FR2937088A1 - Distributeur de fluide dans une turbomachine - Google Patents

Distributeur de fluide dans une turbomachine Download PDF

Info

Publication number
FR2937088A1
FR2937088A1 FR0805644A FR0805644A FR2937088A1 FR 2937088 A1 FR2937088 A1 FR 2937088A1 FR 0805644 A FR0805644 A FR 0805644A FR 0805644 A FR0805644 A FR 0805644A FR 2937088 A1 FR2937088 A1 FR 2937088A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
shaft
turbomachine
transmission ratio
transmission
flanges
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.)
Granted
Application number
FR0805644A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2937088B1 (fr
Inventor
Jean Pierre Galivel
Bruno Robert Gauly
Julien Alexis Louis Ricordeau
Zoltan Zsiga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Priority to FR0805644A priority Critical patent/FR2937088B1/fr
Publication of FR2937088A1 publication Critical patent/FR2937088A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2937088B1 publication Critical patent/FR2937088B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • F01D25/20Lubricating arrangements using lubrication pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/107Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission
    • F02C3/113Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission with variable power transmission between rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/36Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/44Control of fuel supply responsive to the speed of aircraft, e.g. Mach number control, optimisation of fuel consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/70Application in combination with
    • F05D2220/76Application in combination with an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/40Transmission of power
    • F05D2260/402Transmission of power through friction drives
    • F05D2260/4021Transmission of power through friction drives through belt drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/40Transmission of power
    • F05D2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/85Starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Turbomachine équipée d'un groupe de lubrification (10) pour l'alimentation en huile d'équipements de la turbomachine, le groupe de lubrification comprenant un arbre d'entrée (12) relié par des moyens de transmission (14) à un arbre (16) de la turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (32-38) de modification du rapport de transmission entre l'arbre de la turbomachine et l'arbre d'entrée du groupe de lubrification en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de la turbomachine, ce rapport de transmission étant plus élevé au ralenti et plus faible en vitesse de croisière.

Description

Distribution de fluide dans une turbomachine
La présente invention concerne une turbomachine équipée de moyens de distribution de fluide, tels qu'un groupe de lubrification pour l'alimentation en huile d'équipements de la turbomachine. Une turbomachine comprend plusieurs équipements tels que des paliers et des boîtiers d'accessoires qui sont alimentés en huile pendant le fonctionnement de la turbomachine pour assurer leur lubrification, évacuer des calories et/ou abaisser leur température de fonctionnement.
Le groupe de lubrification d'une turbomachine est conçu et dimensionné pour répondre à plusieurs critères notamment en termes de débit et de pression d'huile à fournir aux équipements précités. II est notamment conçu pour fournir des débits différents aux paliers et aux boîtiers d'accessoires en fonction des différents régimes de la turbomachine : trois débits d'huile pendant les phases de décollage, les régimes de croisière et le ralenti au sol, une pression d'huile maximale dans les canalisations du groupe de lubrification pendant le démarrage à froid de la turbomachine, et une vitesse maximale du rotor du groupe de lubrification limitée à 10 000 tours/minute ou moins. II doit en outre fournir une pression d'huile suffisante pour l'alimentation des amortisseurs à compression de film d'huile (en anglais squeeze film damper ). De façon connue, un groupe de lubrification du type précité comprend un arbre d'entrée qui est entraîné en rotation par un arbre de la turbomachine via une chaîne de transmission de puissance pour fournir un débit d'huile aux équipements précités. Dans la technique actuelle, l'arbre d'entrée du groupe de lubrification est relié à l'arbre de la turbomachine avec un rapport de transmission fixe. Ce rapport de transmission est déterminé pour que le débit d'huile maximal que peut fournir le groupe de lubrification soit adapté à des régimes de rotation élevés de la turbomachine, correspondant à la phase de décollage, pour des conditions de pression et de température données.
La conception du groupe de lubrification nécessite de trouver un compromis entre les débits d'huile à fournir en croisière, au décollage, au démarrage et au ralenti. II faut en outre tenir compte de la vitesse maximale de rotation de l'arbre du groupe de lubrification à ne pas dépasser.
Avec la technologie actuelle, les débits d'huile fournis par le groupe de lubrification au démarrage et au ralenti ne sont pas suffisants pour lubrifier les paliers et pour assurer les pressions dans les amortisseurs à compression de film d'huile, en particulier lors des premiers tours du rotor du moteur, après un arrêt prolongé de celui-ci. La fonction d'amortissement n'est alors pas assurée par ces amortisseurs pendant ces premiers tours, ce qui risque notamment d'entraîner des consommations de jeux rotor/stator relativement importantes. Une solution à ce dernier problème consiste à ajouter une pompe dédiée à l'alimentation en huile des amortisseurs, lors du démarrage de la turbomachine. Cependant, cette solution n'est pas économique. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes de la technique actuelle. Elle propose à cet effet une turbomachine équipée de moyens de distribution de fluide pour l'alimentation en fluide d'équipements de la turbomachine, les moyens de distribution comprenant un arbre d'entrée relié par des moyens de transmission à un arbre de la turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de modification du rapport de transmission entre l'arbre de la turbomachine et l'arbre d'entrée des moyens de distribution en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de la turbomachine, ce rapport de transmission (égal au rapport des vitesses de rotation de l'arbre d'entrée des moyens de distribution et de l'arbre de la turbomachine) étant plus élevé au ralenti et plus faible en vitesse de croisière. L'invention permet de modifier et d'optimiser le rapport de transmission entre les arbres des moyens de distribution et de la turbomachine en fonction des différents régimes de fonctionnement de la turbomachine, et en particulier en fonction des besoins en fluide des équipements de la turbomachine à ces différents régimes. Les moyens de distribution de fluide peuvent comprendre un groupe de lubrification destiné à alimenter en huile des équipements de la turbomachine. Dans ce cas, la conception du groupe de lubrification est plus aisée que dans la technique antérieure car au lieu de passer par un compromis entre plusieurs situations, avec un rapport de transmission unique, la modification du rapport de transmission permet d'optimiser l'alimentation en huile des équipements en fonction de chacune de ces situations, considérées indépendamment les unes des autres. Le dimensionnement du groupe de lubrification peut alors être optimisé pour limiter sa masse. Le changement de rapport permet par exemple d'avoir un régime de rotation élevé de l'arbre d'entrée du groupe de lubrification pour les cas de fonctionnement ralenti et décollage, tout en respectant la vitesse maximale de rotation dimensionnant le groupe de lubrification. Les moyens de modification du rapport de transmission sont configurés pour que le rapport de transmission soit plus élevé au ralenti et plus faible en vitesse de croisière. La vitesse de rotation de l'arbre d'entrée du groupe de lubrification est donc relativement augmentée lorsque la vitesse de l'arbre du corps HP est faible, c'est-à-dire pendant les phases de démarrage et de ralenti où les équipements de la turbomachine doivent être alimentés avec des débits d'huile suffisants. Inversement, la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée du groupe de lubrification est relativement diminuée lorsque la vitesse de l'arbre du corps HP est importante, c'est-à- dire en régime de croisière et au décollage. L'invention permet ainsi de mettre en pression plus rapidement les amortisseurs à compression de film d'huile au démarrage et au ralenti, ce qui limite l'usure des paliers et n'amplifie pas les jeux rotor/stator. Elle permet en outre d'améliorer la lubrification des paliers des turbomachines lors des premiers tours de leurs rotors, en particulier pour celles ayant de longues périodes d'arrêt entre deux utilisations successives.
En variante, les moyens de distribution de fluide comprennent une pompe à carburant. L'invention permet dans ce cas d'adapter le débit de carburant au besoin moteur et de limiter la recirculation de carburant, ce qui génère des échauffements dans le circuit de carburant. L'invention permet ainsi d'avoir les avantages d'une pompe carburant à plateau. La conception et le dimensionnement de la pompe à carburant sont alors plus simples que dans la technique antérieure. De manière générale, l'invention permet donc d'optimiser les conditions de dimensionnement des pompes à huile, à carburant et/ou à autre fluide, ainsi que les systèmes associés à ces pompes. Cette optimisation permet de réduire la masse et l'encombrement des pompes et donc les performances de la turbomachine. L'arbre de la turbomachine qui entraîne l'arbre d'entrée des moyens de distribution de fluide peut être l'arbre du corps haute-pression (HP) ou du corps basse-pression (BP) de la turbomachine, ou encore d'une partie à pression intermédiaire (IP) de la turbomachine. Les moyens de modification du rapport de transmission peuvent être du type à crabots, à train épicycloïdal, à transmission continue toroïdale ou à courroie, à synchroniseur, à roue libre, etc. Ils peuvent être situés à l'entrée ou à la sortie des moyens de transmission des arbres, ou faire partie de ces moyens de transmission. Les moyens de modification du rapport de transmission sont avantageusement amovibles. Les moyens de modification du rapport de transmission peuvent comprendre au moins deux voies parallèles de transmission de couple ayant des rapports de transmission différents, et des moyens commandés de liaison de l'une ou l'autre de ces voies à l'arbre d'entrée du groupe de lubrification et/ou à l'arbre de la turbomachine. Ces moyens de modification du rapport de transmission comprennent par exemple deux pignons de diamètres différents montés libres en rotation sur l'arbre de la turbomachine et en prise avec des pignons solidaires en rotation de l'arbre d'entrée des moyens de distribution, un moyeu qui est agencé entre les pignons de l'arbre de la turbomachine et monté solidaire en rotation de cet arbre, un manchon baladeur qui entoure le moyeu et qui est monté sur celui-ci par une liaison à glissière axiale, et des moyens d'actionnement pour le déplacement axial du manchon sur le moyeu entre une première position où il est en prise avec l'un des pignons de l'arbre de la turbomachine et une seconde position où il est en prise avec l'autre de ces pignons. Chaque pignon porté par l'arbre de la turbomachine est en prise avec un pignon porté par l'arbre d'entrée des moyens de distribution pour définir un rapport de transmission. Le déplacement axial du manchon depuis sa première position jusqu'à sa seconde position permet de passer d'un rapport de transmission à un autre, et donc de faire varier la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée des moyens de distribution pour une même vitesse de rotation de l'arbre de la turbomachine. Plus le nombre de pignons portés par l'arbre de la turbomachine et/ou l'arbre d'entrée des moyens de distribution est important, et plus le nombre de rapports de transmission des moyens de transmission est important. En variante, les moyens de modification du rapport de transmission comprennent des moyens de variation continue de ce rapport en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de la turbomachine. Dans ce cas, le rapport de transmission varie de façon continue entre deux valeurs extrêmes et peut prendre n'importe quelle valeur entre ces valeurs extrêmes. L'arbre de la turbomachine et l'arbre d'entrée des moyens de distribution peuvent chacun porter deux flasques tronconiques coaxiaux dont l'un au moins est solidaire en rotation de l'arbre sur lequel il est monté, les deux flasques portés par chaque arbre ayant leurs extrémités de plus faible diamètre en regard l'une de l'autre, les moyens de modification du rapport de transmission comportant en outre une courroie de transmission entourant les flasques et pouvant se déplacer en direction radiale sur les surfaces tronconiques de ces flasques, et des moyens d'actionnement destinés à déplacer axialement l'un des flasques portés par l'arbre de la turbomachine pour l'éloigner ou le rapprocher de l'autre flasque de cet arbre et ainsi provoquer le déplacement radial de la courroie sur ces flasques.
La courroie peut entourer les parties d'extrémité de plus faible diamètre des flasques de l'arbre de la turbomachine et les parties d'extrémité de plus grand diamètre des flasques de l'arbre d'entrée des moyens de distribution, pour définir un rapport de transmission faible, ou elle peut entourer les parties d'extrémité de plus grand diamètre des flasques de l'arbre de la turbomachine et les parties d'extrémité de plus faible diamètre des flasques de l'arbre d'entrée des moyens de distribution, pour définir un rapport de transmission élevé. Le rapport de transmission varie de façon continue par rapprochement ou écartement axial des flasques, entraînant un glissement radial de la courroie sur ces flasques.
Les moyens d'actionnement peuvent comprendre un actionneur hydraulique, pneumatique ou électrique. En variante, ils comprennent des masselottes réparties autour de l'arbre de la turbomachine et reliées à cet arbre de façon à être soumises à des forces centrifuges lors de la rotation de l'arbre, ces masselottes coopérant avec au moins un des flasques portés par cet arbre pour le déplacer axialement par rapport à l'autre flasque. La turbomachine peut en outre comprendre des moyens d'amortissement reliant l'arbre de la turbomachine aux moyens de transmission pour limiter ou absorber les pics de couple ou les acyclismes de rotation. La turbomachine peut comprendre un générateur-démarreur électrique dont le rotor est relié à l'arbre de la turbomachine, et un système de commande des moyens de modification du rapport de transmission, qui est configuré pour recevoir des informations relatives à l'état menant ou mené de ce générateur-démarreur.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de moyens de distribution de fluide d'une turbomachine selon la technique antérieure, l'arbre d'entrée des moyens de distribution étant relié à un arbre de la turbomachine, - la figure 2 est un graphe représentant l'évolution du régime des moyens de distribution de la figure 1, en fonction du régime de la turbomachine, - la figure 3 est une vue schématique de moyens de distribution de fluide d'une turbomachine selon l'invention, l'arbre d'entrée des moyens de distribution étant relié à un arbre de la turbomachine, - la figure 4 est un graphe représentant l'évolution du régime des moyens de distribution de la figure 3, en fonction du régime de la turbomachine, - la figure 5 est une vue schématique de moyens de transmission entre l'arbre d'entrée de moyens de distribution de fluide, l'arbre d'une turbomachine et l'arbre d'un générateur-démarreur de cette turbomachine, - la figure 6 est une vue schématique de moyens de transmission entre l'arbre d'entrée de moyens de distribution de fluide et l'arbre d'une turbomachine, ces moyens de transmission étant équipés de moyens de modification du rapport de transmission du type à crabots, - la figure 7 est une vue schématique partielle en perspective des moyens de modification du rapport de transmission de la figure 5, et - la figure 8 est une vue schématique d'une variante de réalisation des moyens de transmission entre l'arbre d'entrée de moyens de distribution de fluide et l'arbre d'une turbomachine, ces moyens de transmission étant équipés de moyens de modification du rapport de transmission du type à courroie. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente de manière schématique des moyens 10 de distribution de fluide d'une turbomachine selon la technique antérieure, ces moyens de distribution 10 comportant un arbre d'entrée 12 relié par des moyens de transmission 14 à un arbre 16 de la turbomachine. Les moyens de distribution peuvent comprendre une pompe à huile ou à carburant par exemple, et l'arbre 16 de la turbomachine peut être un arbre du corps haute-pression (HP) 18, du corps basse-pression (BP) ou d'une partie à pression intermédiaire (IP) de la turbomachine. Dans les exemples qui suivent qui ne sont nullement limitatifs, les moyens de distribution sont formés par un groupe de lubrification 10 dont l'arbre d'entrée 12 est relié par les moyens de transmission 14 à l'arbre 16 du corps HP 18 de la turbomachine. Le groupe de lubrification 10 assure l'alimentation en huile de plusieurs équipements de la turbomachine tels que des paliers du moteur, des boîtiers d'accessoires, des amortisseurs à compression de film d'huile, etc.
Les moyens de transmission 14 sont formés par un train d'engrenages comportant un pignon 20 solidaire en rotation de l'arbre d'entrée 12 du groupe de lubrification et en prise avec un pignon 22 solidaire en rotation de l'arbre 16 du corps HP 18 de la turbomachine. Ces pignons 20, 22 définissent un rapport de transmission ou d'engrènement unique entre les arbres 12, 16, c'est-à-dire que ce rapport de transmission reste inchangé quel que soit le régime de fonctionnement de la turbomachine. Cette technologie présente des inconvénients décrits ci-dessus et illustrés par le graphe de la figure 2.
Ce graphe montre l'évolution du régime (Y) du groupe de lubrification 10 en fonction du régime (X) du corps HP 18 de la turbomachine. Cette évolution est linéaire (courbe 24 en ligne droite) du fait du rapport de transmission fixe et unique entre les arbres 12, 16. Plus le régime du corps HP est important et plus le régime du groupe de lubrification est important.
Les points 26, 28 et 30 définissent les débits d'huile optimums pour l'alimentation des différents équipements de la turbomachine, pendant les régimes de ralenti, de croisière et de décollage ou plein gaz, respectivement.
Le rapport de transmission entre les arbres 12, 16 est déterminé pour que le débit d'huile maximal que peut fournir le groupe de lubrification soit adapté à des régimes de rotation élevés de la turbomachine, correspondant à la phase de décollage. Dans l'exemple représenté, la courbe 24 passe au-dessous du point 26 et au-dessus des points 28 et 30. Cela a pour conséquence que les débits fournis par le groupe de lubrification sont supérieurs aux débits nécessaires aux équipements de la turbomachine pour leur bon fonctionnement, en croisière et au décollage (points 28 et 30), et que les débits fournis par le groupe de lubrification ne sont pas suffisants pour alimenter en huile de façon optimale tous les équipements de la turbomachine, au ralenti et au démarrage de la turbomachine, c'est-à-dire pendant les premiers tours de rotation du rotor de la turbomachine. De plus, lors de la phase de décollage (point 30), le groupe de lubrification 10 est en surrégime (le surrégime étant représenté par la zone grisée ou hachurée en figure 2), ce qui peut réduire sa durée de service. L'invention permet de remédier à ces problèmes grâce à des moyens de modification du rapport de transmission entre les arbres 12, 16 du groupe de lubrification et du corps HP de la turbomachine. Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté en figure 3, l'arbre 12 du groupe de lubrification 10 est relié à l'arbre 16 du corps HP 18 par des moyens de transmission 14 comportant plusieurs pignons coopérant ensemble pour définir deux rapports de transmission différents. De manière très schématique, l'arbre 12 du groupe de lubrification 10 porte deux pignons coaxiaux 32, 34 de diamètres différents. Chacun de ces pignons 32, 34 est destiné à venir en prise, à tour de rôle, avec un pignon 36, 38 solidaire en rotation de l'arbre 16 du corps HP. Les pignons 36, 38 de l'arbre 16 du corps HP sont également de diamètres différents. Les pignons 32 et 36 coopèrent entre eux pour définir un premier rapport de transmission entre les arbres 12, 16, et les pignons 34 et 38 coopèrent entre eux pour définir un second rapport de transmission. Dans l'exemple représenté, le pignon 36 de plus faible diamètre de l'arbre 16 est en prise avec le pignon 32 de plus grand diamètre de l'arbre 12 pour définir un premier rapport de transmission faible. Dans ce cas, la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 12 du groupe de lubrification 10 est inférieure à celle de l'arbre 16 corps HP. Ce premier rapport de transmission est particulièrement intéressant pour les hauts régimes du corps HP, où le régime du groupe de lubrification peut être limité pour ne pas atteindre des valeurs trop importantes. Le pignon 38 de plus grand diamètre de l'arbre 16 du corps HP peut venir en prise avec le pignon 34 de plus faible diamètre de l'arbre 12 du groupe de lubrification 10 pour définir un second rapport de transmission élevé entre ces arbres. La vitesse de rotation de l'arbre 12 du groupe de lubrification est alors plus importante que celle du corps HP. Ce second rapport de transmission est avantageux pendant les bas régimes du corps HP où les besoins en huile des équipements de la turbomachine sont importants. Le graphe de la figure 4 illustre l'évolution du régime (Y) du groupe de lubrification en fonction du régime (X) du corps HP, dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 3. La courbe à pente unique et en traits pointillés correspond à la courbe 24 de la figure 2, c'est-à-dire à la technique antérieure. La courbe en traits continus représente l'évolution précitée grâce à l'invention, cette courbe étant à double pente et comportant deux lignes droites 40, 42 de pentes différentes qui sont chacune caractéristique d'un rapport de transmission. Ces deux lignes 40, 42 sont reliées entre elles par une petite ligne verticale correspondant au changement de rapport de transmission entre les arbres 12, 16.
La première ligne 40 de la courbe a une pente importante du fait d'un rapport de transmission élevé (second rapport de transmission précité) entre les arbres. Ce rapport de transmission permet d'obtenir une vitesse de rotation élevée de l'arbre 12 du groupe de lubrification par rapport à celle du corps HP, au démarrage de la turbomachine et au ralenti. La ligne 40 passe par le point 26 représentant le débit d'huile optimum pour l'alimentation des équipements de la turbomachine pendant les régimes précités. La ligne 42 de la courbe a une pente plus faible du fait du rapport de transmission faible (premier rapport de transmission). Ce rapport de transmission permet au contraire d'obtenir une vitesse de rotation plus faible de l'arbre d'entrée du groupe de lubrification par rapport à celle du corps HP, pendant les régimes de croisière et de décollage. La ligne 42 passe approximativement par les points 28 et 30 représentant les débits d'huile optimums des équipements pendant ces régimes. Les moyens de transmission 14 sont ici associés à des moyens d'actionnement 44 permettant de passer d'un rapport de transmission à un autre par déplacement axial des pignons 32, 34 de l'arbre d'entrée 12 du groupe de lubrification de façon à ce que l'un des deux soit en prise avec le pignon 36, 38 correspondant de l'arbre 16 du corps HP. Lors du démarrage, l'arbre 16 du corps HP 18 peut être entraîné en rotation par le rotor d'un générateur-démarreur 46 qui est alors à l'état menant. Une fois que l'arbre 16 du corps HP a atteint une certaine vitesse de rotation, le rotor du générateur-démarreur 46 est à son tour entraîné en rotation par l'arbre du corps HP. Le rotor du générateur-démarreur 46 est alors à l'état mené. Le générateur-démarreur 46 peut être relié à un système 48 de régulation et de commande des moyens d'actionnement 44 de façon à commander la modification du rapport de transmission en fonction de l'état menant ou mené du générateur-démarreur, et donc du régime du corps HP. Avantageusement, la modification du rapport de transmission a lieu pendant la phase de transition entre l'état menant et mené du générateur-démarreur. Le corps HP 18 de la turbomachine peut également être équipé de capteurs dont les informations en sortie (vitesse de rotation de l'arbre 16 ou couple de rotation) sont transmises au système 48. L'arbre 16 du corps HP 18 est en outre relié aux moyens de transmission 14 par des moyens 50 d'amortissement pour absorber les pics de couple et les acyclismes de rotation en fonctionnement. Comme cela est représenté en figure 5, les moyens de transmission 14 entre l'arbre 16 du corps HP 18 et l'arbre de sortie 12 du groupe de lubrification 10 peuvent être logés dans une boîte d'engrenages 80 qui renferme également des moyens de liaison de ces arbres 12, 14 à un arbre 82 du générateur-démarreur 46. Dans l'exemple représenté, le pignon 32 de l'arbre 12 du groupe de lubrification est en prise avec un pignon de l'arbre 82 du générateur-démarreur, qui est lui-même en prise avec le pignon 36 de l'arbre 16 du corps HP. Le pignon 34 de l'arbre 12 est en prise avec un autre pignon de l'arbre 82, qui est lui-même en prise avec le pignon 38 de l'arbre 16. Chaque pignon 36, 38 de l'arbre 16 du corps HP est également en prise avec un pignon d'un arbre d'une pompe 84 de l'avion équipé de la turbomachine. Les moyens d'actionnement 44 sont ici reliés à un manchon baladeur 54 qui peut venir en prise avec l'un ou l'autre des pignons 32, 34 montés libres en rotation sur l'arbre 12. Le fonctionnement de ces moyens sera décrit plus en détail dans ce qui suit en référence aux figures 6 et 7. La boîte d'engrenages 80 est équipée de capteurs 86 du régime de l'arbre du corps HP 18, dont les informations en sortie sont transmises au système 48 de régulation et de commande des moyens d'actionnement 44. Dans l'exemple représenté en figure 5, l'arbre 82 du générateur- démarreur 46 est situé entre les arbres 12, 16 du groupe de lubrification 10 et du corps HP 18. En variante, l'arbre 16 peut être situé entre les arbres 12 et 82 ou l'arbre 12 peut être situé entre les arbres 16 et 82. On a représenté aux figures 6 et 7 un mode de réalisation des moyens de modification du rapport de transmission entre les arbres 12, 16 du groupe de lubrification 10 et du corps HP 18. Ces moyens de modification comprennent un moyeu interne 52 qui est solidaire en rotation de l'arbre 16 du corps HP 18 et un manchon baladeur externe 54 monté par une liaison à glissière axiale sur le moyeu 52 pour pouvoir coulisser axialement sur ce moyeu. Le manchon 54 est relié aux moyens d'actionnement 44 pour être déplacé dans une direction parallèle à l'axe de l'arbre 12. Le moyeu 52 est disposé entre deux pignons 36, 38 libres en rotation sur l'arbre 16 et comprend à chacune de ses extrémités des crabots 56 pouvant venir en prise avec des crabots 56 de forme complémentaire prévus sur les pignons 36, 38. Dans l'exemple représenté, le moyeu 52 est dans une position intermédiaire et peut être déplacé dans une première position vers le pignon 38 pour venir en prise avec ce pignon. L'arbre 12 du groupe de lubrification 10 est alors entraîné en rotation par l'arbre 16 du corps HP 10 par l'intermédiaire des pignons 34 et 38 définissant un rapport de transmission élevé. Le moyeu peut être déplacé dans une seconde position vers le pignon 36 de sorte que les arbres 12, 16 soient reliés par les pignons 32, 36 définissant un rapport de transmission faible. Les moyens d'actionnement 44 peuvent comporter un actionneur hydraulique, pneumatique ou électrique dont la sortie est reliée par une fourchette 58 au manchon 54 pour son déplacement axial sur le moyeu 52 (figure 2). Dans une variante non représentée, les moyens de modification du rapport de transmission permettent de définir plus de deux rapports de transmission et par exemple 3, 4, 5, etc.
Dans la variante de réalisation de la figure 8, les arbres 12 et 16 des groupes de lubrification 10 et du corps HP 18 de la turbomachine sont reliés entre eux par une transmission à variation continue à courroie 60. Chaque arbre 12, 16 porte deux flasques tronconiques 62, 64, 66, 68 autour desquels est montée la courroie 60. Le flasque 66 est solidaire en rotation de l'arbre 16 et le flasque 68 est mobile axialement sur cet arbre. Ces flasques 66, 68 ont leurs extrémités de plus faible diamètre en regard l'une de l'autre. Le flasque 64 est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée 12 du groupe de lubrification et le flasque 62 est mobile axialement sur cet arbre d'entrée 12, les extrémités de plus faible diamètre de ces flasques étant en regard l'une de l'autre. Lorsque les flasques 66, 68 ou les flasques 62, 64 sont écartés l'un de l'autre, la courroie 60 entoure les parties d'extrémité de plus faible diamètre de ces flasques et lorsque les flasques 66, 68 ou les flasques 62, 64 sont rapprochés l'un de l'autre la courroie entoure les parties d'extrémité de plus grand diamètre de ces flasques. Dans l'exemple représenté, les moyens d'actionnement agissent sur le flasque 68 pour le déplacer axialement dans une direction parallèle à l'arbre 16 du corps HP. Lorsque le flasque 68 est rapproché du flasque 66, la courroie 60 se déplace radialement vers l'extérieur des flasques 66, 68 et vers l'intérieur des flasques 62, 64, ce qui augmente la vitesse de rotation de l'arbre 12 par rapport à celle de l'arbre 16. Inversement, lorsque le flasque 68 est éloigné du flasque 66, la courroie 60 se déplace radialement vers l'intérieur des flasques 66, 68 et vers l'extérieur des flasques 62, 64, ce qui ralentit l'arbre 12 par rapport à l'arbre 16. Le flasque 64 est sollicité axialement vers le flasque 62 par un ressort de compression dont la force de rappel est déterminée pour permettre le déplacement de la courroie 60 radialement vers l'intérieur ou l'extérieur tout en maintenant la courroie serrée entre les flasques 62, 64.
Les moyens d'actionnement sont ici du type automatique et comprennent des masselottes 70 qui sont portées par l'arbre 16 du corps HP et peuvent pivoter vers l'extérieur par rapport à cet arbre, sous l'effet des forces centrifuges. Ces masselottes 70 coopèrent ici avec le flasque 68 lors de leur pivotement. Plus la vitesse de rotation de l'arbre 16 est élevée, plus les masselottes 70 sont déplacées radialement vers l'extérieur, et plus les flasques 68, 66 sont éloignés l'un de l'autre dans l'exemple représenté. Le rapport de transmission entre les arbres 12, 16 est alors faible lorsque le régime du corps HP est important, comme dans l'exemple précité, et inversement, ce rapport de transmission est plus important lorsque le régime du corps HP est faible. Le rapport de transmission varie de façon continue et peut prendre n'importe quelle valeur entre deux valeurs extrêmes. Selon l'invention, tout type de pompe à fluide d'une turbomachine peut être associé à des moyens de modification du rapport de transmission entre l'arbre d'entrée de cette pompe, et un arbre de la turbomachine. Lorsque l'invention est appliquée à une pompe à carburant, la modification du rapport de transmission permet d'avoir les avantages d'une pompe à plateau, à savoir par exemple adapter le débit au besoin moteur et limiter la recirculation de carburant générant un échauffement inutile.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Turbomachine équipée de moyens (10) de distribution de fluide pour l'alimentation en fluide d'équipements de la turbomachine, ces moyens de distribution comprenant un arbre d'entrée (12) relié par des moyens de transmission (14) à un arbre (16) de la turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de modification du rapport de transmission entre l'arbre de la turbomachine et l'arbre d'entrée des moyens de distribution en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de la turbomachine, ce rapport de transmission étant plus élevé au ralenti et plus faible en vitesse de croisière.
  2. 2. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de distribution sont formés par un groupe de lubrification (10) destiné à alimenter en huile des équipements de la turbomachine.
  3. 3. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de distribution comprennent une pompe à carburant.
  4. 4. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre (16) de la turbomachine est un arbre du corps haute-pression (18), du corps basse-pression ou d'une partie à pression intermédiaire de la turbomachine.
  5. 5. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de modification du rapport de transmission comprennent au moins deux voies parallèles (32, 36 et 34, 38) de transmission de couple ayant des rapports de transmission différents, et des moyens commandés de liaison de l'une ou l'autre de ces voies à l'arbre d'entrée (12) des moyens de distribution (10) et/ou à l'arbre (16) de la turbomachine.
  6. 6. Turbomachine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de modification du rapport de transmission comprennent deux pignons (36, 38) de dimensions différentes montés libres en rotation sur l'arbre (16) de la turbomachine et en prise avec des pignons (32, 34)solidaire en rotation de l'arbre d'entrée (12) des moyens de distribution (10), un moyeu (52) qui est agencé entre les pignons de l'arbre de la turbomachine et qui est solidaire en rotation de cet arbre, un manchon baladeur (54) qui entoure le moyeu et qui est monté sur celui-ci par une liaison à glissière axiale, et des moyens d'actionnement pour le déplacement axial du manchon sur le moyeu entre une première position où il est en prise avec l'un des pignons de l'arbre de la turbomachine et une seconde position où il est en prise avec l'autre de ces pignons.
  7. 7. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de modification du rapport de transmission comprennent des moyens de variation continue de ce rapport en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre (16) de la turbomachine
  8. 8. Turbomachine selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'arbre (16) de la turbomachine et l'arbre d'entrée (12) des moyens de distribution (10) portent chacun deux flasques tronconiques (66, 68 et 62, 64) coaxiaux dont l'un au moins est solidaire en rotation de l'arbre sur lequel il est monté, les deux flasques portés par chaque arbre ayant leurs extrémités de plus faible diamètre en regard l'une de l'autre, les moyens de modification du rapport de transmission comportant en outre une courroie de transmission (60) entourant les flasques et pouvant se déplacer en direction radiale sur les surfaces tronconiques de ces flasques, et des moyens (70) d'actionnement destinés à déplacer axialement l'un des flasques portés par l'arbre (16) de la turbomachine pour l'éloigner ou le rapprocher de l'autre flasque de cet arbre et ainsi provoquer le déplacement radial de la courroie sur ces flasques.
  9. 9. Turbomachine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent des masselottes (70) réparties autour de l'arbre (16) de la turbomachine et reliées à cet arbre de façon à être soumises à des forces centrifuges lors de la rotation de l'arbre, ces masselottes coopérant avec un des flasques (68) portés par cet arbre pour le déplacer axialement par rapport à l'autre flasque (66).
  10. 10. Turbomachine selon la revendication 6 ou 8, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement comprennent un actionneur (44) hydraulique, pneumatique ou électrique.
  11. 11. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de modification du rapport de transmission sont situés à l'entrée ou à la sortie des moyens de transmission (14), ou font partie de ces moyens de transmission.
  12. 12. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens (50) d'amortissement sont montés entre l'arbre (16) de la turbomachine et les moyens de transmission pour limiter les pics de couple et les acyclismes de rotation.
  13. 13. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur-démarreur électrique (46) dont l'arbre de sortie est relié à l'arbre (16) de la turbomachine, et un système (48) de commande des moyens de modification du rapport de transmission, qui est configuré pour recevoir des informations relatives à l'état menant ou mené du générateur-démarreur.
FR0805644A 2008-10-13 2008-10-13 Distribution de fluide dans une turbomachine Active FR2937088B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0805644A FR2937088B1 (fr) 2008-10-13 2008-10-13 Distribution de fluide dans une turbomachine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0805644A FR2937088B1 (fr) 2008-10-13 2008-10-13 Distribution de fluide dans une turbomachine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2937088A1 true FR2937088A1 (fr) 2010-04-16
FR2937088B1 FR2937088B1 (fr) 2013-07-12

Family

ID=40673311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0805644A Active FR2937088B1 (fr) 2008-10-13 2008-10-13 Distribution de fluide dans une turbomachine

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2937088B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3726012A1 (fr) * 2019-04-12 2020-10-21 Rolls-Royce plc Pompe à huile de générateur de moteur à turbine à gaz

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1359299A1 (fr) * 2001-02-08 2003-11-05 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Systeme de turbine a gaz uniaxiale
EP1731735A2 (fr) * 2005-06-07 2006-12-13 Honeywell International Inc. Turboréacteur multi-corps avec un système de répartition de charge.
GB2429500A (en) * 2005-08-23 2007-02-28 Rolls Royce Plc Motor/generator having a gear arrangement with two parallel overrunning clutches
EP1798399A1 (fr) * 2005-12-09 2007-06-20 Hispano-Suiza Système d'entraînement de machines auxiliaires d'un turbomoteur à double corps
US20080047376A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Gideon Venter Arrangement for power take-off on a two-shaft engine
US20080125255A1 (en) * 2003-07-10 2008-05-29 Paul Robert Heide Drivetrain for utility vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1359299A1 (fr) * 2001-02-08 2003-11-05 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Systeme de turbine a gaz uniaxiale
US20080125255A1 (en) * 2003-07-10 2008-05-29 Paul Robert Heide Drivetrain for utility vehicle
EP1731735A2 (fr) * 2005-06-07 2006-12-13 Honeywell International Inc. Turboréacteur multi-corps avec un système de répartition de charge.
GB2429500A (en) * 2005-08-23 2007-02-28 Rolls Royce Plc Motor/generator having a gear arrangement with two parallel overrunning clutches
EP1798399A1 (fr) * 2005-12-09 2007-06-20 Hispano-Suiza Système d'entraînement de machines auxiliaires d'un turbomoteur à double corps
US20080047376A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Gideon Venter Arrangement for power take-off on a two-shaft engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3726012A1 (fr) * 2019-04-12 2020-10-21 Rolls-Royce plc Pompe à huile de générateur de moteur à turbine à gaz
US11421554B2 (en) 2019-04-12 2022-08-23 Rolls-Royce Plc Gas turbine engine generator oil pump

Also Published As

Publication number Publication date
FR2937088B1 (fr) 2013-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2564488C (fr) Dispositif de prelevement de puissance mecanique entre les arbres hp et bp d'un turbomoteur a double corps
EP1985823B1 (fr) Dispositif de production d'énergie électrique dans un moteur à turbine à gaz à double corps
EP2521851B1 (fr) Système d'hélices contrarotatives pour turbomachine d'aéronef
EP2281109B1 (fr) Turbomoteur comportant une machine electrique reversible
CA2938385C (fr) Turbomachine equipee d'un groupe de lubrification
FR2670440A1 (fr) Systeme de propulsion.
FR2937088A1 (fr) Distributeur de fluide dans une turbomachine
WO2013083885A1 (fr) Dispositif de transmission, groupe motopropulseur, accumulateur d'energie, et vehicule ainsi equipe
FR2609499A1 (fr) Groupe motopropulseur a variation continue de vitesse
FR2540058A1 (fr) Groupe de commande d'entrainement et de commande de direction pour engin a organes de roulement droite-gauche non directeurs
FR3029584A1 (fr) Dispositif de transmission de vitesse pour le deplacement d'un vehicule automobile, notamment d'un vehicule motorise a au moins deux roues, et groupe motopropulseur utilisant un tel dispositif en particulier pour un vehicule hybride.
WO2017118791A1 (fr) Système de changement de pas pour turbopropulseur a doublet d'hélices contrarotatives amont
EP3931464A1 (fr) Dispositif de transmission de couple pour un vehicule automobile
FR2540591A1 (fr) Dispositif de transmission de puissance, notamment pour vehicule automobile
WO2015075348A1 (fr) Dispositif de lubrification pour une turbomachine
WO2024012909A1 (fr) Système de changement de vitesse pour boîtier de relais d'accessoires de turbomachine d'aéronef et procédé d'utilisation
EP4127417B1 (fr) Ensemble pour turbomachine d'aéronef comportant un système amelioré de lubrification d'un réducteur d'entrainement de soufflante
WO1985001779A1 (fr) Dispositif d'entrainement d'organes auxiliaires d'un moteur a combustion interne
WO2018054717A1 (fr) Groupe motopropulseur de vehicule automobile
WO2023011964A1 (fr) Groupe motopropulseur pour véhicule automobile à propulsion ou traction hybride comprenant un mécanisme de blocage du moteur thermique
WO2023209291A1 (fr) Boîtier de relais d'accessoires et turbomachine d'aéronef comportant un tel boîtier
FR2833538A1 (fr) Dispositif de transmission de puissance et groupe motopropulseur hybride associe
EP4001703A1 (fr) Pignon avec dispositif de lubrification
FR3111591A1 (fr) Transmission infiniment variable a train diviseur de puissance et procede de commande
EP4237671A1 (fr) Turbogenerateur a turbine libre comprenant une machine electrique reversible couplee a la turbine libre

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

CD Change of name or company name

Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR

Effective date: 20170717

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 16