CN114127397A - 包括由两个斜齿轮驱动的润滑泵的飞行器涡轮机布置 - Google Patents

包括由两个斜齿轮驱动的润滑泵的飞行器涡轮机布置 Download PDF

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Abstract

一种泵(12)，该泵可以是由飞行器涡轮机的例如为鼓风机轴的旋转主体驱动的齿轮泵，该泵借助于传动装置始终沿相同的方向旋转，传动装置包括斜双齿轮(19)，斜双齿轮由在旋转主体侧的带齿的轮(20)形成并与两个小齿轮(21，22)啮合，两个小齿轮通过具有相同的驱动方向的自由轮(26，27)连接到泵驱动轴(23)，而小齿轮(21，22)具有相反的旋转方向。

Description

包括由两个斜齿轮驱动的润滑泵的飞行器涡轮机布置
技术领域
本发明的主题是一种航空涡轮发动机布置，该航空涡轮发动机布置包括由两个斜齿轮驱动的润滑泵。
背景技术
该泵用于将油注入到待润滑的设备中(例如，减速器)，待润滑的设备例如位于涡轮发动机的两个承载叶片的旋转主体之间。一个特别设想的应用(不是排他性的)是在具有上游风扇的涡轮发动机中的这种布置，其中，齿轮减速器将风扇轴连接到低压转子(low-pressure spool)的轴，并且泵是辅助润滑回路的由这些轴中的一个轴驱动的泵。
在机器运行时的所有情况下，在此所考虑的设备都必须进行润滑，以避免损坏，但某些特定情况可能会阻碍负责润滑的泵的正确运行。如果驱动泵的旋转主体沿着与正常方向相反的方向旋转，然后将油驱动到供油箱中，而齿轮减速器保持驱动，则可能会出现这种情况。这可能发生在发动机的旋转主体自由旋转(“像风车那样旋转”)的条件下，例如，在风的作用下在地面上，风扇可能沿着与正常方向相反的方向旋转。
本发明的主题是对这种布置的改进，这使得即使在驱动泵的旋转主体的旋转方向反转的情况下也能够保持设备的润滑。
更特别地，构成本发明的布置使得可以提出一种简单和紧凑的布置，特别是避免必须重复的泵或布置的其他组成部分，以使得无论旋转主体的旋转方向如何，布置都适合于供应设备。该布置还包括单个泵，单个泵由单个传动装置驱动，该泵仅具有吸收驱动方向的反转的机构，使得施加在泵上的运动始终沿着相同的方向。另一个优点是可以在涡轮发动机的通常非常小的自由空间中以很大自由度安装该布置。
发明内容
以一般的形式，因此，本发明涉及一种航空涡轮发动机的布置，布置包括主体、待润滑的设备和用于润滑该设备的回路以及驱动传动装置，主体围绕轴线旋转并且承载叶片，用于润滑该设备的回路包括泵，驱动传动装置将涡轮发动机的旋转主体连接到泵，其特征在于，传动装置包括第一旋转轴、两个小齿轮和带齿的轮，第一旋转轴连接到泵，两个小齿轮具有平行于第一轴的旋转轴线，并且通过滑动旋转方向相同的两个自由轮连接到第一轴，带齿的轮与小齿轮中的每个小齿轮啮合形成两个斜齿轮并且由第二旋转轴驱动，第二旋转轴通过传动装置连接到旋转主体。
因此，该布置的唯一重复部分是设置有自由轮的小齿轮，传动装置的所有其余部分在旋转主体的两个旋转方向上都有效。
第二旋转轴可以与旋转主体的轴线形成任意角度。该角度通常是直角或接近直角，但它也可以是任何角度，包括零度。
可以特别应用本发明的构造的特征在于，设备是旋转减速器，该减速器安置在涡轮发动机的风扇和低压转子之间，并且驱动泵的旋转主体是风扇主体。
根据本发明的某些可选和有利的特征：
-小齿轮都由第一轴承载，并且因此通过自由轮与第一轴同轴；
-设备为旋转减速器，并且润滑回路还包括供油箱和润滑管，润滑管从油箱开始延伸至直设备并且穿过泵；
-斜齿轮的角度都是直角；
-泵与滚动轴承相邻，该滚动轴承用作轴的支撑件，轴承载有齿，齿连接到驱动泵的齿轮；
-小齿轮呈圆锥形，并且带齿的轮也具有圆锥形的齿的组；
-旋转主体承载齿的组，齿的组通过单个齿轮连接到第二轴；
-布置包括包围小齿轮和所述带齿的轮的盖，盖设置有支撑第一轴的两个轴承和支撑第二轴的轴承。
本发明的另一个一般方面涉及由包括第二旋转轴的传动装置提供的布置的可能性，第二旋转轴驱动带齿的轮并且有利地延伸到属于旋转驱动主体的齿的组。该第二轴可以垂直于旋转主体的轴线，这使得可以沿着涡轮发动机的径向方向以任何距离偏移泵布置；第二轴也可以沿着旋转主体的轴线方向倾斜，这也使得可以在涡轮发动机中以任何轴向距离偏移该布置。
因此，可以将该布置尽可能地安装在靠近待润滑的设备的空余空间中。正如已经看到的，一个有利的可能性可以在于使该布置与滚动轴承相邻，滚动轴承本身与设备相邻；另一个有利的可能性在于使该布置与油箱相邻，以减少或消除泵的空运转；甚至可以使泵在油箱的内部。
本发明的另一方面是包括根据上述设备的涡轮发动机。
附图说明
现在将通过以下附图更详细地描述本发明的不同方面、特征和优点，附图示出了本发明的优选实施例，附图仅以说明性目的给出：
图1是涡轮发动机的总体视图，示出了本发明的可能位置；
图2总体上示出了本发明的实施例；
图3是布置的端部和泵的端部的详细视图；
图4是穿过所述部分的横截面；
图5是本发明的第二实施例；
图6是本发明的第三实施例；
图7是本发明的第四实施例。
具体实施方式
参照图1。
涡轮发动机在环形机舱1中包括也是环形的定子2和转子3，转子在定子2的中心凹部中旋转，转子3包括同心的低压转子4和高压转子5。转子3和构成转子3的所有旋转主体(包括风扇6)所围绕的轴线被标记为X-X。低压转子4通过在涡轮发动机和穿过涡轮发动机的气流的上游的风扇6延伸。涡轮发动机包括压缩机、燃烧腔室和涡轮，它们是风扇6下游的常规元件，不再赘述。所示的实施例包括主流道7和次级流道8，主流道围绕转子3延伸并且被定子2包围，次级流道围绕定子2并且被机舱1包围，风扇6在主流道7的前面和次级流道8的前面延伸；但是该构造对于实施本发明并不是必需的。
减速器9将低压转子4的旋转连接到风扇6的旋转，一旦减速器不再静止，就必须被永久润滑。因此存在润滑回路，如图2概括地示出，润滑回路包括供油箱10和源自油箱10的润滑管11，润滑管一直延伸到减速器9并且包括泵12，润滑管穿过泵，负责将油流通到减速器9。油箱10有利地安置在减速器9的下方(在涡轮发动机的正常方位处)，位于固定到定子17的涡轮发动机的壳体40中。该布置使得油能够通过重力从减速器9引导到油箱10，然后一旦风扇6不再处于静止状态，就通过根据本发明的装置返回到减速器9。从而确保持续润滑。泵12是齿轮泵。齿轮泵由外齿轮13通过齿14的组驱动，该齿的组依赖于风扇轴15，风扇轴由风扇6驱动并且连接到减速器9。优选地，外齿轮13是在风扇轴15和以下描述的第二轴28之间的唯一齿轮。低压转子4也连接到减速器9。泵12可以穿过定子2的圆柱形表面17与用于支撑风扇轴15的滚动轴承16相邻，但这不是必需的。
用于从齿14驱动泵12的传动装置18还包括双齿轮19，双齿轮将通过图3进行描述。
该双齿轮19包括带齿的轮20，带齿的轮通过两个相对的齿的组与两个小齿轮21和22啮合，两个小齿轮沿着被称为第一轴23的轴同轴，用于驱动泵12，并且更准确地，用于驱动引导小齿轮24，引导小齿轮位于泵12的壳体25的内部。小齿轮21和22是相同的，并且由第一轴23分别通过自由轮26和27支撑，自由轮的滑动旋转方向是相同的。带齿的轮20通过驱动带齿的轮的第二轴28连接到外齿轮13。第一轴23与第二轴28垂直，并且小齿轮21和22以及带齿的轮20具有圆锥形的齿的组并且形成直角齿轮29和30。齿轮29和30可以由具有其他形式的齿的组的其他直角齿轮代替。该组件由盖31支撑，并且通过轴承33和34支撑第一轴23，通过轴承35支撑第二轴28，盖在组件的中心空间32中容纳齿轮20和小齿轮21和22，这些轴承可以是例如具有抗磨涂层的滑动轴承。盖31和壳体25通过未示出的装置附接到涡轮发动机的定子。
由于自由轮26和27的滑动旋转方向相同，可以看出，当第二轴28和带齿的轮20沿一个方向旋转时，第一轴23通过齿轮29沿一个方向驱动，并且当第二轴28和带齿的轮20沿相反方向旋转时，第一轴通过另一齿轮30沿相同方向驱动。因此，在泵12的内部的引导小齿轮24和另一小齿轮36的运动方向总是相同的，并且油总是通过管11沿着相同的方向被驱动，管11出现在壳体25的内部，在由这两个小齿轮24和36形成的齿轮37的前面。因此可以看出，该装置非常简单和紧凑，并且该装置涉及非常少量的部件的重复，使得无论驱动泵12的旋转主体(在此是风扇轴15)的旋转方向如何，都可以确保油沿着正确方向流动的持久性。用于带齿的轮20和小齿轮21和22的圆锥形的齿的组的选择增加了装置的坚固性和紧凑性。
图5示出了本发明的另一可能的实施例。在先前的实施例中，第二轴28是沿涡轮发动机的径向方向延伸并且长度较短的轴，以便将主要包括泵12和双齿轮19的布置靠近滚动轴承16安置。这不一定是有利的，轴28可以由具有倾斜方向的轴38代替，并且因此该轴在轴线X-X的方向上具有倾斜度，这使得泵12也可以在轴向方向上偏移，直接可见的优点是，将油箱10连接到减速器9的润滑管将被缩短。在此所示的实施例中，一方面，泵12位于油箱10的中间半径处，并且另一方面，滚动轴承16和减速器9的轴向位置相对于前一实施例朝向涡轮发动机的后部偏移，接近油箱10的轴向位置。
另一个需要考虑的结构是图6中的结构，其中，第一实施例的短的第二轴28和第二实施例的中等长度的第二轴38被长的第二轴41所代替，以便将由泵12和双齿轮19组成的布置安置在与油箱10相邻的位置。轴41可以垂直于轴线X-X或者不垂直于轴线X-X。在此所示的变体实施例中，甚至可以将泵12安置在油箱的内部，可选地根据轮廓42修改油箱以能够容纳泵12。该布置使得可以减少或者甚至省略泵12的上游的润滑管11的部分，并且因此如果润滑管的该部分已经排空，则存在泵12冒着空运转的风险的时间段。
更一般地，因此可以调节将运动传递到双齿轮19的轴的长度和倾斜度，以便将双齿轮和泵12安置在最适当的位置。然后，通过利用泵12的运动来修改例如与风扇6相关的其他周围布置变得可能和有利。
现在将解释一些其他构造的可能性。首先，驱动泵12的第一轴23不一定由自由轮26和27中的一个或另一个直接驱动，自由轮26和27的轴线也不一定彼此对齐或与引导小齿轮24的轴线对齐：传动装置(例如，减速器)可以添加到迄今为止所描述的实施例中，以根据自由轮26和27中的一个或另一个的旋转速度来调节引导小齿轮24的旋转速度，或者给布置的组成部分提供更大的安置自由度。当然，与引导小齿轮24以及与自由轮26和27中的每一个共用的第一轴23的安置具有简单的优点。
现在将处理本发明的另一可能的变体实施例，根据该变体实施例，根据图7，直角的锥形齿轮29和30被其他锥形齿轮129和130替换，该其他锥形齿轮的α值和β值是不同的。相对于先前的实施例修改的组成部分在此具有相同的但增加了100的附图标记。α和β也是第二轴128的旋转轴线与小齿轮121和122的旋转轴线之间的夹角；在此，α>β并且α+β＝180°。在该结构中，小齿轮(现在为121和122)具有不同的直径和齿数，驱动小齿轮的带齿的轮120相对于第一轴23的倾斜度不变，第二轴128相应地倾斜，并且盖131可以根据结构中的这些其他差异来修改。装置的其余部分可以保持不变。该变体实施例的优点是能够根据第二轴128的速度、根据风扇轴15的旋转方向以不同的速度驱动引导小齿轮24，这对应于可能不同的情况或润滑要求。

Claims (12)

1.一种航空涡轮发动机，所述航空涡轮发动机包括主体、待润滑的设备(9)和用于润滑所述设备的回路(10，11，12)以及驱动传动装置，所述主体围绕轴线旋转并且承载叶片，用于润滑所述设备的所述回路包括泵(12)，所述驱动传动装置将所述涡轮发动机的旋转主体(15)连接到所述泵，其特征在于，所述传动装置包括第一旋转轴(23)、两个小齿轮(21，22)和带齿的轮(20)，所述第一旋转轴连接到所述泵，所述两个小齿轮具有平行于第一轴的旋转轴线，并且通过滑动旋转方向相同的两个自由轮(26，27)连接到第一轴，所述带齿的轮与所述小齿轮中的每个小齿轮啮合形成两个斜齿轮并且由第二旋转轴(28，38，41)驱动，所述第二旋转轴通过所述传动装置连接到所述旋转主体。
2.根据权利要求1所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述设备(9)是旋转式的减速器，并且所述旋转主体(15，6)是所述涡轮发动机的风扇主体(6)，所述减速器安置在所述涡轮发动机的所述风扇主体和低压转子(4)之间。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述润滑回路还包括供油箱(10)和润滑管(11)，所述润滑管从油箱(10)开始延伸直至所述设备(9)并且穿过所述泵(12)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述泵(12)与滚动轴承(16)相邻，所述滚动轴承用作所述旋转主体(15)的支撑件。
5.根据权利要求4所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述旋转主体(15)承载齿的组(14)，所述齿的组通过单个齿轮(13)连接到所述第二轴(28)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述涡轮发动机的布置包括盖(31)，所述盖包围所述小齿轮和所述带齿的轮，并且设置有支撑所述第一轴的两个轴承和支撑所述第二轴的轴承。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述小齿轮都由所述第一轴承载，并且借助于所述自由轮与所述第一轴同轴。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述斜齿轮均呈直角。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述第二轴(28)垂直于所述旋转主体(15)的所述轴线。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述第二轴(38)沿着所述旋转主体(15)的所述轴线方向倾斜。
11.根据权利要求3所述的涡轮发动机的布置，其特征在于，所述泵(12)与所述油箱(10，42)相邻或在所述油箱的内部。
12.一种涡轮发动机，其特征在于，所述涡轮发动机包括根据前述权利要求中任一项所述的布置。
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