DE102020122721A1 - gear part - Google Patents
gear part Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020122721A1 DE102020122721A1 DE102020122721.3A DE102020122721A DE102020122721A1 DE 102020122721 A1 DE102020122721 A1 DE 102020122721A1 DE 102020122721 A DE102020122721 A DE 102020122721A DE 102020122721 A1 DE102020122721 A1 DE 102020122721A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transmission part
- fan
- oil
- gear
- guide means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
- F16H57/0479—Gears or bearings on planet carriers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/0409—Features relating to lubrication or cooling or heating characterised by the problem to increase efficiency, e.g. by reducing splash losses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/40—Transmission of power
- F05D2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
- F05D2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
- F05D2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclical, planetary or differential type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/98—Lubrication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Getriebeteil (50) Getriebeteil (50) eines Planetengetriebes (30), das mit einem Planetenträger (34) für Planetenräder (32) verbunden ist, wobei das Getriebeteil (50) mindestens teilweise eine axiale Erstreckung entlang der Planetenräder (32) aufweist und die Planetenräder (32) mindestens teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Fläche des Getriebeteils (50), insbesondere an einer Fläche (60), die den Planetenrädern (32) zugewandt ist mindestens ein Ölführungsmittel (61a, 61 b) angeordnet ist, so dass mindestens ein Ölstrom (62) von einer Schmierstelle (32, 38, 38a) wegführt wird.The invention relates to a gear part (50) gear part (50) of a planetary gear (30) which is connected to a planet carrier (34) for planet gears (32), the gear part (50) at least partially extending axially along the planet gears (32). and at least partially surrounds the planet wheels (32), characterized in that at least one oil guide means (61a, 61 b) is arranged on a surface of the transmission part (50), in particular on a surface (60) which faces the planet wheels (32). is, so that at least one oil flow (62) is led away from a lubricating point (32, 38, 38a).
Description
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Getriebeteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The present disclosure relates to a transmission part with the features of claim 1.
Planetengetriebe werden z.B. in Kraftfahrzeugen oder Gasturbinentriebwerken eingesetzt. Auf Grund der komplexen Zahnrad- und Planetenpaarung in einem Planetentriebwerk und den teils hohen mechanischen Beanspruchungen ist die Schmierung dieser Planetengetriebe eine Herausforderung. Gerade bei den sogenannten Fan-Getriebetriebwerken müssen die Planetengetriebe über sehr lange Zeit wartungsfrei arbeiten.Planetary gears are used, for example, in motor vehicles or gas turbine engines. Due to the complex pairing of gears and planets in a planetary drive and the sometimes high mechanical loads, the lubrication of these planetary gears is a challenge. In the so-called fan gearboxes in particular, the planetary gearboxes have to work maintenance-free for a very long time.
Es besteht die Aufgabe, Schmierungen für Planetengetriebe zu entwickeln, die insbesondere schonend mit dem Öl umgehen.The task is to develop lubricants for planetary gears that are particularly gentle on the oil.
Gemäß einem ersten Aspekt weist der Gegenstand des Anspruchs 1 ein Planetengetriebe mit einem Getriebeteil auf, das mit einen Planetenträger für Planetenräder verbunden ist und das mindestens teilweise eine axiale Erstreckung entlang der Planetenräder aufweist und die Planetenräder mindestens teilweise umgibt. An einer Fläche des Getriebeteils, insbesondere an einer Fläche, die den Planetenrädern zugewandt (d.h. einer Innenseite) ist, ist mindestens ein Ölführungsmittel angeordnet, so dass so dass mindestens ein Ölstrom von einer Schmierstelle wegführt wird. An der Schmierstelle würde das Öl weiteren mechanischen Belastungen unterzogen werden und würde sich auch aufheizen. Das mindestens eine Ölführungsmittel beugt dem vor, indem das Öl gezielt geführt wird.According to a first aspect, the subject matter of claim 1 has a planetary gear with a gear part which is connected to a planet carrier for planetary gears and which at least partially has an axial extension along the planetary gears and at least partially surrounds the planetary gears. At least one oil guiding means is arranged on a surface of the gear part, in particular on a surface facing the planet gears (i.e. an inner side), so that at least one oil flow is guided away from a lubrication point. At the lubrication point, the oil would be subjected to further mechanical loads and would also heat up. The at least one oil guide means prevents this by guiding the oil in a targeted manner.
In einer Ausführungsform kann mindestens eine Ölstrom mit einer axialen Strömungskomponente an den Rand des Planetenträgers geführt werden und / oder mit einer axialen Strömungskomponente in eine Lücke zwischen zwei Hohlrädern geführt werden. In diesem Fällen wird vermieden, den Ölstrom in die Schmierstelle, z.B. in die Verzahnung zwischen Hohlrädern und Planentenrädern zu führen.In one embodiment, at least one oil flow with an axial flow component can be guided to the edge of the planet carrier and/or can be guided with an axial flow component into a gap between two ring gears. In these cases, the oil flow is avoided in the lubricating point, e.g. in the toothing between ring gears and planetary gears.
Der mindestens eine Ölstrom (d.h. Öl, das sich z.B. am Getriebeteil entlang bewegt) bekommt eine axiale Richtungskomponente zum Rand des Planetenträgers. Damit wird der Ölstrom insbesondere von den Eingriffen zwischen Planetenrad und Hohlrad weggeleitet und z.B. durch das mindestens eine Ölführungsmittel axial nach außen abgeleitet, damit der Ölstrom das Getriebeteil verlassen kann. Damit wird z.B. verhindert, dass das Öl erneut durch das außen am Getriebe liegende Hohlrad beansprucht wird.The at least one oil flow (i.e. oil that moves e.g. along the transmission part) gets an axial directional component towards the edge of the planet carrier. In this way, the flow of oil is directed away from the engagements between the planet wheel and ring gear in particular and, for example, is diverted axially outwards through the at least one oil guide means, so that the oil flow can leave the transmission part. This prevents, for example, the oil from being stressed again by the ring gear on the outside of the gearbox.
In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Ölführungsmittel eine Vertiefung oder Nut auf, die den Ölstrom in die gewünschte Richtung leitet. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführungsform auch eine Wandung verwendet werden, deren Erhebung den Abstand zwischen dem Getriebeteil und den Planeten nicht überschreitet. In einer weiteren Ausführungsform, die mit einer oder beiden der vorgenannten Ausführungsformen kombiniert werden kann, weist das mindestens eine Ölführungsmittel eine dreidimensionale Konturierung der Fläche auf. Insbesondere kann die Konturierung einen konkaven und / oder konvexen Bereich aufweisen. In one embodiment, the at least one oil guiding means has an indentation or groove that guides the oil flow in the desired direction. Additionally or alternatively, in one embodiment, a wall can also be used whose elevation does not exceed the distance between the transmission part and the planet. In a further embodiment, which can be combined with one or both of the aforementioned embodiments, the at least one oil guide means has a three-dimensional contouring of the surface. In particular, the contouring can have a concave and/or convex area.
Ferner kann das mindestens eine Ölführungsmittel in der Fläche in der Projektion im Wesentlichen zwischen 30 und 50°, insbesondere 45°, senkrecht zur Drehachse des Planetenrades angerordnet sein. Unter diesen Winkeln ist eine effiziente Führung der Ölströme möglich.Furthermore, the at least one oil guide means can be arranged in the surface in the projection essentially between 30 and 50°, in particular 45°, perpendicular to the axis of rotation of the planet wheel. Efficient guidance of the oil flows is possible at these angles.
Dabei kann das mindestens eine Ölführungsmittel den mindestens einen Ölstrom radial nach außen zum Rand des Planetenträgers führen. Eine radiale Komponente des Abtransports wird durch die Fliehkraft bewirkt, wobei das Ölführungsmittel für eine zusätzliche axiale Richtungskomponente sorgt oder es beeinflusst die bereits existierende (verstärken oder umkehren) Richtungskomponente.The at least one oil guide means can guide the at least one oil flow radially outwards to the edge of the planet carrier. A radial component of the removal is caused by the centrifugal force, with the oil guiding means providing an additional axial directional component or it influences the already existing (intensify or reverse) directional component.
Das Getriebeteil kann dazu eingerichtet und ausgebildet sein, Drehmomente von einer Seite des Planetenträgers auf die andere zu übertragen.The transmission part can be set up and designed to transmit torque from one side of the planetary carrier to the other.
In einer weiteren Ausführungsform stammt der mindestens eine Ölstrom teilweise oder ganz aus einem Gleitlager eines Planetenrades.In a further embodiment, the at least one flow of oil comes partially or entirely from a slide bearing of a planet wheel.
Wie hier an anderer Stelle angeführt wird, kann sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk, z.B. ein Flugzeugtriebwerk, beziehen. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann ein Kerntriebwerk umfassen, das eine Turbine, eine Brennervorrichtung, einen Verdichter und eine die Turbine mit dem Verdichter verbindende Kernwelle umfasst. Solch ein Gasturbinentriebwerk kann einen Fan (mit Fanschaufeln) umfassen, der stromaufwärts des Kerntriebwerks positioniert ist.As noted elsewhere herein, the present disclosure may relate to a gas turbine engine, such as an aircraft engine. Such a gas turbine engine may include a core engine that includes a turbine, a combustor, a compressor, and a core shaft connecting the turbine to the compressor. Such a gas turbine engine may include a fan (having fan blades) positioned upstream of the core engine.
Anordnungen der vorliegenden Offenbarung können insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Getriebe-Fans, die über ein Getriebe (ein Planetengetriebe mit rotierenden Planetenträger) angetrieben werden, von Vorteil sein. Entsprechend kann das Gasturbinentriebwerk ein Getriebe umfassen, das über die Kernwelle angetrieben wird und dessen Abtrieb den Fan so antreibt, dass er eine niedrigere Drehzahl als die Kernwelle aufweist. Der Eingang für das Getriebe kann direkt von der Kernwelle oder indirekt über die Kernwelle, beispielsweise über eine Stirnwelle und / oder ein Stirnzahnrad, erfolgen. Die Kernwelle kann mit der Turbine und dem Verdichter starr verbunden sein, so dass sich die Turbine und der Verdichter mit derselben Drehzahl drehen (wobei sich der Fan mit einer niedrigeren Drehzahl dreht).Arrangements of the present disclosure may be particularly, but not exclusively, beneficial for geared fans driven via a gearbox (a planetary gearbox with a rotating planet carrier). Accordingly, the gas turbine engine may include a gearbox driven by the core shaft and the output of which drives the fan to rotate at a slower speed than the core shaft. The input for the gearbox can be direct from the core shaft or indirectly via the core shaft, for example via a spur shaft and/or a spur gear. The core shaft can be connected to the turbine and the compressor be rigidly connected so that the turbine and compressor rotate at the same speed (with the fan rotating at a lower speed).
Das Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann eine beliebige geeignete allgemeine Architektur aufweisen. Beispielsweise kann das Gasturbinentriebwerk eine beliebige gewünschte Anzahl an Wellen aufweisen, die Turbinen und Verdichter verbinden, beispielsweise eine, zwei oder drei Wellen. Lediglich beispielhaft kann die mit der Kernwelle verbundene Turbine eine erste Turbine sein, der mit der Kernwelle verbundene Verdichter kann ein erster Verdichter sein und die Kernwelle kann eine erste Kernwelle sein. Das Kerntriebwerk kann ferner eine zweite Turbine, einen zweiten Verdichter und eine zweite Kernwelle, die die zweite Turbine mit dem zweiten Verdichter verbindet, umfassen. Die zweite Turbine, der zweite Verdichter und die zweite Kernwelle können dahingehend angeordnet sein, sich mit einer höheren Drehzahl als die erste Kernwelle zu drehen.The gas turbine engine described and/or claimed herein may have any suitable general architecture. For example, the gas turbine engine may have any desired number of spools connecting the turbine and compressor, such as one, two, or three spools. For example only, the turbine coupled to the core shaft may be a first turbine, the compressor coupled to the core shaft may be a first compressor, and the core shaft may be a first core shaft. The core engine may further include a second turbine, a second compressor, and a second core shaft connecting the second turbine to the second compressor. The second turbine, the second compressor, and the second core shaft may be arranged to rotate at a higher speed than the first core shaft.
Bei einer solchen Anordnung kann der zweite Verdichter axial stromabwärts des ersten Verdichters positioniert sein. Der zweite Verdichter kann dahingehend angeordnet sein, eine Strömung von dem ersten Verdichter aufzunehmen (beispielsweise direkt aufzunehmen, beispielsweise über einen generell ringförmigen Kanal).In such an arrangement, the second compressor may be positioned axially downstream of the first compressor. The second compressor may be arranged to receive flow from the first compressor (e.g. directly receiving, e.g. via a generally annular duct).
Das Getriebe kann dahingehend ausgebildet sein, dass es von der Kernwelle angetrieben wird, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise die erste Kernwelle in dem obigen Beispiel). Beispielsweise kann das Getriebe dahingehend ausgebildet sein, dass es lediglich von der Kernwelle angetrieben wird, die dazu konfiguriert ist, sich (beispielsweise im Gebrauch) mit der niedrigsten Drehzahl zu drehen (beispielsweise nur von der ersten Kernwelle und nicht der zweiten Kernwelle bei dem obigen Beispiel). Alternativ dazu kann das Getriebe dahingehend ausgebildet sein, dass es von einer oder mehreren Wellen angetrieben wird, beispielsweise der ersten und / oder der zweiten Welle in dem obigen Beispiel.The gearbox may be configured to be driven by the core shaft configured to rotate (e.g., in use) at the lowest speed (e.g., the first core shaft in the example above). For example, the transmission may be configured to be driven only by the core shaft that is configured to rotate (e.g., in use) at the lowest speed (e.g., only the first core shaft and not the second core shaft in the example above ). Alternatively, the gearbox may be arranged to be driven by one or more shafts, for example the first and/or the second shaft in the example above.
Bei einem Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann eine Brennvorrichtung axial stromabwärts des Fans und des Verdichters (oder der Verdichter) vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Brennervorrichtung direkt stromabwärts des zweiten Verdichters (beispielsweise an dessen Ausgang) liegen, wenn ein zweiter Verdichter vorgesehen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Strömung am Ausgang des Verdichters dem Einlass der zweiten Turbine zugeführt werden, wenn eine zweite Turbine vorgesehen ist. Die Brennervorrichtung kann stromaufwärts der Turbine (der Turbinen) vorgesehen sein.In a gas turbine engine as described and/or claimed herein, a combustor may be provided axially downstream of the fan and compressor (or compressors). For example, the burner device can be located directly downstream of the second compressor (e.g. at its outlet) if a second compressor is provided. As another example, if a second turbine is provided, the flow at the exit of the compressor may be directed to the inlet of the second turbine. The burner device may be provided upstream of the turbine(s).
Der oder jeder Verdichter (beispielsweise der erste Verdichter und der zweite Verdichter gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen, bei denen es sich um variable Statorschaufeln handeln kann (d.h. der Anstellwinkel kann variabel sein). Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial zueinander versetzt sein.The or each compressor (for example the first compressor and the second compressor as described above) may comprise any number of stages, for example multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator blades, which may be variable (i.e., variable pitch) stator blades. The row of rotor blades and the row of stator blades may be axially offset from one another.
Die oder jede Turbine (beispielsweise die erste Turbine und die zweite Turbine gemäß obiger Beschreibung) kann eine beliebige Anzahl an Stufen, beispielsweise mehrere Stufen, umfassen. Jede Stufe kann eine Reihe von Rotorschaufeln und eine Reihe von Statorschaufeln umfassen. Die Reihe von Rotorschaufeln und die Reihe von Statorschaufeln können axial zueinander versetzt sein.The or each turbine (such as the first turbine and the second turbine as described above) may include any number of stages, such as multiple stages. Each stage may include a row of rotor blades and a row of stator blades. The row of rotor blades and the row of stator blades may be axially offset from one another.
Jede Fanschaufel kann eine radiale Spannweite aufweisen, die sich von einem Fuß (oder einer Nabe) an einer radial innenliegenden, von Gas überströmten Stelle oder sich von einer Position einer Spannweite von 0 % zu einer Spitze mit einer Spannweite von 100 % erstreckt. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zu dem Radius der Fanschaufel an der Spitze kann bei weniger als (oder in der Größenordnung von): 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 oder 0,25 liegen. Das Verhältnis des Radius der Fanschaufel an der Nabe zu dem Radius der Fanschaufel an der Spitze kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zwei Werten im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können eine obere oder untere Grenzen bilden). Diese Verhältnisse können allgemeinhin als das Nabe-Spitze-Verhältnis bezeichnet werden. Der Radius an der Nabe und der Radius an der Spitze können beide an der vorderen Kante (oder der axial am weitesten vorne liegenden Kante) der Schaufel gemessen werden. Das Nabe-Spitze-Verhältnis bezieht sich natürlich auf den von Gas überströmten Abschnitt der Fanschaufel, d. h. den Abschnitt, der sich radial außerhalb jeglicher Plattform befindet. Each fan blade may have a radial span extending from a root (or hub) at a radially inner gas flow location or extending from a 0% span position to a 100% span tip. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip may be less than (or on the order of): 0.4, 0.39, 0.38, 0.37, 0.36, 0 .35, 0.34, 0.33, 0.32, 0.31, 0.3, 0.29, 0.28, 0.27, 0.26 or 0.25. The ratio of the radius of the fan blade at the hub to the radius of the fan blade at the tip may be in a closed range bounded by two values in the previous sentence (i.e. the values may form an upper or lower limit). These ratios can be generically referred to as the hub-to-tip ratio. The radius at the hub and the radius at the tip can both be measured at the leading edge (or the axially most forward edge) of the blade. The hub-to-tip ratio is of course related to the portion of the fan blade over which the gas flows, i. H. the portion radially outward of any platform.
Der Radius des Fans kann zwischen der Mittellinie des Triebwerks und der Spitze der Fanschaufel an ihrer vorderen Kante gemessen werden. Der Durchmesser des Fans (der allgemein das Doppelte des Radius des Fans sein kann) kann größer als (oder in der Größenordnung von): 250 cm (etwa 100 Inch), 260 cm (etwa 103 Inch), 270 cm (etwa 105 Inch), 280 cm (etwa 110 Inch), 290 cm (etwa 115 Inch), 300 cm (etwa 120 Inch), 310 cm (etwa 123 Inch), 320 cm (etwa 125 Inch), 330 cm (etwa 130 Inch), 340 cm (etwa 135 Inch), 350 cm (etwa. 139 Inch), 360 cm (etwa 140 Inch), 370 cm (etwa 145 Inch), 380 cm (etwa 150 Inch) oder 390 cm (etwa 155 Inch) sein (liegen). Der Fandurchmesser kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).The radius of the fan can be measured between the centerline of the engine and the tip of the fan blade at its leading edge. The diameter of the fan (which can generally be twice the radius of the fan) can be greater than (or on the order of): 250 cm (about 100 inches), 260 cm (about 103 inches), 270 cm (about 105 inches) , 280 cm (approx. 110 inches), 290 cm (approx. 115 inches), 300 cm (approx. 120 inches), 310 cm (approx 123 inches), 320 cm (about 125 inches), 330 cm (about 130 inches), 340 cm (about 135 inches), 350 cm (about 139 inches), 360 cm (about 140 inches), 370 cm (about 145 inches), 380 cm (about 150 inches), or 390 cm (about 155 inches). The fan diameter can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values can form upper or lower limits).
Die Drehzahl des Fans kann im Betrieb variieren. Allgemein ist die Drehzahl geringer für Fans mit einem größeren Durchmesser. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen weniger als 2500 U/min, beispielsweise weniger als 2300 U/min, betragen. Lediglich als ein weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann auch die Drehzahl des Fans bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Fandurchmesser im Bereich von 250 cm bis 300 cm (beispielsweise 250 cm bis 280 cm) im Bereich von 1700 U/min bis 2500 U/min, beispielsweise im Bereich von 1800 U/min bis 2300 U/min, beispielsweise im Bereich von 1900 U/min bis 2100 U/min, liegen. Lediglich als ein weiteres, nicht einschränkendes Beispiel kann die Drehzahl des Fans bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen für ein Triebwerk mit einem Fandurchmesser im Bereich von 320 cm bis 380 cm in dem Bereich von 1200 U/min bis 2000 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1300 U/min bis 1800 U/min, beispielsweise in dem Bereich von 1400 U/min bis 1600 U/min, liegen.The speed of the fan can vary during operation. Generally, the RPM is lower for larger diameter fans. By way of non-limiting example only, the speed of the fan may be less than 2500 rpm, for example less than 2300 rpm, under constant speed conditions. By way of further non-limiting example only, the speed of the fan at constant speed conditions for an engine with a fan diameter in the range of 250 cm to 300 cm (e.g. 250 cm to 280 cm) in the range of 1700 rpm to 2500 rpm, for example in the range from 1800 rpm to 2300 rpm, for example in the range from 1900 rpm to 2100 rpm. By way of further non-limiting example only, the speed of the fan at constant speed conditions for an engine having a fan diameter in the range 320 cm to 380 cm may be in the range 1200 rpm to 2000 rpm, for example in the range 1300 rpm /min to 1800 rpm, for example in the range 1400 rpm to 1600 rpm.
Im Gebrauch des Gasturbinentriebwerks dreht sich der Fan (mit zugehörigen Fanschaufeln) um eine Drehachse. Diese Drehung führt dazu, dass sich die Spitze der Fanschaufel mit einer Geschwindigkeit USpitze bewegt. Die von den Fanschaufeln an der Strömung verrichtete Arbeit resultiert in einem Anstieg der Enthalpie dH der Strömung. Eine Fanspitzenbelastung kann als dH/USpitze 2 definiert werden, wobei dH der Enthalpieanstieg (beispielsweise der durchschnittliche 1-D-Enthalpieanstieg) über den Fan hinweg ist und USpitze die (Translations-) Geschwindigkeit der Fanspitze, beispielsweise an der vorderen Kante der Spitze, ist (die als Fanspitzenradius am vorderen Rand multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit definiert werden kann). Die Fanspitzenbelastung bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann mehr als (oder in der Größenordnung von): 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 oder 0,4 betragen (liegen) (wobei alle Einheiten in diesem Abschnitt Jkg-1K-1/(ms-1)2 sind). Die Fanspitzenbelastung kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).In use of the gas turbine engine, the fan (with associated fan blades) rotates about an axis of rotation. This rotation causes the tip of the fan blade to move at a speed U tip . The work done by the fan blades on the flow results in an increase in the enthalpy dH of the flow. A fan tip load can be defined as dH/U peak 2 , where dH is the enthalpy rise (e.g. the average 1-D enthalpy rise) across the fan and U peak is the (translational) velocity of the fan tip, e.g. at the leading edge of the tip , is (which can be defined as the leading edge fan tip radius times the angular velocity). Fan peak loading at constant speed conditions can be greater than (or on the order of): 0.3, 0.31, 0.32, 0.33, 0.34, 0.35, 0.36, 0.37, 0.38 , 0.39 or 0.4 (where all units in this section are Jkg -1 K -1 /(ms -1 ) 2 ). The fan peak load can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values can form upper or lower bounds).
Gasturbinentriebwerke gemäß der vorliegenden Offenbarung können ein beliebiges gewünschtes Bypassverhältnis aufweisen, wobei das Bypassverhältnis als das Verhältnis des Massendurchsatzes der Strömung durch den Bypasskanal zu dem Massendurchsatz der Strömung durch den Kern bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen definiert wird. Bei einigen Anordnungen kann das Bypassverhältnis mehr als (oder in der Größenordnung von): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 oder 17 betragen (liegen). Das Bypassverhältnis kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Bypasskanal kann im Wesentlichen ringförmig sein. Der Bypasskanal kann sich radial außerhalb des Kerntriebwerks befinden. Die radial äußere Fläche des Bypasskanals kann durch eine Triebwerksgondel und / oder ein Fangehäuse definiert werden.Gas turbine engines according to the present disclosure may have any desired bypass ratio, where bypass ratio is defined as the ratio of the mass flow rate of flow through the bypass duct to the mass flow rate of flow through the core at constant speed conditions. In some arrangements the bypass ratio can be more than (or on the order of): 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15, 5, 16, 16.5 or 17 (lie). The bypass ratio can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower limits). The bypass channel can be essentially ring-shaped. The bypass duct can be located radially outside of the core engine. The radially outer surface of the bypass duct may be defined by an engine nacelle and/or a fan casing.
Das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann als das Verhältnis des Staudrucks stromaufwärts des Fans zu dem Staudruck am Ausgang des Höchstdruckverdichters (vor dem Eingang in die Brennervorrichtung) definiert werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Gesamtdruckverhältnis eines Gasturbinentriebwerks, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, bei Konstantgeschwindigkeit mehr als (oder in der Größenordnung von): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 betragen (liegen). Das Gesamtdruckverhältnis kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden).The overall pressure ratio of a gas turbine engine, as described and/or claimed herein, may be defined as the ratio of the ram pressure upstream of the fan to the ram pressure at the exit of the super high pressure compressor (prior to the entrance to the combustor). As a non-limiting example, the overall pressure ratio of a gas turbine engine described and/or claimed herein at constant speed may be greater than (or on the order of): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 (to lie). The overall pressure ratio can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower limits).
Der spezifische Schub eines Triebwerks kann als der Nettoschub des Triebwerks dividiert durch den Gesamtmassenstrom durch das Triebwerk hindurch definiert werden. Bei Konstantgeschwindigkeitsbedingungen kann der spezifische Schub eines Triebwerks, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, weniger als (oder in der Größenordnung von): 110 N kg-1s, 105 Nkg-1s, 100 Nkg-1s, 95 Nkg-1s, 90 Nkg-1s, 85 Nkg-1s oder 80 Nkg-1s betragen (liegen). Der spezifische Schub kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Solche Triebwerke können im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinentriebwerken besonders effizient sein.The specific thrust of an engine can be defined as the net thrust of the engine divided by the total mass flow through the engine. At constant speed conditions, the specific thrust of an engine described and/or claimed herein may be less than (or of the order of): 110 Nkg -1 s, 105 Nkg -1 s, 100 Nkg -1 s, 95 Nkg - 1 s, 90 Nkg -1 s, 85 Nkg -1 s or 80 Nkg -1 s (lie). The specific thrust can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values can form upper or lower limits). Such engines can be particularly efficient compared to conventional gas turbine engines.
Ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann einen beliebigen gewünschten Höchstschub aufweisen. Lediglich als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine Gasturbine, die hier beschrieben und / oder beansprucht wird, zur Erzeugung eines Höchstschubs von mindestens (oder in der Größenordnung von): 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN, 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN oder 550kN in der Lage sein. Der Höchstschub kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Der Schub, auf den oben Bezug genommen wird, kann der Nettohöchstschub bei standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen auf Meereshöhe plus 15 °C (Umgebungsdruck 101,3 kPa, Temperatur 30 °C) bei statischem Triebwerk sein.A gas turbine engine described and/or claimed herein may have any desired maximum thrust. By way of non-limiting example only, a gas turbine engine described herein and/or bean capable of generating a maximum thrust of at least (or of the order of): 160 kN, 170 kN, 180 kN, 190 kN, 200 kN, 250 kN, 300 kN, 350 kN, 400 kN, 450 kN, 500 kN or 550kN to be able to. The maximum thrust can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (ie the values can form upper or lower limits). The thrust referred to above may be the maximum net thrust at standard atmospheric conditions at sea level plus 15°C (ambient pressure 101.3 kPa,
Im Gebrauch kann die Temperatur der Strömung am Eingang der Hochdruckturbine besonders hoch sein. Diese Temperatur, die als TET bezeichnet werden kann, kann an dem Ausgang zur Brennvorrichtung, beispielsweise unmittelbar stromaufwärts der ersten Turbinenschaufel, die wiederum als eine Düsenleitschaufel bezeichnet werden kann, gemessen werden. Bei Konstantgeschwindigkeit kann die TET mindestens (oder in der Größenordnung von): 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K oder 1650 K betragen (liegen). Die TET bei Konstantgeschwindigkeit kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET im Gebrauch des Triebwerks kann beispielsweise mindestens (oder in der Größenordnung von): 1700 K, 1750 K, 1800 K, 1850 K, 1900 K, 1950 K oder 2000 K betragen (liegen). Die maximale TET kann in einem abgeschlossenen Bereich liegen, der von zweien der Werte im vorhergehenden Satz begrenzt wird (d. h. die Werte können obere oder untere Grenzen bilden). Die maximale TET kann beispielsweise bei einer Bedingung von hohem Schub, beispielsweise bei einer MTO-Bedingung (MTO - Maximum Take-Off thrust - maximaler Startschub), auftreten.In use, the temperature of the flow at the entrance to the high pressure turbine can be particularly high. This temperature, which may be referred to as TET, may be measured at the exit to the combustor, for example immediately upstream of the first turbine blade, which in turn may be referred to as a nozzle vane. At constant speed the TET can be (are) at least (or in the order of): 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K or 1650 K. The TET at constant velocity can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower bounds). For example, the maximum TET in use of the engine may be at least (or on the order of): 1700K, 1750K, 1800K, 1850K, 1900K, 1950K, or 2000K. The maximum TET can be in a closed range bounded by two of the values in the previous sentence (i.e. the values can form upper or lower bounds). For example, the maximum TET may occur at a high thrust condition, such as an MTO (Maximum Take-Off Thrust) condition.
Eine Fanschaufel und / oder ein Blattabschnitt (aerofoil) einer Fanschaufel, die hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann aus einem beliebigen geeigneten Material oder einer Kombination aus Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und / oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Verbundstoff, beispielsweise einem Metallmatrix-Verbundstoff und / oder einem Verbundstoff mit organischer Matrix, wie z. B. Kohlefaser, hergestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann zumindest ein Teil der Fanschaufel und / oder des Blatts zumindest zum Teil aus einem Metall, wie z. B. einem auf Titan basierendem Metall oder einem auf Aluminium basierenden Material (wie z. B. einer Aluminium-Lithium-Legierung) oder einem auf Stahl basierenden Material hergestellt werden. Die Fanschaufel kann mindestens zwei Bereiche umfassen, die unter Verwendung verschiedener Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann die Fanschaufel eine vordere Schutzkante aufweisen, die unter Verwendung eines Materials hergestellt wird, das dem Aufschlagen (beispielsweise von Vögeln, Eis oder anderem Material) besser widerstehen kann als der Rest der Schaufel. Solch eine vordere Kante kann beispielsweise unter Verwendung von Titan oder einer auf Titan basierenden Legierung hergestellt werden. Somit kann die Fanschaufel lediglich als ein Beispiel einen auf Kohlefaser oder Aluminium basierenden Körper (wie z. B. eine Aluminium-Lithium-Legierung) mit einem vorderen Rand aus Titan aufweisen.A fan blade and/or a fan blade aerofoil described and/or claimed herein may be made from any suitable material or combination of materials. For example, at least a portion of the fan blade and/or blade may be formed at least in part from a composite such as a metal matrix composite and/or an organic matrix composite such as e.g. B. carbon fiber, are produced. As another example, at least a portion of the fan blade and/or blade may be formed at least in part from a metal such as aluminum. a titanium-based metal, or an aluminum-based material (such as an aluminum-lithium alloy) or a steel-based material. The fan blade may include at least two sections made using different materials. For example, the fan blade may have a leading protective edge made using a material that can withstand impact (e.g., from birds, ice, or other material) better than the rest of the blade. Such a leading edge can be made, for example, using titanium or a titanium-based alloy. Thus, as just one example, the fan blade may have a carbon fiber or aluminum based body (such as an aluminum-lithium alloy) with a titanium leading edge.
Ein Fan, der hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann einen mittleren Abschnitt umfassen, von dem sich die Fanschaufeln, beispielsweise in einer radialen Richtung, erstrecken können. Die Fanschaufeln können auf beliebige gewünschte Art und Weise an dem mittleren Abschnitt angebracht sein. Beispielsweise kann jede Fanschaufel eine Fixierungsvorrichtung umfassen, die mit einem entsprechenden Schlitz in der Nabe (oder Scheibe) in Eingriff gelangen kann. Lediglich als ein Beispiel kann solch eine Fixierungsvorrichtung in Form eines Schwalbenschwanzes vorliegen, der zur Fixierung der Fanschaufel an der Nabe/Scheibe in einen entsprechenden Schlitz in der Nabe/Scheibe eingesteckt und / oder damit in Eingriff gebracht werden kann. Als ein weiteres Beispiel können die Fanschaufeln integral mit einem mittleren Abschnitt ausgebildet sein. Solch eine Anordnung kann als eine Blisk oder ein Bling bezeichnet werden. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann zur Herstellung solch einer Blisk oder solch eines Bling verwendet werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Fanschaufeln aus einem Block maschinell herausgearbeitet werden und / oder mindestens ein Teil der Fanschaufeln kann durch Schweißen, wie z. B. lineares Reibschweißen, an der Nabe/Scheibe angebracht werden.A fan described and/or claimed herein may include a central section from which the fan blades may extend, for example in a radial direction. The fan blades can be attached to the center section in any desired manner. For example, each fan blade may include a locating device engageable with a corresponding slot in the hub (or disc). By way of example only, such a fixation device may be in the form of a dovetail which may be inserted into and/or engaged with a corresponding slot in the hub/disc to fix the fan blade to the hub/disc. As another example, the fan blades may be integrally formed with a center section. Such an arrangement may be referred to as a blisk or a bling. Any suitable method may be used to manufacture such a blisk or bling. For example, at least a portion of the fan blades may be machined from an ingot and/or at least a portion of the fan blades may be welded, such as by welding. B. linear friction welding, to be attached to the hub / disc.
Die Gasturbinentriebwerke, die hier beschrieben und / oder beansprucht werden, können oder können nicht mit einer VAN (Variable Area Nozzle - Düse mit variablem Querschnitt) versehen sein. Solch eine Düse mit variablem Querschnitt kann im Betrieb eine Variation des Ausgangsquerschnitts des Bypasskanals erlauben. Die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können auf Triebwerke mit oder ohne eine VAN zutreffen.The gas turbine engines described and/or claimed herein may or may not be provided with a VAN (Variable Area Nozzle). Such a nozzle with a variable cross-section can, during operation, allow the exit cross-section of the bypass channel to be varied. The general principles of the present disclosure may apply to engines with or without a VAN.
Der Fan einer Gasturbine, die hier beschrieben und / oder beansprucht wird, kann eine beliebige gewünschte Anzahl an Fanschaufeln, beispielsweise 16, 18, 20 oder 22 Fanschaufeln, aufweisen.The gas turbine fan described and/or claimed herein may have any desired number of fan blades, such as 16, 18, 20, or 22 fan blades.
Gemäß der hier erfolgenden Verwendung können Konstantgeschwindigkeitsbedingungen die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen eines Luftfahrzeugs, an dem das Gasturbinentriebwerk angebracht ist, bedeuten. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können herkömmlicherweise als die Bedingungen während des mittleren Teils des Flugs definiert werden, beispielsweise die Bedingungen, denen das Luftfahrzeug und / oder das Triebwerk zwischen (hinsichtlich Zeit und / oder Entfernung) dem Ende des Steigflugs und dem Beginn des Sinkflugs ausgesetzt wird bzw. werden.As used herein, constant speed conditions may mean the constant speed conditions of an aircraft on which the gas turbine engine is mounted mean. Such constant speed conditions may conventionally be defined as the conditions during the middle part of flight, for example the conditions experienced by the aircraft and/or engine between (in terms of time and/or distance) the end of the climb and the beginning of the descent. will.
Lediglich als ein Beispiel kann die Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Konstantgeschwindigkeitsbedingung bei einem beliebigen Punkt im Bereich von Mach 0,7 bis 0,9, beispielsweise 0,75 bis 0,85, beispielsweise 0,76 bis 0,84, beispielsweise 0,77 bis 0,83, beispielsweise 0,78 bis 0,82, beispielsweise 0,79 bis 0,81, beispielsweise in der Größenordnung von Mach 0,8, in der Größenordnung von Mach 0,85 oder in dem Bereich von 0,8 bis 0,85 liegen. Eine beliebige Geschwindigkeit innerhalb dieser Bereiche kann die Konstantfahrtbedingung sein. Bei einigen Luftfahrzeugen können die Konstantfahrtbedingungen außerhalb dieser Bereiche, beispielsweise unter Mach 0,7 oder über Mach 0,9, liegen.By way of example only, the forward speed at the constant speed condition may be at any point in the range Mach 0.7 to 0.9, e.g. 0.75 to 0.85, e.g. 0.76 to 0.84, e.g. 0.77 to 0 .83, for example 0.78 to 0.82, for example 0.79 to 0.81, for example of the order of Mach 0.8, of the order of Mach 0.85 or in the range of 0.8 to 0, 85 lie. Any speed within these ranges can be the cruise condition. For some aircraft, cruise conditions may be outside of these ranges, for example below Mach 0.7 or above Mach 0.9.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer Höhe entsprechen, die im Bereich von 10.000 m bis 15.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.000 m bis 12.000 m, beispielsweise im Bereich von 10.400 m bis 11.600 m (etwa 38.000 Fuß), beispielsweise im Bereich von 10.500 m bis 11.500 m, beispielsweise im Bereich von 10.600 m bis 11.400 m, beispielsweise im Bereich von 10.700 m (etwa 35.000 Fuß) bis 11.300 m, beispielsweise im Bereich von 10.800 m bis 11.200 m, beispielsweise im Bereich von 10.900 m bis 11.100 m, beispielsweise in der Größenordnung von 11.000 m, liegt. Die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können standardmäßigen atmosphärischen Bedingungen bei einer beliebigen gegebenen Höhe in diesen Bereichen entsprechen.As an example only, the constant velocity conditions may correspond to standard atmospheric conditions at an altitude that is in the range 10,000 m to 15,000 m, for example in the range 10,000 m to 12,000 m, for example in the range 10,400 m to 11,600 m (about 38,000 feet), for example in the range of 10,500 m to 11,500 m, for example in the range of 10,600 m to 11,400 m, for example in the range of 10,700 m (about 35,000 feet) to 11,300 m, for example in the range of 10,800 m to 11,200 m, for example in the range of 10,900 m to 11,100 m, for example of the order of 11,000 m. The constant velocity conditions can correspond to standard atmospheric conditions at any given altitude in these ranges.
Lediglich als ein Beispiel können die Konstantgeschwindigkeitsbedingungen Folgendem entsprechen: einer Vorwärts-Mach-Zahl von 0,8; einem Druck von 23.000 Pa und einer Temperatur von -55 °C.As an example only, the constant speed conditions may correspond to: a forward Mach number of 0.8; a pressure of 23,000 Pa and a temperature of -55 °C.
So wie sie hier durchweg verwendet werden, können „Konstantgeschwindigkeit“ oder „Konstantgeschwindigkeitsbedingungen“ den aerodynamischen Auslegungspunkt bedeuten. Solch ein aerodynamischer Auslegungspunkt (oder ADP - Aerodynamic Design Point) kann den Bedingungen (darunter beispielsweise die Mach-Zahl, Umgebungsbedingungen und Schubanforderung), für die der Fanbetrieb ausgelegt ist, entsprechen. Dies können beispielsweise die Bedingungen, bei denen der Fan (oder das Gasturbinentriebwerk) konstruktionsgemäß den optimalen Wirkungsgrad aufweist, bedeuten.As used throughout, "constant speed" or "constant speed conditions" can mean the aerodynamic design point. Such an aerodynamic design point (or ADP) may correspond to the conditions (including, for example, Mach number, environmental conditions, and thrust requirement) for which the fan operation is designed. This may mean, for example, the conditions at which the fan (or gas turbine engine) is designed to be at its optimum efficiency.
Im Betrieb kann ein Gasturbinentriebwerk, das hier beschrieben und / oder beansprucht wird, bei den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen, die hier an anderer Stelle definiert werden, betrieben werden. Solche Konstantgeschwindigkeitsbedingungen können von den Konstantgeschwindigkeitsbedingungen (beispielsweise den Bedingungen während des mittleren Teils des Fluges) eines Luftfahrzeugs, an dem mindestens ein (beispielsweise zwei oder vier) Gasturbinentriebwerk(e) zur Bereitstellung von Schubkraft befestigt sein kann, bestimmt werden.In operation, a gas turbine engine described and/or claimed herein may be operated at the constant speed conditions defined elsewhere herein. Such constant speed conditions may be dictated by the constant speed conditions (e.g., mid-flight conditions) of an aircraft on which at least one (e.g., two or four) gas turbine engine(s) may be mounted to provide thrust.
Für den Fachmann ist verständlich, dass ein Merkmal oder Parameter, das bzw. der in Bezug auf einen der obigen Aspekte beschrieben wird, bei einem beliebigen anderen Aspekt angewendet werden kann, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Des Weiteren kann ein beliebiges Merkmal oder ein beliebiger Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, bei einem beliebigen Aspekt angewendet werden und / oder mit einem beliebigen anderen Merkmal oder Parameter, das bzw. der hier beschrieben wird, kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.It will be understood by those skilled in the art that a feature or parameter described in relation to one aspect above may be applied to any other aspect provided they are not mutually exclusive. Furthermore, any feature or parameter described herein may be applied to any aspect and/or combined with any other feature or parameter described herein, provided they are compatible not mutually exclusive.
Es werden nun beispielhaft Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben; in den Figuren zeigen:
-
1 eine Seitenschnittansicht eines Gasturbinentriebwerks; -
2 eine Seitenschnittgroßansicht eines stromaufwärtigen Abschnitts eines Gasturbinentriebwerks; -
3 eine zum Teil weggeschnittene Ansicht eines Getriebes für ein Gasturbinentriebwerk; -
4 eine Detailansicht einer Ausführungsform eines Getriebeteils; -
5 eine Ansicht auf eine Innenfläche einer weiteren Ausführungsform eines Getriebeteils; -
6 eine Ansicht auf eine Innenfläche einer weiteren Ausführungsform eines Getriebeteils; -
7 eine Ansicht auf eine Innenfläche einer weiteren Ausführungsform eines Getriebeteils mit einer Ölführung in eine Lücke zwischen zwei Verzahnungen in den Hohlrädern; -
8 eine Ansicht auf eine Innenfläche einer weiteren Ausführungsform eines Getriebeteils mit einem konkaven Ölführungsmittel; -
9 eine Ansicht auf eine Innenfläche einer weiteren Ausführungsform eines Getriebeteils mit einem konvexe Ölführungsmittel.
-
1 Figure 12 is a side sectional view of a gas turbine engine; -
2 Figure 12 is a close-up side sectional view of an upstream portion of a gas turbine engine; -
3 Figure 12 is a partially cut-away view of a transmission for a gas turbine engine; -
4 a detailed view of an embodiment of a transmission part; -
5 a view of an inner surface of a further embodiment of a transmission part; -
6 a view of an inner surface of a further embodiment of a transmission part; -
7 a view of an inner surface of a further embodiment of a transmission part with an oil guide in a gap between two teeth in the ring gears; -
8th a view of an inner surface of a further embodiment of a transmission part with a concave oil guide means; -
9 a view of an inner surface of a further embodiment of a transmission part with a convex oil guide means.
Bevor Ausführungsformen eines Getriebeteils 50 eines Planetenradgetriebes 30 im Zusammenhang mit den
Im Betrieb wird der Kernluftstrom A durch den Niederdruckverdichter 14 beschleunigt und verdichtet und in den Hochdruckverdichter 15 geleitet, wo eine weitere Verdichtung erfolgt. Die aus dem Hochdruckverdichter 15 ausgestoßene verdichtete Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 16 geleitet, wo sie mit Kraftstoff vermischt wird und das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte breiten sich dann durch die Hochdruck- und die Niederdruckturbine 17, 19 aus und treiben diese dadurch an, bevor sie zur Bereitstellung einer gewissen Schubkraft durch die Düse 20 ausgestoßen werden. Die Hochdruckturbine 17 treibt den Hochdruckverdichter 15 durch eine geeignete Verbindungswelle 27 an. Der Fan 23 stellt allgemein den Hauptteil der Schubkraft bereit. Das epizyklische Planetengetriebe 30 ist ein Untersetzungsgetriebe.During operation, the core air flow A is accelerated and compressed by the low-
Eine beispielhafte Anordnung für ein Getriebe-Fan-Gasturbinentriebwerk 10 wird in
Es wird angemerkt, dass die Begriffe „Niederdruckturbine“ und „Niederdruckverdichter“, so wie sie hier verwendet werden, so aufgefasst werden können, dass sie die Turbinenstufe mit dem niedrigsten Druck bzw. die Verdichterstufe mit dem niedrigsten Druck (d. h. dass sie nicht den Fan 23 umfassen) und / oder die Turbinen- und Verdichterstufe, die durch die Verbindungswelle 26 mit der niedrigsten Drehzahl in dem Triebwerk (d. h. dass sie nicht die Getriebeausgangswelle, die den Fan 23 antreibt, umfasst) miteinander verbunden sind, bedeuten. In einigen Schriften können die „Niederdruckturbine“ und der „Niederdruckverdichter“, auf die hier Bezug genommen wird, alternativ dazu als die „Mitteldruckturbine“ und „Mitteldruckverdichter“ bekannt sein. Bei der Verwendung derartiger alternativer Nomenklatur kann der Fan 23 als eine erste Verdichtungsstufe oder Verdichtungsstufe mit dem niedrigsten Druck bezeichnet werden.It is noted that the terms "low pressure turbine" and "low pressure compressor" as used herein may be construed to mean the lowest pressure turbine stage and the lowest pressure compressor stage, respectively (i.e. not including the fan 23) and/or the turbine and compressor stages interconnected by the lowest
Das epizyklische Planetengetriebe 30 wird in
Das in
Es versteht sich, dass die in
Entsprechend dehnt sich die vorliegende Offenbarung auf ein Gasturbinentriebwerk mit einer beliebigen Anordnung der Getriebearten (beispielsweise sternförmig oder epizyklisch planetenartig), Stützstrukturen, Eingangs- und Ausgangswellenanordnung und Lagerpositionierungen aus.Accordingly, the present disclosure extends to a gas turbine engine having any arrangement of gear types (e.g., star or epicyclic planetary), support structures, input and output shaft arrangement, and bearing locations.
Optional kann das Getriebe Neben- und / oder alternative Komponenten (z. B. den Mitteldruckverdichter und / oder einen Nachverdichter) antreiben.Optionally, the transmission can drive auxiliary and/or alternative components (e.g. the medium-pressure compressor and/or a booster).
Andere Gasturbinentriebwerke, bei denen die vorliegende Offenbarung Anwendung finden kann, können alternative Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können derartige Triebwerke eine alternative Anzahl an Verdichtern und / oder Turbinen und / oder eine alternative Anzahl an Verbindungswellen aufweisen. Als ein weiteres Beispiel weist das in
Die Geometrie des Gasturbinentriebwerks 10 und Komponenten davon wird bzw. werden durch ein herkömmliches Achsensystem definiert, das eine axiale Richtung (die auf die Drehachse 9 ausgerichtet ist), eine radiale Richtung (in der Richtung von unten nach oben in
Die Planetenräder 32 des Planetengetriebes 30 werden in der Regel durch hier nicht dargestellte Gleitlager gelagert, die mit Öl geschmiert werden. Dieses Öl wird durch die rotierenenden Bewegungen im Planetengetriebe 30 tendenziell radial nach außen geführt.The planet gears 32 of the
In der
Bei einer Rotation des Planetenrades 32 um seine Rotationsachse R stellen sich Ölströme 62 ein, die von axial außen in Richtung innen gerichtet sind. Mit einer überlagerten Radialbewegung fließen die Ölströme 62 nach außen in Richtung des Hohlrades 38, mit der hier innenliegenden Verzahnung (Ring Gear) 38a. Die Verzahnung 38a ist hier geteilt ausgebildet, d.h. zwischen den Verzahnungen 38a ist eine Lücke 39 angeordnet.When the
Das Abfließen des Öls in die Hohlradverzahnung 38a ist grundsätzlich unerwünscht, da sich das Öl dort aufheizt und eine Alterung des Öls bewirkt wird. Wie im Folgenden dargestellt, dienen Ölführungsmittel 61 dazu, Ölströme 61 axial und radial nach außen zu führen oder die Ölströme 61 gezielt in die Lücke zwischen Verzahnungen zu führen.It is fundamentally undesirable for the oil to flow into the
In der
Dabei sind die Ölführungsmittel 61a in der (gekrümmten) Fläche 60 in der Projektion im Wesentlichen zwischen 30 und 50°, insbesondere 45°, senkrecht zur Drehachse R des Planetenrades 32.The oil guide means 61a in the (curved)
Die
In
In der
Grundsätzlich können Ausnehmungen und Konturierungen auch miteinander kombiniert werden, um eine gezielte Führung der Ölströme 62 zu erreichenIn principle, recesses and contours can also be combined with one another in order to achieve targeted guidance of the oil flows 62
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von den hier beschriebenen Konzepten abzuweichen. Beliebige der Merkmale können separat oder in Kombination mit beliebigen anderen Merkmalen eingesetzt werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, und die Offenbarung dehnt sich auf alle Kombinationen und Unterkombinationen eines oder mehrerer Merkmale, die hier beschrieben werden, aus und umfasst diese.It should be understood that the invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and improvements can be made without departing from the concepts described herein. Any of the features may be employed separately or in combination with any other feature, provided they are not mutually exclusive, and the disclosure extends to and encompasses all combinations and sub-combinations of one or more features described herein.
BezugszeichenlisteReference List
- 99
- Hauptdrehachsemain axis of rotation
- 1010
- Gasturbinentriebwerkgas turbine engine
- 1111
- Kerntriebwerkcore engine
- 1212
- Lufteinlassair intake
- 1414
- Niederdruckverdichterlow-pressure compressor
- 1515
- Hochdruckverdichterhigh-pressure compressor
- 1616
- Verbrennungseinrichtungincinerator
- 1717
- Hochdruckturbinehigh pressure turbine
- 1818
- Bypassschubdüsebypass exhaust nozzle
- 1919
- Niederdruckturbinelow pressure turbine
- 2020
- Kernschubdüsecore thruster
- 2121
- Triebwerksgondelengine nacelle
- 2222
- Bypasskanalbypass channel
- 2323
- Fanfan
- 2424
- stationäre Stützstrukturstationary support structure
- 2626
- Wellewave
- 2727
- Verbindungswelleconnecting shaft
- 2828
- Sonnenradsun gear
- 3030
- Getriebe, PlanetengetriebeGears, planetary gears
- 3232
- Planetenräderplanet gears
- 3434
- Planetenträgerplanet carrier
- 3636
- Gestängelinkage
- 3838
- Hohlradring gear
- 38a38a
- Ring Gear (Verzahnung)Ring Gear
- 3939
- Lücke zwischen Verzahnunggap between teeth
- 4040
- Gestänge linkage
- 5050
- Getriebeteil gear part
- 6060
- Fläche im Getriebeteilsurface in the gear part
- 61a61a
- Ölführungsmittel (Vertiefung, Nut)Oil guide means (recess, groove)
- 61 b61 b
- Ölführungsmittel als Konturierung der Fläche am GetriebeteilOil guide means as contouring of the surface on the transmission part
- 6262
- Ölstrom oil flow
- AA
- Kernluftstromcore airflow
- BB
- Bypassluftstrom bypass airflow
- RR
- Drehachse des PlanetenradesAxis of rotation of the planet wheel
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020122721.3A DE102020122721A1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | gear part |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020122721.3A DE102020122721A1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | gear part |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020122721A1 true DE102020122721A1 (en) | 2022-03-03 |
Family
ID=80221359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020122721.3A Withdrawn DE102020122721A1 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | gear part |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020122721A1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07208585A (en) | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Jatco Corp | Carrier device for planetary gear device |
US20130095974A1 (en) | 2010-04-13 | 2013-04-18 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Planetary gear system and gear reducer |
US20140106922A1 (en) | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Rolls-Royce Plc | Oil scavenge arrangement |
US20150065285A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-05 | United Technologies Corporation | Geared architecture gas turbine engine with oil scavenge |
WO2019141920A1 (en) | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Safran Transmission Systems | Oil collector for speed reducer, in particular of a turbomachine, and associated speed reducer and turbomachine |
US20190271385A1 (en) | 2018-03-02 | 2019-09-05 | Ge Avio S.R.L. | Scavenge system for gear assembly |
EP3663022A1 (en) | 2018-12-04 | 2020-06-10 | Rolls-Royce plc | A method of manufacturing a planet carrier of a gearbox |
EP3767134A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-20 | Safran Transmission Systems | Oil collector for a mechanical gear of an aircraft turbine engine |
-
2020
- 2020-08-31 DE DE102020122721.3A patent/DE102020122721A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07208585A (en) | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Jatco Corp | Carrier device for planetary gear device |
US20130095974A1 (en) | 2010-04-13 | 2013-04-18 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Planetary gear system and gear reducer |
US20140106922A1 (en) | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Rolls-Royce Plc | Oil scavenge arrangement |
US20150065285A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-05 | United Technologies Corporation | Geared architecture gas turbine engine with oil scavenge |
WO2019141920A1 (en) | 2018-01-16 | 2019-07-25 | Safran Transmission Systems | Oil collector for speed reducer, in particular of a turbomachine, and associated speed reducer and turbomachine |
US20190271385A1 (en) | 2018-03-02 | 2019-09-05 | Ge Avio S.R.L. | Scavenge system for gear assembly |
EP3663022A1 (en) | 2018-12-04 | 2020-06-10 | Rolls-Royce plc | A method of manufacturing a planet carrier of a gearbox |
EP3767134A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-20 | Safran Transmission Systems | Oil collector for a mechanical gear of an aircraft turbine engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102020103776A1 (en) | Geared gas turbine engine | |
DE102020103780A1 (en) | Geared gas turbine engine | |
DE102018129996A1 (en) | Drive shaft component and method for producing a drive shaft component | |
DE102018129997A1 (en) | Shaft component and method for producing a shaft component | |
DE102020104625A1 (en) | INSTALLATION AND OPERATION OF AN EFFICIENT GAS TURBINE ENGINE | |
DE102020113051A1 (en) | GAS TURBINE ENGINE | |
DE102018132892A1 (en) | Intermediate housing structure for a compressor device of a gas turbine engine and a gas turbine engine | |
DE102018115617A1 (en) | Planetary gear and aircraft gas turbine with a planetary gear | |
DE102018122535A1 (en) | Planetary gear device, gas turbine engine and method of manufacturing a planetary gear device | |
DE102018106864A1 (en) | A method of assembling a planetary gear, a planetary carrier and an aircraft engine | |
DE102019102450B4 (en) | Method of assembling a gear module of a gas turbine engine | |
DE102020122601A1 (en) | Seal system, transmission with a seal system and gas turbine engine with a seal system | |
DE102020122678A1 (en) | planetary gear | |
WO2021008901A1 (en) | Shaft coupling with a spline toothing system | |
DE102020113053A1 (en) | GAS TURBINE ENGINE | |
DE102020122564A1 (en) | Plain bearing device, transmission device with a plain bearing device and gas turbine engine with a plain bearing device | |
DE102020122721A1 (en) | gear part | |
EP3597887A1 (en) | Gear assembly and method for its manufacture | |
DE102018129998A1 (en) | Gear housing and method for manufacturing a gear housing | |
EP3543481B1 (en) | Gas turbine engine and method for introducing oil into a gearbox | |
DE102018119463A1 (en) | Maze sealing system and gas turbine engine with a labyrinth sealing system | |
DE102020215576A1 (en) | Flow director and a gas turbine engine | |
EP4034756B1 (en) | Gas turbine engine of an aircraft comprising a transmission | |
DE102021209401A1 (en) | Planetary gear with a sealing system and gas turbine engine with a planetary gear | |
DE102018106693B4 (en) | Gas turbine engine for an aircraft and planetary gear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |