CN118327782A - 输油系统架构 - Google Patents

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CN118327782A CN202310563281.0A CN202310563281A CN118327782A CN 118327782 A CN118327782 A CN 118327782A CN 202310563281 A CN202310563281 A CN 202310563281A CN 118327782 A CN118327782 A CN 118327782A
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Abstract

一种输油系统包括：第一输油回路，其具有将油输送到至少一个第一回路组成部分的第一油分配管线、第一油泵和第一开关阀；以及第二输油回路，其具有将油输送到至少一个第二回路组成部分的第二油分配管线、第二油泵和第二开关阀。第一开关阀基于第一输油回路的第一油压与第二输油回路的第二油压之间的差值来控制油的流通过第一输油回路。第二开关阀基于第二输油回路的第二油压与第一输油回路的第一油压之间的差来控制油的流通过第二输油回路。

Description

输油系统架构
技术领域
本公开涉及一种输油系统架构。
背景技术
传统上，飞行器发动机包括输油系统，该输油系统向飞行器发动机的各个组成部分提供油流。在燃气涡轮发动机中，输油系统可以将油输送到附件齿轮箱、输送到驱动风扇或螺旋桨组件的主齿轮箱，或者可以将油提供给压缩机区段的轴承和提供给涡轮区段的轴承。输油系统可包括储油器、泵、过滤器和热交换器，以及提供从储油器到主齿轮箱的油流的油管线，和将油流提供回储油器的回流管线。
附图说明
通过以下如附图中所示的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，其中相同的附图标记通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。
图1是根据本公开的方面的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意性侧视图。
图2是根据本公开的方面的输油系统的示例性架构的示意图。
图3是根据本公开的方面的描绘储油器的详细部件的示意图。
图4是根据本公开的方面的描绘通过发动机组成部分的油流动路径的示例的示意图。
图5是根据本公开的替代方面的输油系统的示例性架构的示意图。
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、优点和实施例被阐明或显而易见。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。
下面详细讨论各种实施例。虽然讨论了具体实施例，但这只是为了说明的目的。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。
如本文所使用的，术语“第一”或“第二”可以互换地使用以将一个部件与另一个区分开，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”是指系统内相对于流体路径中的流体流动的相对位置。例如，“上游”是指系统内的第一位置，流体从该第一位置流向系统内的第二位置，并且“下游”是指流体流向系统内第一位置后流体流向的系统内的位置。
传统上，飞行器发动机包括输油系统，该输油系统向飞行器发动机的各个组成部分提供油流。在飞行器发动机中，输油系统可将油输送至发动机的一个或多个齿轮箱，或可将油提供至压缩机区段的轴承和涡轮区段的轴承。在诸如直升机的飞行器中，输油系统还可以向驱动主转子组件的主传动装置提供油流。
输油系统可包括储油器、泵、过滤器和热交换器，以及用于将油流从储油器提供到主齿轮箱的油管线，和用于将油流提供回到储油器的回流管线。在某些飞行器发动机中，如果输油系统出现故障，可能会启动应急备用系统以直接向齿轮箱和轴承提供油而不通过滤油器或热交换器。这允许油流绕过输油系统内的元件，这些元件可能是输油系统内的泄漏或堵塞源，包括输油系统的热交换器、滤油器或油分配管线。但是，由于油不通过滤油器和热交换器元件，油可能会很快变得过热而分解，从而导致齿轮箱因润滑不足而损坏。此外，由于齿轮箱内的过度磨损，油可能会更快变脏，这可能会导致应急系统失效。
本公开通过提供一种输油系统解决了上述问题，该输油系统包括双输油回路，该双输油回路基于回路之间感测到的压力差被单独控制。根据本公开，第一油路包括第一油泵、第一开关阀、第一滤油器和第一热交换器。第二油路包括第二油泵、第二开关阀、第二滤油器和第二热交换器。第一开关阀和第二开关阀均接收两个回路的油压反馈，并基于感测到的第一回路中的油压与第二回路中的油压之间的油压差来控制油流通过各自的回路。因此，当其中一个回路中的油压下降(例如由于该回路中的泄漏)时，具有低油压的回路中的开关阀可以采取行动，通过回流管线将油流分流回储油器，或者如下所述，正常操作的油路可以在储油器内从上吸口切换到下吸口。上述双油系统因此能够可靠地将经过滤和冷却的油提供到发动机的组成部分。双系统还可以通过减小储油器的尺寸和输油系统正常操作所需的油量来减轻重量。此外，双系统可以提供每个系统的组成部分之间的通用性。
现在参考附图，图1是示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机10的示意性侧视图，本文称为“发动机10”，可结合本公开的各种实施例。发动机10可以被认为是其中可以实施本公开的输油系统的一种类型的设备。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涡轮机械，包括涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨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。此外，本公开通常可以用传动系统来实施，包括旋翼飞行器中的传动系统。因此，传动系统也可以被认为是其中可以实施本公开的输油系统的设备。
如图1所示，发动机10具有从发动机10的上游端34延伸穿过发动机10的下游端36以供参考的纵向中心线轴线12。通常，发动机10可包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。
核心发动机16通常可包括限定环形入口20的核心发动机外壳体18。核心发动机外壳体18以串联流动关系包围低压(LP)压缩机22、高压(HP)压缩机24、燃烧器26、高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30和喷射排气喷嘴区段32。尽管在图1中未示出，但高压(HP)转轴组件将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24，并且低压(LP)转轴组件将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。主齿轮箱38连接到低压(LP)压缩机22并且还连接到风扇组件14。主齿轮箱38可以是驱动风扇组件14的减速齿轮箱，例如行星齿轮系统。主齿轮箱38也可以经由附件驱动轴组件42连接到附件齿轮箱40，以驱动附件齿轮箱40。附件齿轮箱40可包括与其连接的各种附件，包括至少一个油泵44。
如图1所示，风扇壳体46周向地围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分，并且风扇壳体46可通过多个周向地间隔开的出口导向轮叶或支柱48(图1中仅显示两个)相对于核心发动机16被支撑。此外，风扇壳体46的至少一部分可在核心发动机16的外部延伸，从而在其间限定旁通气流通道50。
输油系统52的各种组成部分可以连接到风扇壳体46，包括但不限于储油器54、滤油器56和油系统热交换器58。油系统热交换器58可包括冷却元件，例如用于提供通过油系统热交换器58的气流的风扇(如下所述)。输油系统52还可包括各种油管线60、62、64、66和68，其提供油流通过输油系统52，并向主齿轮箱38提供油流。前述仅是输油系统52的一个示例，下文将更详细地描述输油系统52的各种架构。
在发动机10的操作中，空气70(由箭头示意性地描绘)进入发动机10的入口72，并且一部分空气70经由环形入口20进入核心发动机16，在那里它由LP压缩机22和HP压缩机24压缩以向燃烧器26提供压缩空气。在燃烧器26中，燃料与压缩空气混合，并且燃料和空气混合物被点燃并燃烧以产生燃烧产物气体。然后燃烧产物气体流过HP涡轮28，从而支持HP压缩机24的操作，并流过LP涡轮30，从而支持LP压缩机22的操作。最后，燃烧产物气体通过喷射排气喷嘴区段32排出。另一部分空气70被风扇组件14推动并进入旁通气流通道50以提供推力。
发动机10的操作可以全部或部分地由如图1中示意性所示的电子发动机控制器74控制。这种发动机控制器74的一个示例是全权数字发动机控制(“FADEC”)。发动机控制器74可以安装在任何方便的位置或在发动机10中，包括但不限于风扇壳体46，或在核心发动机16内。
图2是根据本公开的方面的输油系统52的示例性架构的示意图。图2中的输油系统52的结构是双输油系统，包括第一输油回路76和第二输油回路78。第一输油回路76和第二输油回路78经由储油器54共享公共供油。第一输油回路76可包括第一油泵80，该第一油泵80经由第一吸入管线84从储油器54接收油92的流。第一吸入管线84可包括第一吸入口88，其布置在储油器54内的油92的油位94下方。类似地，第二输油回路78可包括第二油泵82，其经由第二吸入管线86从储油器54接收油92的流。第二吸入管线86可包括第二吸入口90，第二吸入口90布置在储油器54中的油92的油位94下方。第一输油回路76还可以包括第一旁通回流管线96，如下文将描述的，其提供油92的旁通流，旁通流不流经第一油泵80下游的第一输油回路76的各种第一回路组成部分，而是将油92的流返回到储油器54。类似地，第二输油回路78可包括第二旁通回流管线98，其同样提供油92的旁通流，旁通流不流经第二油泵82下游的第二输油回路78的各种第二回路组成部分，而是将油92的流返回到储油器54。此外，第一输油回路76和第二输油回路78都可以连接到公共油分配管线100，该公共油分配管线100提供油92的流到发动机10的发动机组成部分130，然后回流管线114将油92的流返回到储油器54。
图3是描绘根据本公开的方面的储油器54的各种元件的示意图。如图3所示，储油器54可包括用于用油92填充储油器的加注盖102，以及供地勤人员目视确认储油器54内的油位94的视镜104。储油器54还可包括各种感应器，包括油位感应器106、油温传感器108、油温开关110和电磁芯片检测器112。
返回参考图2，第一输油回路76包括第一油分配管线122，其连接到第一油泵80并将油92输送到第一油泵80下游的至少一个第一回路组成部分。如图2所示，第一油分配管线122连接到第一油泵80下游的第一滤油器元件124，以将油92从第一油泵80输送到第一滤油器元件124。第一滤油器元件124可以是至少一个第一电路组成部分的一个示例。第一输油回路76还包括第一热交换器元件127，其经由分配管线152连接在第一滤油器元件124的下游。第一热交换器元件127也可以被认为是至少一个第一回路组成部分。第一热交换器元件127可由风扇元件128提供冷却气流。通常可包括在输油回路中的其他元件也可包括在第一输油回路76中，并且第一滤油器元件124和第一热交换器元件127仅仅是可以包括在第一输油回路76中的一些第一回路组成部件的示例。
第一开关阀126设置在第一油泵80的下游并且连接到第一油分配管线122。如下文将描述的，第一开关阀126接收第一输油回路76的油压和第二输油回路78的油压的油压反馈，并且基于第一输油回路76和第二输油回路78的油压之间的压力差，控制油92的流流过第一油分配管线122并向下游流到第一滤油器元件124，或者流过第一旁通回流管线96以返回到储油器54。
第一输油回路76还包括经由分配管线154连接在第一热交换器元件127下游的第一限流器132。第一限流器132在第一输油回路76中在第一回路组成部分下游(即，在第一滤油器元件124和第一热交换器元件127的下游)，和在公共油分配管线接头101的上游(在该处第一输油管线76连接到公共的输油管线100)，提供对油92的流的限制。第一油压输出管线134连接到在第一热交换器元件127的下游侧115和第一限流器132的上游侧116之间的分配管线154，以向第一开关阀126提供第一油压反馈PF1。第一油压输出管线134可以是油分配管线，油从中流过，到达第一开关阀126的输入连接119。通过第一油压输出管线134的油92的流在取自第一热交换器元件127的下游和第一限流器132的上游的第一输油回路76的第一油压P1下加压。第一油压输出管线134位于第一滤油器元件124和第一热交换器元件127的下游，使得在第一滤油器元件124和/或第一热交换器元件127中的任何一个发生故障(例如泄漏)的情况下，由故障引起的油压下降可由第一开关阀126检测到。因此，第一油压P1经由第一油压反馈PF1由第一开关阀126感测。在这种情况下，“油压反馈”可以被认为是经由第一油压输出管线134提供给第一开关阀126的第一输油回路76中的第一油压P1。如下所述，第一开关阀126还经由第二油压输出管线136接收第二输油回路78内的第二油压P2的第二油压反馈PF2。基于第一油压P1和第二油压P2的压差，第一开关阀126控制油92的流通过第一输油回路76。
替代地，第一油压输出管线134可以是电连通管线，其可以连接到油传感器元件(未示出)，该油传感器元件附接到在第一热交换器元件127的下游侧115和第一限流器132的上游侧116之间的分配管线154，以便向第一开关阀126的输入连接119提供关于第一油压反馈PF1的电信号。因此，在这种情况下，由油压力传感器提供的电信号可视为“油压反馈”。
第一输油回路76还包括第四油压输出管线148，其也连接在第一热交换器元件127的下游侧115和第一限流器132的上游侧116之间。如下所述，第四油压输出管线148将第一输油回路76中第一油压P1的第四油压反馈PF4提供给第二输油回路78中的第二开关阀144的输入连接123。第四油压输出管线148可以类似于第一油压输出管线134，因为第四油压输出管线148可以是油分配管线或者可以是与在第一热交换器元件127的下游侧115和第一限流器132的上游侧116之间的油传感器(未示出)连接的电连通管线。
继续图2的第一输油回路76，第一止回阀118连接在第一限流器132的下游，并且第一止回阀118可以经由公共油分配管线接头101连接到公共油分配管线100。公共油分配管线100可以提供油92的流到发动机组成部分130，并且然后油92可以从发动机组成部分130经由回流管线114被提供回到储油器54。第一限流器132下游的第一止回阀118的位置允许第一输油回路76正常操作，并在第一输油回路76内的任何第一回路组成部分发生故障的情况下，防止油92回流到第一输油回路76中。
继续图2，第二输油回路78类似于第一输油回路76，使得输油系统52包括双输油回路。因此，类似于第一输油回路76，第二输油回路78包括连接在储油器54和第二油泵82之间的第二吸入管线86。第二油分配管线140连接到第二油泵82并且将油92输送到第二油泵82下游的至少一个第二回路组成部分(如下所述)。
如图2所示，第二油分配管线140连接到第二油泵82下游的第二滤油器元件142，以将油92从第二油泵82输送到第二滤油器元件142。第二滤油器元件142可以是至少一个第二电路组成部分的一个示例。第二输油回路78还包括第二热交换器元件146，其经由分配管线156连接在第二滤油器元件142的下游。第二热交换器元件146也可以被认为是至少一个第二回路组成部分。第二热交换器元件146可利用由风扇元件128提供的相同冷却气流，使得风扇元件128可被实施为冷却第一热交换器元件127和第二热交换器元件146。替代地，第一热交换器元件127和第二热交换器元件146可具有它们自己的风扇元件。
第二开关阀144连接到第二油泵82下游的第二油分配管线140。如下文将描述的，类似于第一开关阀126，第二开关阀144控制油92的流经过第二油分配管线140到至少一个第二回路组成部分(即，到第二滤油器元件142并且到第二热交换器元件146)，或流过第二旁通回流管线98而不是回流至储油箱54。
第二输油回路78还包括经由分配管线158连接在第二热交换器元件146下游的第二限流器138。第二限流器138在第二输油回路78的下游侧提供对油92的流的限制。第二油压输出管线136连接在第二热交换器元件146的下游侧131和第二限流器138的上游侧129之间。如上所述，第二油压输出管线136向第一输油回路76中的第一开关阀126提供至少一个第二回路组成部分的下游的第二输油回路78中第二油压P2的第二油压反馈PF2。第三油压输出管线150也连接在第二热交换器元件146的下游侧131和第二限流器138的上游侧129之间。第三油压输出管线150向第二开关阀144提供至少一个第二回路组成部分下游的第二输油回路78中第二油压P2的第三油压反馈PF3。第三油压输出管线150与第一油压输出管线134、第二油压输出管线136和第四油压输出管线148中的每一个相似，因为第三油压输出管线150可以是油分配管线，油从中流过，到达第二开关阀144的输入连接125。可替代地，第三油压输出管线150可以是电连通线路，其可以连接到油传感器元件(未示出)，该传感器元件附接到在第二热交换器元件146的下游侧131和第二限流器138的上游侧129之间的分配管线158，以将关于第三油压反馈PF3的电信号提供到第二开关阀144的输入连接125。
第二止回阀120连接在第二限流器138的下游，并且第二止回阀120可以连接到公共油分配管线接头101。第二止回阀120在第二限流器138下游的位置也允许第二输油回路78正常操作并且在第二输油回路78内的任何第二回路部件发生故障的情况下防止油92回流到第二输油回路78中。
图4是根据本公开的方面的描绘通过发动机组成部分130的油流动路径的示例的示意图。在图4中，与图2中所示的相同的元件标有相同的参考数字。如图4所示，发动机组成部分130(也可称为“设备组成部分”)可包括例如包括主齿轮箱38的发动机组成部分130(a)，其中公共油分配管线100连接到主齿轮箱38。发动机组成部分130还可以包括例如发动机组成部分130(b)，其可以是对应于LP压缩机22和HP压缩机24(图1)的压缩机区段25。因此，公共油分配管线100可包括分支分配管线100(a)和分支分配管线100(b)，其将油92的流提供到压缩机区段25。另外的发动机组成部分130可包括发动机组成部分130(b)，其可以是可包括HP涡轮28和LP涡轮30的涡轮区段31，以及发动机组成部分130(d)，例如附件齿轮箱40。分支分配管线100(c)可以与分支分配管线100(a)连接以将油92的流提供给发动机组成部分130(c)，并且分支分配管线100(d)可以与分支分配管线100(a)连接以将油92的流提供到发动机组成部分130(d)。
发动机组成部分130还可以包括清除系统，用于收集油92并将油92提供回回流管线114。例如，在发动机组成部分130(a)中，主齿轮箱可以包括清除系统160，其与主齿轮箱38相连。尽管图4未示出，清除系统160可包括例如清除芯片检测器、清除过滤器和清除泵，该清除泵将来自主齿轮箱38的清除系统160的油92的加压流提供到回流管线162并且然后到回流管线114，以便使油92继续流回储油器54。类似的清除系统160(a)可以设置在发动机组成部分130(b)中。替代地，不像包括诸如在清除系统160中的具有清除过滤器和清除泵的清除系统，油92可以简单地经由从发动机组成部分130到回流管线162的重力供给提供到回流管线162。尽管图4描绘了燃气涡轮发动机10的发动机组成部分130，但发动机组成部分130可构成例如旋翼飞行器的传动系统。这种系统可类似于发动机组成部分130(a)并且包括例如类似于主齿轮箱38和清除系统160的齿轮箱和清除系统。
回到图2，在操作中，当发动机10启动时，附件齿轮箱40(图1)操作以转动第一油泵80和第二油泵82。第一油泵80经由第一吸入口88和第一吸入管线84吸入油92，以开始流过第一输油回路76的油92的流。类似地，第二油泵82经由第二吸入口90和第二吸入管线86吸入油92以开始流过第二输油回路78的油92的流。
在第一输油回路76中，第一开关阀126最初设置为静止位置，以允许油92的流流过第一油分配管线122。在第一输油回路76中，油92然后流过第一滤油器元件124、分配管线152、第一热交换器元件127、第一限流器132、第一止回阀118、公共油分配管线100、发动机组成部分130，并通过回流管线114回到储油器54。类似地，在第二输油回路78中，第二开关阀144最初设置在静止位置，以允许油92的流流过第二输油管线140。在第二输油回路78中，油92流过第二滤油器元件142、分配管线156、第二热交换器元件146、第二限流器138、第二止回阀120、公共油分配管线100、发动机组成部分130，并通过回流管线114回到储油器54。
对于第一输油回路76的操作，第一油压输出管线134向第一开关阀126的输入连接119提供第一油压反馈PF1，并且第四油压输出管线148向第二开关阀144的输入连接123提供第四油压反馈PF4。类似地，第二油压输出管线136向第一开关阀126的输入连接121提供第二油压反馈PF2，并且第三油压输出管线150向第二开关阀144的输入连接125提供第三油压反馈PF3。
在第一开关阀126中，当第一开关阀126最初设置在静止位置以允许油92的流流向第一油分配管线122时，一旦第一油泵80开始提供油92的流通过第一输油回路76，并且第二油泵82开始提供油92的流通过第二输油回路78，然后第一开关阀126是否设置为允许油92继续流过第一油分配管线122，或被切换成将油92的流分流而流过第一旁通回流管线96，是基于第一油压P1和第二油压P2之间的第一感测油压差ΔP1-2，第一油压P1对应于在输入连接119接收到的第一油压反馈PF1，第二油压P2对应于在输入接121接收到的第二油压反馈PF2。例如，当输入连接121处的第二油压反馈PF2和输入连接119处的第一油压反馈PF1相对相等或在彼此相等的预定阈值内时，第一开关阀126被设置为允许油92的流通过第一油分配管线122。此外，当第二输油回路78的输入连接121处的第二油压反馈PF2指示第二输油回路78内的第二油压P2较低，而输入连接119处的第一油压反馈PF1指示第一输油回路76中的第一油压P1正常时，第一开关阀126感测第一输油回路76中的第一油压P1大于第二输油回路78中的第二油压P2的正压差。因此，第一输油回路76被设置为允许油92的流继续流过第一油分配管线122。因此，当两个输油回路76、78之间存在正压差时，第一输油回路76可以继续正常操作，即使由于第二油压P2较低，第二输油回路78内可能已经发生故障。
另一方面，在来自第二输油回路78的输入连接121处的第二油压反馈PF2指示第二输油回路78内的第二油压P2正常，但是输入连接119处的第一油压反馈PF1指示第一油压P1较低的情况下，第一开关阀126将第一感测油压差ΔP1-2感测为负压差。当第一感测油压差ΔP1-2超过第一油压P1与第二油压P2之间的负阈值差时，指示第一输油回路76内的故障，第一开关阀126被设置为停止油92的流流过第一油分配管线122，而是允许油92的流流过第一旁通回流管线96。负阈值差可以是例如两个油压之间的给定百分比负压差，例如大于百分之二十五或大于百分之五十的负压差，只举几个例子。替代地，如下所述，阈值可以是足以克服第一开关阀126内的提升阀的弹簧力的两个油压中的负压差。
作为上述操作的一个示例，第一开关阀126可以是弹簧/提升式阀，其中第一开关阀126包括提升阀(未示出)和位于第一油压P1侧(在接收第一油压反馈PF1的输入连接119处，其中PF1＝P1)上的弹簧(未示出)。弹簧被设置成使得在正常操作中，作用在提升阀上的相应弹簧力s小于第二油压P2或第一油压P1。这允许第一开关阀126在发动机10处于静止位置时打开。换句话说，P1+S＞P2，使得在发动机静止位置(当P1＝0，P2＝0且S＞0时)，第一开关阀126允许油92流向第一油分配管线122。如果第二油路发生故障(例如，当P2＜＜P1时，其中X＜＜Y表示X和Y之间的差值超过阈值量且x小于Y)，则P1+S>P2使得第一开关阀126继续允许油92流过第一油分配管线122。另一方面，如果第一输油回路76发生故障(例如，P1＜＜P2)并且P1+S＜P2，则第二油压P2克服第一油压P1和弹簧力阻力，使得第一开关阀126切换提升阀，使得油92不流过第一油分配管线122，而是将油92转向流过第一旁通回流管线96。
类似地，对于第二输油回路78的操作，在第二开关阀144中，第二开关阀144是被设置成允许油92流过第二油分配管线140还是被切换为被设置成使油92的流转向流过第二旁通回流管线98，是基于在输入连接123处接收的第三油压反馈PF3和在输入连接125处接收的第四油压反馈PF4之间的第二感测油压差ΔP3-4。例如，在当在输入连接125处的第四油压反馈PF4和在输入连接123处的第三油压反馈PF3的油量相对相等或在彼此相等的预定阈值内，第二开关阀144被设置为允许油92继续流过第二油分配管线140。
此外，在来自第一输油回路76的输入连接123处的第三油压反馈PF3指示第一输油回路76内的第一油压P1较低，输入连接125处的第四油压反馈PF4指示第二输油回路78的第二油压P2正常的情况下(即，当P1＜＜P2或换句话说，PF4＜＜PF3时)，第二开关阀144感测正第二油压差ΔP3-4，并且第二开关阀144被设定为允许油92的流继续流经第二油分配管线140。
另一方面，类似于第一开关阀126，当来自第一输油回路76的输入连接123处的第四油压反馈PF4指示第一输油回路76内的第一油压P1正常，但是输入连接125处的第三油压反馈PF3指示第二输油回路78中的第二油压P2较低时，感测到负油压差ΔP3-4。当第二感测油压差ΔP3-4超过负阈值时(即当PF3＜＜PF4或者换句话说，P2＜＜P1)，指示第二输油回路78内的故障，第二开关阀144被设置为停止油92的流流过第二油分配管线140，而是允许油92的流流过回流管线98。
第二开关阀144也可以是类似于第一开关阀126的提升阀/弹簧式阀。因此，对于第二开关阀144，在静止位置或在正常操作条件下，P2+S＞P1使得第二开关阀144继续允许油92流过第二油分配管线140。另一方面，如果第二输油回路78发生故障(例如，P2＜＜P1)且P2+S＜P1，则第一油压P1克服第二油压P2和弹簧阻力使得第二开关阀144切换提升阀以不允许油92流过第二油分配管线140，而是转移油92流过第二旁通回流管线98。
因此，当第一输油回路76和第二输油回路78都正常工作时，第一开关阀126和第二开关阀144都被设置为使得第一输油回路76和第二输油回路78都可以向发动机组成部分130提供油92的流。此外，当第一开关阀126基于第一感测压差ΔP1-2检测到第一输油回路76正在正常操作，但是第二输油回路78由于第二油压P2低而不能正常工作时，第一开关阀126被设置为继续正常操作并且提供油92的流到发动机组成部分130。在这种情况下，第二开关阀144基于压力差ΔP3-4检测到第二输油回路78未正常工作(即具有低的第二油压P2)并且切换使得油92的流不被提供通过第二油分配管线140，而是被提供给第二旁通回流管线98。
类似地，当第二开关阀144基于压差ΔP3-4检测到第二输油回路78工作正常，但第一输油回路76由于第一油压P1低而未正常工作时，第二开关阀144被设置为继续正常操作并向发动机组成部分130提供油92的流。在这种情况下，第一开关阀126基于第一感测压力差ΔP1-2检测，第一输油回路76未正常工作(即具有低的第一油压P1)并切换输送，使得油92的流不被提供通过第一油分配管线122，而是被提供给第一旁通回流管线96。
因此，即使其中一个输油系统出现故障，双输油系统也能提供可靠的油流到正确操作的输油回路的回路组件部分和发动机组成部分。此外，由于油92的流被持续提供通过两个回路的滤油器和热交换器，直到检测到故障，一旦其中一个输油系统出现故障，两个输油系统都可以向发动机组成部分提供可靠的输油。
图5是根据本公开的替代方面的输油系统52的示例性架构的示意图。在图5中，标明与图2方面中所描绘的那些公共元件用与图2中所示相同的附图标记表示。简而言之，图5方面和图2方面之间的一些差异是开关阀相对于油泵的位置、旁通回流管线的省略以及为每个输油回路添加第二吸入管线。此外，与图2中的开关阀126、144检测到在各自的输油回路中的低油压不同，开关阀检测到另一输油回路中的低油压并相应地执行切换操作，在图5中，开关阀检测到其他输油回路中的油压低而不是各自的输油回路中的油压低，并据此进行切换操作。
在图5方面，储油器54与第一油泵80之间布置有第一开关阀126’，并且储油器54与第二油泵82之间设置有第二开关阀144’。下文更详细地讨论第一开关阀126’和第二开关阀144’。与图2方面相比，在图5方面，第一油泵80布置在第一开关阀126’的下游并且经由分配管线180与第一开关阀126’连接。类似地，第二油泵82布置在第二开关阀144’的下游并经由分配管线182与第二开关阀144’连接。替代地，第一开关阀126’可直接连接到第一油泵80而无需分配管线180。类似地，第二开关阀144’可直接连接到第二油泵82而无需分配管线182。
图5的第一输油回路76’包括布置在储油器54和第一开关阀126’之间的第一上吸入管线172，其中第一上吸入管线172包括第一上吸入口174。第一上吸入口174可以布置成距储油器54的底侧186有第一距离184。此外，第一输油回路76’包括布置在储油器54和第一开关阀126’之间的第一下吸入管线164，其中第一下吸入管线164包括第一下吸入口166。第一下吸入口166可以布置成距储油器54的底侧186有第二距离188，其中第二距离188小于第一距离184。
类似地，在第二输油回路78’中，储油器54和第二开关阀144’之间设置有第二上吸入管线176，其中第二上吸入管线176包括第二上吸入口178。第二上吸入口178可布置在距储油器54的底侧186与第一上吸入口174相同的第一距离184处。第二输油回路78’还包括布置在储油器54和第二开关阀144之间的第二下吸入管线168，其中第二下吸入管线168包括第二下吸入口170。第二下吸入口170可布置成在距储油器54的底侧186与第一下吸入口166相同的第二距离188。
类似于图2方面，第一开关阀126’经由输入连接119’处的第一油压输出管线134接收第一油压P1的第一油压反馈PF1，并经由第二油压输出管线136在输入连接121’处接收第二油压P2的第二油压反馈PF2。第一开关阀126’感测第一感测压差ΔP1-2并相应地控制第一开关阀126’。更具体地说，在正常操作条件下和静止位置，第一开关阀126’设置为允许油92的流从第一上吸入管线172和第一上吸入口174吸入，并关闭第一下吸入管线164。另一方面，例如，当第一开关阀126’中的第一感测压差ΔP1-2指示第二输油回路78’中发生故障时(例如，P2＜＜P1)，操作以从储油器54吸入油的第一开关阀126’的第一上吸入口174可以从第一上吸入管线172切换到第一下吸入管线164。因此，第一输油回路76’可以继续正常操作。至于第二输油回路78’，第二开关阀144’在输入连接125’处经由第三油压输出管线150接收第二油压P2的第三油压反馈PF3，并在输入连接153’处经由第四油压输出管线148接收第一油压P1的第四油压反馈PF4。在第二输油回路78’发生故障的相同情况下(即P2＜＜P1)，初始操作以从第二上吸入管线176吸入油的第二开关阀144’不切换到第二下吸入管线168，而是继续与第二上吸入管线176一起操作。因此，一旦储油器54内的油位94由于第二输油回路78’内的故障(例如，泄漏)而下降到第二上吸入口178的水平以下，其中已发生故障的第二输油回路78’将不再使油循环通过其中，并且第二油泵82可以被关闭，而第一输油回路76’将经由第一开关阀126’切换到第一下吸入管线164而继续正常操作。
类似地，在第一输油回路76’内发生泄漏的情况下，第二开关阀144’经由第三油压输出管线150接收第二油压P2的第三油压反馈PF3，并经由第四油压输出管线148接收第一油压P1的第四油压反馈PF4。第二开关阀144’感测第二感测压差ΔP3-4并据此控制第二开关阀144。更具体地说，在正常操作条件下和静止位置，第二开关阀144’设置为允许油92的流从第二上吸入管线176和第二上吸入口178吸入，并关闭第二下吸入管线168。另一方面，例如，当第二开关阀144’中的第二压力差ΔP3-4指示第一输油回路76’中发生故障时(例如，P1＜＜P2)，操作以经由第二上吸入口178从储油器54吸入油的第二开关阀144’可以从第二上吸入管线178切换到第二下吸入管线168。因此，第二输油回路78’可以继续正常操作。对于第一输油回路76’，在第一输油回路76’发生故障(即P1＜＜P2)的相同情况下，初始操作以从第一上吸入管线172吸油的第一开关阀126’不切换到第一下吸入管线164，而是继续与第一上吸入管线172一起操作。因此，一旦储油器54内的油位94由于第一输油回路76’内的故障而下降到第一上吸入口174的水平以下，则已发生故障的第一输油回路76’将不再使油循环通过其中，并且第一油泵80可以被关闭，而第二输油回路78’将经由第二开关阀144’切换到第二下吸入管线168继续正常操作。
虽然前面的描述通常涉及燃气涡轮发动机中的输油系统，但是输油系统可以在各种其他环境中实施。例如，输油系统通常可以在传动系统中实现，包括旋翼飞行器中的传动系统。此外，燃气涡轮发动机实施方式不限于飞行器中的燃气涡轮发动机并且燃气涡轮发动机还可以在非飞行器应用中实施，例如发电站、船舶应用或石油和天然气生产应用。因此，本公开不限于在飞行器中使用。
本公开的进一步方面由以下条项的主题提供。
一种输油系统，包括：储油器；第一输油回路，所述第一输油回路与所述储油器连接，所述第一输油回路包括(a)第一油分配管线，所述第一油分配管线将油输送到至少一个第一回路组成部分，(b)第一油泵，和(c)第一开关阀；和第二输油回路，所述第二输油回路与所述储油器连接，所述第二输油回路包括(i)第二油分配管线，所述第二油分配管线将油输送到至少一个第二回路组成部分，(ii)第二油泵，和(iii)第二开关阀，其中，所述第一开关阀被构造成：经由第一油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的第一油压的第一油压反馈；经由第二油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的第二油压的第二油压反馈；和基于所述第一油压和所述第二油压之间的第一感测油压差控制油的流通过所述第一输油回路；和其中，所述第二开关阀被构造成：经由第三油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的所述第二油压的第三油压反馈；经由第四油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的所述第一油压的第四油压反馈；和基于所述第二油压和所述第一油压之间的第二感测油压差控制油的流通过所述第二输油回路。
根据前述条项所述的输油系统，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一旁通回流管线，所述第一旁通回流管线连接在所述第一开关阀和所述储油器之间，所述第一开关阀基于所述第一感测油压差控制所述油的流通过所述第一油分配管线和所述第一旁通回流管线中的一个。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第二输油回路进一步包括(v)第二旁通回流管线，所述第二旁通回流管线连接在所述第二开关阀和所述储油器之间，所述第二开关阀基于所述第二感测油压差控制所述油的流通过所述第二油分配管线和所述第二旁通回流管线中的一个。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第一开关阀布置在所述第一油泵的下游，并且所述第二开关阀布置在所述第二油泵的下游。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，当所述第一感测油压差指示所述第一输油回路中的第一油压相比于所述第二输油回路中的第二油压更低时，所述第一开关阀控制所述油的流流经所述第一旁通回流管线，并且当所述第二感测油压差指示所述第二输油回路中的第二油压相比于所述第一输油回路中的所述第一油压更低时，所述第二开关阀控制所述油的流流经所述第二旁通回流管线。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一吸入管线，所述第一吸入管线连接到所述储油器并且将油从所述储油器提供给所述第一输油回路，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二吸入管线，所述第二吸入管线连接到所述储油器并将油从所述储油器提供给所述第二输油回路。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述输油系统安装在设备中，并且所述第一输油回路和所述第二输油回路连接到公共油分配管线，所述公共油分配管线将油的流提供到所述设备的至少一个组成部分。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述设备是燃气涡轮发动机，并且所述设备的所述至少一个组成部分包括主齿轮箱、压缩机区段、涡轮区段和附件齿轮箱中的至少一个。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第一输油回路进一步包括第一限流器，所述第二输油回路进一步包括第二限流器，所述至少一个第一回路组成部分包括第一滤油器元件和第一热交换器元件中的至少一个，并且所述至少一个第二回路组成部分包括第二滤油器元件和第二热交换器元件中的至少一个。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第一热交换器元件和所述第二热交换器元件共享公共冷却元件。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述第一输油回路包括第一止回阀并且所述第二输油回路包括第二止回阀，所述第一限流器布置在所述至少一个第一回路组成部分的下游，所述第一止回阀布置在所述第一限流器的下游，所述第二限流器布置在所述至少一个第二回路组成部分的下游，并且所述第二止回阀布置在所述第二限流器的下游。
根据前述任一项条项所述的输油系统，其中，所述第一开关阀布置在所述储油器和所述第一油泵之间，所述第二开关阀布置在所述储油器和所述第二油泵之间。
根据前述任一项条项所述的输油系统，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一上吸入管线，所述第一上吸入管线布置在所述储油器和所述第一开关阀之间，以及(f)第一下吸入管线，所述第一下吸入管线布置在所述储油器和所述第一开关阀之间，所述第一开关阀基于所述第一感测油压差由所述第一上吸入管线和所述第一下吸入管线之间的切换来控制所述油的流通过所述第一输油回路，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二上吸入管线，所述第二上吸入管线布置在所述储油器和所述第二开关阀之间，以及(vi)第二下吸入管线，所述第二下吸入管线布置在所述储油器和所述第二开关阀之间，所述第二开关阀基于所述第二感测油压差由所述第二上吸入管线和所述第二下吸入管线之间的切换来控制所述油的流通过所述第二输油回路。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述输油系统安装在设备中，并且所述第一输油回路和所述第二输油回路连接到公共油分配管线，所述公共油分配管线将油的流提供到所述设备的至少一个组成部分。
根据前述条项中任一项所述的输油系统，其中，所述设备包括燃气涡轮发动机和旋翼飞行器的传动装置中的任一种。
一种燃气涡轮发动机，包括：至少一个发动机组成部分，所述至少一个发动机组成部分接收油润滑；和输油系统，所述输油系统向所述至少一个发动机组成部分提供油的流，所述输油系统包括：储油器；第一输油回路，所述第一输油回路与所述储油器连接，所述第一输油回路包括(a)第一油分配管线，所述第一油分配管线将油输送到至少一个第一回路组成部分，(b)第一油泵，和(c)第一开关阀；和第二输油回路，所述第二输油回路与所述储油器连接，所述第二输油回路包括(i)第二油分配管线，所述第二油分配管线将油输送到至少一个第二回路组成部分，(ii)第二油泵，和(iii)第二开关阀，其中，所述第一开关阀被构造成：经由第一油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的第一油压的第一油压反馈；经由第二油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的第二油压的第二油压反馈；和基于所述第一油压和所述第二油压之间的第一感测油压差控制油的流通过所述第一输油回路；和其中，所述第二开关阀被构造成：经由第三油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的所述第二油压的第三油压反馈；经由第四油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的所述第一油压的第四油压反馈；和基于所述第二油压和所述第一油压之间的第二感测油压差控制油的流通过所述第二输油回路。
根据前述条项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一旁通回流管线，所述第一旁通回流管线连接在所述第一开关阀和所述储油器之间，所述第一开关阀基于所述第一感测油压差控制所述油的流通过所述第一油分配管线和所述第一旁通回流管线中的一个，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二旁通回流管线，所述第二旁通回流管线连接在所述第二开关阀和所述储油器之间，所述第二开关阀基于所述第二感测油压差控制所述油的流通过所述第二油分配管线和所述第二旁通回流管线中的一个。
根据前述条项中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一吸入管线，所述第一吸入管线连接到所述储油器并且将油从所述储油器提供给所述第一输油回路，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二吸入管线，所述第二吸入管线连接到所述储油器并将油从所述储油器提供给所述第二输油回路，以及所述第一输油回路和所述第二输油回路连接到公共油分配管线，所述公共油分配管线向所述至少一个发动机组成部分提供油的流。
根据前述条项中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述第一开关阀布置在所述储油器和所述第一油泵之间，并且所述第二开关阀布置在所述储油器和所述第二油泵之间，所述第一输油回路进一步包括(e)第一上吸入管线，所述第一上吸入管线布置在所述储油器和所述第一开关阀之间，以及(f)第一下吸入管线，所述第一下吸入管线布置在所述储油器和所述第一开关阀之间，所述第一开关阀被构造成基于所述第一感测油压差由所述第一上吸入管线和所述第一下吸入管线之间的切换来控制所述油的流通过所述第一输油回路，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二上吸入管线，所述第二上吸入管线布置在所述储油器和所述第二开关阀之间，以及(vi)第二下吸入管线，所述第二下吸入管线布置在所述储油器和所述第二开关阀之间，所述第二开关阀构造成基于所述第二感测油压差由所述第二上吸入管线和所述第二下吸入管线之间的切换来控制所述油的流通过所述第二输油回路。
根据前述条项中任一项所述的燃气涡轮发动机，其中，所述至少一个第一回路组成部分包括第一滤油器元件和第一热交换器元件，并且所述至少一个第二回路组成部分包括第二滤油器元件和第二热交换器元件。
尽管前面的描述针对本公开的一些示例性实施例，但是其他变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，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)

1.一种输油系统，其特征在于，包括：
储油器；
第一输油回路，所述第一输油回路与所述储油器连接，所述第一输油回路包括(a)第一油分配管线，所述第一油分配管线将油输送到至少一个第一回路组成部分，(b)第一油泵，和(c)第一开关阀；和
第二输油回路，所述第二输油回路与所述储油器连接，所述第二输油回路包括(i)第二油分配管线，所述第二油分配管线将油输送到至少一个第二回路组成部分，(ii)第二油泵，和(iii)第二开关阀，
其中，所述第一开关阀被构造成：
经由第一油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的第一油压的第一油压反馈；
经由第二油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的第二油压的第二油压反馈；和
基于所述第一油压和所述第二油压之间的第一感测油压差控制油的流通过所述第一输油回路；和
其中，所述第二开关阀被构造成：
经由第三油压输出管线接收在所述至少一个第二回路组成部分的下游的所述第二输油回路中的所述第二油压的第三油压反馈；
经由第四油压输出管线接收在所述至少一个第一回路组成部分的下游的所述第一输油回路中的所述第一油压的第四油压反馈；和
基于所述第二油压和所述第一油压之间的第二感测油压差控制油的流通过所述第二输油回路。
2.根据权利要求1所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一旁通回流管线，所述第一旁通回流管线连接在所述第一开关阀和所述储油器之间，所述第一开关阀基于所述第一感测油压差控制所述油的流通过所述第一油分配管线和所述第一旁通回流管线中的一个。
3.根据权利要求2所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第二输油回路进一步包括(v)第二旁通回流管线，所述第二旁通回流管线连接在所述第二开关阀和所述储油器之间，所述第二开关阀基于所述第二感测油压差控制所述油的流通过所述第二油分配管线和所述第二旁通回流管线中的一个。
4.根据权利要求3所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第一开关阀布置在所述第一油泵的下游，并且所述第二开关阀布置在所述第二油泵的下游。
5.根据权利要求3所述的输油系统，其特征在于，其中，当所述第一感测油压差指示所述第一输油回路中的第一油压相比于所述第二输油回路中的第二油压更低时，所述第一开关阀控制所述油的流流经所述第一旁通回流管线，并且当所述第二感测油压差指示所述第二输油回路中的第二油压相比于所述第一输油回路中的所述第一油压更低时，所述第二开关阀控制所述油的流流经所述第二旁通回流管线。
6.根据权利要求1所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第一输油回路进一步包括(e)第一吸入管线，所述第一吸入管线连接到所述储油器并且将油从所述储油器提供给所述第一输油回路，并且所述第二输油回路进一步包括(v)第二吸入管线，所述第二吸入管线连接到所述储油器并将油从所述储油器提供给所述第二输油回路。
7.根据权利要求6所述的输油系统，其特征在于，其中，所述输油系统安装在设备中，并且所述第一输油回路和所述第二输油回路连接到公共油分配管线，所述公共油分配管线将油的流提供到所述设备的至少一个组成部分。
8.根据权利要求7所述的输油系统，其特征在于，其中，所述设备是燃气涡轮发动机，并且所述设备的所述至少一个组成部分包括主齿轮箱、压缩机区段、涡轮区段和附件齿轮箱中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第一输油回路进一步包括第一限流器，所述第二输油回路进一步包括第二限流器，所述至少一个第一回路组成部分包括第一滤油器元件和第一热交换器元件中的至少一个，并且所述至少一个第二回路组成部分包括第二滤油器元件和第二热交换器元件中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的输油系统，其特征在于，其中，所述第一热交换器元件和所述第二热交换器元件共享公共冷却元件。
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