CN116972153A - 被动辅助润滑系统 - Google Patents

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CN116972153A CN202310446631.5A CN202310446631A CN116972153A CN 116972153 A CN116972153 A CN 116972153A CN 202310446631 A CN202310446631 A CN 202310446631A CN 116972153 A CN116972153 A CN 116972153A
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Abstract

一种用于向发动机的齿轮箱组件供应润滑剂的被动辅助润滑系统。被动辅助润滑系统包括用于存储润滑剂的辅助罐。辅助罐是被动加压的。被动辅助润滑系统还包括与辅助罐和主润滑系统流体联接的辅助罐供给管线。润滑剂通过辅助罐供给管线从主润滑系统供应到辅助罐，并且润滑剂在辅助罐中被动加压。被动辅助润滑系统还包括与辅助罐和齿轮箱组件流体联接的辅助供应管线。辅助罐中的润滑剂通过辅助供应管线供应到齿轮箱组件。

Description

被动辅助润滑系统
技术领域
本公开涉及用于燃气涡轮发动机的齿轮箱组件的润滑系统，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮发动机的齿轮箱组件的被动辅助润滑系统。
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区段。另外，核心区段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。齿轮箱组件可以将扭矩和动力从核心区段(例如，压缩机区段和/或涡轮区段)传递至风扇。燃气涡轮发动机还可以包括用于向齿轮箱组件的一个或多个部件提供润滑剂的润滑系统。
附图说明
通过以下各种示例性实施例的描述，本公开的特征和优点将显而易见，如附图中所示，其中相似的附图标记通常表示相同、功能类似和/或结构类似的元件。
图1示出了根据本公开的方面的具有润滑系统的燃气涡轮发动机的一个实施例的示意横截面视图。
图2是根据本公开的方面的图1的润滑系统的示意图。
图3是根据本公开的方面的示例性齿轮箱组件和示例性被动辅助润滑系统的示意局部横截面侧视图。
图4是根据本公开的方面的另一个示例性齿轮箱组件和另一个被动辅助润滑系统的示意局部横截面侧视图。
图5A是根据本公开的方面的另一个示例性齿轮箱组件和另一个被动辅助润滑系统的示意局部横截面侧视图。
图5B是根据本公开的方面的用于图5A的被动辅助润滑系统并与齿轮箱组件隔离的润滑剂传送装置的放大局部横截面侧视图。
图6是根据本公开的方面的润滑图1的燃气涡轮发动机的齿轮箱组件的示例性方法的流程图。
具体实施方式
通过考虑以下详细描述、附图和权利要求，本公开的特征、优点和实施例被阐述或显而易见。此外，应当理解，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。
下面详细讨论各种实施例。虽然讨论了具体实施例，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。
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。
如本文在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”、“大致”和“基本上”的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，或用于构造部件和/或系统或制造部件和/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、值范围和/或限定值范围的端点的百分之一、百分之二、百分之四、百分之十、百分之十五或百分之二十的裕度内。
如本文所用，“被动加压”是利用势能(例如，机械能或气压)而不使用专用控制系统或泵对部件加压。
如本文所用，“被动辅助润滑”包括使用势能(例如，系统内的压差)而不使用专用控制系统或泵来供应润滑。
本公开提供了用于向发动机(例如燃气涡轮发动机)的齿轮箱组件提供润滑剂(例如，油)的被动辅助润滑系统。发动机包括用于向齿轮箱组件提供润滑剂的主润滑系统和被动辅助润滑系统。主润滑系统包括将润滑剂从主罐泵送到齿轮箱组件以润滑齿轮箱组件的部件(例如，齿轮、齿轮啮合部、轴颈轴承等)的泵。泵对来自主罐的润滑剂加压，使得加压润滑剂被提供给齿轮箱组件。在一些情况下，主润滑系统中的润滑剂的压力可能降低，使得主润滑系统不能向齿轮箱组件提供润滑剂。例如，异常事件可能导致泵无法操作。在这种情况下，被动辅助润滑系统被动地向齿轮箱组件提供润滑剂。被动辅助润滑系统包括辅助罐、罐再充注管线和辅助润滑剂排放管线。在一些示例中，辅助罐包括弹簧加载活塞以对辅助罐中的润滑剂被动加压。在一些示例中，辅助罐从发动机的压缩机接收引气以对润滑剂被动加压。在一些示例中，辅助罐还包括用于停止活塞的机械止动件，使得活塞不能移动超过机械止动件。
在操作中，润滑剂被从主润滑系统引导以填充辅助罐。例如，润滑剂被从主罐泵送并流入辅助罐。再充注管线中的止回阀打开，以允许润滑剂流入辅助罐，直到辅助罐达到预定压力。辅助罐经由内部弹簧加载活塞被动加压(例如，机械供能)。在一些示例中，辅助罐由来自压缩机的引气被动加压。当主润滑系统失去压力时，被动加压润滑剂被供应到齿轮箱组件。例如，活塞将润滑剂推出辅助罐并进入辅助润滑剂排放管线。当主润滑系统中的压力降低到低于预定阈值时，辅助润滑剂排放管线中的止回阀打开，以允许润滑剂从辅助罐流到齿轮箱组件。以此方式，辅助罐中的润滑剂绕过主润滑系统的泵。因此，被动辅助润滑系统向齿轮箱组件供应润滑剂而不使用泵。例如，弹簧加载活塞将润滑剂推出辅助罐并推向齿轮箱组件。在一些示例中，辅助润滑剂排放管线中的止回阀可包括由控制器控制的致动阀。
来自辅助罐的润滑剂被直接供应到齿轮箱组件的行星齿轮支撑销。然后将润滑剂导向到其他部件，例如轴颈轴承和齿轮啮合部。例如，润滑剂可以经由轴向延伸通过销并径向延伸到轴颈轴承和齿轮接口的端口被导向至轴颈轴承和齿轮接口。当行星架是旋转行星架(例如，齿圈旋转)时，该方面提供了一种方式来将润滑剂传送穿过静止部件(例如，辅助润滑剂排放管线)和旋转部件(例如，旋转的行星架)之间的轴向间隙或径向间隙。
现在参考附图，图1示出了燃气涡轮发动机(也称为发动机10)的示意横截面视图。如图1所示，发动机10被描绘为高旁通涡轮风扇发动机，其结合了根据本公开的方面的轴组件95的示例性实施例。尽管下文参考涡轮风扇发动机进一步描述，但本公开也适用于一般的风力涡轮和涡轮机械，包括涡轮风扇发动机、螺旋桨风扇发动机、涡轮喷气发动机和涡轮轴燃气涡轮发动机，包括船用和工业涡轮发动机和辅助动力单元。如图1所示，发动机10具有延伸通过其中以供参考的轴向中心线轴线，也称为轴线12。发动机10限定轴向方向A和径向方向R。发动机10沿轴向方向A包括前端98和后端99。
通常，发动机10包括发动机核心20和风扇14。发动机核心20通常以串行流动布置包括压缩机区段21、燃烧区段26和涡轮区段31。压缩机区段21限定一个或多个压缩机，例如高压压缩机(HPC)24和低压压缩机(LPC)22。涡轮区段31限定一个或多个涡轮，例如高压涡轮(HPT)28和低压涡轮(LPT)30。在各种实施例中，压缩机区段21还可以包括中压压缩机(IPC)。在还有的其他实施例中，涡轮区段31还可以包括中压涡轮(IPT)。在风力涡轮应用中，发动机核心20通常可以被限定为一个或多个发电机。
LPC 22、HPC 24、HPT 28和LPT 30各自包括一个或多个转子32。在一个实施例中，一个或多个转子32包括将压缩机区段21连接到涡轮区段31的发动机10的一个或多个轴35。在其他实施例中，一个或多个转子32通常限定在径向方向R上延伸的盘33和以周向相邻布置连接并在径向方向R上从盘33向外延伸的多个翼型件36。在各种实施例中，压缩机区段21的一个或多个压缩机通过一个或多个轴35联接到涡轮区段31的一个或多个涡轮并可与其一起旋转。
风扇14通常包括风扇转子15。风扇转子15包括多个风扇叶片42，多个风扇叶片42联接到风扇转子15并在径向方向R上从风扇转子15向外延伸。在图1所示的实施例中，风扇转子15在轴向方向A上从齿轮箱组件40朝向前端98延伸。齿轮箱组件40可包括减速齿轮箱。风扇14还包括联接到齿轮箱组件40、朝向后端99延伸并联接到发动机核心20的轴组件95。
在一个实施例中，齿轮箱组件40包括具有任何合适构造(例如行星构造或星形构造)的齿轮系组件50。例如，如所示实施例中所示，齿轮系组件50包括太阳齿轮52和多个行星齿轮54。在一些示例中，多个行星齿轮54各自固定，使得每个行星齿轮54相对于太阳齿轮52在固定轴线上旋转。齿圈56围绕多个行星齿轮54，并且通过多个行星齿轮54旋转并传递来自太阳齿轮52的动力和扭矩。在一些示例中，齿圈56联接到风扇转子15。在一些示例中，齿圈56是固定的并且行星架(图1中未示出)联接到风扇转子15，使得行星架通过多个行星齿轮54旋转并传递来自太阳齿轮52的动力和扭矩，如下文进一步详述。在一个实施例中，太阳齿轮52附接到轴组件95或与轴组件95成一体。在各种实施例中，齿轮箱组件40还可以包括附加行星齿轮，附加行星齿轮径向设置在多个行星齿轮54和太阳齿轮52之间，或多个行星齿轮54和齿圈56之间。润滑系统200为齿轮箱组件40的各个部件提供润滑，如下文进一步详述。
轴组件95联接到发动机核心20，以通过太阳齿轮52将扭矩和动力传递到齿轮箱组件40和风扇转子15。风扇转子15连接到周围的齿圈56，以从太阳齿轮52接收扭矩并传递扭矩来驱动风扇14。替代地，风扇转子15连接到行星齿轮54(例如，经由行星架)，以从太阳齿轮52接收扭矩并传递扭矩来驱动风扇14。当动力和扭矩从发动机核心20传递时，齿轮箱组件40以针对风扇14更合适地调整的输出速度向风扇转子15提供动力和扭矩。例如，齿轮箱组件40可以将风扇转子15相对于发动机核心20的速度降低大于一倍。
在发动机10的操作期间，如图1所示，一定量的空气(如箭头90所示)进入发动机10。当空气穿过风扇叶片42时，一部分空气(如箭头91所示)被引导到发动机核心20外侧以提供推进力。另外，另一部分空气(如箭头92所示)通过相关联的入口80引导到压缩机区段21中。空气(如箭头92所示)在朝向燃烧区段26流过压缩机区段21(例如流过LPC 22和HPC24)时被逐渐压缩。
现在压缩的空气(如箭头93所示)流入燃烧区段26，在燃烧区段26中引入燃料。燃料与至少一部分压缩空气混合，并且燃料-空气混合物被点燃以形成燃烧气体(如箭头94所示)。燃烧气体流入涡轮区段31，导致涡轮区段31的旋转构件旋转并支持压缩机区段21中的分别联接的旋转构件的操作和/或可以旋转风扇14。例如，HPC 24和HPT 28可旋转以驱动发动机10并在燃烧区段26生成燃烧气体以驱动LPT 30。在一些示例中，LPT 30连接到LPC 22。参考图1，联接轴82在第一端84处联接到LPC 22并且在第二端86处联接到齿轮箱组件40。在其他实施例中，联接轴82在第一端84处联接到HPC 24。在其他实施例中，联接轴82在第一端84处联接到涡轮区段31并且在第二端86处联接到齿轮箱组件40。在其他实施例中，联接轴82在第一端84处联接到HPT 28。齿轮箱组件40可以降低来自发动机核心20(例如，压缩机区段21或涡轮区段31)的转速，并向风扇14提供期望量的扭矩和期望量的转速。
图2是根据本公开的方面的图1的示例性润滑系统200的示意侧视图。润滑系统200包括主润滑系统202和被动辅助润滑系统220。主润滑系统202包括主罐204、泵206和主供应管线208。主罐204存储流体，诸如润滑剂(例如，油)。泵206对润滑剂加压并从主罐204泵送加压润滑剂。加压润滑剂通过主供应管线208供应到齿轮箱组件40(如箭头211所示)，以润滑齿轮箱组件40的各个部件，如下文进一步详述。
被动辅助润滑系统220包括辅助罐222、辅助罐供给管线224、辅助供应管线226、第一阀225和第二阀227。辅助罐222包括用于储存润滑剂的被动加压贮存器。例如，辅助罐222可包括活塞230。活塞230附接到弹簧232，使得活塞230被弹簧加载。以此方式，活塞230在辅助罐222内往复运动(例如，上下)，以对辅助罐222中的润滑剂加压并将辅助罐222中的润滑剂提供给齿轮箱组件40，如下文进一步详述。活塞230可以包括除弹簧之外的其他方式来实现活塞230的往复运动。
在一些示例中，辅助罐222还包括机械止动件234。辅助罐222中的机械止动件234防止活塞230移动超过机械止动件234。以此方式，机械止动件234防止弹簧232被过度压缩。机械止动件234可以根据需要放置在辅助罐222内的任何位置，以控制弹簧232的弹簧压缩量。
辅助罐供给管线224与主润滑系统202的主罐204流体联接，并且与辅助罐222流体联接。辅助供应管线226与辅助罐222和齿轮箱组件40流体联接，如下文进一步详述。
第一阀225设置在辅助罐供给管线224中。在一些示例中，第一阀225包括止回阀。例如，第一阀225包括允许流体(例如，润滑剂)仅在一个方向上流过第一阀225的单向止回阀。第一阀225包括开启压力(cracking pressure)，该开启压力是第一阀225的入口和第一阀225的出口之间的最小上游压差，第一阀225将在该压力下操作。例如，如果润滑剂在第一阀225上游侧的压力大于润滑剂在第一阀225下游侧的压力，则第一阀225允许润滑剂从主供应管线208通过辅助罐供给管线224流向辅助罐222。以此方式，第一阀225被认为是被动阀。第一阀225还可以包括由控制器(未示出)机械控制的致动阀，或者可以包括由辅助罐供给管线224中的压力反馈控制的阀。
第二阀227设置在辅助供应管线226中。在一些示例中，第二阀227包括止回阀。例如，第二阀227包括允许流体(例如，润滑剂)仅在一个方向上流过第二阀227的单向止回阀。第二阀227包括开启压力，开启压力是第二阀227的入口与第二阀227的出口之间的最小上游压差，第二阀227将在该最小上游压差下操作。例如，如果第二阀227的上游侧的润滑剂的压力大于第二阀227的下游侧的压力，则第二阀227允许润滑剂通过辅助供应管线226从辅助罐222流向齿轮箱组件40。以此方式，第二阀227被认为是被动阀。第二阀227还可以包括由控制器(未示出)机械控制的致动阀，或可以包括由辅助供应管线226中的压力反馈控制的阀。例如，控制器从一个或多个压力传感器接收信号，并确定主润滑系统202中的压力何时小于辅助罐222中的压力。在这种情况下，控制器打开第二阀227。
在操作中，辅助罐222在发动机10启动之前是空的(或基本上空的)。在这种情况下，活塞230位于或邻近辅助罐222的内部底侧。当发动机10启动时，泵206开始从主罐204泵送润滑剂并对润滑剂加压。加压润滑剂通过辅助罐供给管线224流向辅助罐222(如箭头213所示)。由于辅助罐222是空的(或基本上空的)，所以加压润滑剂通过第一阀225(例如，加压润滑剂包括比辅助罐222中的压力更大的压力)。然后加压润滑剂填充辅助罐222。以此方式，润滑剂从主润滑系统202供应到辅助罐222。当加压润滑剂流入辅助罐222时，加压润滑剂使活塞230往复运动。换言之，填充辅助罐222的加压润滑剂使活塞230在向上方向上移动。以此方式，弹簧232压缩并存储势能。当弹簧232已经完全压缩和/或当活塞230已经移动到机械止动件234时，辅助罐222充满加压润滑剂。在这种状态下，辅助罐222被认为是被充注的。因此，辅助罐222被机械预加载或机械加压(例如，在不使用泵的情况下加压)。存储在辅助罐222中的润滑剂也称为辅助润滑剂201。
当辅助罐222被充注时(例如，辅助罐222是满的)，第一阀225防止附加的加压润滑剂流到辅助罐222。例如，辅助罐222中的压力大于或等于第一阀225上游的加压润滑剂的压力。泵206然后连续地从主罐204泵送润滑剂并通过主供应管线208供应加压润滑剂，并且朝向齿轮箱组件40以润滑齿轮箱组件40的各个部件，如下文进一步详述。
在一些情况下，主润滑系统202可能会停止操作或者以其他方式可能不可用。例如，异常操作事件可能导致主润滑系统202失去压力(例如，由于泵206的故障、发动机10的停机或另一种原因)。在这种情况下，主润滑系统202无法向齿轮箱组件40提供加压润滑剂，或者主润滑系统202无法提供足够的润滑剂压力以向齿轮箱组件40(例如，向齿轮箱组件40的部件)提供润滑剂。因此，被动辅助润滑系统220将辅助润滑剂201从辅助罐222供应到齿轮箱组件40。例如，在这种异常操作事件期间，主供应管线208中的压力降低(例如，由于泵206停止)到低于预定压力阈值。然后第二阀227打开。例如，辅助罐222中的压力大于主润滑系统202的主供应管线208中的压力。因此，辅助润滑剂201从辅助罐222排出并流过辅助供应管线226、主供应管线208，并且流向齿轮箱组件40(如箭头215所示)以润滑齿轮箱组件40的各个部件，如下文进一步详述。以此方式，辅助润滑剂201从辅助罐222供应到齿轮箱组件40。弹簧232延伸或以其他方式解压缩，并且活塞230通过辅助供应管线226将辅助润滑剂201推出辅助罐222。辅助润滑剂201流出辅助罐222直到辅助罐222排空或基本排空。因此，辅助罐222不再被充注或预加载。
当异常操作事件结束时和/或当发动机10重新通电时，辅助罐222被动加压并被再充注，如上文详述。因此，被动辅助润滑系统220向齿轮箱组件40提供辅助润滑剂201而不使用附加的部件。例如，被动辅助润滑系统220在没有泵的情况下将辅助润滑剂201从辅助罐222供应到齿轮箱组件40。在一些示例中，被动辅助润滑系统220包括隔离阀等，用于切断来自辅助罐222的润滑剂供应。例如，当发动机10停机时，隔离阀可以切断来自辅助罐222的润滑剂供应，使得当发动机10不运行时润滑剂不会从辅助罐222流到齿轮箱组件40。
图3示出了另一个示例性齿轮箱组件340和被动辅助润滑系统320(在图3中示意性示出)的示意局部横截面侧视图。齿轮箱组件340可以在图1的发动机10中采用。也就是说，齿轮箱组件340将一个或多个轴35联接到风扇14(图1)。图3的被动辅助润滑系统320包括许多与图2所示的实施例相同或类似的部件和功能。这两个实施例中相同或类似的部件使用相同的附图标记，并且这里省略对这些部件和功能的详细描述。
齿轮箱组件340包括太阳齿轮352、多个行星齿轮354(在图3中只有一个可见)和齿圈356。为清楚起见，仅示出了齿轮的一部分。齿轮箱组件340是星型或旋转齿圈型齿轮箱组件(例如，齿圈356旋转并且行星架358固定和静止)。行星架358约束多个行星齿轮354，使得多个行星齿轮354不一起围绕太阳齿轮352旋转，同时使多个行星齿轮354中的每个行星齿轮能够绕其自身的轴线13旋转。齿圈356经由风扇转子15联接到风扇14(图1)，并且旋转以驱动风扇14(图1)绕轴线12旋转。多个行星齿轮354在齿圈356的径向内侧并与其相互啮合。多个行星齿轮354中的每个行星齿轮包括销350，相应的行星齿轮绕销350旋转。
齿轮箱组件340包括一个或多个通道，以将润滑剂从润滑系统200(图2)供应到齿轮箱组件340的各种齿轮和部件。一个或多个通道包括一个或多个第一通道361和一个或多个第二通道363。一个或多个第一通道361允许润滑剂在轴向方向上流动。例如，一个或多个第一通道361允许润滑剂流过销350。一个或多个第二通道363允许润滑剂在径向方向上流动。例如，一个或多个第二通道363允许润滑剂从一个或多个第一通道361流到各个齿轮(例如，太阳齿轮352、多个行星齿轮354中的一个或多个、和/或齿圈356)。
如图3所示，被动辅助润滑系统320与齿轮箱组件340流体连通。例如，辅助供应管线226流体联接到销350，用于通过销350将辅助润滑剂201从辅助罐222供应到齿轮箱组件340的齿轮(例如，通过一个或多个第一通道361和一个或多个第二通道363)，如下文进一步详述。
在图3的实施例中，被动辅助润滑系统320包括辅助罐322。辅助罐322替代地或附加地使用压缩机引气被再充注。例如，辅助罐322与压缩机引气管线370流体连通，压缩机引气管线370将辅助罐322与压缩机区段21(例如，与HPC 24和/或LPC 22)(图1)流体联接。以此方式，辅助罐322经由压缩机引气管线370接收压缩机引气(如箭头317所示)。压缩机引气进入辅助罐322并对辅助罐322加压。例如，压缩机引气填充辅助罐322的未以其他方式被辅助润滑剂201占据的剩余部分。因此，辅助罐322由压缩机引气被动加压。在一些示例中，压缩机引气管线370包括第三阀372和压力调节器374。第三阀372包括止回阀或致动阀，类似于第一阀225和第二阀227(图2)的止回阀或致动阀。压力调节器374以一定方式控制辅助罐322内的压力，从而维持期望压力或要求压力，或者直到辅助罐322内的压力达到期望压力或要求压力。例如，压力调节器374监测辅助罐322内的压力并打开和/或关闭第三阀372，以调节进入辅助罐322的压缩机引气量。第三阀372保持打开以允许压缩机引气流进入辅助罐322直到达到期望压力。第三阀372然后关闭以防止附加的压缩机引气流入辅助罐322。以此方式，辅助罐322由压缩机引气被动加压，以充注和/或再充注辅助罐322。
在操作中，在主润滑系统202(图2)不可用或不能向齿轮箱组件340提供润滑的异常操作事件期间，被动辅助润滑系统320将辅助润滑剂201供应到齿轮箱组件340，如上文详述。来自辅助罐322的辅助润滑剂201经由一个或多个第一通道361中的一个或多个和/或经由一个或多个第二通道363供给到齿轮中的一个或多个，例如供给到太阳齿轮352、多个行星齿轮354中的一个或多个、齿圈356或其任何组合。例如，辅助润滑剂201通过辅助供应管线226与一个或多个第一通道361之间的连接流入销350。以此方式，辅助供应管线226流体联接到一个或多个第一通道361。辅助润滑剂201然后通过一个或多个第二通道363流到各个齿轮以润滑齿轮(例如，太阳齿轮352、多个行星齿轮354中的一个或多个和/或齿圈356)。因此，被动辅助润滑系统320将辅助润滑剂从辅助罐322供应到齿轮箱组件340，以润滑齿轮箱组件340的各个齿轮(例如，各个齿轮的轴颈轴承、齿轮啮合部等)。
图4示出了另一个示例性齿轮箱组件440和另一个示例性被动辅助润滑系统420(在图4中示意性示出)的示意局部横截面侧视图。齿轮箱组件440可以在图1的发动机10中采用。也就是说，齿轮箱组件440将一个或多个轴35联接到风扇14(图1)。图4的被动辅助润滑系统420包括许多与图2和图3所示的实施例相同或类似的部件和功能。这些实施例中的相同或类似的部件使用相同的附图标记，并且这里省略对这些部件和功能的详细描述。
齿轮箱组件440包括太阳齿轮452、多个行星齿轮454(图4中只有一个可见)和齿圈456。为了清楚起见，仅示出了齿轮的一部分。齿轮箱组件440是固定齿圈型(例如，齿圈456是静止和固定的，而行星架458和多个行星齿轮454是旋转的)。行星架458约束多个行星齿轮454围绕太阳齿轮452同步旋转，同时使多个行星齿轮454中的每个行星齿轮能够绕其自身的轴线13旋转。行星架458经由风扇转子15联接到风扇14(图1)并且与多个行星齿轮454一起旋转，以便驱动风扇14(图1)绕轴线12旋转。齿圈456在多个行星齿轮454的径向外侧并且与其相互啮合，齿圈456经由连杆449连接到静止支撑结构(未示出)。在图4的示例中，齿圈456是静止的并且固定到连杆449。多个行星齿轮454中的每个行星齿轮包括销450，相应的行星齿轮绕销450旋转。
齿轮箱组件440包括一个或多个通道，以将润滑剂从润滑系统200(图2)供应到齿轮箱组件340的各个齿轮和部件。一个或多个通道包括一个或多个第一通道461和一个或多个第二通道463。一个或多个第一通道461允许润滑剂在轴向方向上流动。例如，一个或多个第一通道461允许润滑剂流过销450。一个或多个第二通道463允许润滑剂在径向方向上流动。例如，一个或多个第二通道463允许润滑剂从一个或多个第一通道461流向各个齿轮(例如，太阳齿轮452、多个行星齿轮454中的一个或多个、和/或齿圈456)。
如图4所示，被动辅助润滑系统420包括相同的辅助罐322，如上文详述。被动辅助润滑系统420与齿轮箱组件440流体连通。例如，辅助供应管线226流体联接到销450，用于通过销450将辅助润滑剂201从辅助罐222供应到齿轮箱组件440的齿轮(例如，通过一个或多个第一通道461和一个或多个第二通道463)，如下文进一步详述。
在图4的实施例中，被动辅助润滑系统420包括润滑剂传送装置490。润滑剂传送装置490促进辅助润滑剂201从辅助供应管线226传送到销450。例如，辅助供应管线226是静止的并且销450与行星架458一起旋转，如上文详述。以此方式，润滑剂传送装置490促进辅助润滑剂201从辅助供应管线226(静止的)传送到销450(旋转的)。
润滑剂传送装置490包括一个或多个密封件492(例如，迷宫齿密封件)和腔494。腔494是环形的并且流体联接到辅助供应管线226。一个或多个密封件492限定腔494的一部分并且与行星架458的一部分接合。例如，一个或多个密封件492在辅助供应管线226和行星架458之间轴向延伸。辅助润滑剂201通过辅助供应管线226流入腔494，并且利用辅助润滑剂201对腔494加压。例如，辅助润滑剂201大体上从辅助供应管线226轴向流入腔494。一个或多个密封件492防止辅助润滑剂201在径向方向上流出腔494。一个或多个第一通道461与相应的腔494径向对准。以此方式，当行星架458旋转时，辅助润滑剂201从腔494流向一个或多个第一通道461。因此，辅助润滑剂201从腔494供应到一个或多个第一通道461。
图5A示出了另一个齿轮箱组件540和另一个被动辅助润滑系统520(在图5A中示意性示出)的示意局部横截面侧视图。图5A仅示出被动辅助润滑系统520的一部分。被动辅助润滑系统520可以包括与图2和图3中所示的实施例相同或类似的部件和功能。
被动辅助润滑系统520包括润滑剂传送装置590。润滑剂传送装置590促进辅助润滑剂201从辅助供应管线526传送到齿轮箱组件540，如下文详述。润滑剂传送装置590包括静止歧管529和传送歧管596。静止歧管529通过柔性部件531连接到发动机10的静态结构。由于例如与发动机10相关联的振动，柔性部件531可以允许润滑剂传送装置590与齿轮箱组件540一起移动。辅助供应管线526流体联接到静止歧管529。在一些示例中，辅助供应管线526可以包括多个辅助供应管线526，并且多个辅助供应管线526中的每一个可以流体地联接到静止歧管529。在一些示例中，图5A中所示的辅助供应管线526的部分可以包括环形部件。
图5B是与齿轮箱组件540(图5A)隔离的润滑剂传送装置590的放大局部横截面侧视图。润滑剂传送装置590包括一个或多个密封件592(例如，迷宫齿密封件)和腔594。静止歧管529包括限定内部通道595的环形部件。
传送歧管596是环形的并且包括在大致轴向方向上延伸通过其中的一个或多个内部通道597。在一些示例中，一个或多个内部通道597包括单个环形通道。传送歧管596包括一个或多个轴向孔口599。一个或多个轴向孔口599中的每一个都流体联接到不同的销450(例如，连接到相应销450的一个或多个第一通道461)(图5A)。在一些示例中，一个或多个内部通道597包括多个内部通道597。多个内部通道597中的每一个都流体联接到不同的销450(图5A)。传送歧管596与静止歧管529径向间隔开以限定腔594。
腔594是环形的并且流体联接到静止歧管529并流体联接到传送歧管596。静止歧管529包括一个或多个孔口(也称为静止歧管孔口591)，并且传送歧管596包括一个或多个孔口(也称为传送歧管孔口593)。静止歧管孔口591径向延伸通过静止歧管529的轴向壁。传送歧管孔口593径向延伸通过传送歧管596的轴向壁。
静止歧管529的轴向壁与传送歧管596的轴向壁径向间隔开。一个或多个密封件592限定腔594的一部分，并且从静止歧管529的轴向壁的径向外部分延伸到传送歧管596的轴向壁的径向内部分。以此方式，腔594被限定在静止歧管529和传送歧管596之间。静止歧管孔口591被定位成提供辅助润滑剂201从静止歧管529流到腔594。传送歧管孔口593被定位成将辅助润滑剂201从腔594接收到一个或多个内部通道597中。
传送歧管596连接到行星架458(图5A)，并且一个或多个内部通道597与一个或多个第一通道461(图5A)大体上径向和轴向对准。以此方式，静止歧管529是静止的并且传送歧管596与行星架458(图5A)一起旋转。因此，润滑剂传送装置590促进辅助润滑剂201经由静止歧管529和传送歧管596从辅助供应管线526(图5A)(静止的)传送到相应的销450(图5A)(旋转的)。
在操作中，辅助润滑剂201从辅助供应管线526供应到静止歧管529中(例如，供应到内部通道595中)，如箭头501所示。然后辅助润滑剂201从静止歧管529供应到腔594中，并且利用辅助润滑剂201对腔594加压。例如，辅助润滑剂201大体上经由静止歧管孔口591从静止歧管529径向流入腔594。一个或多个密封件592防止辅助润滑剂201在轴向方向上流出腔594。相应的传送歧管孔口593与腔594对准。以此方式，辅助润滑剂201经由相应的传送歧管孔口593从腔594流到传送歧管596的一个或多个内部通道597(如箭头503所示)。辅助润滑剂201流过一个或多个内部通道597并进入一个或多个第一通道461(图5A)(如箭头505所示)。因此，辅助润滑剂201从腔594供应到每个相应销450(图5A)的一个或多个第一通道461(图5A)。
在使用润滑剂传送装置490(图4)或使用润滑剂传送装置590(图5A和5B)之间的用于将润滑剂从静态部件(例如，辅助供应管线226、526)传送到旋转部件(例如，销450)的选择可以基于几个因素。例如，这些因素可以包括发动机10的几何约束和用于特定应用(例如，轴向传送润滑剂或径向传送润滑剂)的密封布置(例如，迷宫齿密封件或面密封件)的有效性。
图6是润滑发动机10的齿轮箱组件40的示例性方法600的流程图。虽然方法600的实施例主要参考图1和齿轮箱组件40，但是方法600当然可以与图2至图5B的任何齿轮箱组件或任何被动辅助润滑系统一起进行，如本文详述。在步骤605中，方法600包括通过辅助罐供给管线224将润滑剂从主润滑系统202供应到被动辅助润滑系统220的辅助罐222。例如，主润滑系统202的泵206将润滑剂从主罐204泵送到辅助罐222，如上文详述。在步骤610中，方法600包括对辅助罐222中的润滑剂被动加压。例如，辅助罐222由活塞230被动加压和/或由压缩机引气被动加压，如上文详述。以此方式，辅助罐222被充注，如上文详述。
当辅助罐222被充注时，在步骤615中，方法600包括确定主润滑系统202中的压力是否小于辅助罐222中的压力。例如，当辅助罐222已经被充注时第一阀225关闭并且第二阀227保持关闭。在步骤620中，当主润滑系统202中的压力大于或等于辅助罐222中的压力(步骤615：否)时，方法600包括将润滑剂从主润滑系统202供应到齿轮箱组件40。例如，泵206从主罐204泵送润滑剂并将润滑剂从主罐204供应到齿轮箱组件40，如上文详述。
在步骤625中，当主润滑系统202中的压力小于辅助罐222中的压力(步骤615：是)时，方法600包括通过辅助供应管线226将辅助罐222中的润滑剂供应到齿轮箱组件40。例如，辅助供应管线226包括当辅助罐222中的压力大于主润滑系统202中的压力时打开的阀(例如，第二阀227)，如上文详述。因此，当主润滑系统202中的压力降低到低于预定阈值时(例如，在异常事件期间)，被动辅助润滑系统220将润滑剂从辅助罐222供应到齿轮箱组件40。
本文详述的本公开的实施例提供被动辅助润滑系统，其确保在主润滑系统不可用时的异常事件期间向齿轮箱组件供应润滑剂。被动辅助润滑系统向齿轮箱组件提供润滑而无需使用泵或附加控制系统。本公开还提供了传送装置，该传送装置使被动辅助润滑系统能够将润滑从非旋转部件(例如，辅助供应管线)传送到齿轮箱组件的旋转部件(例如，旋转行星齿轮)。因此，本公开的实施例提供辅助润滑系统，该辅助润滑系统在主润滑系统不能向齿轮箱组件供应润滑时确保向齿轮箱组件供应润滑剂，而不使用附加的泵或控制系统。
本公开的进一步方面由以下条项的主题提供。
一种用于向发动机的齿轮箱组件供应润滑剂的被动辅助润滑系统，所述被动辅助润滑系统包括用于存储润滑剂的辅助罐和辅助罐供给管线。用于存储润滑剂的所述辅助罐是被动加压的。所述辅助罐供给管线与所述辅助罐和主润滑系统流体联接。所述润滑剂通过所述辅助罐供给管线从所述主润滑系统供应到所述辅助罐，并且所述润滑剂在所述辅助罐中进行被动加压。辅助供应管线与所述辅助罐和所述齿轮箱组件流体联接。所述辅助罐中的所述润滑剂通过所述辅助供应管线供应到所述齿轮箱组件。
根据前述条项所述的被动辅助润滑系统，进一步包括压缩机引气管线，所述压缩机引气管线将所述辅助罐流体联接到所述发动机的压缩机区段，使得所述辅助罐接收来自所述压缩机区段的引气以对所述辅助罐被动加压。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述辅助罐包括用于对所述辅助罐中的所述润滑剂被动加压的活塞。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述活塞是弹簧加载的。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述辅助罐供给管线包括第一阀。所述第一阀能够操作以当所述主润滑系统中的压力大于所述辅助罐中的压力时，将所述润滑剂从所述主润滑系统供应到所述辅助罐。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述辅助供应管线进一步包括第二阀。所述第二阀能够操作以当所述辅助罐中的所述压力大于所述主润滑系统中的所述压力时，将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，进一步包括润滑剂传送装置。所述润滑剂传送装置包括流体联接到所述辅助供应管线并流体联接到旋转行星架上的多个行星齿轮的腔。所述多个行星齿轮具有一个或多个通道，并且随着所述旋转行星架旋转，所述腔从所述辅助供应管线接收所述润滑剂并将所述润滑剂供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述腔由在所述辅助供应管线和所述旋转行星架之间轴向延伸的一个或多个密封件限定。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述腔与所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道轴向和径向对准，使得所述润滑剂从所述腔轴向供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述润滑剂传送装置包括具有一个或多个内部通道的传送歧管，所述传送歧管的所述一个或多个内部通道流体联接到所述腔并流体联接到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述腔由在静止歧管和所述传送歧管之间径向延伸的一个或多个密封件限定。
根据任何前述条项所述的被动辅助润滑系统，所述静止歧管包括一个或多个静止歧管孔口并且所述传送歧管包括一个或多个传送歧管孔口，使得所述润滑剂通过所述一个或多个静止歧管孔口从静止歧管径向供应到所述腔中，并且所述润滑剂通过所述一个或多个传送歧管孔口从所述腔供应到所述传送歧管的所述一个或多个内部通道，以将所述润滑剂供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
一种润滑发动机的齿轮箱组件的方法，所述方法包括：通过辅助供给管线将润滑剂从主润滑系统供应到被动辅助润滑系统的辅助罐；对所述辅助罐中的所述润滑剂被动加压；以及当所述主润滑系统中的压力小于所述辅助罐中的压力时，通过辅助供应管线将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件。
根据任何前述条项所述的方法，将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件包括在没有泵的情况下将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件。
根据任何前述条项所述的方法，对所述辅助罐中的所述润滑剂被动加压包括将引气从所述发动机的压缩机区段供应到所述辅助罐。
根据任何前述条项所述的方法，所述辅助罐包括活塞，并且对所述辅助罐中的所述润滑剂被动加压包括用所述活塞对所述辅助罐中的所述润滑剂加压。
根据任何前述条项所述的方法，所述活塞是弹簧加载的。
根据任何前述条项所述的方法，所述齿轮箱组件包括旋转行星架，所述旋转行星架包含容纳一个或多个通道的多个行星齿轮。将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件进一步包括：将所述润滑剂从所述辅助供应管线供应到润滑剂传送装置的腔；以及当所述旋转行星架旋转时，将所述润滑剂从所述腔供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
根据任何前述条项所述的方法，将所述润滑剂从所述腔供应到所述一个或多个通道包括将所述润滑剂从所述腔轴向供应到所述一个或多个通道。
根据任何前述条项所述的方法，将所述润滑剂从所述腔供应到所述一个或多个通道包括将所述润滑剂径向供应到所述润滑剂传送装置的传送歧管。
尽管前面的描述是针对优选实施例的，但对于本领域的技术人员来说，其他变化和修改将是显而易见的，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，结合一个实施例描述的特征可以与其他实施例结合使用，即使上面没有明确说明。

Claims (10)

1.一种用于向发动机的齿轮箱组件供应润滑剂的被动辅助润滑系统，其特征在于，所述被动辅助润滑系统包括：
辅助罐，所述辅助罐用于存储润滑剂，所述辅助罐是被动加压的；
辅助罐供给管线，所述辅助罐供给管线与所述辅助罐和主润滑系统流体联接，其中所述润滑剂通过所述辅助罐供给管线从所述主润滑系统供应到所述辅助罐，并且所述润滑剂在所述辅助罐中进行被动加压；以及
辅助供应管线，所述辅助供应管线与所述辅助罐和所述齿轮箱组件流体联接，所述辅助罐中的所述润滑剂通过所述辅助供应管线供应到所述齿轮箱组件。
2.根据权利要求1所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，进一步包括压缩机引气管线，所述压缩机引气管线将所述辅助罐流体联接到所述发动机的压缩机区段，使得所述辅助罐接收来自所述压缩机区段的引气以对所述辅助罐被动加压。
3.根据权利要求1所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述辅助罐包括用于对所述辅助罐中的所述润滑剂被动加压的活塞。
4.根据权利要求3所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述活塞是弹簧加载的。
5.根据权利要求1所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述辅助罐供给管线包括第一阀，所述第一阀能够操作以当所述主润滑系统中的压力大于所述辅助罐中的压力时，将所述润滑剂从所述主润滑系统供应到所述辅助罐。
6.根据权利要求5所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述辅助供应管线进一步包括第二阀，所述第二阀能够操作以当所述辅助罐中的所述压力大于所述主润滑系统中的所述压力时，将所述润滑剂从所述辅助罐供应到所述齿轮箱组件。
7.根据权利要求1所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，进一步包括润滑剂传送装置，所述润滑剂传送装置包括流体联接到所述辅助供应管线并流体联接到旋转行星架上的多个行星齿轮的腔，所述多个行星齿轮具有一个或多个通道，并且随着所述旋转行星架旋转，所述腔从所述辅助供应管线接收所述润滑剂并将所述润滑剂供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
8.根据权利要求7所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述腔由在所述辅助供应管线和所述旋转行星架之间轴向延伸的一个或多个密封件限定。
9.根据权利要求8所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述腔与所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道轴向和径向对准，使得所述润滑剂从所述腔轴向供应到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
10.根据权利要求7所述的被动辅助润滑系统，其特征在于，其中，所述润滑剂传送装置包括具有一个或多个内部通道的传送歧管，所述传送歧管的所述一个或多个内部通道流体联接到所述腔并流体联接到所述多个行星齿轮的所述一个或多个通道。
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