡轮发动机关闭或以其他方式风力旋转时,向一个或多个旋转部件供应润滑剂。动能存储系统确保辅助泵操作,以将润滑剂泵送到一个或多个旋转部件,而不受制于推进器在风力旋转期间的旋转方向(例如,无论推进器是顺时针还是逆时针旋转)。动能存储系统由于系统提供的加压气体和旋转能两者而提供了显著的能量存储密度。
现在参考附图,图1是根据本公开的实施例的沿着涡轮发动机10的纵向中心线轴线12截取的涡轮发动机10的示意横截面图。如图1所示,涡轮发动机10限定轴向方向A(平行于提供参考的纵向中心线轴线12延伸)和垂直于轴向方向A的径向方向R。在图1的取向中,涡轮发动机10在纵向中心线轴线12上方的部分被称为顶部部分11,并且涡轮发动机10在纵向中心线轴线12下方的部分被称为底部部分13。通常,涡轮发动机10包括推进器区段14和设置在推进器区段14下游的涡轮增压发动机16。
所描绘的涡轮增压发动机16大体上包括外壳18,外壳18基本上是管状的并且限定环形入口20。如图1示意性所示,外壳18以串行流动关系包围:压缩机区段21,其包括增压器或低压(LP)压缩机22,接着下游是高压(HP)压缩机24;燃烧区段26;涡轮区段27,其包括高压(HP)涡轮28,接着下游是低压(LP)涡轮30;以及喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴34或线轴将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24,以使HP涡轮28和HP压缩机24一致地旋转。低压(LP)轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22,以使LP涡轮30和LP压缩机22一致地旋转。HP轴34、LP轴36、或者HP轴34和LP轴36两者由允许HP轴34或LP轴36旋转的一个或多个发动机轴承支撑,如下文进一步详述的。压缩机区段21、燃烧区段26、涡轮区段27和喷射排气喷嘴区段32一起限定核心空气流动路径。
对于图1中描绘的实施例,推进器区段14包括推进器38(例如,可变桨距推进器),推进器38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个推进器叶片40。在图1的实施例中,推进器38是由涡轮增压发动机16驱动的风扇。在一些实施例中,螺旋桨38是由涡轮增压发动机16驱动的螺旋桨。推进器叶片40大体上沿径向方向R从盘42向外延伸。借助于推进器叶片40可操作地联接到致动构件44,每个推进器叶片40能够相对于盘42绕桨距轴线P旋转,致动构件44被构造成共同地一致改变推进器叶片40的桨距,如下文进一步详述的。推进器叶片40、盘42和致动构件44能够一起经由推进器轴45绕纵向中心线轴线12旋转,推进器轴45由LP轴36跨动力齿轮箱(也称为动力齿轮箱组件46)提供动力。动力齿轮箱组件46在图1中示意性地示出。动力齿轮箱组件46包括多个动力齿轮箱齿轮,用于调整推进器轴45的转速,并因此调整推进器38相对于LP轴36的转速。动力齿轮箱组件46还包括一个或多个动力齿轮箱轴承,用于支撑多个动力齿轮箱齿轮中的一个或多个动力齿轮箱齿轮的旋转,如下文进一步详述的。
仍然参考图1的示例性实施例,盘42被推进器毂48覆盖,推进器毂48在空气动力学上成形为促进气流通过多个推进器叶片40。此外,推进器区段14包括环形推进器壳或机舱50,环形推进器壳或机舱50周向围绕推进器38和涡轮增压发动机16的至少一部分。机舱50由绕机舱50和涡轮增压发动机16周向间隔开的多个出口导向轮叶52相对于涡轮增压发动机16被支撑。此外,机舱50的下游区段54在涡轮增压发动机16的外部分上延伸,以在其间限定旁通气流通道56。
在涡轮发动机10的操作期间,一定量空气58通过机舱50或推进器区段14的入口60进入涡轮发动机10。当一定量空气58穿过推进器叶片40时,第一部分空气(称为旁通空气)62被引导或导向到旁通气流通道56中,并且第二部分空气(称为核心空气)64被引导或导向到核心空气流动路径的上游区段中,或更具体地,被引导或导向到LP压缩机22的环形入口20中。旁通空气62与核心空气64之间的比通常称为旁通比。然后,核心空气64的压力增加,生成压缩空气65,并且压缩空气65被导向通过HP压缩机24并进入燃烧区段26,在燃烧区段26处,压缩空气65与燃料混合并燃烧,以生成燃烧气体66。
燃烧气体66被导向到HP涡轮28中并膨胀通过HP涡轮28,其中来自燃烧气体66的一部分热能或动能经由联接到外壳18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级提取,因此使HP轴34旋转,从而支撑HP压缩机24的操作。燃烧气体66然后被导向到LP涡轮30中并膨胀通过LP涡轮30。在此,经由联接到外壳18的LP涡轮定子轮叶72和联接到LP轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级从燃烧气体66提取第二部分热能或动能,因此使LP轴36旋转,从而经由动力齿轮箱组件46支撑LP压缩机22的操作和推进器38的旋转。
燃烧气体66随后被导向通过涡轮增压发动机16的喷射排气喷嘴区段32,以提供推进推力。同时,随着第一部分空气62在从涡轮发动机10的推进器喷嘴排气区段76排出之前被导向通过旁通气流通道56,第一部分空气62的压力显著增加,也提供推进推力。HP涡轮28、LP涡轮30和喷射排气喷嘴区段32至少部分地限定热气路径78,用于引导燃烧气体66通过涡轮增压发动机16。
控制器79与涡轮发动机10通信,用于控制涡轮发动机10的各方面。例如,控制器79与涡轮发动机10双向通信,用于接收来自涡轮发动机10的各种传感器和控制系统的信号,并且用于控制涡轮发动机10的部件,如下文进一步详述的。控制器79或其部件可以机载在涡轮发动机10上、机载在飞行器(未示出)上,或者可以远离涡轮发动机10和飞行器中的每一个。控制器79可以是控制涡轮发动机10的各方面的全权数字发动机控制(FADEC)。
控制器79可以是独立控制器或者可以是发动机控制器的一部分,以操作涡轮发动机10的各种系统。在该实施例中,控制器79是具有一个或多个处理器和存储器的计算装置。一个或多个处理器可以是任何合适的处理装置,包括但不限于微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路(ASIC)、或现场可编程门阵列(FPGA)。存储器可以包括一种或多种计算机可读介质,包括但不限于非暂时性计算机可读介质、计算机可读非易失性介质(例如闪存)、RAM、ROM、硬盘驱动器、闪存驱动器或其他存储器装置。
存储器可以存储能够由一个或多个处理器访问的信息,包括可以由一个或多个处理器执行的计算机可读指令。指令可以是当由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器和控制器79进行操作的任何指令集或指令序列。控制器79,并且更具体地,一个或多个处理器被编程或配置成进行这些操作,诸如下面进一步讨论的操作。在一些实施例中,指令可以由一个或多个处理器执行,以使一个或多个处理器完成控制器79被配置用于的任何操作和功能,如将在下面进一步描述的。指令可以是用任何合适的编程语言编写的软件或者可以用硬件实现。附加地或替代地,指令可以在处理器上的逻辑上或虚拟上独立的线程中执行。存储器可以进一步存储能够由一个或多个处理器访问的数据。
本文讨论的技术参考基于计算机的系统和由基于计算机的系统所采取的动作以及发送到和发送自基于计算机的系统的信息。本领域普通技术人员将认识到,基于计算机的系统的固有灵活性允许部件之间和部件之中的任务和功能的多种可能的配置、组合和划分。例如,本文讨论的过程可以使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施。数据库、内存、指令和应用程序可以在单个系统上实施,或者可以分布在多个系统上。分布式部件可以顺序或并行操作。
图1中描绘的涡轮发动机10仅作为示例。在其他示例性实施例中,涡轮发动机10可以具有任何其他合适的构造。例如,在其他示例性实施例中,推进器38可以以任何其他合适的方式构造(例如,作为固定桨距推进器),并且还可以使用任何其他合适的推进器框架构造来支撑。此外,在其他示例性实施例中,可以提供任何其他合适数量或构造的压缩机、涡轮、轴或其组合。在还有的其他示例性实施例中,本公开的方面可以结合到任何其他合适的涡轮发动机(例如,诸如涡轮风扇发动机、桨扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机)中。
图2是根据本公开的在图1中的细节2处截取的涡轮发动机10的一部分的详细示意横截面视图。如图2所示,涡轮发动机10包括一个或多个发动机轴承37,一个或多个发动机轴承37支撑LP轴36和推进器轴45的旋转。一个或多个发动机轴承37还可以支撑HP轴34的旋转。一个或多个发动机轴承37可以包括用于支撑涡轮发动机10的轴的旋转的任何数量的发动机轴承37。一个或多个发动机轴承37被称为涡轮发动机10的旋转部件,并且可以包括任何类型的轴承,例如,诸如轴颈轴承、滚子轴承等。
动力齿轮箱组件46包括具有多个动力齿轮箱齿轮49的动力齿轮箱齿轮组件47。多个动力齿轮箱齿轮49包括第一动力齿轮箱齿轮49a、由行星架51固定的一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b、和第三动力齿轮箱齿轮49c。在图2中,第一动力齿轮箱齿轮49a是太阳齿轮,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b是行星齿轮,并且第三动力齿轮箱齿轮49c是环形齿轮。动力齿轮箱齿轮组件47可以是周转齿轮组件。当动力齿轮箱齿轮组件47是周转齿轮组件时,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b包括多个第二动力齿轮箱齿轮49b(例如,两个或更多个第二动力齿轮箱齿轮49b)。
在周转齿轮组件中,动力齿轮箱齿轮组件47可以处于星形布置或者是旋转环形齿轮式齿轮组件(例如,第三动力齿轮箱齿轮49c是旋转的,而行星架51是固定且静止的)。在这种布置中,推进器38由第三动力齿轮箱齿轮49c驱动。例如,第三动力齿轮箱齿轮49c联接到推进器轴45,使得第三动力齿轮箱齿轮49c的旋转使推进器轴45旋转,并且因此使推进器38旋转。以这种方式,第三动力齿轮箱齿轮49c是动力齿轮箱齿轮组件47的输出。然而,可以采用其他合适类型的齿轮组件。在一个非限制性实施例中,动力齿轮箱齿轮组件47是行星布置,其中第三动力齿轮箱齿轮49c保持固定,并且行星架51允许旋转。在这种布置中,推进器38由行星架51驱动。例如,行星架51联接到推进器轴45,使得行星架51的旋转使推进器轴45旋转,并且因此使推进器38旋转。以这种方式,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b(例如,经由行星架51)是动力齿轮箱齿轮组件47的输出。在另一非限制性实施例中,动力齿轮箱齿轮组件47可以是差动齿轮组件,其中第三动力齿轮箱齿轮49c和行星架51均允许旋转。虽然本文详细描述了周转齿轮组件,但是动力齿轮箱齿轮组件可以包括任何类型的齿轮组件,包括例如复合齿轮组件、多级齿轮组件等。
多个动力齿轮箱齿轮49包括设置在其中的一个或多个动力齿轮箱轴承53。例如,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b各自包括设置在其中的一个或多个动力齿轮箱轴承53。一个或多个动力齿轮箱轴承53使得多个动力齿轮箱齿轮49能够绕一个或多个动力齿轮箱轴承53旋转,使得多个动力齿轮箱齿轮49旋转。一个或多个动力齿轮箱轴承53可以包括用于齿轮的任何类型的轴承,例如,诸如轴颈轴承、滚子轴承等。多个动力齿轮箱齿轮49和一个或多个动力齿轮箱轴承53是涡轮发动机10的旋转部件。因此,涡轮发动机10包括一个或多个旋转部件55,一个或多个旋转部件55包括一个或多个发动机轴承37、多个动力齿轮箱齿轮49或一个或多个动力齿轮箱轴承53中的至少一个。一个或多个旋转部件55还可以包括HP轴34或LP轴36。
第一动力齿轮箱齿轮49a联接到涡轮发动机10的输入轴。例如,第一动力齿轮箱齿轮49a联接到LP轴36,使得LP轴36的旋转使第一动力齿轮箱齿轮49a旋转。第一动力齿轮箱齿轮49a的径向外侧并且与其相互啮合的是一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b联接在一起并且由行星架51支撑。行星架51支撑并且限制一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b,使得一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b中的每一个能够绕每个第二动力齿轮箱齿轮49b的对应轴线旋转,而不绕第一动力齿轮箱齿轮49a的周边旋转。一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b的径向外侧并且与其相互啮合的是第三动力齿轮箱齿轮49c,第三动力齿轮箱齿轮49c是环状的环形齿轮。第三动力齿轮箱齿轮49c经由附件齿轮箱输出轴联接到推进器38并且旋转,以驱动推进器38绕纵向中心线轴线12旋转。例如,推进器轴45联接到第三动力齿轮箱齿轮49c。
涡轮发动机10包括附件齿轮箱组件80。用于涡轮发动机10或飞行器的一个或多个附件可以联接到附件齿轮箱组件80,用于为一个或多个附件提供动力。如图2所示,附件齿轮箱组件80包括附件齿轮箱壳体82和包括多个附件齿轮箱齿轮84的附件齿轮箱齿轮组件83。附件齿轮箱齿轮组件83设置在附件齿轮箱壳体82内。多个附件齿轮箱齿轮84包括第一附件齿轮箱齿轮84a和与第一附件齿轮箱齿轮84a相互啮合的第二附件齿轮箱齿轮84b。多个附件齿轮箱齿轮84可以根据需要包括任何数量的齿轮,并且可以包括任何类型的齿轮,例如,诸如正齿轮、锥齿轮、复合齿轮等。
附件齿轮箱组件80包括附件齿轮箱输入轴86和附件齿轮箱输出轴88。在附件齿轮箱组件80驱动主泵108的示例中,附件齿轮箱输出轴88可以包括第一输出轴88a和第二输出轴88b。附件齿轮箱输入轴86联接到多个附件齿轮箱齿轮84之一,以使多个附件齿轮箱齿轮84旋转,如下文进一步详述的。在图2中,附件齿轮箱输入轴86联接到第一附件齿轮箱齿轮84a。以这种方式,附件齿轮箱输入轴86的旋转使第一附件齿轮箱齿轮84a旋转。附件齿轮箱输出轴88联接到多个附件齿轮箱齿轮84中的至少一个,使得多个附件齿轮箱齿轮84的旋转使附件齿轮箱输出轴88旋转。在图2中,附件齿轮箱输出轴88联接到第二附件齿轮箱齿轮84b,使得第二附件齿轮箱齿轮84b的旋转使附件齿轮箱输出轴88旋转。
附件齿轮箱组件80经由塔轴90联接到HP轴34,塔轴90从HP轴34延伸并且能够与HP轴34一起旋转。在一些实施例中,附件齿轮箱组件80联接到LP轴36。在图2中,塔轴90大体上至少部分地沿着径向方向R从HP轴34延伸。塔轴90可以相对于纵向中心线轴线12以锐角延伸,诸如图2中所示。在一些实施例中,塔轴90可以大体上垂直于HP轴34延伸。塔轴90可以通过多个齿轮联接到HP轴34。塔轴90通过具有多个塔轴齿轮94的塔轴齿轮组件92联接到附件齿轮箱输入轴86。多个塔轴齿轮94可以是锥齿轮等。多个塔轴齿轮94包括联接到塔轴90的第一塔轴齿轮94a和联接到附件齿轮箱输入轴86的第二塔轴齿轮94b。第一塔轴齿轮94a与第二塔轴齿轮94b相互啮合,使得塔轴90的旋转使附件齿轮箱输入轴86旋转。以这种方式,塔轴90通过附件齿轮箱组件80将机械能从HP轴34传递到附件齿轮箱输出轴88,如下文进一步详述的。一个或多个旋转部件55可以包括塔轴90或多个塔轴齿轮94。
涡轮发动机10包括润滑系统100,润滑系统100包括主润滑系统102、辅助润滑系统104和贮槽106。贮槽106(图2中示意性地示出)是在其中收集和存储润滑剂的储存器。在一些实施例中,润滑系统100可以包括在其中存储润滑剂的一个或多个箱。优选地,润滑剂是油。润滑剂可以是用于润滑涡轮发动机10的一个或多个旋转部件55(例如,多个动力齿轮箱齿轮49或一个或多个动力齿轮箱轴承53)的任何类型的润滑剂。
主润滑系统102包括主泵108和主润滑剂供应管线110。主泵108与贮槽106和主润滑剂供应管线110流体连通。主润滑剂供应管线110与动力齿轮箱组件46的一个或多个旋转部件55流体连通。主泵108通过主润滑剂供应管线110将润滑剂从贮槽106泵送到一个或多个旋转部件55,用于向一个或多个旋转部件55供应润滑剂,如下文进一步详述的。在一些实施例中,主泵108是机械泵。例如,主泵108可以联接到附件齿轮箱组件80并且由附件齿轮箱组件80提供动力,使得附件齿轮箱组件80驱动主泵108。在这种示例中,主泵108联接到第二输出轴88b,使得第二输出轴88b的旋转为主泵108提供动力。以这种方式,第二输出轴88b是主泵108的主泵轴。在一些实施例中,主润滑系统102在没有泵的情况下,例如通过重力或通过由于动力齿轮箱齿轮组件47的行星布置中的行星架51的旋转而产生的离心力,向一个或多个旋转部件55供应来自贮槽106的润滑剂。
贮槽106与一个或多个旋转部件55流体连通,使得润滑剂例如通过清除管线(为了清楚起见,图2中未示出)从一个或多个旋转部件55排出到贮槽106。在一些实施例中,润滑系统100包括与主润滑系统102和辅助润滑系统104流体连通的贮槽泵。贮槽泵将润滑剂从贮槽106泵送到主润滑系统102或辅助润滑系统104。
辅助润滑系统104包括辅助泵120、辅助润滑剂供应管线122、设置在辅助润滑剂供应管线122中的辅助润滑剂供应管线阀124、和辅助润滑剂返回管线126。辅助润滑剂供应管线122与贮槽106和一个或多个旋转部件55流体连通。虽然辅助润滑剂供应管线122在图2中被描绘为与动力齿轮箱组件46流体连通,但是辅助润滑剂供应管线122可以与涡轮发动机10的一个或多个旋转部件55中的任何流体连通。进一步地,虽然辅助润滑剂供应管线122被描绘为与图2中的主润滑剂供应管线110分开的流动管线,但是辅助润滑剂供应管线122可以形成主润滑剂供应管线110的一部分。辅助泵120与贮槽106和辅助润滑剂供应管线122流体连通。辅助泵120是机械泵,其由附件齿轮箱组件80提供动力。辅助润滑剂供应管线阀124是止回阀,其基于来自贮槽106的辅助润滑剂供应管线122中的润滑剂的压力来打开或关闭。例如,当来自贮槽106的辅助润滑剂供应管线122中的润滑剂的压力大于润滑剂压力阈值时,辅助润滑剂供应管线阀124打开。当来自贮槽106的辅助润滑剂供应管线122中的润滑剂的压力小于润滑剂压力阈值时,辅助润滑剂供应管线阀124关闭。辅助润滑剂返回管线126与辅助润滑剂供应管线122和贮槽106流体连通,使得一部分润滑剂通过辅助润滑剂供应管线122返回到贮槽106,如下文进一步详述的。
润滑系统100包括动能存储系统130,动能存储系统130存储动能并且释放动能,从而为辅助润滑系统104提供动力,如下文进一步详述的。动能存储系统130包括旋转润滑剂蓄积器132,旋转润滑剂蓄积器132在涡轮发动机10的正常操作期间,蓄积润滑剂,并且在涡轮发动机10的风力旋转期间,向一个或多个旋转部件55供应润滑剂,如下文进一步详述的。旋转润滑剂蓄积器132是圆柱体或具有类似形状,并且包括第一室134和第二室136,第一室134和第二室136通过隔膜138流体分离。在涡轮发动机10的正常操作期间,第一室134填充有润滑剂,如下文进一步详述的。第二室136填充有惰性气体,例如,诸如氮气等。第二室136中的惰性气体具有使隔膜138朝向第一室134偏置的气体压力。隔膜138是金属盘等,并且能够在旋转润滑剂蓄积器132内轴向移动。在一些实施例中,旋转润滑剂蓄积器132包括一个或多个弹簧,一个或多个弹簧联接到隔膜138并且设置在第二室136中,使得一个或多个弹簧使隔膜138朝向第一室134偏置。
辅助润滑系统104包括辅助润滑剂分支管线140,辅助润滑剂分支管线140与辅助润滑剂供应管线122和旋转润滑剂蓄积器132的第一室134流体联接。以这种方式,一部分润滑剂通过辅助润滑剂分支管线140从贮槽106被供应到旋转润滑剂蓄积器132的第一室134,如下文进一步详述的。
动能存储系统130包括具有电动机轴152的电动机150、第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162。旋转润滑剂蓄积器132经由电动机轴152驱动地联接到电动机150。以这种方式,电动机150驱动旋转润滑剂蓄积器132,以使旋转润滑剂蓄积器132旋转,从而存储动能,如下文进一步详述的。电动机150与辅助润滑剂返回管线126流体连通,使得润滑剂从辅助润滑剂供应管线122流过辅助润滑剂返回管线126、流过电动机150并进入贮槽106,用于为电动机150提供动力,如下文进一步详述的。第一动能存储系统阀160设置在辅助润滑剂供应管线122中(例如,在电动机150的上游)。第二动能存储系统阀162设置在辅助润滑剂返回管线126中(例如,在电动机150的下游)。第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162例如是双向电磁阀,其由控制器79(图1)控制为打开或关闭。第一动能存储系统阀160在涡轮发动机10的正常操作期间被偏置成关闭,并且在风力旋转期间打开。第二动能存储系统阀162在风力旋转期间被偏置成关闭,并且在涡轮发动机10的正常操作期间打开,如下文进一步详述的。
在操作中,LP轴36如上所述的旋转,并且使第一动力齿轮箱齿轮49a旋转。与一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b相互啮合的第一动力齿轮箱齿轮49a使一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b绕其对应的旋转轴线旋转。一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b相对于行星架51内的一个或多个动力齿轮箱轴承53旋转。当动力齿轮箱齿轮组件47是星形布置时,与第三动力齿轮箱齿轮49c相互啮合的一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b使第三动力齿轮箱齿轮49c绕纵向中心线轴线12旋转。在这种实施例中,行星架51维持静止,使得一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b不绕纵向中心线轴线12旋转。当动力齿轮箱齿轮组件47是行星布置时,第三动力齿轮箱齿轮49c在行星架51中静止,并且一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b绕纵向中心线轴线12旋转。当动力齿轮箱齿轮组件47是差动齿轮组件时,行星架51(例如,一个或多个第二动力齿轮箱齿轮49b)和第三动力齿轮箱齿轮49c两者绕纵向中心线轴线12旋转。以这种方式,一个或多个旋转部件55旋转。
同时,HP轴34旋转并且使塔轴90旋转,从而使附件齿轮箱输入轴86和附件齿轮箱齿轮组件83的多个附件齿轮箱齿轮84旋转。多个附件齿轮箱齿轮84的旋转使附件齿轮箱输出轴88旋转。特别地,多个附件齿轮箱齿轮84的旋转使附件齿轮箱输出轴88旋转,从而为主泵108提供动力。以这种方式,主润滑系统102向一个或多个旋转部件55供应润滑剂,以润滑一个或多个旋转部件55。在涡轮发动机10的正常操作期间,主泵108泵送来自贮槽106的润滑剂,并且通过主润滑剂供应管线110将润滑剂泵送到一个或多个旋转部件55。主润滑系统102向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。润滑剂从一个或多个旋转部件55排出并进入贮槽106。在涡轮发动机10的正常操作期间,贮槽106中的润滑剂通过主润滑系统102返回,使得主润滑系统102连续地向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。以这种方式,润滑剂可以被重复使用,以润滑一个或多个旋转部件55。
当主润滑系统102运转时,诸如当涡轮发动机10在正常操作下操作时,辅助润滑系统104不运转。当辅助润滑系统104不运转时,第一动能存储系统阀160关闭,以防止润滑剂从辅助润滑系统104流到一个或多个旋转部件55。附件齿轮箱输出轴88的旋转为辅助泵120提供动力,使得辅助泵120泵送来自贮槽106的润滑剂。来自辅助泵120的润滑剂的压力大于辅助润滑剂供应管线阀124的润滑剂压力阈值,使得辅助润滑剂供应管线阀124打开,并且润滑剂流过第一动能存储系统阀160上游的辅助润滑剂供应管线122。
辅助润滑剂分支管线140将润滑剂引导到旋转润滑剂蓄积器132中。例如,辅助润滑剂分支管线140将润滑剂引导到第一室134中,以用润滑剂填充第一室134。当润滑剂填充第一室134时,润滑剂迫使隔膜138朝向第二室136轴向移动,从而压缩惰性气体并且增加第二室136中的惰性气体的气体压力。以这种方式,动能存储系统130(例如,旋转润滑剂蓄积器132)以第二室136中的惰性气体的增加的气体压力的形式存储动能。
同时,辅助润滑剂返回管线126将润滑剂引向电动机150。润滑剂流过电动机150,来为电动机150提供动力,从而使电动机轴152旋转。电动机轴152的旋转使旋转润滑剂蓄积器132旋转。以这种方式,旋转润滑剂蓄积器132以角动量的形式存储附加动能。以这种方式,在电动机150停止为旋转润滑剂蓄积器132提供动力之后,旋转润滑剂蓄积器132将趋于继续旋转。
在涡轮发动机10的正常操作期间,第二动能存储系统阀162打开,并且辅助润滑剂返回管线126将润滑剂从电动机150引导到贮槽106。辅助泵120继续泵送来自贮槽106的润滑剂,使得润滑剂再循环通过动能存储系统130。以这种方式,润滑剂填充旋转润滑剂蓄积器132(例如,第一室134),直到旋转润滑剂蓄积器132中的惰性气体的气体压力增加到气体压力阈值。然后,由于旋转润滑剂蓄积器132不能被进一步填充,因此防止润滑剂流过辅助润滑剂分支管线140。然后,润滑剂连续流过电动机150,来为电动机150提供动力,使得电动机150使旋转润滑剂蓄积器132旋转。
控制器79(图1)控制第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162打开或关闭。在一些实施例中,控制器79通过向第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162提供电信号来分别控制第一动能存储系统阀160关闭并且第二动能存储系统阀162打开。在一些实施例中,控制器79基于HP轴34、LP轴36或推进器轴45中的至少一个的转速,控制第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162打开或关闭。例如,当HP轴34、LP轴36或推进器轴45中的至少一个的转速大于转速阈值时,控制器79控制第一动能存储系统阀160关闭并且第二动能存储系统阀162打开。在一些实施例中,控制器79基于主润滑系统102中的润滑剂的压力,控制第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162打开或关闭。例如,当主润滑系统102中的润滑剂的压力大于主压力阈值时,控制器79控制第一动能存储系统阀160关闭并且第二动能存储系统阀162打开。
在一些情况下,主润滑系统102可能无法向一个或多个旋转部件55提供润滑剂。例如,主润滑系统102在涡轮发动机10关闭时的风力旋转期间,或者在飞行时的涡轮发动机10故障或主润滑系统102(例如,主泵108)故障期间,可能无法对润滑剂加压来向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。在这种情况下,风力旋转可以使涡轮发动机10的轴(例如,推进器轴45、HP轴34和LP轴36)旋转,从而使一个或多个旋转部件55继续旋转。如上所述,如果没有足够的润滑剂供应到一个或多个旋转部件55,则一个或多个旋转部件55(例如,多个动力齿轮箱齿轮49或一个或多个动力齿轮箱轴承53)可能变损坏。
因此,在这种情况期间,辅助润滑系统104启动,以向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。第一动能存储系统阀160打开,以允许润滑剂通过辅助润滑剂供应管线122流到一个或多个旋转部件55。同时,第二动能存储系统阀162关闭,以防止润滑剂流过辅助润滑剂返回管线126。以这种方式,电动机150停止使旋转润滑剂蓄积器132旋转。在一些实施例中,当第一动能存储系统阀160和第二动能存储系统阀162没有从控制器79(图1)接收到电信号时,第一动能存储系统阀160打开并且第二动能存储系统阀162关闭。在一些实施例中,当HP轴34、LP轴36、或推进器轴45中的至少一个的转速小于转速阈值时,控制器79控制第一动能存储系统阀160打开并且第二动能存储系统阀162关闭。在一些实施例中,当主润滑系统102中的润滑剂的压力小于主压力阈值时,控制器79控制第一动能存储系统阀160打开并且第二动能存储系统阀162关闭。
当涡轮发动机10关闭时,或者推进器38以其他方式风力旋转时,附件齿轮箱输出轴88旋转得不够快,不足以适当地为辅助泵120提供动力。以这种方式,来自辅助泵120的润滑剂的压力小于辅助润滑剂供应管线阀124的润滑剂压力阈值,使得辅助润滑剂供应管线阀124关闭。
当涡轮发动机10关闭时,或者推进器38以其他方式风力旋转时,动能存储系统130释放所存储的动能。旋转润滑剂蓄积器132(例如,第一室134)中的润滑剂的润滑剂压力大于来自辅助泵120的润滑剂的润滑剂压力。以这种方式,旋转润滑剂蓄积器132(例如,第二室136)中的惰性气体的气体压力迫使隔膜138朝向第一室134,使得隔膜138对第一室134中的润滑剂施加力,以将润滑剂推出第一室134并且通过辅助润滑剂分支管线140。以这种方式,动能存储系统130释放所存储的动能,所存储的动能处于惰性气体的增加的气体压力的形式。在利用联接到隔膜138的弹簧的实施例中,弹簧可以伸展,以释放所存储的动能并且迫使隔膜138朝向第一室134。
同时,当电动机150不再使旋转润滑剂蓄积器132旋转时,旋转润滑剂蓄积器132释放所存储的附加动能。例如,旋转润滑剂蓄积器132的角动量继续旋转润滑剂蓄积器132的旋转。以这种方式,旋转润滑剂蓄积器132以高转速(例如,在500rpm与5000rpm之间)旋转。因此,由旋转润滑剂蓄积器132存储的附加动能被传递到隔膜138,以帮助迫使隔膜138朝向第一室134,从而迫使润滑剂离开旋转润滑剂蓄积器132。
辅助润滑剂分支管线140将来自旋转润滑剂蓄积器132的润滑剂引导通过辅助润滑剂供应管线122并且引导到一个或多个旋转部件55。以这种方式,当涡轮发动机10关闭或者推进器38以其他方式风力旋转时,辅助润滑系统104向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。
因此,当涡轮发动机10关闭或以其他方式风力旋转时,辅助润滑系统104向一个或多个旋转部件55供应润滑剂。动能存储系统130确保辅助润滑系统104操作,以向一个或多个旋转部件55供应润滑剂,而不受制于推进器38在风力旋转期间的旋转方向(例如,无论推进器是顺时针还是逆时针旋转)。与没有本公开的益处的辅助润滑系统相比,动能存储系统130在不受制于推进器轴旋转或涡轮发动机10的其他轴的旋转的情况下,还通过为辅助泵120提供动力而降低了辅助润滑系统104的复杂性。
本公开的进一步的方面由以下条款的主题提供。
一种用于涡轮发动机的润滑系统,所述涡轮发动机包括推进器和一个或多个旋转部件,所述润滑系统包括:贮槽,所述贮槽在其中存储润滑剂;主润滑系统,所述主润滑系统在所述涡轮发动机的正常操作期间,从所述贮槽向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂;辅助润滑系统,所述辅助润滑系统包括辅助泵;和动能存储系统,所述动能存储系统包括旋转润滑剂蓄积器,在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述辅助泵将来自所述贮槽的所述润滑剂泵送到所述旋转润滑剂蓄积器,以至少部分地用所述润滑剂填充所述旋转润滑剂蓄积器,从而存储动能,并且当所述推进器风力旋转时,所述旋转润滑剂蓄积器释放所述动能,以从所述旋转润滑剂蓄积器向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂。
根据前述条款所述的润滑系统,其中在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述辅助泵将所述润滑剂从所述贮槽泵送到所述旋转润滑剂蓄积器,以用所述润滑剂填充所述旋转润滑剂蓄积器。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述涡轮发动机包括具有多个附件齿轮箱齿轮的附件齿轮箱组件,并且所述辅助泵驱动地联接到所述多个附件齿轮箱齿轮,使得所述多个附件齿轮箱齿轮的旋转为所述辅助泵提供动力。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述动能存储系统包括第一动能存储系统阀,所述第一动能存储系统阀在所述涡轮发动机的所述正常操作期间关闭,并且所述第一动能存储系统阀防止所述润滑剂通过所述辅助润滑系统流到所述一个或多个旋转部件,使得所述辅助润滑系统在所述涡轮发动机的所述正常操作期间不运转。
根据任何前述条款所述的润滑系统,当所述推进器风力旋转时,所述第一动能存储系统阀打开,使得所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器供应到所述一个或多个旋转部件。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述动能存储系统包括第二动能存储系统阀,所述第二动能存储系统阀在所述涡轮发动机的所述正常操作期间打开,使得通过所述辅助润滑系统的所述润滑剂的一部分通过所述第二动能存储系统阀流到所述贮槽,并且当所述推进器风力旋转时,所述第二动能存储系统阀关闭,从而防止通过所述辅助润滑系统的所述润滑剂的所述一部分流到所述贮槽。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述旋转润滑剂蓄积器包括第一室、第二室、以及设置在所述第一室和所述第二室之间的隔膜,并且所述第一室填充有所述润滑剂,并且在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述隔膜朝向所述第二室轴向移动,以存储所述动能。
根据任何前述条款所述的润滑系统,当所述推进器风力旋转时,所述隔膜朝向所述第一室轴向移动,以迫使所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器到所述一个或多个旋转部件。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述第二室填充有惰性气体,并且当所述隔膜朝向所述第二室轴向移动以存储所述动能时,所述惰性气体的气体压力增加。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述动能存储系统包括电动机,所述电动机在所述涡轮发动机的正常操作期间,为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力,使得所述旋转润滑剂蓄积器旋转并且存储附加动能。
根据任何前述条款所述的润滑系统,当所述推进器风力旋转时,通过在所述电动机停止为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力之后继续旋转,所述旋转润滑剂蓄积器释放所述附加动能,以供应来自所述旋转润滑剂蓄积器的所述润滑剂。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述涡轮发动机包括具有多个动力齿轮箱齿轮的动力齿轮箱组件。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述一个或多个旋转部件是所述动力齿轮箱组件的一个或多个动力齿轮箱轴承。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述一个或多个动力齿轮箱轴承是轴颈轴承。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述涡轮发动机进一步包括联接到所述高压轴或所述低压轴中的至少一个的塔轴。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱组件进一步包括附件齿轮箱输入轴和附件齿轮箱输出轴。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱输入轴驱动地联接到所述塔轴。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱输入轴通过塔轴齿轮组件驱动地联接到所述塔轴。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱组件具有附件齿轮箱壳体,所述多个附件齿轮箱齿轮设置在所述附件齿轮箱壳体内。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述多个附件齿轮箱齿轮包括第一附件齿轮箱齿轮和第二附件齿轮箱齿轮。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱输入轴联接到所述第一附件齿轮箱齿轮。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述附件齿轮箱输出轴联接到所述第二附件齿轮箱齿轮。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述辅助润滑系统包括与所述贮槽和所述一个或多个旋转部件流体连通的辅助润滑剂供应管线。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述主润滑系统包括与所述贮槽和所述一个或多个旋转部件流体连通的主润滑剂供应管线。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述辅助润滑系统包括辅助润滑剂供应管线阀,所述辅助润滑剂供应管线阀打开,以在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,允许所述润滑剂从所述贮槽流到所述旋转润滑剂蓄积器。
根据任何前述条款所述的润滑系统,当所述推进器风力旋转时,所述辅助润滑剂供应管线阀关闭,以防止所述润滑剂从所述贮槽流到所述旋转润滑剂蓄积器。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述辅助润滑系统进一步包括与所述辅助润滑剂供应管线和所述旋转润滑剂蓄积器流体连通的辅助润滑剂分支管线。
根据任何前述条款所述的润滑系统,所述惰性气体是氮气。
一种涡轮发动机,所述涡轮发动机包括推进器和具有轴的涡轮增压发动机,所述推进器驱动地联接到所述轴。所述涡轮发动机包括根据任何前述条款所述的润滑系统。
一种操作根据任何前述条款所述的润滑系统的方法,所述方法包括:在所述涡轮发动机的正常操作期间,通过主润滑系统向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂;在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,用所述辅助泵将所述润滑剂从所述贮槽泵送到所述旋转润滑剂蓄积器;在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,通过用所述润滑剂填充所述旋转润滑剂蓄积器,将动能存储在所述旋转润滑剂蓄积器中;和当所述推进器风力旋转时,通过释放所述动能,从所述旋转润滑剂蓄积器向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂。
根据任何前述条款所述的方法,所述涡轮发动机包括具有多个附件齿轮箱齿轮的附件齿轮箱组件,并且所述方法进一步包括用所述多个附件齿轮箱齿轮驱动所述辅助泵,使得所述多个附件齿轮箱齿轮的旋转为所述辅助泵提供动力。
根据任何前述条款所述的方法,所述动能存储系统包括第一动能存储系统阀,并且所述方法进一步包括在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,通过关闭所述第一动能存储系统阀来防止所述润滑剂通过所述辅助润滑系统流到所述一个或多个旋转部件。
根据任何前述条款所述的方法,进一步包括当所述推进器风力旋转时,打开所述第一动能存储系统阀,使得所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器供应到所述一个或多个旋转部件。
根据任何前述条款所述的方法,所述动能存储系统包括第二动能存储系统阀,并且所述方法进一步包括在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,通过打开所述第二动能存储系统阀来将所述润滑剂的一部分通过所述辅助润滑系统引导到所述贮槽,并且当所述推进器风力旋转时,通过关闭所述第二动能存储系统阀来防止所述润滑剂的所述一部分流过所述辅助润滑系统并且流到所述贮槽。
根据任何前述条款所述的方法,所述旋转润滑剂蓄积器包括第一室、第二室、以及设置在所述第一室和所述第二室之间的隔膜,并且所述方法进一步包括用所述润滑剂填充所述第一室,使得在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述隔膜朝向所述第二室轴向移动,以存储所述动能。
根据任何前述条款所述的方法,进一步包括当所述推进器风力旋转时,使所述隔膜朝向所述第一室轴向移动,以迫使所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器到所述一个或多个旋转部件。
根据任何前述条款所述的方法,所述第二室填充有惰性气体,并且所述方法进一步包括当所述隔膜朝向所述第二室轴向移动以存储所述动能时,增加所述惰性气体的气体压力。
根据任何前述条款所述的方法,所述动能存储系统包括电动机,并且所述方法进一步包括在所述涡轮发动机的正常操作期间,用所述电动机为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力,使得所述旋转润滑剂蓄积器旋转并且存储附加动能。
根据任何前述条款所述的方法,进一步包括当所述推进器风力旋转时,通过在所述电动机停止为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力之后继续旋转,从所述旋转润滑剂蓄积器释放所述附加动能,以供应来自所述旋转润滑剂蓄积器的所述润滑剂。
根据任何前述条款所述的方法,所述润滑系统是根据任何前述条款所述的润滑系统。
尽管前面的描述是针对本公开的优选实施例,但是其他变化和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的,并且可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下进行。此外,结合本公开的一个实施例描述的特征可以结合其他实施例使用,即使上面没有明确说明。
Claims (10)
1.一种用于涡轮发动机的润滑系统,所述涡轮发动机包括推进器和一个或多个旋转部件,其特征在于,所述润滑系统包括:
贮槽,所述贮槽在其中存储润滑剂;
主润滑系统,所述主润滑系统在所述涡轮发动机的正常操作期间,从所述贮槽向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂;
辅助润滑系统,所述辅助润滑系统包括辅助泵;和
动能存储系统,所述动能存储系统包括旋转润滑剂蓄积器,其中在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述辅助泵将来自所述贮槽的所述润滑剂泵送到所述旋转润滑剂蓄积器,以至少部分地用所述润滑剂填充所述旋转润滑剂蓄积器,从而存储动能,并且当所述推进器风力旋转时,所述旋转润滑剂蓄积器释放所述动能,以从所述旋转润滑剂蓄积器向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂。
2.根据权利要求1所述的润滑系统,其特征在于,其中所述涡轮发动机包括具有多个附件齿轮箱齿轮的附件齿轮箱组件,并且所述辅助泵驱动地联接到所述多个附件齿轮箱齿轮,使得所述多个附件齿轮箱齿轮的旋转为所述辅助泵提供动力。
3.根据权利要求1所述的润滑系统,其特征在于,其中所述动能存储系统包括第一动能存储系统阀,所述第一动能存储系统阀在所述涡轮发动机的所述正常操作期间关闭,并且所述第一动能存储系统阀防止所述润滑剂通过所述辅助润滑系统流到所述一个或多个旋转部件,使得所述辅助润滑系统在所述涡轮发动机的所述正常操作期间不运转。
4.根据权利要求3所述的润滑系统,其特征在于,其中当所述推进器风力旋转时,所述第一动能存储系统阀打开,使得所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器供应到所述一个或多个旋转部件。
5.根据权利要求3所述的润滑系统,其特征在于,其中所述动能存储系统包括第二动能存储系统阀,所述第二动能存储系统阀在所述涡轮发动机的所述正常操作期间打开,使得通过所述辅助润滑系统的所述润滑剂的一部分通过所述第二动能存储系统阀流到所述贮槽,并且当所述推进器风力旋转时,所述第二动能存储系统阀关闭,从而防止通过所述辅助润滑系统的所述润滑剂的所述一部分流到所述贮槽。
6.根据权利要求1所述的润滑系统,其特征在于,其中所述旋转润滑剂蓄积器包括第一室、第二室、以及设置在所述第一室和所述第二室之间的隔膜,并且所述第一室填充有所述润滑剂,并且在所述涡轮发动机的所述正常操作期间,所述隔膜朝向所述第二室轴向移动,以存储所述动能。
7.根据权利要求6所述的润滑系统,其特征在于,其中当所述推进器风力旋转时,所述隔膜朝向所述第一室轴向移动,以迫使所述润滑剂从所述旋转润滑剂蓄积器到所述一个或多个旋转部件。
8.根据权利要求7所述的润滑系统,其特征在于,其中所述第二室填充有惰性气体,并且当所述隔膜朝向所述第二室轴向移动以存储所述动能时,所述惰性气体的气体压力增加。
9.根据权利要求6所述的润滑系统,其特征在于,其中所述动能存储系统包括电动机,所述电动机在所述涡轮发动机的正常操作期间,为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力,使得所述旋转润滑剂蓄积器旋转并且存储附加动能。
10.根据权利要求9所述的润滑系统,其特征在于,其中当所述推进器风力旋转时,通过在所述电动机停止为所述旋转润滑剂蓄积器提供动力之后继续旋转,所述旋转润滑剂蓄积器释放所述附加动能,以从所述旋转润滑剂蓄积器向所述一个或多个旋转部件供应所述润滑剂。
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