FR2685758A1 - Systeme de lubrification et de refroidissement de secours d'un multiplicateur/reducteur mecanique du type "boite de transmission" d'helicoptere en cas de defaillance du circuit de lubrification. - Google Patents
Systeme de lubrification et de refroidissement de secours d'un multiplicateur/reducteur mecanique du type "boite de transmission" d'helicoptere en cas de defaillance du circuit de lubrification. Download PDFInfo
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Abstract
Le système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, en particulier du type "boîte de transmission" d'hélicoptère, agit en cas de défaillance du circuit de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Il comporte un dispositif d'injection d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant, et le dispositif d'injection intervient à partir d'une valeur de seuil préétablie représentative du disfonctionnement des circuits de lubrification et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Le dispositif d'injection s'effectue au moyen d'un circuit particulier, c'est-à-dire indépendant des circuits de lubrification. Application principale: Réducteurs/multiplicateurs métalliques - Hélicoptères.
Description
La présente invention se rapporte à un système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, en cas de défaillance des circuits de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, et il s'applique notamment à une boîte de transmission principale, intermédiaire ou arrière d'hélicoptère.
Dans les ensembles mécaniques multiplicateurs réducteurs, l'huile de lubrification assure deux fonctions la réduction des frottements au niveau des engrenages et des paliers, et l'évacuation des pertes de puissance sous forme de chaleur. Dans le cas d'une boîte de transmission principale d'un hélicoptère, l'extraction de la chaleur véhiculée par l'huile se fait généralement sous pression dans un échangeur huile/air, tandis que dans le cas d'une boîte de faible puissance du type "boîte de transmission auxiliaire", l'huile transmet la chaleur aux parois internes du carter de cette boîte par ruissellement et conduction, et la paroi extérieure de ce carter transmet la chaleur par convexion à l'air ambiant.
En cas de perte d'huile du système de lubrification, les coefficients de frottement des différents organes mécaniques augmentent considérablement, et par voie de conséquence, la part d'énergie perdue sous forme de chaleur devient importante par rapport à la puissance mécanique transmise aux rotors de l'hélicoptère. En outre, l'énergie thermique n'est pratiquement plus évacuée, ce qui produit une élévation rapide des températures des engrenages et des roulements. De ce fait, les matériaux subissent des transformations métallurgiques et leurs performances mécaniques s'effondrent, entraînant la perte de la transmission de couple, consécutive à la destruction d'un roulement ou d'une denture, ou à la destruction de l'un et l'autre de ces éléments.
De ce fait, en cas de perte d'huile d'une boîte de transmission, et notamment lorsqu'il s'agit de la boîte de transmission principale, l'hélicoptère est contraint de se poser peu de temps après la panne en raison de la destruction rapide des appuis internes, ce qui entraîne à brève échéance l'interruption de la fonction de transmission de puissance aux rotors. Cette perte d'huile peut avoir des conséquences très graves lors du survol d'une zone hostile mer, forêt, zone urbanisée, territoire ennemi, par un hélicoptère qui se trouve alors contraint à un atterrissage ou à un amerrissage qui peut être hasardeux, ou même catastrophique.
D'autre part, dans le cadre de l'amélioration des hélicoptères, le fonctionnement des boîtes de transmission constitue l'une des préoccupations majeures, surtout dans ces aspects liés à la sécurité des vols. C'est en effet dans ce domaine et dans celui de la fiabilité que les opérateurs de ces aéronef s, tant civils que militaires, demandent Ie plus d'amélioration, et portent un intérêt tout particulier aux capacités de fonctionnement après la perte totale de lubrification, comme par exemple la perforation du carter par un projectile ou la rupture de tuyauteries.
La survivabilité de l'hélicoptère est d'autant plus difficile à atteindre que l'appareil est lourd, car les puissances passées dans les différentes boîtes de transmission croissent beaucoup plus vite que leur taille.
Sur les hélicoptères lourds actuels, la capacité de fonctionnement après perte totale de la lubrification est réduite, voire inexistante dans cette gamme de puissance, ou tout au moins interdite par le manuel de vol. En revanche, l'évolution des spécifications va dans le sens d'une sévérité accrue, qui se traduit par l'exigence de pouvoir voler un temps suffisant après la perte totale de la lubrification. Ainsi, les opérateurs civils effectuant des survols maritimes prolongés ont tendance à réclamer une durée de fonctionnement pouvant aller jusqu'à deux heures pour pouvoir, dans tous les cas, éviter l'amerrissage, et par conséquent, la perte probable de l'appareil. .Aucune boîte de transmission principale au monde ne permet à l'heure actuelle cette performance, tout au moins dans les gammes d'appareils de moyen et de fort tonnage.
Il a déjà été proposé des dispositifs de survie pour des boîtes de transmission en cas de disfonctionnement du système de lubrification.
La demande internationale WO-91/05943 décrit une structure qui possède, dans le carter de l'ensemble mécanique, des petits réservoirs de secours qui sont associés à des gicleurs branchés sur un circuit d'air comprimé. Ce dispositif agit en cas de baisse de pression d'huile du circuit de lubrification principal, afin de produire un brouillard de lubrification de secours. Ce système présente l'inconvénient de nécessiter d'inclure, à l'intérieur du carter, un certain nombre de réservoirs de secours qui sont donc d'un volume limité et, de ce fait, le temps de survie est extrêmement faible. I1 n'y a pas de possibilité d'adapter le système sur une boîte existante ou de le prévoir en option.
La demande française 90 02015 au nom de la demanderesse se rapporte à un dispositif de secours en cas de défaillance du circuit de lubrification principal. Ce système comporte un conduit de dérivation qui provient du circuit normal, et qui alimente en huile un ou plusieurs réservoirs de secours placés à la partie supérieure du réducteur ou de la boîte.
Ce réservoir distribue par gravité, par un circuit spécial, l'huile qu'il contient, en continu et à faible débit, sur les éléments critiques du réducteur ou de la boîte. Ce système est donc disposé à l'intérieur du carter et il doit donc être prévu dès la conception de la transmission, et il doit être installé lors de la fabrication et du montage. Il n'y pas d'option pour le client, et d'adaptation possible sur une boîte ou une transmission existante. De plus, la durée de survie dépend de la place disponible à l'intérieur du carter pour les réservoirs de secours.
La demande française 91 02729 au nom de la demanderesse se rapporte à un procédé de refroidissement d'un réducteur mécanique lubrifié par de l'huile sous pression qui est pulvérisée. Ce système consiste à admettre dans le réducteur un débit d'air frais à température ambiante et préalablement filtré, et à le diriger à l'intérieur dudit réducteur pour être mélangé au brouillard d'huile, en s'échauffant par échange direct avec l'huile et par contact direct avec les composants du réducteur qui sont générateurs de chaleur. Le mélange d'air et d'huile est ensuite aspiré hors du réducteur, et il est épuré de manière à rejeter, à l'extérieur, l'air épuré de l'huile. Ce système est donc un dispositif supplémentaire qui assure le refroidissement du circuit de lubrification afin d'améliorer ses capacités.Ce système ne permet pas de compenser le dis fonctionnement de ce circuit.
La demande française 91 13439 au nom de la demanderesse concerne un système de sauvegarde d'un ensemble mécanique qui intervient en cas de perte d'huile de lubrification. I1 comporte essentiellement un système additionnel de refroidissement de l'enceinte dudit ensemble mécanique avec une entrée et une sortie disposées sur le carter. Cette entrée et cette sortie sont associées à un dispositif de commande qui intervient lorsqu'une valeur de seuil est atteinte. Ce système ne remplace donc pas le circuit de lubrification lui-même, mais il donne un refroidissement supplémentaire en cas d'avaries. D'autre part, il est nécessaire de prévoir ce dispositif dès l'étude de la boîte de transmission, et de l'installer lors de la fabrication de l'ensemble mécanique. Ce système ne peut donc pas être optionnel, ou être monté sur une boîte existante.
Le but de la présente invention est de proposer un système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, qui permette de prolonger le temps de fonctionnement de ces ensembles mécaniques, en cas de défaillance totale des circuits de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, tout en évitant les inconvénients décrits précédemment, et tout en conservant intégralement l'architecture de ces ensembles mécaniques, tels que des boîtes de transmission principales ou des boîtes de transmission arrière ou auxiliaires d'hélicoptères.Le but de ce dispositif est donc de permettre à l'appareil de continuer à voler avec transmission de puissance pendant un temps déterminé le plus long possible, lors du disfonctionnement des circuits de lubrification ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification.
Selon l'invention, le système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, en particulier du type "boîte de transmission" d'hélicoptère, agit en cas de défaillance totale des circuits de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Ce système comporte essentiellement un dispositif d'injection d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, éventuellement mélangé à un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant, et le dispositif d'injection intervient à partir d'une valeur de seuil préétablie représentative du disfonctionnement des circuits de lubrification et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification.
Plus précisément, le dispositif d'injection du liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant, s'effectue au moyen d'un circuit supplémentaire aux circuits de lubrification, ce circuit étant particulier ou spécifique, c'est-à-dire indépendant des circuits de lubrification. Le circuit particulier comporte une ou plusieurs entrées et une ou plusieurs sorties qui sont disposées sur le carter de cet ensemble mécanique, et qui sont fermées durant le fonctionnement normal, de manière à pouvoir s'ouvrir sous l'action d'un dispositif de commande à partir d'une valeur de seuil préétablie représentative du dis fonctionnement des circuits de lubrification et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le circuit particulier comporte
- un réservoir pressurisé dans lequel est stocké un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, auquel est additionné ou non un produit lubrifiant miscible avec ce liquide réfrigérant,
- une canalisation d'alimentation partant du réservoir et allant jusqu' au carter de l'ensemble mécanique,
- une vanne d'injection montée sur cette canalisation d'alimentation,
- une traversée de cloisons montée sur le carter et destinée à recevoir l'extrémité de la canalisation d'alimentation,
- un circuit de distribution agencé à l'intérieur du carter de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter de l'ensemble mécanique.
- un réservoir pressurisé dans lequel est stocké un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, auquel est additionné ou non un produit lubrifiant miscible avec ce liquide réfrigérant,
- une canalisation d'alimentation partant du réservoir et allant jusqu' au carter de l'ensemble mécanique,
- une vanne d'injection montée sur cette canalisation d'alimentation,
- une traversée de cloisons montée sur le carter et destinée à recevoir l'extrémité de la canalisation d'alimentation,
- un circuit de distribution agencé à l'intérieur du carter de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter de l'ensemble mécanique.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le circuit particulier comporte
- un réservoir non pressurisé dans lequel est stocké le liquide à forte chaleur latente de vaporisation, auquel est additionné ou non un produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant,
- une canalisation d'aspiration branchée à partir du réservoir,
- une pompe disposée à l'extrémité de la canalisation d'aspiration,
- une canalisation d'alimentation,
- une traversée de cloisons agencée sur le carter de l'ensemble mécanique et dans laquelle aboutit la canalisation d'alimentation,
- un circuit de distribution partant de cette traversée de cloisons et agencé à l'intérieur du carter de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter de l'ensemble mécanique.
- un réservoir non pressurisé dans lequel est stocké le liquide à forte chaleur latente de vaporisation, auquel est additionné ou non un produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant,
- une canalisation d'aspiration branchée à partir du réservoir,
- une pompe disposée à l'extrémité de la canalisation d'aspiration,
- une canalisation d'alimentation,
- une traversée de cloisons agencée sur le carter de l'ensemble mécanique et dans laquelle aboutit la canalisation d'alimentation,
- un circuit de distribution partant de cette traversée de cloisons et agencé à l'intérieur du carter de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter de l'ensemble mécanique.
Dans ces deux modes de réalisation de l'invention, l'évacuation des vapeurs par la sortie s'effectue par le reniflard de la boîte, dimensionné à cet effet. Dans une variante de réalisation, l'évacuation des vapeurs s'effectue par une sortie constituée par un clapet de surpression disposé à la partie supérieure du carter, et taré à une valeur très faible. Selon une autre variante de l'invention, l'évacuation des vapeurs s'effectue par un orifice disposé à la partie supérieure du carter qui est constitué par une trappe, dont l'ouverture est-déclenchée en même temps que l'injection du liquide à forte chaleur latente de vaporisation, additionné ou non au produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant dans le circuit de distribution.
Avec le système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'invention, le dispositif de commande peut être constitué par une commande manuelle effectuée par le pilote à partir de la valeur de seuil, ou bien il peut être constitué par un dispositif de commande automatique à partir de la valeur de seuil. Cette valeur de seuil est donnée à partir de capteurs de pression d'huile et/ou de capteurs de température ; les capteurs de pression d'huile étant disposés sur le circuit de lubrification, et les capteurs de température étant disposés sur le carter.
Avec le circuit particulier utilisant une vanne dans la canalisation d'alimentation, cette vanne peut être une vanne électrique, ou une vanne à déclenchement pyrotechnique, commandée à distance par le dispositif de commande.
Le système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'invention est particulièrement bien adapté pour être monté sans difficulté sur une boîte de transmission principale, ainsi que sur une boîte de transmission arrière, ou sur une bote de transmission auxiliaire d'un hélicoptère.
Le système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, selon l'invention, qui s' applique en particulier sur des boîtes de transmission d'hélicoptère, agit en cas de défaillance du circuit de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Il offre l'avantage de prolonger le temps de fonctionnement de ces ensembles multiplicateurs/réducteurs ou de ces boîtes de transmission, après qu'ils aient perdu leur huile de lubrification, ou que les dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification ne fonctionnent plus convenablement.
Pour cela, l'invention a l'avantage de proposer un système de lubrification et de refroidissement de secours qui soit un ensemble indépendant et qui, de ce fait, peut être monté à l'origine sur ces différentes boîtes, suivant l'option choisie par le client, ou même éventuellement, lors de la vie de l'hélicoptère, en étant rajouté sur des boîtes de transmission classiques. De plus, le système de lubrification et de refroidissement de secours de l'invention présente l'intérêt de faire appel à un seul circuit particulier avec un seul liquide qui est, soit un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, soit un mélange d'un tel liquide avec un lubrifiant qui lui est miscible, ce qui permet de n'avoir qu'un seul dispositif d'injection.Enfin, ce dispositif permet d'abaisser notablement la température de fonctionnement de la pignonnerie et des paliers des boîtes de transmission en cas de perte de la lubrification normale, et de répondre ainsi aux exigences nouvelles de survie des boîtes de transmission d'hélicoptères.
D'autres avantages ressortiront de l'invention qui sera mieux comprise à l'aide de la description donnée ci-dessous d'exemples particuliers de réalisation décrits, à titre non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la Figure 1 est une coupe schématique axiale de l'ensemble d'une boîte de transmission principale d'hélicoptère comportant un système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'invention
- la Figure 2 est une coupe schématique axiale, analogue à la Figure 1, d'un autre mode de réalisation de l'invention.
- la Figure 1 est une coupe schématique axiale de l'ensemble d'une boîte de transmission principale d'hélicoptère comportant un système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'invention
- la Figure 2 est une coupe schématique axiale, analogue à la Figure 1, d'un autre mode de réalisation de l'invention.
Le système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, selon l'invention, agit en cas de défaillance du circuit de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Ce système de lubrification et de refroidissement de secours s'applique notamment aux boîtes de transmission d'hélicoptère, comme cela est le cas pour les Figures 1 et 2, où il est représenté une bote de transmission principale. Selon une des caractéristiques essentielles de l'invention, ce système de lubrification et de refroidissement de secours comporte un dispositif d'injection d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant.Ce dispositif d'injection intervient à partir d'une valeur de seuil préétablie qui est représentative, soit du disfonctionnement du circuit de lubrification, soit des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, soit de l'ensemble des deux causes de disfonctionnement.
Le dispositif d'injection du liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant, est réalisé selon l'invention au moyen d'un circuit supplémentaire au circuit de lubrification principal 1, ce circuit étant particulier ou spécifique, c'est-à-dire indépendant du circuit de lubrification principal 1. Les Figures 1 et 2 se rapportent à la même boîte de transmission principale d'un hélicoptère avec un carter 35, sur lequel est monté le circuit de lubrification principal 1.
Un premier mode de réalisation d'un circuit particulier, selon l'invention, référencé 2 dans son ensemble, est représenté sur la Figure 1, tandis qu'un deuxième mode de réalisation d'un ciruit particulier, selon l'invention, référencé 3 dans son ensemble, est représenté sur la Figure 2. Chacun de ces circuits particuliers 2 et 3 comporte une entrée et une sortie qui sont disposées sur le carter 35 de cet ensemble mécanique, et qui sont fermées durant le fonctionnement normal. Cette entrée et cette sortie sont conçues de manière à pouvoir s'ouvrir sous l'action d'un dispositif de commande, qui agit à partir d'une valeur de seuil préétablie et qui est représentative du disfonctionnement du circuit de lubrification, ou du disfonctionnement des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, ou du disfonctionnement de ces deux systèmes.
La boîte de transmission principale d'hélicoptère, représentée sur les Figures 1 et 2, est constituée d'un couple conique 40 recevant l'entrée de mouvement, d'un couple de réduction 41, et d'un train épicycloïdal 42 donnant la sortie de mouvement. L'ensemble de cette transmission est disposé dans un carter, référencé 35 dans son ensemble. Selon l'architecture représentée sur les
Figures 1 et 2, le carter 35 est lui-même constitué par quatre carters : un carter inférieur 36, un carter principal 37, un carter intermédiaire 38 et un carter supérieur 39. Le carter inférieur 36 est monté sur le carter principal 37, avec lequel il est solidarisé par un ensemble de boulons. De la même manière, le carter supérieur 39 est monté sur le carter intermédiaire 38 qui est placé sur le carter principal 37.Le carter supérieur 39 est fixé sur le carter intermédiaire 38 par un ensemble de boulons, ainsi que le carter intermédiaire 38 qui est, à son tour, fixé sur le carter principal 37 par un ensemble de boulons.
Figures 1 et 2, le carter 35 est lui-même constitué par quatre carters : un carter inférieur 36, un carter principal 37, un carter intermédiaire 38 et un carter supérieur 39. Le carter inférieur 36 est monté sur le carter principal 37, avec lequel il est solidarisé par un ensemble de boulons. De la même manière, le carter supérieur 39 est monté sur le carter intermédiaire 38 qui est placé sur le carter principal 37.Le carter supérieur 39 est fixé sur le carter intermédiaire 38 par un ensemble de boulons, ainsi que le carter intermédiaire 38 qui est, à son tour, fixé sur le carter principal 37 par un ensemble de boulons.
Le couple conique 40 d'entrée de mouvement est constitué par un pignon conique 44 solidaire d'un arbre d'entrée de mouvement 43, et par un pignon conique 45 d'axe vertical. Chacun de ces pignons coniques 44 et 45 est monté sur le carter principal 37.
Le couple de réduction 41 est constitué par le pignon 46 qui entraîne la couronne 47. Ce pignon 46 est solidaire du pignon conique 45, par l'intermédiaire d'une pièce qui est disposée dans le carter principal 37 et dans le carter intermédiaire 38. La couronne 47 est disposée dans le carter principal 37, et elle a comme axe l'axe de sortie de mouvement, c'est-à-dire l'axe de l'arbre-rotor 52. Cette couronne 47 est solidaire en rotation de l'entrée de mouvement du train épicycloïdal 42.
Le train épicycloidal 42 est constitué par un planétaire 48, une couronne 50, des satellites 49 et un porte-satellites 51. L'entrée de mouvement se fait par le planétaire 48 qui est solidaire en rotation avec la couronne 47 du couple de réduction 41. La couronne 50 est fixe, et elle est montée entre le carter intermédiaire 38 et le carter supérieur 39 au moyen des boulons de fixation de ces deux carters. Les satellites 49 sont montés sur le portesatellites 51 au moyen de roulements. La sortie de mouvement se fait par le porte-satellites 51 qui est solidaire de l'arbre-rotor 52.
Le système de lubrification de la boîte de transmission principale est constitué par le circuit de lubrification principal, référencé 1 dans son ensemble, et ce circuit est identique dans les deux modes de réalisation représentés sur les Figures 1 et 2. Ce circuit de lubrification principal 1 est un système sous pression qui comporte une pompe à huile 19, un filtre 21, un échangeur de chaleur huile/air du type radiateur 22, et des clapets de surpression 23, 24 et 25 ; le clapet de surpression 23 étant destiné à protéger la pompe 19 par un montage en parallèle entre l'entrée et la sortie de cette pompe 19, le clapet de surpression 24 étant destiné à protéger le filtre 21 par un montage en parallèle entre l'entrée et la sortie de ce filtre 21, et le clapet de surpression 25 étant destiné à protéger le radiateur 22 par un montage en parallèle entre l'entrée et la sortie de ce radiateur 22. Une crépine 20 est disposée dans la partie basse du carter inférieur 36, et elle est montée à l'extrémité d'une canalisation d'aspiration qui est reliée à la pompe 19 située à l'extérieur du carter 35. Cette pompe 19 débite elle-même dans une canalisation de refoulement qui aboutit au filtre 21, lui-même raccordé au radiateur 22. Le radiateur 22 est branché directement à la canalisation d'alimentation qui traverse le carter 35 et se prolonge par un circuit de distribution disposé à l'intérieur de la boîte de transmission principale. Sur ce circuit de lubrification principal 1, est branché un circuit de lubrification secondaire, référencé 4 dans son ensemble, qui traverse ce carter 35 pour aboutir à une autre circuit de distribution disposé de la manière voulue à l'intérieur du carter.
L'huile de lubrification qui retourne à la partie basse du carter inférieur 36, est aspirée à travers la crépine 20 par la pompe 19, qui envoie cette huile à travers le filtre 21 au radiateur 22, de manière à refroidir à la valeur voulue l'huile de lubrification, qui est ensuite renvoyée à la boîte de transmission principale par les différents circuits de distribution.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, représenté sur la Figure 1, le circuit particulier, référencé 2 dans son ensemble, comporte essentiellement
- un réservoir pressurisé 5,
- une canalisation d'alimentation 6,
- une vanne d'injection 7,
- une traversée de cloisons 9,
- un circuit de distribution 10 et
- une sortie des vapeurs.
- un réservoir pressurisé 5,
- une canalisation d'alimentation 6,
- une vanne d'injection 7,
- une traversée de cloisons 9,
- un circuit de distribution 10 et
- une sortie des vapeurs.
Dans le réservoir pressurisé 5, est stocké un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ce liquide réfrigérant. La canalisation d'alimentation 6 est branchée sur ce réservoir 5, et elle est raccordée au carter 35 de l'ensemble mécanique, en venant se monter sur la traversée de cloisons 9 qui est fixée sur le carter 35. La vanne d'injection 7 est montée sur la canalisation d'alimentation G, dont l'une des extrémités est raccordée au réservoir 5, et dont l'autre extrémité est raccordée à la traversée de cloisons 9. Le circuit de distribution 10 est agencé à l'intérieur du carter 35 de l'ensemble mécanique, et il est disposé sur la traversée de cloisons 9, de façon à être raccordé à l'extrémité correspondante de la canalisation d'alimentation 6.La sortie des vapeurs est disposée à la partie supérieure du carter 35 de l'ensemble mécanique, c'est-à-dire à la partie supérieure du carter supérieur 39. L'évacuation de ces vapeurs par la sortie s'effectue au moyen du reniflard 15 de la boîte de transmission principale, qui est dimensionné alors à cet effet. Dans une variante de l'invention, l'évacuation des vapeurs peut s'effectuer par une sortie qui est constituée par le clapet de surpression 16 de cette boîte, qui est disposé également à la partie supérieure du carter 35, c'est-à-dire à la partie supérieure du carter supérieur 39. Dans cette variante de réalisation, le clapet de surpression 16 est alors taré à une valeur très faible. Dans un troisième mode de réalisation, qui n'est pas représenté sur les Figures, l'évacuation des vapeurs peut s'effectuer par un orifice disposé à la partie supérieure du carter 35.Cet orifice est constitué par une trappe, dont l'ouverture est déclenchée en même temps que l'injection du liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant dans le circuit de distribution.
Un deuxième mode de réalisation du circuit particulier, selon l'invention, référencé 3 dans son ensemble, est représenté sur la Figure 2. Ce circuit particulier 3 comporte
- un réservoir non pressurisé 11,
- une canalisation d'aspiration 12,
- une pompe 13
- une canalisation d'alimentation 14,
- une traversée de cloisons 9,
- un circuit de distribution 10 et
- une sortie des vapeurs.
- un réservoir non pressurisé 11,
- une canalisation d'aspiration 12,
- une pompe 13
- une canalisation d'alimentation 14,
- une traversée de cloisons 9,
- un circuit de distribution 10 et
- une sortie des vapeurs.
Le liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non au produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant, est stocké dans le réservoir non pressurisé 11, la canalisation d'aspiration 12 est branchée sur le réservoir 11, et elle est raccordée à la pompe 13, qui débite à son tour dans la canalisation d'alimentation 14. Cette canalisation d'alimentation 14 aboutit sur la traversée de cloisons 9, qui est disposée sur le carter supérieur 39. Le circuit de distribution 10 est également monté sur cette traversée de cloisons 9, et elle est agencée à l'intérieur du carter 35 de l'ensemble mécanique. La sortie des vapeurs est disposée à la partie supérieure du carter 35, c'est-à-dire à la partie supérieure du carter 39.
Comme dans le mode de réalisation dans la Figure 1, cette évacuation des vapeurs peut s'effectuer par une sortie qui est constituée par le reniflard 15 de la boîte qui est alors dimensionné à cet effet. Cette évacuation des vapeurs peut aussi s'effectuer par une sortie qui est constituée par le clapet de surpression 16 disposé à la partie supérieure du carter supérieur 39, et qui est taré à une valeur très faible. De la même manière que pour le mode de réalisation, représenté sur la Figure 1, cette évacuation des vapeurs peut s'effectuer par un orifice disposé à la partie supérieure du carter 35 et qui est constitué par une trappe.
Cette trappe, qui n'est pas représentée sur la Figure 2, a une ouverture qui est déclenchée en même temps que l'injection du mélange de liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non au produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant dans le circuit de distribution.
Selon l'invention, le dispositif d'injection intervient à partir d'une valeur de seuil préétablie, qui est représentative du dis fonctionnement du circuit de lubrification principal 1, ou du disfonctionnement des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, ou du disfonctionnement des deux systèmes à la fois. Pour ce faire, cette valeur de seuil est donnée à partir de capteurs qui sont disposés dans des points différents du carter principal 35 et du circuit de lubrification principal 1.
Dans les modes de réalisation, représentés sur les Figures 1 et 2, ces capteurs comprennent deux capteurs de pression d'huile 17 qui sont disposés, d'une part sur le circuit de lubrification principal 1, et d'autre part sur le circuit de lubrification secondaire 4. Selon l'invention, deux capteurs de température, référencés 18, sont disposés sur le carter principal 35, l'un des capteurs de température 18 étant placé sur le carter principal 37, et l'autre capteur de température 18 étant placé sur le carter supérieur 39.
La ou les entrées et la ou les sorties du circuit particulier 2, ou du circuit particulier 3, sont fermées durant le fonctionnement normal, et elles doivent pouvoir s'ouvrir sous l'action du dispositif de commande à partir de la valeur de seuil préétablie représentative du disfonctionnement du circuit de lubrification principal et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification. Le dispositif de commande est constitué par une commande manuelle qui est effectuée par le pilote à partir de la valeur de seuil préétablie, et de la valeur calculée à partir des différents capteurs de pression 17 et de température 18. Dans une autre variante de réalisation de l'invention, le dispositif de commande est automatique à partir de cette même valeur de seuil.Dans le circuit particulier 2, représenté sur la Figure 1, la commande agit sur la vanne d'injection 7 qui, préférentiellement, est une vanne électrique, ou une vanne déclenchement pyrométrique, commandée à distance par le dispositif de commande. Dans le mode de réalisation du circuit particulier 3, représenté sur la Figure 2, le dispositif de commande agit sur la pompe 13.
Le système de lubrification et de refroidissement de secours, selon l'invention, qui est représenté sur les
Figures 1 et 2, s'applique à une boîte de transmission principale d'hélicoptère. De la même manière, ce système de lubrification et de refroidissement de secours peut être monté sur une boîte de transmission arrière ou sur une bote de transmission auxiliaire d'un hélicoptère. Ainsi, selon l'invention, en cas de défaillance du circuit de lubrification ou du groupe de refroidissement, on injecte, dans la boîte de vitesses correspondante, des produits capables d'assurer le refroidissement et d'éviter le grippage. Le refroidissement est obtenu par l'évaporation du produit qui a une forte chaleur latente de vaporisation, et le grippage est évité par la présence du produit lubrifiant miscible. En effet, en cas de panne du dispositif de refroidissement, la température du carter de la bote de transmission se stabilise à des températures inacceptables.
Figures 1 et 2, s'applique à une boîte de transmission principale d'hélicoptère. De la même manière, ce système de lubrification et de refroidissement de secours peut être monté sur une boîte de transmission arrière ou sur une bote de transmission auxiliaire d'un hélicoptère. Ainsi, selon l'invention, en cas de défaillance du circuit de lubrification ou du groupe de refroidissement, on injecte, dans la boîte de vitesses correspondante, des produits capables d'assurer le refroidissement et d'éviter le grippage. Le refroidissement est obtenu par l'évaporation du produit qui a une forte chaleur latente de vaporisation, et le grippage est évité par la présence du produit lubrifiant miscible. En effet, en cas de panne du dispositif de refroidissement, la température du carter de la bote de transmission se stabilise à des températures inacceptables.
Des points chauds apparaissent au niveau des sources de chaleur, notamment près des roulements et au niveau des engrenages, du fait de l'absence d'un fluide caloporteur. En injectant le liquide à forte chaleur latente de vaporisation, comme par exemple de l'eau, on peut stabiliser cette température à une température plus basse. L'injection, c'est-à-dire l'évaporation, se faisant directement sur les sources de chaleur, il n'y a alors pas d'apparition de points chauds. Le temps de fonctionnement est alors proportionnel à la quantité de liquide à forte chaleur latente de vaporisation, tel que de l'eau, ceci permet de prévoir un système suffisant pour donner un temps suffisant de fonctionnement en puissance, sans risque d'échauffement ou de grippage, puisque le temps de fonctionnement est proportionnel à la quantité d'eau emportée. De plus, cette quantité de liquide, disposée dans les réservoirs 5 ou 11, n'est pas limitée par la structure du carter 35, puisque l'ensemble du système de lubrification et de refroidissement de secours, selon l'invention, peut être disposé à l'extérieur de ce carter.
Claims (17)
1. Système de lubrification et de refroidissement de secours d'un ensemble mécanique multiplicateurjréducteur, en particulier du type "boîte de transmission" d'hélicoptère, en cas de défaillance des circuits de lubrification, ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, ladite injection étant faite à l'intérieur du carter dudit ensemble mécanique, et le dispositif d'injection intervenant à partir d'une valeur de seuil préétablie représentative du dis fonctionnement des circuits de lubrification et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification.
2. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'injection, à l'intérieur du carter de l'ensemble mécanique multiplicateur/réducteur, d'un mélange d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation et d'un produit lubrifiant miscible avec ledit liquide réfrigérant.
3. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif d'injection d'un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant, agit au moyen d'un circuit (2, 3) supplémentaire au circuit de lubrification (1), ce circuit étant particulier ou spécifique, c'est-à-dire indépendant du circuit de lubrification (1).
4. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit particulier (2, 3) comporte au moins une entrée et au moins une sortie qui sont disposées sur le carter (35) de cet ensemble mécanique, et qui sont fermées durant le fonctionnement normal, de manière à pouvoir s'ouvrir sous l'action d'un dispositif de commande à partir d'une valeur de seuil préétablie représentative du dis fonctionnement des circuits de lubrification et/ou des dispositifs de refroidissement du fluide de lubrification.
5. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit particulier (2) comporte
- un réservoir pressurisé (5) dans lequel est stocké un liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant miscible avec ce liquide réfrigérant,
- une canalisation d'alimentation t6) partant du réservoir (5) et allant jusqu'au carter (35) de l'ensemble mécanique,
- une vanne d'injection (7) montée sur cette canalisation d'alimentation (6),
- une traversée de cloisons (9) montée sur le carter (35) et destinée à recevoir l'extrémité de la canalisation d'alimentation (6),
- un circuit de distribution (10) agencé à l'intérieur du carter (35) de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter (35) de l'ensemble mécanique.
6. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit particulier (3) comporte
- un réservoir non pressurisé (11) dans lequel est stocké le liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non à un produit lubrifiant mis cible avec ledit liquide réfrigérant,
- une canalisation d'aspiration (12) branchée à partir du réservoir (11),
- une pompe (13) disposée à l'extrémité de la canalisation d'aspiration (12),
- une canalisation d'alimentation (14),
- une traversée de cloisons (9) agencée sur le carter (35) de l'ensemble mécanique et dans laquelle aboutit la canalisation d'alimentation (14),
- un circuit de distribution (10) partant de cette traversée de cloisons (9) et agencé à l'intérieur du carter (35) de l'ensemble mécanique et
- une sortie des vapeurs disposée à la partie supérieure du carter de l'ensemble mécanique.
7. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'évacuation des vapeurs par la sortie s'effectue par le reniflard (15) de la bote, dimensionné à cet effet.
8. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'évacuation des vapeurs s'effectue par une sortie constituée par un clapet de surpression (16) disposé à la partie supérieure du carter (35), et taré à une valeur très faible.
9. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'évacuation des vapeurs s'effectue par un orifice disposé à la partie supérieure du carter (35) qui est constitué par une trappe, dont l'ouverture est déclenchée en même temps que l'injection du liquide à forte chaleur latente de vaporisation, mélangé ou non au produit lubrifiant miscible avec le liquide réfrigérant dans le circuit de distribution.
10. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande est constitué par une commande manuelle effectuée par le pilote à partir de la valeur de seuil.
11. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de commande est un dispositif de commande automatique à partir de la valeur de seuil.
12. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de seuil est donnée à partir de capteurs de pression d'huile (17) et/ou de capteurs de température (18).
13. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 12, caractérisé en ce que les capteurs de pression d'huile (17) sont disposés sur le circuit de lubrification (1), et les capteurs de température (18) sont disposés sur le carter (35).
14. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 5 et l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que la vanne d'injection est une vanne électrique (7) commandée à distance par le dispositif de commande.
15. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon la revendication 5 ou l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que la vanne d'injection est une vanne à déclenchement pyrotechnique, commandée à distance par le dispositif de commande.
16. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est monté sur une boîte de transmission principale d'un hélicoptère.
17. Système de lubrification et de refroidissement de secours selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il est monté sur une boîte de transmission arrière ou sur une bote de transmission auxiliaire d'un hélicoptère.
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| FR2685758B1 (fr) | 1995-03-31 |
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