包括用于向低速减速齿轮优先供应润滑剂的旁路的涡轮机润滑系统的制作方法

1.本发明涉及诸如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机的飞行器涡轮机的常规技术领域。更确切地，本发明属于用于涡轮机的润滑系统的技术领域。


背景技术：

2.一些涡轮机包括用于对涡轮机的风扇进行驱动的减速齿轮。该减速齿轮例如是周转减速齿轮。该减速齿轮特别地机械地连接到低压主体(corps)的轴，低压主体包括涡轮机的低压压缩机和低压涡轮。
3.这些涡轮机包括润滑系统，该润滑系统包括用于对润滑剂进行冷却的热交换器、涡轮机的轴承润滑腔室以及减速齿轮的润滑腔室。
4.润滑剂供应减速齿轮的润滑腔室，以对减速齿轮进行冷却以及对减速齿轮的齿进行润滑。当涡轮机的减速齿轮以低速度运行时，可能导致润滑系统中的润滑剂的压力和流量非常低。减速齿轮可能被不足够地供应润滑剂，这易于损坏减速齿轮。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少部分地解决在现有技术的解决方案中所遇到的问题。
6.就这一点而言，本发明的目的是一种润滑系统，该润滑系统用于涡轮机，该涡轮机包括用于对涡轮机的模块进行驱动的减速齿轮。
7.根据本发明，润滑系统包括主支路和旁路支路，旁路支路与主支路并联地布置。主支路包括热交换器。旁路支路的液压阻力比主支路的液压阻力小。减速齿轮位于主支路和旁路支路的下游处。
8.润滑系统包括至少一个旁路装置，旁路装置被构造成当润滑剂的压力值在阈值以下时向旁路支路供应润滑剂。
9.通过根据本发明的润滑系统，当润滑剂的流量和润滑剂的压力太低而不能向整个涡轮机供应润滑剂时，减速齿轮通过旁路支路相对于涡轮机的其余部分以优先的方式被供应润滑剂。
10.当涡轮机以低速度运行时，减速齿轮例如由旁路支路供应润滑剂。特别地，当润滑剂的流量和压力足以供应整个涡轮机时，例如当涡轮机以高速度运行时，减速齿轮由主支路供应润滑剂。
11.润滑剂通常是油。
12.本发明可以可选地包括彼此组合或不彼此组合的以下特征中的一个或多个。
13.根据一个设计特性，旁路装置被构造成当润滑剂的压力值严格地大于阈值时向主支路供应润滑剂。
14.优选地，旁路装置通过润滑剂的压力被液压地控制和/或被机械地控制。
15.根据一个设计特性，旁路装置包括：润滑剂入口；第一润滑剂出口，第一润滑剂出
口流体连接到旁路支路；第二润滑剂出口，第二润滑剂出口流体连接到主支路；闭塞器，闭塞器被构造成至少部分地关闭第一出口和/或第二出口；以及用于弹性地作用在闭塞器上的装置，用于弹性地作用在闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在闭塞器上使得闭塞器关闭第二出口。
16.优选地，闭塞器被构造成当润滑剂压力在阈值以下时使得润滑剂能够朝向第一出口流通。
17.根据一个设计特性，旁路装置包括第一旁路阀和/或第二旁路阀。
18.优选地，第一旁路阀的闭塞器包括滑动部。优选地，第二旁路阀的闭塞器包括滑动部。
19.优选地，第一旁路阀是双稳定的。优选地，第一旁路阀包括第一稳定打开位置和第二稳定打开位置，在该第一稳定打开位置中，第一旁路阀向旁路支路供应润滑剂，在该第二稳定打开位置中，第一旁路阀向主支路供应润滑剂。
20.优选地，第二旁路阀是双稳定的。优选地，第二旁路阀包括第一稳定打开位置和第二稳定打开位置，在该第一稳定打开位置中，第二旁路阀向旁路支路供应润滑剂，在该第二稳定打开位置中，第二旁路阀被构造成向主支路供应润滑剂。
21.根据一个设计特性，旁路装置包括第一旁路阀和第二旁路阀，第二旁路阀串联地流体连接到第一旁路阀，使得当润滑剂的压力值在阈值以下时，第一旁路阀和第二旁路阀向旁路支路供应润滑剂。第一旁路阀被构造成当润滑剂的压力值严格地大于阈值时直接地流体供应主支路。
22.根据一个设计特性，第一旁路阀包括：润滑剂入口；第一润滑剂出口；第二润滑剂出口，第二润滑剂出口在热交换器的上游处流体连接到主支路；闭塞器，闭塞器被构造成关闭第一出口和/或第二出口；以及用于弹性地作用在闭塞器上的装置，用于弹性地作用在闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在闭塞器上使得闭塞器关闭第二出口。第一旁路阀的闭塞器被构造成当润滑剂压力在压力阈值以下时使得润滑剂能够朝向第一出口流通。
23.第二旁路阀包括：润滑剂入口；第一润滑剂出口，第一润滑剂出口流体连接到旁路支路；第二润滑剂出口，第二润滑剂出口在热交换器的上游处流体连接到主支路；闭塞器，闭塞器被构造成关闭第一出口或第二出口；以及用于弹性地作用在闭塞器上的装置，用于弹性地作用在闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在闭塞器上使得闭塞器关闭第二出口。第二旁路阀的闭塞器被构造成当润滑剂压力在压力阈值以下时使得润滑剂能够朝向第一出口流通。
24.第一旁路阀的第一出口特别地流体连接到第二旁路阀的润滑剂入口。
25.根据一个设计特性，润滑系统包括止回装置，止回装置被构造成限制/防止润滑剂从减速齿轮流通到主支路。
26.优选地，止回装置包括止回阀。
27.根据一个设计特性，润滑系统包括闭塞器位置监控装置，闭塞器位置监控装置被配置成监控旁路装置的闭塞器的位置。
28.优选地，监控装置被配置成例如通过第一压力传感器来确定主支路中的润滑剂压力，以及例如通过第二压力传感器来确定旁路支路中的润滑剂压力。监控装置可以通过比较主支路中的润滑剂压力值和旁路支路中的润滑剂压力值来监控至少一个旁路阀的闭塞
器的位置。
29.根据一个设计特性，主支路包括热交换器、过滤器、储存器、泵和/或阀。
30.优选地，主支路包括润滑剂分配器。
31.根据一个设计特性，主支路和/或旁路支路被构造成向用于涡轮机的附件驱动箱供应润滑剂，用于涡轮机的附件驱动箱包括燃料泵、润滑剂泵、发电机和/或用于启动涡轮机的启动器。
32.优选地，启动器包括齿轮系。
33.本发明还涉及一种涡轮机，该涡轮机包括减速齿轮、模块以及如上所限定的润滑系统。涡轮机模块包括风扇和/或螺旋桨、压缩机以及涡轮。减速齿轮被构造成由涡轮驱动。
34.优选地，该涡轮是涡轮机的低压涡轮。优选地，涡轮机为涡轮喷气发动机。涡轮机特别是飞行器涡轮机。
附图说明
35.通过阅读仅以说明的方式给出的、且绝非限制性的示例实施例的描述并且参照附图，本发明将被最好地理解，在附图中：
[0036]-图1示出了包括根据本发明的第一实施例的润滑系统的涡轮机；
[0037]-图2是在低速度下的根据第一实施例的润滑系统的局部示意图；
[0038]-图3是在高速度下的根据第一实施例的润滑系统的局部示意图；
[0039]-图4是在低速度下的根据第二实施例的润滑系统的局部示意图；
[0040]-图5a是在低速度下的根据第三实施例的润滑系统的局部示意图；
[0041]-图5b是在高速度下的根据第三实施例的润滑系统的局部示意图；
[0042]-图5c是在高速度下以及在第一旁路阀不期望地锁定在其第一打开位置的情况下的、根据第三实施例的润滑系统的局部示意图；
[0043]-图5d是在高速度下以及在第二旁路阀不期望地锁定在其第一打开位置的情况下的、根据第三实施例的润滑系统的局部示意图；
[0044]-图6a是根据第一实施例的润滑系统的旁路阀的当旁路阀处于第一打开位置时的示意图；
[0045]-图6b是根据第一实施例的润滑系统的旁路阀的当旁路阀处于第二打开位置时的示意图；
[0046]-图7示出了相对于具有常规结构的阀的压力降的、根据第一实施例的旁路阀的压力降；
[0047]-图8示出了通过根据本发明的实施例中的一个实施例的润滑装置的涡轮机润滑方法。
具体实施方式
[0048]
不同附图的相同、相似或等效部件用相同的附图标记表示，以便于从一个附图到其它附图。
[0049]
图1示出了涵道式双主体(corps)涡轮机1。涡轮机1是涡轮喷气发动机，该涡轮喷气发动机具有围绕纵向轴线ax的回转体的形状。
[0050]
涡轮机1在主流的主通道11的路径上以该顺序包括空气入口通道2、风扇3、低压压缩机4、高压压缩机6、燃烧室7、高压涡轮8以及低压涡轮9。
[0051]
通常，术语“空气”是指能够在涡轮机1中充当氧化剂的任何气体。
[0052]
低压压缩机4、高压压缩机6、高压涡轮8以及低压涡轮9界定了穿过它们的次级流的次级流通道13。
[0053]
高压压缩机6和高压涡轮8通过高压压缩机6的驱动轴机械地连接，以形成涡轮机1的高压主体(corps)。以类似的方式，低压压缩机4和低压涡轮9通过涡轮机轴1机械地连接，以形成涡轮机1的低压主体。风扇3通过减速齿轮152机械地连接到涡轮机低压主体。
[0054]
低压压缩机4、高压压缩机6、燃烧室7、高压涡轮8以及低压涡轮9被内整流罩包围，内整流罩从入口通道2延伸到低压涡轮9。
[0055]
该内整流罩被外壳体包围，外壳体相对于纵向轴线ax径向向外地界定涡轮机。外壳体特别地在风扇3处径向向外地界定次级通道13。
[0056]
组合参照图2至图5d，涡轮机1包括附件驱动箱170，附件驱动箱包括燃料泵、润滑剂泵、发电机以及用于启动涡轮机1的启动器。启动器包括齿轮系。附件驱动箱170通过机械动力输出装置连接到涡轮机1的高压主体的轴。
[0057]
图2示出了根据本发明的第一实施例的润滑系统100。润滑剂通常是油。
[0058]
润滑系统100包括上游支路110、各自位于上游支路110的下游处的主支路120和旁路支路140、各自位于主支路120的下游处以及旁路支路140的下游处的优先支路150和次级支路160、以及润滑剂返回回路180。
[0059]
在本说明书中，术语上游和下游参照润滑剂在润滑系统100中从上游到下游的大致流动方向使用。
[0060]
上游支路110包括润滑剂储存器111、泵送组件112、第一液压阻力器114以及旁路装置200。
[0061]
泵送组件112包括用于在润滑系统100中供应润滑剂的至少一个泵，并且特别地包括至少一个润滑剂返回泵，该润滑剂返回泵被设计成使润滑剂朝向储存器111流通。这些泵中的每一个泵例如是离心泵，该离心泵可以形成附件驱动箱170的一部分。由泵送组件112泵送的润滑剂的流量尤其取决于涡轮机1的速度，其中，泵送的润滑剂的最大流量根据涡轮机1的运行速度而增大。
[0062]
润滑剂返回泵被连接到第三润滑剂返回支路186，该第三润滑剂返回支路将润滑剂从泵送组件112引到储存器111。
[0063]
在本说明书中，通过与电场进行类比，润滑系统元件100的液压阻力被定义为穿过该元件的压力降与穿过该元件的润滑剂的流量之间的比的大小。通过转喻并仍然通过与电场进行类比，液压阻力器对应于润滑系统100的通过其液压阻力的值表征的元件。第一液压阻力器114包括例如油过滤器。
[0064]
旁路装置200包括至少一个第一旁路阀210。旁路装置200通过润滑剂的压力被液压地控制和/或被机械地控制。
[0065]
通常，旁路装置200被设计成当存在润滑系统100中的润滑剂的压力和流量不足以正确地供应整个涡轮机1的风险时，将润滑剂分配到旁路支路140。更确切地，旁路装置200被构造成当润滑剂压力值严格地大于阈值时向主支路120供应润滑剂。旁路装置被构造成
当润滑剂压力值在阈值以下时向旁路支路140供应润滑剂。
[0066]
更具体地参照第一实施例以及图6a和图6b，旁路装置200包括第一旁路阀210、润滑剂入口管道212、加压管道218、第一润滑剂出口管道214以及第二润滑剂出口管道216。
[0067]
第一旁路阀210包括润滑剂入口211、加压入口217、第一润滑剂出口213、第二润滑剂出口215、闭塞器202以及弹簧，弹簧形成用于弹性地作用在闭塞器上的装置204。
[0068]
润滑剂入口211流体连接到润滑剂入口管道212。加压入口217流体连接到加压管道218。第一润滑剂出口213流体连接到旁路支路140。第二出口215流体连接到主支路120。
[0069]
加压管道218首先流体连接到入口管道，其次流体连接到加压入口217。加压管道218使得能够将润滑剂引到加压入口217，该加压入口的压力与在润滑剂入口211处的燃料的压力大致相同。
[0070]
第一旁路阀210是双稳定的。第一旁路阀包括第一稳定打开位置和第二稳定打开位置。
[0071]
当在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以下时，第一旁路阀210处于第一稳定打开位置。在第一稳定打开位置，第一旁路阀210向旁路支路140供应润滑剂。
[0072]
当在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力高于阈值时，第一旁路阀210处于第二稳定打开位置。在第二稳定打开位置，第一旁路阀向主支路120供应润滑剂。
[0073]
闭塞器202包括在容纳部201中滑动的滑动部，容纳部界定了第一旁路阀210的外部。闭塞器202的滑动部在容纳部201内界定了第一腔室207和第二腔室209，第一腔室和第二腔室分别位于闭塞器202的两侧并且各自具有可变容积。闭塞器202的滑动部具有穿过滑动部的第一通道206和第二通道208，第二通道与第一通道206不同且与第一通道流体分离。
[0074]
在所示的实施例中，用于作用在闭塞器上的弹性装置204的弹簧是位于第一腔室207中的压缩弹簧。该弹簧被构造成作用在闭塞器202上使得第一旁路阀210处于第一打开位置。换言之，闭塞器的弹性作用装置204被构造成弹性地作用在闭塞器202上使得闭塞器关闭第一旁路阀210的第二出口215。
[0075]
参照图6a，当润滑剂压力在阈值以下时，在弹性作用装置204的弹簧的作用下，闭塞器202关闭第二出口215。第二通道208被容纳部201阻塞。因此润滑剂入口211出现在第一通道206中。第一通道206的出口与第一出口管道214对准。润滑剂可以通过第一旁路阀210从入口管道212流到第一出口管道214。
[0076]
参照图6b，当润滑剂的压力高于阈值时，通过反抗弹性作用装置204的弹簧的作用，闭塞器202关闭第一出口213。第一通道206被容纳部201阻塞。因此润滑剂入口211出现在第二通道208中。第二通道208的出口与第二出口管道216对准。润滑剂可以通过第一旁路阀210从入口管道212流到第二出口管道216。
[0077]
再次参照图2，主支路120通过主管道123流体连接到旁路装置200的第二出口215。主支路从上游到下游包括第一热交换器121、第二热交换器122、润滑剂分配器169、第三热交换器124以及第一止回装置130。
[0078]
当润滑系统100中的润滑剂的流量和压力足以向整个涡轮机1供应润滑剂时，主支路120向优先支路150和次级支路160供应润滑剂。当涡轮机1的速度足够大时(通常为除了起飞和着陆以外的速度，例如涡轮机1的巡航速度)，主支路120向润滑系统100的下游区域供应润滑剂。
[0079]
热交换器121、122、124中的每一个热交换器可以是空气-油热交换器或油-燃料热交换器。每个热交换器可以是砖(brique)型热交换器或表面热交换器。热交换器121、122、124可以彼此串联和/或彼此并联地布置。
[0080]
润滑剂分配器169是润滑剂方向控制阀，该润滑剂方向控制阀包括润滑剂入口和多个润滑剂出口。润滑剂分配器将到达润滑剂分配器的入口的润滑剂在润滑剂分配器的不同出口之间进行分配。分配器169包括例如多个位置以及与润滑系统100中的润滑腔室一样多的出口。
[0081]
在所示的实施例中，分配器169包括：润滑剂入口，润滑剂入口位于第二热交换器122的下游；第一润滑剂出口，第一润滑剂出口流体连接到主支路120下游；第二出口，第二出口流体连接到次级支路160；以及第三出口，第三出口流体连接到储存器111。分配器169的第三出口被连接到第二润滑剂返回支路184，该第二润滑剂返回支路将润滑剂从润滑剂分配器169引到储存器111。润滑剂分配器169特别是具有已知的结构的、具有多个通道和多个位置的液压方向控制阀。
[0082]
第一止回装置130包括止回阀。第一止回装置被构造成防止润滑剂从主支路120的下游穿过主支路120流通。第一止回装置130防止润滑剂从优先支路150流通到主支路120。
[0083]
旁路支路140与主支路120并联地布置。旁路支路通过旁路管道141流体连接到旁路装置200的第一出口213，并且在第一止回阀130的下游处连接到主管道123。旁路支路140的总液压阻力小于主支路120的总液压阻力，以相对于主支路120中的压力降限制旁路支路140中的压力降。
[0084]
旁路支路140旨在向优先支路150供应润滑剂，使得当存在润滑系统100中的润滑剂流量和压力不足以向整个涡轮机1供应润滑剂的风险时，优先支路相对于次级支路160被优先供应。在所示的每个实施例中，旁路支路140仅向优先支路150供应润滑剂。
[0085]
更具体地参照第一实施例，优先支路150从上游到下游包括截止阀132和减速齿轮152的润滑腔室。优先支路150在第一止回装置130的下游处通过第一优先管道153连接到主管道123并且连接到旁路管道141。
[0086]
截止阀132被构造成当对减速齿轮152的润滑腔室进行供应的润滑剂的压力过大时停止向该腔室供应润滑剂。截止阀旨在当该润滑腔室中的润滑剂供应受到干扰时保护减速齿轮152。
[0087]
减速齿轮152的润滑腔室向减速齿轮152供应润滑剂，以对减速齿轮进行润滑及冷却。特别地，当涡轮机1运行时，该润滑腔室对减速齿轮152的齿进行润滑以限制齿的磨损。
[0088]
次级支路160包括第四热交换器168、第一轴承润滑腔室162、第二轴承润滑腔室164、第三轴承润滑腔室166以及附件箱170的润滑腔室。在所示的实施例中，次级支路仅由分配器169供应润滑剂。
[0089]
第四热交换器168可以是空气-油热交换器或油-燃料热交换器。第四热交换器可以是砖型热交换器或表面热交换器。
[0090]
润滑腔室162、164、166中的每一个是涡轮机轴(特别是涡轮机1的高压体的轴或低压体的轴)轴承的润滑腔室。润滑腔室162、164、166中的每一个供应对应的轴承以对该轴承进行润滑及冷却。特别地，当涡轮机1运行时，润滑腔室162、164、166中的每一个对轴承的滚动部件进行润滑。
[0091]
附件驱动箱170的润滑腔室向附件驱动箱170的齿轮(特别是涡轮机启动器的齿轮)供应润滑剂。
[0092]
第一润滑腔室162、第二润滑腔室164、第三润滑腔室166以及附件驱动箱170成对地并联布置。第一润滑腔室、第二润滑腔室、第三润滑腔室以及附件驱动箱各自布置在第四热交换器168的下游。
[0093]
轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170的腔室流体连接到第一润滑剂返回支路182，第一润滑剂返回支路将润滑剂从轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170的腔室引到储存器111。
[0094]
更具体地参照图2和图6a，在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以下。涡轮机1例如处于启动阶段。由泵送组件112供应的压力不足以供应主支路120。第一旁路阀210处于第一打开位置，并且通过第一润滑剂出口213仅向旁路支路140供应润滑剂。由于没有润滑剂在主支路120中流通，因此次级支路160未被供应润滑剂。在旁路支路140的出口处的润滑剂在减速齿轮152的润滑腔室的方向上供应优先支路150。尽管润滑系统100中的润滑剂具有低流量和低压力，减速齿轮152仍被充分地冷却和润滑。
[0095]
更具体地参照图3和图6b，在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以上。涡轮机1例如处于巡航速度。由泵送组件112供应的压力足以供应主支路120。第一旁路阀210处于第二打开位置，并且通过第二润滑剂出口215仅向主支路120供应润滑剂。润滑剂在主支路120的热交换器121、122、124中被冷却。优先支路150和次级支路160各自由主支路120供应润滑剂。
[0096]
在次级支路160中流通的润滑剂通过第四热交换器168冷却。轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170的腔室被供应润滑剂。
[0097]
在主支路120的出口处的润滑剂在减速齿轮152的润滑腔室的方向上供应优先支路150。不管次级支路160中的压力降以及次级支路160中的润滑剂的流量如何，减速齿轮152被充分地冷却和润滑。
[0098]
现在组合参照图7和图8描述在涡轮机1的飞行期间第一旁路阀210的运行。图7和图8各自示出了用于在飞行期间对涡轮机1进行润滑的方法300。
[0099]
涡轮机1首先处于启动阶段302、304，在启动阶段，涡轮机的速度低。润滑系统100中的润滑剂的流量和压力增大，但是润滑系统中的润滑剂的流量和压力不足以供应次级支路160。在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以下。第一旁路阀210处于第一打开位置。仅减速齿轮152的润滑腔室通过旁路支路140供应润滑剂，减速齿轮的润滑腔室在优先支路150中。
[0100]
在涡轮机1的第一瞬时运行速度306下，润滑剂的流量增大，并且在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力超过阈值。第一旁路阀210切换到其第二稳定打开位置，在第二稳定打开位置，第一旁路阀向主支路120供应润滑剂。主支路120的液压阻力大于旁路阀140的液压阻力，润滑系统100中的压力降在润滑剂的大致恒定的流量下突然增大。优先支路150和次级支路160被供应润滑剂。轴承润滑腔室162、164、166中的每一个、附件驱动箱170的润滑腔室以及减速齿轮152的润滑腔室被供应润滑剂。
[0101]
在涡轮机1的第一巡航速度308下，润滑剂的流量增大，并且在润滑系统100中的润滑剂的压力增大。第一旁路阀210处于其第二稳定打开位置，在第二稳定打开位置，第一旁
路阀向主支路120供应润滑剂。优先支路150和次级支路160被供应润滑剂。轴承润滑腔室162、164、166中的每一个、附件驱动箱170的润滑腔室以及减速齿轮152的润滑腔室被供应润滑剂。
[0102]
在涡轮机1的另一巡航速度310、312下，润滑剂的流量增大，并且在润滑系统100中的润滑剂的压力减小。在第一旁路阀210的入口211处的压力在阈值以上。第一旁路阀210处于其第二稳定打开位置，在第二稳定打开位置，第一旁路阀向主支路120供应润滑剂。优先支路150和次级支路160被供应润滑剂。轴承润滑腔室162、164、166中的每一个、附件驱动箱170的润滑腔室以及减速齿轮152的润滑腔室被供应润滑剂。
[0103]
在涡轮机1的第二瞬时运行速度314下，润滑剂的流量减小，并且在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力减小到阈值以下。第一旁路阀210切换到其第一稳定打开位置，在第一稳定打开位置，第一旁路阀向旁路支路140供应润滑剂。旁路支路140的液压阻力小于主支路120的液压阻力，润滑系统100中的压力降在润滑剂的大致恒定的流量下突然减小。仅减速齿轮152的润滑腔室由旁路支路140供应润滑剂，减速齿轮的润滑腔室在优先支路150中。
[0104]
在涡轮机的运行的第二瞬时速度314下润滑系统100中流通的润滑剂的流量低于在在涡轮机的运行的第一瞬时速度306下润滑系统中流通的润滑剂的流量。旁路装置200是滞后运行型的，这在目前的情况下特别有利。这导致在涡轮机1启动时以更长的时间向优先支路150供应润滑剂，这保证了即使润滑系统中存在任何波动，仍向减速齿轮152的润滑腔室可靠地供应润滑剂。这还导致在接近涡轮机1停止时以更长的时间向次级支路160供应润滑剂，这保证了当减速齿轮152的应力相当小时以更长的时间向涡轮机的轴承润滑腔室162、164、166以及附件驱动箱170的润滑腔室供应润滑剂。
[0105]
最后，涡轮机1处于着陆及停止阶段316，在着陆及停止阶段，涡轮机的速度低。润滑系统100中的润滑剂的流量和压力进一步减小，并且润滑系统中的润滑剂的流量和压力不足以供应次级支路160。第一旁路阀210处于第一打开位置。仅减速齿轮152的润滑腔室由旁路支路140供应润滑剂，减速齿轮的润滑腔室在优先支路150中。
[0106]
图4示出了根据本发明的第二实施例的润滑系统100。根据第二实施例的润滑系统100与根据第一实施例的润滑系统的区别主要在于优先支路150的结构与次级支路160的结构。以下将仅描述根据第二实施例的润滑系统100相对于根据第一实施例的润滑系统100之间的差异。
[0107]
在第二实施例中，附件驱动箱170的润滑腔室形成优先支路150的一部分，而不是在次级支路160中。附件驱动箱170的润滑腔室与减速齿轮152的润滑腔室并联地布置。优先支路150包括位于附件驱动箱170的润滑腔室的上游处的第二止回装置133。该第二止回装置133包括止回阀。第二止回装置被构造成防止润滑剂从附件箱170的润滑腔室向主支路120流通。
[0108]
次级支路160包括第四热交换器(未示出)以及三个轴承润滑腔室162、164、166，三个轴承润滑腔室各自彼此并联地布置。
[0109]
在图4中，主支路120的液压阻力器由热交换器和润滑剂分配块部125示意性地示出。然而，示出了主支路的第一止回装置130。第一止回装置防止润滑剂从减速齿轮152的润滑腔室向主支路120流通。
[0110]
图5a、图5b、图5c以及图5d示出了根据本发明的第三实施例的润滑系统100。根据第三实施例的润滑系统100与根据第一实施例的润滑系统的区别主要在于旁路装置200的结构。以下将仅描述根据第三实施例的润滑系统100相对于根据第一实施例的润滑系统100之间的差异。
[0111]
根据第三实施例的润滑系统100的旁路装置200包括第一旁路阀210和第二旁路阀220。
[0112]
第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个的结构与根据第一实施例的润滑系统100的参照图6a和图6b进行描述的第一旁路阀210的结构相同。在涡轮机的飞行期间，第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个的运行类似于参照图7描述的旁路阀的运行。涡轮机1在其飞行期间的润滑方法300类似于参照图8所描述的润滑方法。
[0113]
第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个为双稳定的，具有第一稳定打开位置和第二稳定打开位置。
[0114]
当在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以下时，第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个处于其第一稳定打开位置以向主支路120供应润滑剂。
[0115]
当第一旁路阀210处于其第一稳定打开位置时，第一旁路阀210的闭塞器202将第一旁路阀的入口211流体连接到第一旁路阀的第一旁路出口213。第一旁路阀210的闭塞器202关闭第一旁路阀210的第二润滑出口215。
[0116]
当第二旁路阀220处于其第一稳定打开位置时，第二旁路阀220的闭塞器202将第二旁路阀220的入口221流体连接到第二旁路阀的第一旁路出口223。第二旁路阀220的闭塞器202关闭第二旁路阀220的第二润滑出口225。
[0117]
当在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压严格高于阈值时，第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个处于其第二稳定打开位置以向旁路支路140供应润滑剂。
[0118]
当第一旁路阀210处于其第二稳定打开位置时，第一旁路阀210的闭塞器202将第一旁路阀的入口211流体连接到第一旁路阀的第二旁路出口215。第一旁路阀210的闭塞器202关闭第一旁路阀210的第一润滑出口213。
[0119]
当第二旁路阀220处于其第二稳定打开位置时，第二旁路阀220的闭塞器202将第二旁路阀220的入口221流体连接到第二旁路阀的第二旁路出口225。第二旁路阀220的闭塞器202关闭第二旁路阀220的第一润滑出口223。
[0120]
第一旁路阀210的第一出口213通过第一旁路管道143流体连接到第二旁路阀220的润滑剂入口221。
[0121]
当在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力严格高于阈值时，第一旁路阀210的第二出口215流体连接到主管道123以向主支路120直接供应润滑剂。
[0122]
第二旁路阀220的第一出口223流体连接到旁路管道141，以通过旁路支路140仅供应优先支路150，而不利于次级支路160。换言之，当润滑剂的压力值在阈值以下时，第二旁路阀220串联地流体连接到第一旁路阀210以向旁路支路140供应润滑剂。
[0123]
在第一旁路阀210出现故障的情况下，第二旁路阀220的第二出口225流体连接到主管道123以向主支路120供应润滑剂。特别地，第二旁路阀的第二出口225在主支路120的第一热交换器121的上游处连接到主支路120。
[0124]
在图5a中，主支路120的液压阻力器由热交换器和润滑剂分配块部125示意性地示
出。然而，示出了主支路的第一止回装置130。第一止回装置防止润滑剂从减速齿轮152的润滑腔室向主支路120流通。第四热交换器168在该图中未示出。
[0125]
更具体地参照图5a，第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个正常运行。在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以下。涡轮机1例如处于启动阶段。由泵送组件112供应的压力不足以供应主支路120。第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个处于第一打开位置，并且通过第一旁路阀210的第一润滑剂出口213和第二旁路阀220的第一润滑剂出口223仅向旁路支路140供应润滑剂。由于没有润滑剂在主支路120中流通，因此次级支路160未被供应润滑剂。在旁路支路140的出口处的润滑剂在减速齿轮152的润滑腔室的方向上供应优先支路150。尽管润滑系统100中的润滑剂具有低流量和低压力，减速齿轮152仍被充分地冷却和润滑。
[0126]
更具体地参照图5b，第一旁路阀210和第二旁路阀220中的每一个常规地运行。在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以上。涡轮机1例如处于巡航速度。由泵送组件112供应的压力足以供应主支路120。第一旁路阀210处于第二打开位置，并且通过第二润滑剂出口215仅向主支路120供应润滑剂。第二旁路阀220的入口221未被供应润滑剂。润滑剂在主支路120的热交换器121、122、124中被冷却。优先支路150和次级支路160各自由主支路120供应润滑剂。
[0127]
在次级支路160中流通的润滑剂通过第四热交换器168冷却。轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170的腔室被供应润滑剂。
[0128]
在主支路120的出口处的润滑剂在减速齿轮152的润滑腔室的方向上供应优先支路150。不管次级支路160中的压力降以及次级支路160中的润滑剂的流量如何，减速齿轮152被充分地冷却和润滑。
[0129]
更具体地参照图5c，第一旁路阀210出现故障并且被锁定在其第一稳定打开位置。在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以上。涡轮机1例如处于巡航速度。由泵送组件112供应的压力足以供应主支路120。第一旁路阀210的故障将易于导致次级支路160缺乏润滑，特别是导致轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170缺乏润滑。由此可能导致涡轮机的滚动轴承和/或附件驱动箱170的滚动轴承的损坏。
[0130]
第一旁路阀210处于第一打开位置，并且向第二旁路阀220的入口221供应润滑剂。第二旁路阀220正常运行并处于其第二稳定打开位置。第二旁路阀220的入口221流体连接到第二旁路阀220的第二出口225和主支路120。优先支路150和次级支路160各自由主支路120供应润滑剂。
[0131]
更具体地参照图5d，第二旁路阀220出现故障并且被锁定在其第一稳定打开位置。在第一旁路阀210的入口211处的润滑剂的压力在阈值以上。涡轮机1例如处于巡航速度。由泵送组件112供应的压力足以供应主支路120。第二旁路阀220的故障可能导致次级支路160缺乏润滑，特别是导致轴承润滑腔室162、164、166中的每一个以及附件驱动箱170缺乏润滑。由此可能导致涡轮机的滚动轴承和/或附件驱动箱170的滚动轴承的损坏。
[0132]
第一旁路阀210处于第二打开位置，并且通过第二润滑剂出口215仅向主支路120供应润滑剂。第二旁路阀220的入口221未被供应润滑剂。因此，第二旁路阀220异常地不能引导润滑剂穿过旁路支路140。润滑剂在主支路120的热交换器121、122、124中被冷却。优先支路150和次级支路160各自由主支路120供应润滑剂。
[0133]
通过根据本发明的润滑系统100，当润滑剂的流量和润滑剂压力太低而不能向整个润滑系统100供应润滑剂时，减速齿轮152通过旁路支路140相对于热交换器121、122、124以及轴承润滑腔室162、164、166以优先的方式被供应润滑剂。
[0134]
当涡轮机以低速度运行时，减速齿轮152由旁路支路140供应润滑剂。特别地，当润滑剂的流量和压力足以供应整个润滑系统100时，特别是当涡轮机1以高速度运行时，减速齿轮由主支路120供应润滑剂。
[0135]
当然，本领域技术人员可以对刚描述的本发明进行各种修改，而不背离本发明所描述的范围。
[0136]
在变型中，涡轮机1是具有一对无整流反向旋转螺旋桨的涡轮机。这种涡轮机1也被称为“开式转子(open rotor)”。在这种情况下，减速齿轮152例如被构造成通过将螺旋桨特别地连接到涡轮机的低压主体来使螺旋桨旋转。
[0137]
在另一变型中，涡轮机1是涡轮螺旋桨发动机，该涡轮螺旋桨发动机在涡轮机的入口处包括螺旋桨。
[0138]
润滑系统的液压阻力器中的每一个液压阻力器的结构可以改变。例如，这些液压阻力器中的每一个液压阻力器可以包括热交换器、过滤器、截止阀和/或流量计。
[0139]
旁路装置200的结构可以改变，特别地只要旁路装置200使得润滑剂能够至少在涡轮机1的一些运行速度下在主支路120中流通。
[0140]
在变型中，旁路装置200被机械地控制、电气地控制和/或气动地控制。旁路装置200可以例如由涡轮机的数字调节系统电气地控制。这种数字调节系统也被称为“fadec”。
[0141]
在第三实施例的变型中，旁路装置200可以包括流体并联地布置的第一旁路阀210和第二旁路阀220。然而，由于根据第三实施例的润滑系统的旁路装置的布置有利于在来自第一旁路阀210和第二旁路阀220中的阀出现故障的情况下更好地分配润滑剂，因此根据第三实施例的润滑系统100的旁路装置200的布置仍然比这种变型实施例更优选。
[0142]
第一旁路阀210的结构和/或第二旁路阀220的结构可以改变。
[0143]
在变型中，用于作用在至少一个旁路阀210、220上的弹性装置204包括拉伸弹簧，该拉伸弹簧位于第二腔室209中并朝向该阀的第一打开位置推动闭塞器202。
[0144]
在变型中，至少第一旁路阀210包括在第一稳定打开位置与第二稳定打开位置之间的至少一个稳定打开位置，其中，第一旁路阀210的闭塞器202部分地供应主支路120并且部分地供应旁路支路140。第一旁路阀210可以包括在第一稳定打开位置与第二稳定打开位置之间的多个稳定打开位置，例如连续的稳定打开位置或一系列不连续的稳定打开位置。
[0145]
更通常地，第一旁路阀210和/或第二旁路阀220可以是除了三通双位置液压方向控制阀之外的方向控制阀的类型。
[0146]
在又一变型中，第一旁路阀210的加压入口215可以出现在第一旁路阀210的第一腔室207中，和/或第二旁路阀220的加压入口215可以出现在第二旁路阀220的第一腔室207中。
[0147]
在变型中，第一旁路阀210的闭塞器202包括瓣阀和/或第二旁路阀220的闭塞器202包括瓣阀。
[0148]
第二旁路阀220的结构例如不同于第一旁路阀210的结构。
[0149]
在第二实施例的变型中，除了第一旁路阀210之外，旁路装置200包括第二旁路阀
220，并且旁路装置200的结构与根据第三实施例的润滑系统的旁路装置的结构相似(如果不是相同的话)。
[0150]
主支路120和旁路支路140各自具有可变的结构。优先支路150和次级支路160各自具有可变的结构。特别地，润滑系统100中的液压阻力器的布置、数量以及性质可以改变。
[0151]
支路的热交换器121、122、124的数量可以改变。主支路120可以包括至少一个过滤器。
[0152]
旁路支路140可以包括至少一个热交换器。
[0153]
优先支路150在减速齿轮152的上游处可以没有截止阀132，或者特别地当截止阀132也用作止回装置时优先支路没有止回阀130。
[0154]
在第二实施例的变型中，润滑系统100可以包括位于主支路120的出口与优先支路150的入口之间的单个止回阀130。
[0155]
在第二实施例的变型中，优先支路150可以包括润滑剂分配器(通常为液压方向控制阀)，润滑剂分配器用于在减速齿轮152与附件驱动箱170之间分配润滑剂流。
[0156]
次级支路160的润滑腔室162、164、166的数量可以改变。
[0157]
根据变型实施例，润滑系统100包括用于对每个旁路阀的闭塞器202的位置进行监控的装置，该装置被配置为监控闭塞器202的位置。
[0158]
该监控装置例如被配置成例如通过第一压力传感器来确定主支路120中的润滑剂压力，以及例如通过第二压力传感器来确定旁路支路140中的润滑剂压力。监控装置可以通过比较主支路120中的润滑剂压力值和旁路支路140中的润滑剂压力值来监控闭塞器202的位置。

技术特征：
1.润滑系统(100)，所述润滑系统用于涡轮机(1)，所述涡轮机包括用于对所述涡轮机(1)的模块进行驱动的减速齿轮(152)，所述润滑系统包括：主支路(120)，所述主支路包括至少一个热交换器(121，122，124，125)，以及旁路支路(140)，所述旁路支路与所述主支路(120)并联地布置，所述旁路支路(140)的液压阻力比所述主支路(120)的液压阻力低，所述减速齿轮(152)，所述减速齿轮位于所述主支路(120)和所述旁路支路(140)的下游处，所述润滑系统(100)包括至少一个旁路装置(200)，所述旁路装置被构造成当润滑剂的压力值在阈值以下时向所述旁路支路(140)供应润滑剂。2.根据前一项权利要求所述的润滑系统(100)，其中，所述旁路装置(200)被构造成当所述润滑剂的压力值严格地大于所述阈值时向所述主支路(120)供应润滑剂，所述旁路装置(200)特别地通过所述润滑剂的压力被液压地控制和/或被机械地控制。3.根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，其中，所述旁路装置(200)包括：润滑剂入口(211)；第一润滑剂出口(213)，所述第一润滑剂出口流体连接到所述旁路支路(140)；第二出口(215)，所述第二出口流体连接到所述主支路(120)；闭塞器(202)，所述闭塞器被构造成至少部分地关闭所述第一出口(213)和/或所述第二出口(215)；以及用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置(204)，所述用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在所述闭塞器(202)上使得所述闭塞器关闭所述第二出口(215)，所述闭塞器(202)特别地被构造成当润滑剂压力在所述阈值以下时使得润滑剂能够流通到所述第一出口(213)。4.根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，其中，所述旁路装置(200)包括第一旁路阀(210)和/或第二旁路阀(220)，所述第一旁路阀(210)和/或所述第二旁路阀(220)特别包括滑动部，所述第一旁路阀(210)优选地是双稳定的，所述第一旁路阀(210)优选地包括第一稳定打开位置和第二稳定打开位置，在该第一稳定打开位置中，所述第一旁路阀(210)向所述旁路支路(140)供应润滑剂，在该第二稳定打开位置中，所述第一旁路阀(210)向所述主支路(120)供应润滑剂，所述第二旁路阀(220)优选地是双稳定的，所述第二旁路阀(220)优选地包括第一稳定打开位置和第二稳定打开位置，在该第一稳定打开位置中，所述第二旁路阀(220)向所述旁路阀(140)供应润滑剂，在该第二稳定打开位置中，所述第二旁路阀(220)被构造成向所述主支路(120)供应润滑剂。5.根据前一项权利要求所述的润滑系统(100)，其中，所述旁路装置(200)包括第一旁路阀(210)和第二旁路阀(220)，所述第二旁路阀串联地流体连接到所述第一旁路阀(210)，使得当所述润滑剂的压力值在所述阈值以下时，所述第一旁路阀(210)和所述第二旁路阀(220)向所述旁路支路(140)供应润滑剂，所述第一旁路阀(210)被构造成当所述润滑剂的压力值严格地高于所述阈值时直接地流体供应所述主支路(120)。6.根据引用权利要求3的前一项权利要求所述的润滑系统(100)，其中，所述第一旁路阀(210)包括：润滑剂入口(211)；第一润滑剂出口(213)；第二出口(215)，所述第二出口在
所述热交换器(121，122，124，125)的上游处流体连接到所述主支路(120)；闭塞器(202)，所述闭塞器被构造成关闭所述第一出口(213)或所述第二出口(215)；以及用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置(204)，所述用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在所述闭塞器(202)上使得所述闭塞器关闭所述第二出口(215)，所述第一旁路阀(210)的闭塞器(202)被构造成当润滑剂压力在所述压力阈值以下时使得润滑剂能够朝向所述第一出口(213)流通，所述第二旁路阀(220)包括：润滑剂入口(221)；第一润滑剂出口(223)，所述第一润滑剂出口流体连接到所述旁路支路(140)；第二出口(225)，所述第二出口在所述热交换器(121，122，124，125)的上游处流体连接到所述主支路(120)；闭塞器(202)，所述闭塞器被构造成关闭所述第一出口(223)或所述第二出口(225)；以及用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置(204)，所述用于弹性地作用在所述闭塞器上的装置被构造成弹性地作用在所述闭塞器(202)上使得所述闭塞器关闭所述第二出口(225)，所述第二旁路阀(220)的闭塞器(202)被构造成当润滑剂压力在所述压力阈值以下时使得润滑剂能够朝向所述第一出口(223)流通，所述第一旁路阀(210)的第一出口(213)流体连接到所述第二旁路阀(220)的润滑剂入口(221)。7.根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，所述润滑系统包括止回装置(130，131)，所述止回装置被构造成限制/防止润滑剂从所述减速齿轮(152)流通到所述主支路(120)，所述止回装置(130，131)特别包括止回阀。8.根据引用权利要求3的前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，所述润滑系统包括闭塞器位置监控装置，所述闭塞器位置监控装置被配置成监控所述旁路装置的闭塞器(202)的位置。9.根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，其中，所述主支路(120)包括所述热交换器(121，122，124，125)、过滤器、储存器、泵和/或阀，所述主支路(120)特别包括润滑剂分配器(169)。10.根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，其中，所述主支路(120)和/或所述旁路支路(140)被构造成向用于涡轮机(1)的附件驱动箱(170)供应润滑剂，所述用于涡轮机的附件驱动箱包括燃料泵、润滑剂泵、发电机和/或用于启动所述涡轮机(1)的启动器，所述启动器优选地包括齿轮系。11.涡轮机(1)，所述涡轮机包括根据前述权利要求中任一项所述的润滑系统(100)，其中，所述涡轮机模块(1)包括风扇(3)或螺旋桨、压缩机(4，6)以及涡轮(8，9)，所述减速齿轮(152)被构造成由所述涡轮(8，9)驱动，所述涡轮(8，9)是涡轮机(1)的低压涡轮(9)。

技术总结
本发明涉及一种润滑系统(100)，该润滑系统用于包括减速齿轮(152)的涡轮机。润滑系统(100)包括主支路(120)和旁路支路(140)，旁路支路与主支路(120)并联地布置。主支路(120)包括热交换器(121，122，124)。旁路支路(140)的液压阻力比主支路(120)的液压阻力低。减速齿轮(152)位于主支路(120)和旁路支路(140)的下游处。润滑系统(100)包括至少一个旁路装置(200)，旁路装置被构造成当润滑剂的压力值在阈值以下时向旁路支路(140)供应润滑剂。阈值以下时向旁路支路(140)供应润滑剂。阈值以下时向旁路支路(140)供应润滑剂。


技术研发人员：杰里米
受保护的技术使用者：赛峰飞机发动机公司
技术研发日：2021.10.12
技术公布日：2023/7/5