CN112081669A - 燃气涡轮发动机供油系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种供油系统及其操作方法，以在各种恶劣的操作条件下向燃气涡轮发动机提供油。供油系统包括主油箱和辅助油箱，主油箱和辅助油箱通过箱共享阀共享油，如果在主油箱中发生减压事件，则该箱共享阀可以关闭。供油系统还包括辅助供应导管和辅助油泵，用于在主油箱减压的情况下或处于辅助油箱内的油上升到油箱顶部并露出油泵供应的负重力条件下向燃气涡轮发动机提供油。

Description

燃气涡轮发动机供油系统

联邦研究声明

本发明是在美国陆军承包司令部-红石授予的第W58RGZ-16-C-0047号合同的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本主题大体涉及发动机润滑系统。更具体地，本主题涉及用于在各种操作条件下润滑燃气涡轮发动机的供油系统。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，在压缩机区段中一台或多台轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段导向至涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后被导向通过排气区段，例如，进入大气。

燃气涡轮发动机通常包括各种部件或子系统，该部件或子系统包括需要例如经由供油频繁或持续润滑的移动零件。例如，在特定构造中，涡轮区段通过沿着燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的一个或多个轴机械地联接至压缩机区段。另外，可以提供动力齿轮箱，以将风扇机械地联接至轴中的一个，例如，用于以比轴低的速度旋转风扇。

为了提供这种润滑，燃气涡轮发动机通常包括润滑系统，用于将润滑剂提供给燃气涡轮发动机的一个或多个部分，例如核心的压缩机区段和涡轮区段以及动力齿轮箱。然而，典型的润滑系统从单个箱提供油。值得注意的是，如果操作条件阻止油从单个箱供应到敏感的发动机部件，则可能会严重损坏零件甚至发生发动机故障。因此，例如，当将燃气涡轮发动机用于可能导致油箱穿孔或减压事件，或负重力条件相对普遍的军事应用中时，常规润滑系统通常是不足的。

因此，具有改进的供油系统的燃气涡轮发动机将是有用的。更具体地，即使在最苛刻的操作条件下也保持对燃气涡轮发动机的关键部分的供油的供油系统将是特别有益的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机供油系统。供油系统包括：主油箱，该主油箱用于接收油；辅助油箱；箱共享阀，该箱共享阀将主油箱和辅助油箱流体联接，该箱共享阀可移动到关闭位置，以阻止油从辅助油箱流向主油箱。辅助供应导管在辅助油箱和燃气涡轮发动机之间提供流体连通，并且辅助油泵流体联接到辅助供应导管，用于向燃气涡轮发动机提供辅助油流。

在本公开的另一个示例性实施例中，提供了一种使用供油系统向燃气涡轮发动机供油的方法。供油系统包括：主油箱和辅助油箱，该主油箱和辅助油箱通过箱共享导管流体联接；主供应导管，该主供应导管将主油箱和辅助油箱两者流体联接到燃气涡轮发动机；辅助供应导管，该辅助供应导管将辅助油箱流体联接到燃气涡轮发动机。该方法包括：通过主供应导管和辅助供应导管两者将油提供给燃气涡轮发动机；检测主油箱中的减压事件；响应于检测到减压事件，停止通过箱共享导管的共享油流；响应于检测到减压事件，将主油箱与主供应导管隔离；响应于检测到减压事件，操作辅助油泵以促使辅助油流通过辅助供应导管到燃气涡轮发动机。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在本说明书中阐述了针对本领域的普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图。

图1提供了根据本主题的各个示例性实施例的示例性燃气涡轮发动机的示意横截面视图。

图2提供了可以与图1的示例性燃气涡轮发动机一起使用的供油系统的示意图。

图3提供了处于正常操作模式的图2的示例性供油系统的示意图。

图4提供了当主油箱中发生减压事件时图2的示例性供油系统的示意图。

图5提供了当处于负重力操作模式时的图2的示例性供油系统的示意图。

图6提供了根据本主题的示例性实施例的向燃气涡轮发动机供油的方法。

在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或相似特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，在附图中示出了其一个或多个示例。通过解释本发明而不是限制本发明来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生进一步实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。

如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换地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，而“下游”是指流体向其流动的方向。另外，近似术语，例如“大约”，“基本上”或“约”是指在百分之十的误差范围内。

本公开的方面指向一种供油系统及其操作方法，以在各种苛刻的操作条件下向燃气涡轮发动机提供油。供油系统包括主油箱和辅助油箱，主油箱和辅助油箱通过箱共享阀共享油，如果在主油箱中发生减压事件，则该箱共享阀可以关闭。供油系统还包括辅助供应导管和辅助油泵，用于在主油箱减压的情况下或处于辅助油箱内的油上升到箱顶部的负重力条件下，向燃气涡轮发动机提供油。

图1提供了根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意横截面视图。更特别地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机是高旁路涡轮风扇喷气发动机10，在本文中被称为“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)和径向方向R。通常，涡轮风扇10包括风扇区段14和布置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

所示的示例性核心涡轮发动机16通常包括限定环形入口20的基本上管状外壳18。外壳18以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或线轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。在涡轮风扇发动机10的其他实施例中，可以提供附加的线轴，使得发动机10可以被描述为多线轴发动机。

对于所示实施例，风扇区段14包括可变螺距(pitch)风扇38，该可变螺距风扇38具有以间隔开的方式联接至盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40从盘42大致沿径向方向R向外延伸。借助于风扇叶片40可操作地联接到适当的致动构件44，每个风扇叶片40可相对于盘42绕着螺距轴线P旋转，该致动构件44被构造为共同地一致改变风扇叶片40的螺距。风扇叶片40，盘42和致动构件44可通过越过动力齿轮箱46的LP轴36绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱46包括用于将LP轴36的旋转速度降低到更有效的旋转风扇速度的多个齿轮。

仍参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转前机舱48覆盖，前机舱48在空气动力学上成形为促进通过多个风扇叶片40的气流。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50，其周向地围绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应当理解，机舱50可以构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于核心涡轮发动机16被支撑。此外，机舱50的下游区段54可以在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以便在它们之间限定旁路气流通道56。

在涡轮风扇发动机10的操作期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关入口60进入涡轮风扇发动机10。当一定量的空气58穿过风扇叶片40时，如箭头62所示的第一部分空气58被引导或导向到旁路气流通道56中，并且如箭头64所示的第二部分空气58被引导或导向到LP压缩机22中。第一部分空气62和第二部分空气64之间的比率通常被称为旁通比。然后，当第二部分空气64被导向通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26时，第二部分空气64的压力增加，在燃烧区段26中，第二部分空气64与燃料混合并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HP涡轮28中，经由联接到外壳18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴或线轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级，从燃烧气体66提取一部分热能和/或动能，因此使HP轴或线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。然后，燃烧气体66被导向通过LP涡轮30，在LP涡轮30中，经由联接到外壳18的LP涡轮定子轮叶72和联接到LP轴或线轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级，从燃烧气体66提取第二部分热能和动能，因此使LP轴或线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

燃烧气体66随后被导向通过核心涡轮发动机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在从涡轮风扇发动机10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导向通过旁路气流通道56，第一部分空气62的压力实质上增加，也提供了推进推力。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，用于将燃烧气体66导向通过核心涡轮发动机16。

然而，应当理解，图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机10仅是示例的，并且在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可以具有任何其他合适的构造，并且本主题可以适用于其他类型的涡轮机械。例如，在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可以替代地构造为例如直接驱动式涡轮风扇发动机，固定螺距式涡轮风扇发动机等。附加地或替代地，涡轮风扇发动机10可以被构造为涡轮螺旋桨发动机，涡轮喷气发动机，涡轮轴发动机，冲压发动机，辅助动力单元发动机等。附加地或替代地，仍然在其他实施例中，图1的涡轮风扇发动机10可以替代地被构造为例如用于航海用途的航改燃气涡轮发动机，或被构造为例如用于发电的工业燃气涡轮发动机。

现在参考图2，提供了根据本主题的示例性实施例的供油系统100的示意图。通常，供油系统100可以在操作期间用于给燃气涡轮发动机10润滑或注油，或者可以用于在相似或相关的操作条件下向任何其他合适的系统或机械供油。在这方面，尽管本文将供油系统100描述为用于向燃气涡轮发动机10提供油，但是应当理解，当仍在本主题的范围内的同时，供油系统100的方面可以用于注油或润滑其他系统。

如本文中所图示和描述的，供油系统100包括各种部件，导管，阀和储油箱，用于在各种操作条件下促进到燃气涡轮发动机10的油流。例如，图2示意性地示出了处于关闭或非操作位置的供油系统100的部件，图3示出了在正常操作模式下的供油系统100的操作，图4示出了在紧急或压力损失操作模式下的供油系统100的操作，图5示出了在负重力操作模式下的供油系统100的操作。但是，应当理解，根据替代实施例，供油系统100可以包括附加或替代的供应导管，阀和其他部件，用于促进附加的操作模式，用于提供附加的供应系统冗余或以其它方式改变向燃气涡轮发动机10供油的方式。

此外，尽管本文中将供油系统100描述为向燃气涡轮发动机10提供油102，但应理解，根据替代实施例，供油系统100可用于向出于任何其他目的的部件或机器的任何其他系统提供任何合适类型的流体。例如，供油系统100可以向任何合适的机器，装置或系统提供油脂，油，润滑流体，冷却剂，液压流体，气动流体或任何其他合适的工作流体。因此，应当理解，当仍在本主题的范围内的同时，可以对供油系统100进行变化和修改。

现在具体地参考图2，供油系统100包括主油箱104和辅助油箱106，它们各自通常限定用于接收润滑燃气涡轮发动机10的油102的贮存器。具体地，如图所示，主油箱104和辅助油箱106是在燃气涡轮发动机10中彼此间隔开的分离箱。以这种方式，如下文将更详细地描述的，如果主油箱104例如由于炮火而经历压力损失事件，则辅助油箱106可被防护以免受这种炮火的影响，并且可向燃气涡轮发动机10的全部或部分供油。

尽管主油箱104和辅助油箱106被示出为用于存储油102的分离油箱，但是应当理解，根据替代实施例，主油箱104和辅助油箱106可以替代地彼此相邻定位，并且可以在它们之间定位有合适的隔板或保护罩(未示出)。根据其他实施例，辅助油箱106可以是主油箱104内的子隔间或腔室。

如图所示，主油箱104和辅助油箱106可以通过箱共享导管110流体联接，该箱共享导管110在主油箱104和辅助油箱106之间延伸，并在主油箱104和辅助油箱106之间提供流体连通。根据所示的实施例，箱共享导管110从每个箱104、106的底部112延伸。然而，应当理解，根据替代实施例，箱共享导管110可以是任何其他可以将油102从辅助油箱106转移到主油箱104，或从主油箱104转移到辅助油箱106的流体管道或导管。

根据示例性实施例，供油系统100包括箱共享阀114，该箱共享阀114流体联接至箱共享导管110，用于调节从辅助油箱106到主油箱104的共享油流116。具体地，根据所示的实施例，箱共享阀114构造成用于主油箱104和辅助油箱106两者中的压力响应。通过经由脱气器(deaerator)(例如，下面描述的脱气器装置166)接收扫气/油混合物来对辅助油箱106增压。当主油箱104内的主箱压力基本上等于辅助油箱106内的辅助油箱压力时，箱共享阀114构造成处于打开位置，以允许共享油流116在箱104、106之间共享。但是，可能由于例如箱穿孔或其他减压而引起的主油箱104中的低压事件导致箱共享阀114移动到关闭位置，这阻止共享油流116流过箱共享导管110。

如图所示，箱共享阀114是弹簧加载提升阀，其在辅助油箱106侧具有相对大的面，而在主油箱104侧具有相对小的面。箱共享阀114包括将阀头保持在常开位置的弹簧。尽管本文中描述了示例性箱共享阀114，但是应当理解，根据替代实施例，箱共享阀114可以是任何其他合适类型的阀，例如电磁阀或另一种合适的压力控制阀，用于防止当主油箱104经历减压事件时，共享油流116从辅助油箱106离开并进入主油箱104。

如本文中所使用的，术语“减压事件”，“压力损失事件”等旨在指示供油系统100内的操作条件，其中主油箱104已经失去了其压力密封或以其他方式无法保持期望的油系统压力和流量。根据示例性实施例，这样的减压事件可以指示主油箱104已经被刺穿，并且需要隔离主油箱104以防止油102从供油系统100泄漏出的情况。

应当理解，根据替代实施例，当仍在本主题的范围内的同时，可以触发箱共享阀114的压力阈值可以变化。例如，箱共享阀114可以被修改以防止箱共享阀114不必要地关闭的情况。例如，根据示例性实施例，供油系统100通常可以在主油箱104和辅助油箱106中以35磅每平方英寸绝对压力(psia)操作。在一个示例性实施例中，危险压力损失事件可以被认为是在主油箱104内下降10psia或更大(例如，主油箱压力下降到25psia以下)。在这样的实施例中，箱共享阀114可以构造成用于在压力差超过10psia时关闭。替代地，箱共享阀114可以被构造为当主油箱104和辅助油箱106之间的压力差大于0.5psia，大于3psia，大于8psia，大于20psia等时关闭。当仍在本主题的范围内的同时可以使用其他阈值。

仍然参考图2，供油系统100可以包括主供应导管120，该主供应导管120流体地联接到燃气涡轮发动机10，以向燃气涡轮发动机10提供主油流(本文由附图标记122表示)。另外，供油系统100可包括供应共享阀124，该供应共享阀124流体地联接到主供应导管120并且可在打开位置和关闭位置之间移动。当供应共享阀124处于打开位置时，主油流122可以从主油箱104和辅助油箱106两者提供给燃气涡轮发动机10。当供应共享阀124处于关闭位置时，主供应导管120与主油箱104隔离。

如本文所使用的，术语“隔离”等意指当流体供应源下游的流体导管或另一流体系统被流体隔离并且不再与该流体供应源流体连通时的情况。因此，例如，当供应共享阀124关闭以隔离主油箱104时，主供应导管120仅从辅助油箱106接收主油流122。例如在图4中示出了这种操作条件，并且将在下面更详细地描述。根据示例性实施例，箱共享阀114和供应共享阀124构造成用于当在主油箱104内发生减压事件时朝向关闭位置移动，从而隔离主油箱104并阻止油102的损失。如下所述，隔离主油箱104可以帮助节省油102，以用于润滑燃气涡轮发动机102的关键部分。

根据示例性实施例，供应共享阀124包括流体联接至主油箱104的第一入口126和流体联接至辅助油箱106的第二入口128。供应共享阀124在很多方面可以与箱共享阀114相似，使得关闭箱共享阀阻止来自主油箱104的油流102通过供应共享阀124。然而，供应共享阀124还包括出口130，该出口130可将油流102从辅助油箱106提供到主供应导管120，而与供应共享阀124的位置无关。类似于箱共享阀114，应当理解，当仍在本主题的范围内的同时，供应共享阀124的类型，位置和操作可以变化。

仍参考图2，供油系统100可以包括主供应泵132，该主供应泵132流体联接至主供应导管120，以促使主油流122通过主供应导管120到燃气涡轮发动机10。通常，主供应泵132(例如，以及本文中描述的其他泵)可以是用于促进供应导管内的流体的任何合适类型或构造的流体泵。例如，主供应泵132可以是用于利用供油系统100使油102循环的旋转泵，正排量泵，往复泵或任何其他合适的流体泵。

供油系统100还包括辅助供应导管140，该辅助供应导管140在辅助油箱106和燃气涡轮发动机10之间延伸，并将辅助油箱106流体联接到燃气涡轮发动机10。另外，辅助油泵142可以流体联接至辅助供应导管140，以向燃气涡轮发动机10提供辅助油流(例如，在本文中由附图标记144指示)。根据示例性实施例，除了辅助油泵142被安装到辅助供应导管140，辅助油泵142在一些或全部方面可以与主供应泵132相似。

值得注意的是，如下面根据示例性实施例更详细地描述的，辅助供应导管140被构造为将油102提供给燃气涡轮发动机10的关键部分150。在这点上，例如，供油系统100被构造成用于确保在各种恶劣的操作条件期间维持辅助油流144，而不管主油流122是否在流动或者主油箱104是否被隔离。具体地，辅助供应导管140和辅助供应泵142旨在充当燃气涡轮发动机10的关键部分150的冗余和连续供油。

如本文中所使用的，术语“关键部分”旨在表示燃气涡轮发动机内的区域，该区域必须维持基本恒定的油供应，以便减少快速且严重的部件退化或故障的机会。在这方面，燃气涡轮发动机10内经受严重的高应力负载的机械部件可以被认为是关键部分150的一部分，并且可以具有在这些部件内精确地定向的喷嘴或供油装置。相比之下，燃气涡轮发动机10的不在关键部分150内的部分可以被称为“非关键部分”。燃气涡轮发动机10的这些非关键部分可以能够操作更长的时间(例如，相对于关键部分150)而不发生故障。应当理解，根据本主题的各个实施例，主供应导管120和辅助供应导管140可以以任何合适的方式布设，以根据给定的应用将油102分配到燃气涡轮发动机10内的任何合适的部件或区域。

使用辅助油箱106来供应燃气涡轮发动机10的关键部分150的一种示例性操作条件是处于负重力情况。如本文中所使用的，术语“负重力”通常旨在表示燃气涡轮发动机10自由下落或倒置使得油102倾向于朝辅助油箱106的顶部152迁移的情况。例如，如果将燃气涡轮发动机10安装于在重力的作用下突然损失并且升力下降的军用直升机上，那么油102将倾向于收集在辅助油箱106的顶部152处。

值得注意的是，主油箱104和辅助油箱106中与主供应导管120联接的供应端口位于箱104、106的底部112，使得主供应泵132可能在负重力条件下仅吸入空气。如果从辅助油箱106到辅助供应导管140的供应端口也靠近底部112，则辅助供应泵142将仅吸入空气，并且燃气涡轮发动机10的关键部分150可能会失效。因此，根据所示的实施例，辅助供应箱106和辅助供应导管140被构造用于即使在负重力条件下也确保适当的辅助油流144。

具体地，辅助油箱106可以限定竖直中点154，该竖直中点154沿着竖直方向V位于辅助油箱106的底部112和顶部152之间的中间。根据所示的实施例，辅助供应导管140在竖直中点154附近流体联接至辅助油箱106。另外，辅助油箱106可以填充有油102，使得竖直中点154始终被油102覆盖。就这一点而言，例如，辅助油箱106可限定辅助存储量，当供油系统100适当地装有或填充有油102时该辅助存储量保持大于50％填充。根据替代实施例，可以使用任何其他合适的填充百分比，只要辅助供应导管140始终与油102流体接触。

仍参考图2，供油系统100还可包括再循环导管160，该再循环导管160流体联接至燃气涡轮发动机10，并且构造成用于再循环用过的油(在本文中称为扫气/油混合物或简称为清扫混合物162)回到辅助油箱106中。具体地，如图所示，供油系统100可以进一步包括清扫油泵164，该清扫油泵164流体联接至再循环导管160，以(例如，通过关键部分150)从燃气涡轮发动机10抽吸清扫混合物162，并将清扫混合物162传递回辅助油箱106中。尽管为了简洁起见在本文中未示出，但是应当理解，各种油过滤器系统，处理装置和其他部件可以位于再循环导管160上或流体联接至再循环导管160，以在将清扫混合物162提供回辅助油箱106之前处理或过滤清扫混合物162。

此外，如图所示，供油系统100可以包括脱气器装置166，该脱气器装置166可操作地联接至再循环导管160，以从清扫混合物162中去除空气(例如，本文由附图标记168指示)。脱气器装置166可将清扫混合物162传递回辅助油箱106，同时提取的空气可传递至燃气涡轮发动机10或飞行器的附件系统170(例如，附件齿轮箱)以供二次使用。根据所示的实施例，供油系统100还包括用于调节空气流168的箱增压阀172，如下所述。

具体地，箱增压阀172与主油箱104和辅助油箱106两者流体连通。箱增压阀172通常是适合于调节供油系统100内的空气流168的任何阀，使得维持供油系统100内的压力并且使清扫混合物162适当地脱气。根据图4所示的示例性实施例，箱增压阀172构造成当在主油箱104内发生减压事件时通过主油箱104排出增压空气流168。相比之下，在图2所示的关闭位置，箱增压阀172关闭以防止从附件系统170回流。

通常，箱增压阀172可以是用于调节供油系统100中的空气流168的任何合适的阀或阀系统。例如，根据所示的实施例，箱增压阀172是位于双腔室阀壳体内的双提升阀。以这种方式，当在主油箱104内发生减压事件时，箱增压阀172可以阻止从附件系统170回流，该附件系统170在减压事件中通常处于比环境或主油箱104内的压力更高的压力。

现在将参照图3至图5具体描述供油系统100的各种操作方案。在这些图中的每一个中，带箭头的实线是指油流，带箭头的虚线是指空气流。没有油流线的导管是指静态的或在所示的特定操作模式下无法操作，例如由于供油系统100中的关闭的控制阀或其他流量调节。

首先参考图3，将描述供油系统100的正常操作模式。具体地，如图3所示，供油系统100被适当地增压，主油箱104内没有穿孔，并且燃气涡轮发动机10不是处于负重力条件。在该状态下，箱共享阀114和供应共享阀124均处于打开位置。以这种方式，可以在主油箱104和辅助油箱106之间共享油，例如由共享油流116所示。另外，主供应泵132从主油箱104和辅助油箱106两者中抽吸主油流122，并通过主供应导管120将主油流122供应到燃气涡轮发动机(例如，或供应到其关键部分)。另外，辅助供应泵142向燃气涡轮发动机10的关键部分150提供辅助油流144。清扫油泵164通过辅助油箱106不断地将清扫混合物162从燃气涡轮发动机10再循环回到供油系统100中。以这种方式，油102可以在整个供油系统100中循环并到达燃气涡轮发动机10的所有部分，以促进正常操作。

现在参考图4，将描述紧急或主箱减压条件。具体地，如图所示，主油箱104可以包括例如来自火炮壳或其他减压源的穿孔180。当发生这种情况时，箱共享阀114和供应共享阀124两者朝关闭位置移动，以隔离主油箱104。值得注意的是，在这种条件下，主供应泵132仍将一部分主油流122供应给燃气涡轮发动机10，但仅从辅助油箱106供应。同时，辅助供应泵142可以将辅助油流144供应到燃气涡轮发动机10的关键部分150。另外，箱增压阀172可构造成用于将来自脱气器装置166的空气通过主油箱104排回。以这种方式，箱增压阀172可以隔离可能处于更高压力的附件系统170。根据示例性实施例，这可以允许飞行器操作足够长的时间以安全地降落，或者允许飞行器在继续飞行之前修补或修理主油箱104。

现在参考图5，将描述供油系统100的负重力条件。如图所示，当供油系统100在负重力情形下操作时，油102朝向主油箱104和辅助油箱106中的每个的顶部152收集。值得注意的是，从主油箱104延伸到供应共享阀124的第一入口126的供应管线和从辅助油箱106延伸到供应共享阀124的第二入口128的供应管线将在各个箱104、106的底部112处暴露于空气。因此，当这种情况发生时，仅向燃气涡轮发动机10的非关键部分供应空气。然而，仍然期望确保向燃气涡轮发动机10的关键部分150供应油102。因此，由于辅助供应导管140的位置和构造，即使在负重力操作条件下，辅助供应泵142仍可将辅助油流144提供给关键部分150。根据示例性实施例，这可以允许飞行器操作足够长的时间以从某些操纵中恢复，使得主油箱104可以开始正常地供油。

现在已经根据本主题的示例性实施例描述了燃气涡轮发动机10和供油系统100的结构和构造，将根据本主题的示例性实施例描述用于向燃气涡轮发动机供油的示例性方法200。方法200可以用于使用供油系统100向燃气涡轮发动机10供油，或者可以用于使用任何其他合适的供应系统向任何其他机器提供润滑剂。此外，应当理解，本文仅讨论示例性方法200以描述本主题的示例性方面，而不是旨在限制。

现在参考图6，方法200包括在步骤210处通过主供应导管和辅助供应导管两者将油提供给燃气涡轮发动机。就这一点而言，从上面继续该示例，可以通过供应共享阀124从主油箱104和辅助油箱106以及通过辅助供应导管140从辅助油箱106供给主油流122。该操作条件在本文中可以被称为正常操作条件。

步骤220包括检测主油箱中的减压事件。例如，减压事件可以如上所述来限定，并且可以在主箱压力下降到辅助箱压力以下大于预定压力或阈值时发生。当检测到减压事件时，供油系统100可以在紧急模式或减压模式下操作。就这一点而言，步骤230可以包括响应于检测到减压事件而停止通过箱共享导管的共享油流116。从上面继续该示例，可以通过关闭箱共享阀114来停止共享油流116。

步骤240包括响应于检测到减压事件而将主油箱与主供应导管隔离。就这一点而言，例如，可以关闭供应共享阀124，以阻止来自主油箱104的油102进入主供应导管120。步骤250可包括响应于检测到减压事件而操作辅助油泵，以促使辅助油流通过辅助供应导管到燃气涡轮发动机。以这种方式，在减压事件期间，辅助供应泵142可用于支持燃气涡轮发动机10或更具体地其关键部分150的操作。步骤260包括将清扫油从燃气涡轮发动机再循环到辅助油箱，例如，使得供油系统100可以继续使油循环通过燃气涡轮发动机10。

图6描绘了示例性控制方法，该方法具有以用于说明和讨论目的的特定顺序执行的步骤。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式对本文讨论的任何方法的步骤进行调整，重新布置，扩展，省略或修改。此外，尽管以供油系统100为示例说明了本方法的方面，但是应当理解，这些方法可以应用于任何其他合适的润滑系统以润滑任何其他合适的机器。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种用于燃气涡轮发动机的供油系统，所述供油系统包括：主油箱，所述主油箱用于接收油；辅助油箱；箱共享阀，所述箱共享阀将所述主油箱和所述辅助油箱流体联接，所述箱共享阀能够移动到关闭位置，以阻止所述油从所述辅助油箱流向所述主油箱；辅助供应导管，所述辅助供应导管在所述辅助油箱和所述燃气涡轮发动机之间提供流体连通；和辅助油泵，所述辅助油泵流体联接到所述辅助供应导管，用于向所述燃气涡轮发动机提供辅助油流。

2.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述箱共享阀是压力控制阀，所述压力控制阀在所述主油箱中发生减压事件时移动到所述关闭位置。

3.根据任何前述条项的供油系统，其中，当所述主油箱中的主箱压力下降到所述辅助油箱中的辅助箱压力以下时，发生所述减压事件。

4.根据任何前述条项的供油系统，进一步包括：主供应导管，所述主供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机；和供应共享阀，所述供应共享阀流体联接到所述主供应导管，所述供应共享阀能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置用于从所述主油箱和所述辅助油箱两者向所述主供应导管供应所述油，所述关闭位置用于将所述主供应导管与所述主油箱隔离。

5.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述供应共享阀包括：第一入口，所述第一入口流体联接到所述主油箱；第二入口，所述第二入口流体联接到所述辅助油箱；和出口，所述出口流体联接到所述主供应导管，其中所述供应共享阀能够移动到关闭位置，以阻止所述油从所述主油箱流到所述主供应导管。

6.根据任何前述条项的供油系统，进一步包括：主供应泵，所述主供应泵流体联接到所述主供应导管，用于促使流到所述燃气涡轮发动机的主油流。

7.根据任何前述条项的供油系统，其中，当在所述主油箱中发生减压事件时，所述供应共享阀和所述箱共享阀均移动到所述关闭位置。

8.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述辅助供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机的关键部分，并且其中，所述主供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机的非关键部分。

9.根据任何前述条项的供油系统，进一步包括：再循环导管，所述再循环导管流体联接到所述燃气涡轮发动机；和清扫油泵，所述清扫油泵流体联接到所述再循环导管，用于再循环来自所述燃气涡轮发动机的清扫油。

10.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述再循环导管流体联接到所述辅助油箱，用于将所述清扫油提供到所述辅助油箱中。

11.根据任何前述条项的供油系统，其中，脱气器装置可操作地联接到所述再循环导管，用于从所述清扫油中去除空气。

12.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述辅助油箱限定辅助存储量，当所述供油系统适当地填充有所述油时，所述辅助存储量保持大于50％填充。

13.根据任何前述条项的供油系统，其中，所述辅助供应导管在所述辅助油箱的竖直中点附近流体联接到所述辅助油箱。

14.根据任何前述条项的供油系统，进一步包括：箱增压阀，所述箱增压阀与所述主油箱和所述辅助油箱流体连通，其中，所述箱增压阀调节流到附件系统的空气流。

15.根据任何前述条项的供油系统，其中，当主箱压力下降到辅助箱压力以下时，所述箱增压阀通过所述主油箱从所述箱增压阀排出增压空气。

16.一种使用供油系统向燃气涡轮发动机供油的方法，所述供油系统包括主油箱、辅助油箱、主供应导管以及辅助供应导管，所述主油箱和所述辅助油箱通过箱共享导管流体联接，所述主供应导管将所述主油箱和所述辅助油箱两者流体联接到所述燃气涡轮发动机，所述辅助供应导管将所述辅助油箱流体联接到所述燃气涡轮发动机，所述方法包括：通过所述主供应导管和所述辅助供应导管两者将所述油提供给所述燃气涡轮发动机；检测所述主油箱中的减压事件；响应于检测到所述减压事件，停止通过所述箱共享导管的共享油流；响应于检测到所述减压事件，将所述主油箱与所述主供应导管隔离；和响应于检测到所述减压事件，操作辅助油泵以促使辅助油流通过所述辅助供应导管流到所述燃气涡轮发动机。

17.根据任何前述条项的方法，其中，当所述主油箱中的主箱压力下降到所述辅助油箱中的辅助箱压力以下大于预定压力阈值时，发生所述减压事件。

18.根据任何前述条项的方法，其中，停止通过所述箱共享导管的所述共享油流包括关闭箱共享阀以阻止所述共享油流通过所述箱共享导管。

19.根据任何前述条项的方法，其中，所述辅助供应导管在所述辅助油箱的竖直中点附近流体联接到所述辅助油箱。

20.根据任何前述条项的方法，进一步包括：将清扫油从所述燃气涡轮发动机再循环到所述辅助油箱。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的供油系统，其特征在于，所述供油系统包括：

主油箱，所述主油箱用于接收油；

辅助油箱；

箱共享阀，所述箱共享阀将所述主油箱和所述辅助油箱流体联接，所述箱共享阀能够移动到关闭位置，以阻止所述油从所述辅助油箱流向所述主油箱；

辅助供应导管，所述辅助供应导管在所述辅助油箱和所述燃气涡轮发动机之间提供流体连通；和

辅助油泵，所述辅助油泵流体联接到所述辅助供应导管，用于向所述燃气涡轮发动机提供辅助油流。

2.根据权利要求1所述的供油系统，其特征在于，其中，所述箱共享阀是压力控制阀，所述压力控制阀在所述主油箱中发生减压事件时移动到所述关闭位置。

3.根据权利要求2所述的供油系统，其特征在于，其中，当所述主油箱中的主箱压力下降到所述辅助油箱中的辅助箱压力以下时，发生所述减压事件。

4.根据权利要求1所述的供油系统，其特征在于，进一步包括：

主供应导管，所述主供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机；和

供应共享阀，所述供应共享阀流体联接到所述主供应导管，所述供应共享阀能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述打开位置用于从所述主油箱和所述辅助油箱两者向所述主供应导管供应所述油，所述关闭位置用于将所述主供应导管与所述主油箱隔离。

5.根据权利要求4所述的供油系统，其特征在于，其中，所述供应共享阀包括：

第一入口，所述第一入口流体联接到所述主油箱；

第二入口，所述第二入口流体联接到所述辅助油箱；和

出口，所述出口流体联接到所述主供应导管，其中所述供应共享阀能够移动到关闭位置，以阻止所述油从所述主油箱流到所述主供应导管。

6.根据权利要求4所述的供油系统，其特征在于，进一步包括：

主供应泵，所述主供应泵流体联接到所述主供应导管，用于促使流到所述燃气涡轮发动机的主油流。

7.根据权利要求4所述的供油系统，其特征在于，其中，当在所述主油箱中发生减压事件时，所述供应共享阀和所述箱共享阀均移动到所述关闭位置。

8.根据权利要求4所述的供油系统，其特征在于，其中，所述辅助供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机的关键部分，并且其中，所述主供应导管流体联接到所述燃气涡轮发动机的非关键部分。

9.根据权利要求1所述的供油系统，其特征在于，进一步包括：

再循环导管，所述再循环导管流体联接到所述燃气涡轮发动机；和

清扫油泵，所述清扫油泵流体联接到所述再循环导管，用于再循环来自所述燃气涡轮发动机的清扫油。

10.根据权利要求9所述的供油系统，其特征在于，其中，所述再循环导管流体联接到所述辅助油箱，用于将所述清扫油提供到所述辅助油箱中。

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