FR3028887A1

FR3028887A1 - Procede et circuit de lubrification pour une turbomachine utilisant des moyens electriques

Info

Publication number: FR3028887A1
Application number: FR1461417A
Authority: FR
Inventors: Thomas Lepage
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-27
Anticipated expiration: 2034-11-25
Also published as: FR3028887B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de lubrification d'organes (2, 3) d'une turbomachine, la turbomachine comportant un circuit de lubrification (1, 4) comprenant des moyens de pompage (11) de lubrifiant dont un arbre (12), dit de pompage, est mécaniquement lié à un arbre de rotor de ladite turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape, correspondant à une phase d'utilisation de la turbomachine, notamment une phase d'autorotation ou une phase de démarrage à froid, moteur de la turbomachine arrêté, où la vitesse de rotation dudit arbre de rotor est insuffisante pour entraîner ledit arbre de pompage (12) à une vitesse supérieure à ladite valeur seuil prédéterminée, dans laquelle on découple ledit arbre de pompage (12) et l'arbre de rotor, et dans laquelle des moyens électriques (16, 21) entraînent ledit arbre de pompage (12). L'invention concerne également un circuit de lubrification agencé pour la mise en œuvre du procédé et une turbomachine comprenant ce circuit de lubrification.

Description

1 Procédé et circuit de lubrification pour une turbomachine utilisant des moyens électriques Domaine de l'invention et état de la technique : La présente invention se rapporte au domaine des circuits de lubrification d'une turbomachine, en particulier d'aéronef. Plus précisément, l'invention concerne la lubrification d'organes de la turbomachine, lorsque cette dernière fonctionne à bas régime ou dans les phases de démarrage. En effet, l'évolution de l'état de l'art des turbomachines entraîne de nouvelles contraintes sur les circuits de lubrification, notamment à bas régime. Il s'agit par exemple, le lubrifiant étant généralement une huile dont la composition est adaptée aux conditions d'utilisation : - de maintenir à bas régime une pression d'huile suffisante dans des paliers hydrauliques et/ou pour la lubrification d'engrenages à rendement optimisé; - de limiter à bas régime les couples résistifs visqueux, liés au lubrifiant, qui peuvent être importants et dimensionnent les systèmes de démarrage à froid. De plus, la forte inertie des rotors fait, dans ce cas, que l'arrêt total des moteurs est relativement long, et que la plage de régime en autorotation sur l'ensemble du domaine de vol est relativement étendue.

De manière classique, un circuit de lubrifiant comprend un ensemble de pompage constitué d'une pompe d'alimentation, qui envoie du lubrifiant contenu dans un réservoir vers des enceintes de lubrification et des engrenages, et de pompes de récupération, qui récupèrent le lubrifiant en sortie des différents organes lubrifiés et le renvoient vers le réservoir. Dans cette architecture, les moyens de pompage sont entraînés mécaniquement par une boîte de relais d'accessoires, elle-même entraînée par le rotor du corps haute pression de la turbomachine. La boîte de relais d'accessoires est couramment appelée AGB (acronyme de l'anglais Accessory Gear Box), dans le domaine aéronautique. Cette architecture ne répond pas aux besoins précités pour les nouvelles turbomachines. En effet, le rendement des pompes, que ce soient celles qui alimentent les organes ou celles qui récupèrent le lubrifiant, diminue dramatiquement lorsque leur 3028887 2 vitesse de rotation est trop faible. Or, les arbres de ces pompes étant entraînées mécaniquement par le moteur, leur régime baisse avec celui du moteur. La pression et le débit d'huile peuvent donc s'avérer insuffisants, lors des phases de démarrage ou d'autorotation pour assurer l'ensemble des besoins.

5 Des solutions ont été proposées pour répondre spécifiquement à différent besoins. Par exemple, dans FR-A1-2 960 022, la demanderesse a proposé de disposer des vannes dans la partie alimentation du circuit de lubrification afin d'augmenter la pression pour les paliers hydrauliques. Un système de lubrification augmentée au démarrage a été proposé dans US-A1-2014/0144120 faisant aussi appel à des moyens pour 10 contraindre le passage de l'huile vers les organes à lubrifier. Un système d'assistance mécanique en autorotation du moteur a été proposé dans EP-A1-2 584 174, en entraînant sur l'arbre basse pression de la turbomachine, il ne permet pas satisfaire les besoins à bas régime en dehors de l'autorotation. Les solutions connues permettent donc de remplir une partie des fonctions de 15 lubrification dans certaines configurations mais ne permettent pas de répondre à l'ensemble des besoins en lubrification à bas régime. De plus, il serait souhaitable de prendre en compte les problèmes de sécurité, notamment en cas de feu. L'architecture devrait permettre une coupure facile de l'alimentation en lubrifiant, qui est généralement inflammable.

20 Enfin, il est très difficile de prévoir le comportement des circuits de lubrification d'une turbomachine avant les phases d'essais, notamment à bas régime, car le comportement d'ensemble du système dépend de très nombreux paramètres et est difficilement modélisable sur l'ensemble du domaine de vol. La capacité de réglage du circuit d'huile après les premiers essais de la turbomachine et les premières données collectées sont 25 également un atout considérable pour optimiser le rendement de cette turbomachine et en diminuer les coûts de conception. L'invention a donc pour but de proposer une solution permettant de répondre aux nouveaux besoins opérationnels de lubrification des turbomachines, notamment à bas régime, ainsi qu'aux objectifs de sécurité et qui soit suffisamment flexible pour pouvoir 30 s'adapter facilement au comportement de la turbomachine.

3028887 3 Un autre objectif de l'invention sera de limiter l'impact du circuit de lubrification sur la turbomachine en termes de masse, de coûts et de fiabilité. Présentation de l'invention : 5 A cet effet, l'invention concerne un procédé de lubrification d'organes d'une turbomachine, la turbomachine comportant un circuit de lubrification comprenant des moyens de pompage de lubrifiant , lesdits moyens de pompage comprenant un arbre de pompage apte à entraîner des pompes et mécaniquement lié à un arbre de rotor de ladite turbomachine.

10 Le procédé est remarquable en ce qu'il comprend : a) au moins une étape dans laquelle ledit arbre de rotor de la turbomachine entraîne ledit arbre de pompage à une vitesse de rotation supérieure à une valeur seuil prédéterminée ; et b) au moins une étape, correspondant à une phase d'utilisation de la turbomachine, 15 notamment une phase d'autorotation ou une phase de démarrage à froid, moteur de la turbomachine arrêté, où la vitesse de rotation dudit arbre de rotor est insuffisante pour entraîner ledit arbre de pompage à une vitesse supérieure à ladite valeur seuil prédéterminée, où la vitesse de rotation dudit arbre de rotor est insuffisante pour entraîner ledit arbre de pompage à une vitesse supérieure à 20 ladite valeur seuil prédéterminée, dans laquelle on découple ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor, et dans laquelle des moyens électriques entraînent ledit arbre de pompage. Ladite valeur seuil prédéterminée correspond avantageusement à un régime des pompes du circuit de lubrification en-dessous duquel leur rendement chute 25 drastiquement. De cette manière, les moyens électriques peuvent, en découplant l'arbre de pompage, prendre la main lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime et maintenir une lubrification correcte des organes de la turbomachine, par exemple des engrenages à rendement optimisé. Avantageusement, le circuit de lubrification comprenant des moyens de commande 30 desdits moyens électriques, le procédé comprend une étape de comparaison, par 3028887 4 lesdits moyens de commande, de la vitesse de rotation dudit arbre de pompage à ladite valeur seuil prédéterminée. De plus, ladite valeur de seuil peut être déterminée par les moyens de commande en fonction des phases d'utilisation de la turbomachine.

5 Les moyens de commande peuvent être facilement configurés pour piloter les moyens électriques de manière à adapter la vitesse de rotation dudit arbre de pompage en fonction des besoins de lubrification. En effet, les moyens électriques interviennent à bas régime lorsque les besoins sont relativement faibles, la puissance et la précision de débit demandées sont donc faibles. Par ailleurs, la commande de moyens électriques 10 peut être facilement ajustée à partir de résultats d'essais de la turbomachine. Avantageusement, le procédé peut comprendre une étape de sauvegarde dans laquelle on recouple ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor, si, lors d'une étape b), la vitesse de rotation dudit arbre de rotor est suffisante pour faire tourner ledit arbre des moyens de pompage plus rapidement que les moyens électriques.

15 Cette hybridation des moyens électriques et mécaniques pour entraîner les pompes du circuit de lubrification permet d'assurer le niveau de sécurité pour la lubrification des organes de la turbomachine. En effet, si les moyens électriques tombent en panne lorsque la turbomachine tourne à bas régime, l'entraînement mécanique permet d'assurer une lubrification minimale des organes.

20 Par ailleurs, dans ce procédé, les moyens électriques, liés audit arbre de pompage, peuvent être utilisés comme générateur d'électricité lors de l'étape où ledit arbre de rotor entraîne ledit arbre de pompage. Dans un tel procédé, on peut, lors de l'étape b), découpler ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor dès que ledit arbre de pompage exerce un couple d'entraînement sur 25 ledit arbre de rotor. Ce procédé permet d'utiliser des moyens électriques de puissance faible, adaptée aux besoins de pompage du lubrifiant à bas régime, donc de gagner en poids et en encombrement sur ces moyens. Dans une alternative, le procédé peut comprendre une étape c) dans laquelle ledit 30 arbre de rotor est entraîné par les moyens électriques reliés audit arbre de pompage, par exemple dans des phases de démarrage de la turbomachine.

3028887 5 Cette variante du procédé permet d'utiliser le démarreur/générateur classiquement installé sur une turbomachine comme moyens électriques d'entraînement des moyens de pompage et, donc, de ne pas ajouter de composant électrique spécifiquement dédié à la lubrification.

5 L'invention concerne aussi un circuit de lubrification d'organes pour une turbomachine, pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que précédemment décrit, comportant des moyens de pompage de lubrifiant dont un arbre de pompage est agencé pour être entraîné mécaniquement par un arbre de rotor de ladite turbomachine, caractérisé en en ce qu'il comprend en outre : 10 - des moyens électriques aptes à entraîner ledit arbre de pompage ; - des moyens de commande desdits moyens électriques configurés pour identifier le cas où ledit arbre de rotor entraîne ledit arbre de pompage à une vitesse de rotation inférieure ou égale à ladite valeur seuil prédéterminée; - et des moyens de couplage/découplage dont une partie est reliée audit arbre de 15 pompage et une autre partie est agencée pour être reliée audit arbre de rotor, lesdits moyens de commande et/ou lesdits moyens de couplage/découplage étant configurés pour permettre auxdits moyens électriques d'entraîner ledit arbre de pompage indépendamment dudit arbre de rotor. Un tel circuit de lubrification permet de mettre en oeuvre les différentes étapes du 20 procédé précédemment décrit. De préférence, des moyens de transmission entre ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor comprennent une boîte de relais d'accessoires et lesdits moyens de couplage/découplage sont disposés entre ladite boîte de relais d'accessoires et l'arbre de pompage. De préférence, lesdits moyens de commande et/ou lesdits moyens de 25 couplage/découplage sont configurés pour coupler ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor de la turbomachine, lorsque la partie desdits moyens de couplage/découplage reliée audit arbre de pompage est entraînée à une vitesse de rotation inférieure ou égale à la vitesse de rotation de la partie reliée audit arbre de rotor. De cette manière, le circuit de lubrification peut être utilisé pour mettre en oeuvre 30 automatiquement l'étape de sauvegarde du procédé en cas de panne sur les moyens électriques.

3028887 6 De préférence, dans ce cas, ledit rotor de la turbomachine est le rotor d'une partie moteur de la turbomachine alimentée en carburant. Dans un premier mode de réalisation du circuit de lubrification, lesdits moyens de commande et/ou lesdits moyens de couplage/découplage sont configurés pour 5 découpler ledit arbre de pompage et ledit arbre de rotor de la turbomachine, dès que la partie desdits moyens de couplage/découplage reliée audit arbre de pompage est entraînée à une vitesse de rotation supérieure à la vitesse de rotation de la partie reliée audit arbre de rotor. Avantageusement dans ce cas, les moyens de couplage/découplage sont du type 10 roue libre, la partie solidaire dudit arbre de pompage se désolidarisant de la partie solidaire dudit arbre de rotor dès qu'elle tourne plus vite que cette dernière. Ce mode de réalisation permet de mettre en oeuvre la première variante du procédé et d'utiliser des moyens électriques de faible puissance. Avantageusement, dans ce premier mode de réalisation, les moyens de pompage 15 comprenant une pompe d'alimentation en lubrifiant desdits organes, et en ce qu'une vanne est installée en amont de ladite pompe et est configurée pour se fermer lorsque la pression du lubrifiant en aval de ladite pompe est inférieure à une valeur seuil prédéterminée. La valeur seuil de pression correspondant à un maximum de vitesse lorsque le 20 moteur de la turbomachine est éteint, par exemple en autorotation, cette disposition permet d'assurer que l'alimentation en lubrifiant des organes est arrêtée en cas d'alerte feu, si le moteur électrique est stoppé. Dans un deuxième mode de réalisation du circuit de lubrification, lesdits moyens électriques comportent un démarreur électrique de la turbomachine, lesdits moyens de 25 commande et/ou lesdits moyens de couplage/découplage étant configurés pour coupler ledit arbre de pompage avec ledit arbre de rotor durant une phase de démarrage de la turbomachine. Ce deuxième mode de réalisation permet de mettre en oeuvre la deuxième variante du procédé utilisant le démarreur/générateur de la turbomachine.

30 Avantageusement, dans ce deuxième mode de réalisation, les moyens de commande et les moyens de couplage/découplage sont configurés pour que le 3028887 7 couplage et le découplage de l'arbre de pompage avec l'arbre de rotor se fassent sur commande des moyens de commande, indépendamment des vitesses de rotation relatives desdits arbres. Cette disposition permet aux moyens de commande, en cas d'alerte feu sur la 5 turbomachine, d'arrêter les moyens électriques et de découpler ledit arbre de pompage de ledit arbre de rotor, interdisant ainsi toute alimentation en lubrifiant des organes. Avantageusement, les moyens électriques d'entraînement dudit arbre de pompage sont agencés fonctionner comme des moyens générateurs d'électricité lorsque la vitesse de rotation de cet arbre, qui est imprimé par ledit arbre de rotor, est supérieure à 10 une deuxième valeur seuil prédéterminée. En effet, cette disposition permet de supprimer un générateur d'électricité auxiliaire dans le premier mode de réalisation et donc de compenser l'ajout du moteur électrique. Dans le deuxième mode de réalisation, il s'agit de préserver le rôle de générateur de puissance électrique dévolu au démarreur/générateur lorsque la turbomachine 15 fonctionne à des régimes au dessus du ralenti. L'invention concerne également une turbomachine comportant un tel circuit de lubrification. Brève description des figures : 20 La présente invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 présente le schéma de principe d'un circuit de lubrification selon un 25 premier mode de réalisation ; et - la figure 2 présente le schéma de principe d'un circuit de lubrification selon un deuxième mode de réalisation. Les composants ayant les mêmes fonctions dans ces deux exemples ont les mêmes références.

30 Description détaillée : 3028887 8 Selon un premier exemple de réalisation, en référence à la figure 1, un circuit de lubrification dans une turbomachine selon l'invention le circuit comporte une partie 1 du circuit pour l'alimentation en lubrifiant de divers organes 2, 3, une partie 4 du circuit pour la récupération du lubrifiant en sortie de ces organes, et un réservoir de lubrifiant 5 entre 5 les deux parties. Le réservoir de lubrifiant 5 a généralement plusieurs fonctions, notamment de stockage et de désaération du lubrifiant, avant que ce dernier soit renvoyé vers les organes 2, 3 par la partie 1 alimentation du circuit. D'autres éléments, comme un échangeur de chaleur 6 représenté sur la figure 1, peuvent intervenir dans le recyclage du lubrifiant avant son retour vers les organes à lubrifier. Ce dispositif est ici 10 complété par un filtre 7, placé dans la partie 1 alimentation du circuit. Comme mentionné précédemment, les organes 2, 3 lubrifiés peuvent être de plusieurs types, nécessitant des conditions de lubrification plus ou moins exigeantes. Sur l'exemple de la figure 1, sont représentés des engrenages 2, notamment à rendement optimisé, et des enceintes de lubrification 3, par exemple pour des paliers.

15 La partie 1 alimentation du circuit comporte une pompe d'alimentation 8 pour envoyer le lubrifiant du réservoir 5 vers les organes 2, 3. En retour, la partie 4 récupération du circuit comporte ici une pompe 9 spécifique aux engrenages 2 et une pompe 10 spécifique aux enceintes de lubrification 3. Toutes ces pompes 8, 9, 10 sont regroupées dans un ensemble de pompage 11 avec un arbre d'entraînement 12 20 commun. Dans ce qui suit, par souci de simplification de la terminologie, on appellera « arbre de pompage » l'arbre d'entraînement 12 commun des pompes des moyens de pompage 11. Dans l'exemple considéré, la turbomachine comporte un boîtier de relais d'accessoires (AGB) 13. La partie moteur de la turbomachine, non représentée sur la 25 figure, comporte un corps haute pression dont les éléments rotors de turbine et de compresseur sont solidaires d'un arbre appelé « arbre de rotor » dans ce qui suit. L'AGB 13 est ici mécaniquement relié à l'arbre de rotor du corps haute pression de la turbomachine, et il comporte des engrenages permettant d'entraîner des arbres de sortie à partir de la rotation de l'arbre de rotor, avec des rapports de réduction donnés.

30 L'un de ces arbres de sortie 14 est représenté sur la figure 1. Son rapport de réduction est adapté pour pouvoir entraîner les pompes 8, 9, 10 de l'ensemble de 3028887 9 pompage 11 lorsque la turbomachine fonctionne. Cet arbre de sortie 14 est ici couplé à l'arbre de pompage 12 par un dispositif de couplage/découplage 15 de type roue libre. Ce dispositif de roue libre 15 comporte une partie tournante solidaire de l'arbre de pompage 12 et une partie tournante solidaire de l'arbre de sortie 14 de l'AGB. Cette 5 roue libre 15 solidarise en rotation les deux arbres 12, 14 lorsque l'arbre 14 sortant de l'AGB 13 exerce un couple positif sur l'arbre de pompage 12 dans le sens du pompage, autrement dit lorsque la partie de la roue libre 15 solidaire de l'arbre 14 tourne à une vitesse supérieure ou égale à celle de la partie de la roue libre 15 solidaire de l'arbre de pompage 12. Si, par contre, pour une raison ou une autre, la partie de la roue libre 15 10 solidaire de l'arbre de pompage 12 tourne plus vite que la partie solidaire de l'arbre de sortie 14, le dispositif de roue libre 15 découple les deux arbres 12, 14. Sur ce premier exemple de réalisation de l'invention, l'arbre de pompage 12 est par ailleurs relié à un moteur électrique 16. Ici, la turbomachine est installée sur un aéronef comportant un réseau électrique 17, à l'alimentation duquel la turbomachine contribue 15 généralement par ailleurs. Le moteur électrique 16 est, dans ce cas, alimenté en puissance électrique par le réseau électrique 17 de l'aéronef. Un dispositif électronique de commande 18 est par ailleurs adjoint au moteur électrique 16 pour le piloter. Sur l'exemple considéré, ce dispositif est intégré au calculateur embarqué sur la turbomachine.

20 Les caractéristiques de ce premier exemple de circuit de lubrification sont précisées ci-après en décrivant ses différentes phases de fonctionnement. Lorsque la turbomachine fonctionne en régime de croisière ou au dessus d'un certain régime, l'arbre 14 sortant de l'AGB 13 exerce par l'intermédiaire du dispositif de couplage/découplage 15 un couple positif sur l'arbre de pompage 12 dans le sens du 25 pompage. L'entraînement de l'arbre de pompage 12 par l'AGB 13 lui confère une vitesse suffisante pour que les pompes 8, 9, 10 subviennent aux besoins de lubrification des différents organes 2, 3 de la turbomachine. Dans ce cas, les moyens de commande 18 coupent l'alimentation du moteur électrique 16. Le rotor du moteur électrique 16 est alors entraîné par l'arbre de pompage 30 12. De plus, les moyens de commande 18 peuvent mettre le moteur électrique 16 en mode générateur, de manière à renvoyer du courant sur le réseau électrique 17 de 3028887 10 l'aéronef, en particulier, lorsque la vitesse de rotation de l'arbre de pompage 12 est nettement supérieure au seuil minimal pour les besoins de lubrification et fournit un excédent d'énergie. Lorsque le moteur de la turbomachine fonctionne à bas régime, l'AGB 13 peut 5 entraîner l'arbre de pompage 12 à une vitesse de rotation en dessous d'un seuil minimal pour lequel le rendement des pompes 8,9, 10 chute et ne permet plus de lubrifier correctement les organes, par exemple les engrenages 2. Cette valeur seuil peut être déterminée par les moyens de commande 18 du moteur électrique 16, à partir des paramètres de fonctionnement de la turbomachine. Comme 10 cela a été présenté précédemment, cette valeur seuil peut ne pas être atteinte, par exemple lors d'un démarrage ou d'une autorotation. Dans ce cas, les moyens de commande 18 mettent en fonction le moteur électrique 16, pour qu'il entraîne l'arbre de pompage 12 à la vitesse requise pour la lubrification des organes 2, 3. Comme la vitesse imprimée à l'arbre de pompage 12 est plus grande 15 que celle de l'arbre de sortie 14 de l'AGB 13, le dispositif de roue libre 15 découple l'arbre 12 de pompage de l'arbre de sortie 14 de l'AGB 13. Les pompes 8, 9, 10 du circuit de lubrification sont donc entraînées dans ce cas uniquement par le moteur électrique 16. Comme le moteur électrique 16 intervient dans des phases de fonctionnement à bas 20 régime de la turbomachine, la puissance demandée au moteur électrique 16 est relativement faible. De plus, il n'est pas nécessaire dans ce cas de régler avec une grande précision la puissance des pompes 8, 9, 10. Le moteur électrique 16 peut donc avoir un faible encombrement et ses moyens électroniques de commande 18 peuvent être simples. En outre, les moyens de commande électroniques 18 sont facilement 25 réglables. Notamment, leurs réglages peuvent être mis à jour en fonction des résultats des essais de la turbomachine. Lors du démarrage de la turbomachine, notamment lorsqu'il fait très froid, l'intervention du moteur électrique 16, spécifique au circuit de lubrification, permet de limiter les couples résistifs portant sur la turbomachine liés à la viscosité du lubrifiant et 30 aussi de soulager le démarreur de la turbomachine, non représenté sur la figure 1. Les moyens de commandes 18 peuvent, dans ce cas, être agencés pour maintenir 3028887 11 l'entraînement de l'arbre de pompage 12 à un régime plus élevé que celui de l'arbre de sortie 14 de l'AGB 13, le temps de la montée en température du moteur. Lorsque la turbomachine vient d'être arrêtée, les moyens de commande 18 peuvent faire fonctionner le moteur électrique 16 pendant un certain temps pour garantir un débit 5 minimum d'huile et lubrifier les engrenages le temps de l'arrêt complet des rotors de la turbomachine. Sur l'exemple présenté, la partie 1 alimentation du circuit comporte également une vanne de coupure 19 passive entre le réservoir 5 et la pompe d'alimentation 8. En dessous d'un seuil donné de pression d'huile en aval de la pompe d'alimentation 8, la 10 vanne de coupure 19 se ferme, empêchant le lubrifiant de circuler. Ce dispositif est installé pour résoudre la problématique de tenue au feu de la turbomachine quand le moteur de la turbomachine est arrêté. En effet, le seuil de coupure de la vanne de coupure 19 est placé à une valeur élevée, typiquement au dessus de la plus haute valeur prise par la pression en sortie de 15 la pompe d'alimentation 8 lorsqu'elle est entraînée par la turbomachine en autorotation, l'alimentation en carburant de la partie moteur étant coupée. Dans ce cas, si l'alimentation en carburant du moteur de la turbomachine est arrêtée à cause d'une alerte feu, le régime du rotor de la turbomachine correspondra au plus à celui de l'autorotation. S'il n'y a pas d'alerte feu, le moteur électrique 16 entraîne les pompes 8, 20 9, 10 à un régime supérieur à celui de l'autorotation et les organes 2, 3 sont lubrifiés. Par contre, s'il y a une alerte feu, les moyens de commande 18 interdisent utilisation du moteur électrique 16. Dans ce cas, la pression reste en dessous du seuil, ce qui entraîne la fermeture de la vanne 19 et arrête l'alimentation en huile des organes 2, 3 de la turbomachine.

25 Selon un deuxième exemple de réalisation, en référence à la figure 2, les parties circuits d'alimentation 1 et de récupération 4 de lubrifiant, ainsi que l'ensemble de pompage 11, ont une architecture identique au cas précédent. La partie 1 alimentation du circuit se différencie du cas précédent par l'absence de vanne de coupure 19 en 30 amont de la pompe d'alimentation 8. La partie 1 alimentation du circuit peut, par contre, 3028887 12 comporter un clapet 20, dont le fonctionnement sera indiqué par la suite, en entrée de la branche alimentant les enceintes 3. Une turbomachine comporte généralement un démarreur électrique 21, dont la puissance est fournie par le réseau électrique 17 de l'aéronef et qui est piloté par le 5 calculateur embarqué 18 de la turbomachine. Ce démarreur 21 a pour fonction principale de démarrer la turbomachine. Comme visible sur la figure 2, l'arbre 22 du démarreur 21 est ici solidaire de l'arbre de pompage 12. Par ailleurs, l'arbre 22 du démarreur 21 est relié à l'arbre de sortie 14 de l'AGB 13 par un dispositif de couplage/découplage 23, dont un axe est, ici, relié à l'arbre 22 du 10 démarreur et un autre à l'arbre 14 de l'AGB. Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de couplage/découplage 23 entre l'arbre 22 du démarreur 21 et l'arbre de sortie 14 l'AGB 13 comporte un système d'enclenchement-désenclenchement commandable. De plus, le calculateur embarqué 18 de la turbomachine est configuré pour commander le fonctionnement du démarreur 15 21 et du système d'enclenchement-désenclenchement 23 à l'AGB 13 de la manière indiquée ci-après. Lors du fonctionnement de la turbomachine entre les régimes de ralenti et de plein gaz, les moyens de commandes 18 ordonnent au dispositif 23 de coupler l'arbre 22 du démarreur et l'arbre de rotor, car la vitesse de rotation de ce dernier permet d'entraîner 20 l'arbre de pompage 12 à une vitesse de rotation suffisante pour satisfaire les besoins de lubrification. Le démarreur 21, dont l'arbre 22 est solidaire de l'arbre de pompage 12, fonctionne ici en tant que générateur électrique pour fournir de la puissance électrique au réseau électrique 17 de l'aéronef. L'arbre 22 du démarreur 21 est donc normalement toujours en rotation lorsque la turbomachine fonctionne.

25 Lors des procédures de démarrage, les moyens de commandes 18 ordonnent au dispositif 23 de maintenir enclenchés ses deux axes, donc de coupler l'arbre 22 du démarreur 21, solidaire de l'arbre de pompage 12, et l'arbre de rotor. Durant cette phase, c'est en entraînant l'arbre 14 de l'AGB 13 que le démarreur 21 permet de démarrer le moteur de la turbomachine, non représenté, en prenant de la puissance sur 30 le réseau électrique 17 de l'aéronef.

3028887 13 Durant toute une partie de montée en régime, le démarreur 21 entraîne donc à la fois le rotor de la partie moteur de la turbomachine et l'arbre de pompage 12. Lorsque le moteur de la turbomachine est à bas régime, contrairement au premier exemple, le démarreur 21 ne permet pas d'augmenter la vitesse de rotation des pompes 8, 9, 10.

5 C'est pour cette raison, que comme indiqué dans la demande de brevet FR-A1- 2960022, un clapet 20 est installé dans la partie 1 alimentation du circuit, devant les enceintes de lubrification 3. Ce clapet 20 est configuré pour ne s'ouvrir que lorsque la pression d'huile dépasse un certain seuil, correspondant à la pression d'huile nécessaire à la lubrification des engrenages 2. Ce dispositif permet d'atteindre plus 10 rapidement cette pression, aux bas régimes après le démarrage. Lorsque la turbomachine est en autorotation, l'alimentation en carburant du moteur étant arrêtée, le calculateur 18 de la turbomachine peut, en fonction des besoins de lubrification, désenclencher le dispositif de couplage/découplage 23 et mettre en route le démarreur 21 de façon à entraîner l'arbre de pompage 12 à un régime permettant 15 d'assurer la lubrification des organes 2, 3. Cela peut permettre d'éviter des éventuelles inspections d'engrenages 2 après un vol. De même, lors des procédures de démarrage, notamment lorsqu'il fait très froid, le démarreur 21 peut être découplé de l'AGB 13, en désenclenchant le dispositif de couplage/découplage 23, et faire fonctionner les pompes 8, 9, 10 du circuit de 20 lubrification avant de lancer le moteur. La puissance calorifique développée par le démarreur 21, qui est importante, permet de réchauffer le lubrifiant avant de mettre en route la turbomachine et, ainsi, de réduire considérablement les couples visqueux avant d'entamer les phases de démarrage de la turbomachine. En cas de feu, le calculateur 18 peut arrêter le démarreur 21 et désenclencher le 25 dispositif de couplage/découplage 23, pour découpler l'arbre de sortie 14 de l'AGB 13 de l'arbre de pompage 12, ce qui entraîne l'arrêt des pompes 8, 9, 10 du circuit de lubrification et assure que les organes ne sont plus alimentés en lubrifiant. Les modes de réalisation de l'invention ont été présentés ici pour un exemple de 30 circuit de lubrification mais l'homme du métier pourra aisément l'adapter à d'autres 3028887 14 exemples. On notera que le type de turbomachine n'intervient pas dans la réalisation de l'invention. L'invention concerne également un procédé de mise en oeuvre d'une turbomachine 5 qui comprend un circuit de lubrification 1, 4 des organes 2, 3, avec des moyens de pompage 11 de lubrifiant entraînés par un arbre 12, ledit arbre 12 pouvant être entraîné par un arbre de rotor de la turbomachine et/ou des moyens électriques. Comme cela a été illustré dans les modes d'utilisation des deux exemples de réalisation d'un circuit de lubrification qui ont été décrits, un tel procédé de mise en oeuvre comprend : 10 - au moins une étape dans laquelle l'arbre de rotor de la turbomachine entraîne ledit arbre des moyens de pompage à une vitesse de rotation supérieure à une valeur seuil prédéterminée ; et - au moins une étape dans laquelle des moyens électriques entraînent ledit arbre des moyens de pompage lors de phases d'utilisation de la turbomachine, où la 15 vitesse de rotation dudit arbre de rotor est insuffisante pour entraîner ledit arbre des moyens de pompage à une vitesse supérieure à ladite valeur seuil prédéterminée. Avantageusement, le procédé comprend une étape de comparaison de la vitesse de rotation dudit arbre des moyens de pompage à ladite valeur seuil prédéterminée. Cette 20 valeur seuil correspond de préférence à une valeur de performance des pompes en-dessous de laquelle on ne veut pas descendre, pour assurer la lubrification de certains organes de la turbomachine. Dans les deux exemples de réalisation, l'étape d'entraînement par les moyens électriques peut être lancée lors de phases d'autorotation et de phases de démarrage à 25 froid, moteur de la turbomachine arrêtée. Avec le premier exemple de réalisation de circuit de lubrification, lors de l'étape d'entraînement par les moyens électriques, on découple ledit arbre des moyens de pompage et ledit arbre de rotor dès que la vitesse de rotation du premier est supérieure à la valeur de la vitesse de rotation induite par la liaison mécanique au second.

30 Avec le deuxième exemple de réalisation de circuit de lubrification, le procédé peut comprendre une étape d'entraînement par les moyens électriques dans laquelle on

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de lubrification d'organes (2, 3) d'une turbomachine, la turbomachine comportant un circuit de lubrification (1, 4) comprenant des moyens de pompage (11) de lubrifiant, lesdits moyens de pompage (11) comprenant un arbre de pompage (12) apte à entraîner des pompes (8, 9, 10) et mécaniquement lié à un arbre de rotor de ladite turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend : a) au moins une étape dans laquelle ledit arbre de rotor de la turbomachine entraîne ledit arbre de pompage (12) à une vitesse de rotation supérieure à une valeur seuil prédéterminée ; et b) au moins une étape, correspondant à une phase d'utilisation de la turbomachine, notamment une phase d'autorotation ou une phase de démarrage à froid, moteur de la turbomachine arrêté, où la vitesse de rotation dudit arbre de rotor est insuffisante pour entraîner ledit arbre de pompage (12) à une vitesse supérieure à ladite valeur seuil prédéterminée, dans laquelle on découple ledit arbre de pompage (12) et ledit arbre de rotor, et dans laquelle des moyens électriques (16, 21) entraînent ledit arbre de pompage (12).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape b), on découple ledit arbre de pompage (12) et ledit arbre de rotor dès que ledit arbre de pompage (12) exerce un couple d'entraînement sur ledit arbre de rotor.
3. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape c) dans laquelle ledit arbre de rotor est entraîné par les moyens électriques (21) reliés audit arbre de pompage (12), par exemple dans des phases de démarrage de la turbomachine.
4. Circuit de lubrification (1, 4) d'organes (2, 3) pour une turbomachine, pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant des moyens de pompage (11) de lubrifiant dont un arbre de pompage (12) est agencé pour être entraîné mécaniquement par un arbre de rotor de ladite turbomachine, caractérisé en en ce qu'il comprend en outre 3028887 17 - des moyens électriques (16, 21) aptes à entraîner ledit arbre de pompage (12); - des moyens de commande (18) desdits moyens électriques, configurés pour identifier le cas où ledit arbre de rotor entraîne ledit arbre de pompage (12) à une vitesse de rotation inférieure ou égale à ladite valeur seuil prédéterminée;
5 - et des moyens (15, 23) de couplage/découplage dont une partie est reliée audit arbre de pompage (12) et une autre partie est agencée pour être reliée audit arbre de rotor, lesdits moyens de commande (18) et/ou lesdits moyens de couplage/découplage (15, 23) étant configurés pour permettre auxdits moyens électriques (16,21) d'entraîner ledit arbre de pompage (12) 10 indépendamment dudit arbre de rotor. 5. Circuit de lubrification selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens de commande (18) et/ou lesdits moyens (15, 23) de couplage/découplage sont configurés pour coupler ledit arbre de pompage (12) et ledit arbre de rotor de la 15 turbomachine, lorsque la partie desdits moyens (15) de couplage/découplage reliée audit arbre de pompage (12) est entraînée à une vitesse de rotation inférieure ou égale à la vitesse de rotation de la partie reliée audit arbre de rotor.
6. Circuit de lubrification selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens de 20 commande (18) et/ou lesdits moyens (15) de couplage/découplage sont configurés pour découpler ledit arbre de pompage (12) et ledit arbre de rotor de la turbomachine, dès que la partie desdits moyens (15) de couplage/découplage reliée audit arbre de pompage (12) est entraînée à une vitesse de rotation supérieure à la vitesse de rotation de la partie reliée audit arbre de rotor. 25
7. Circuit de lubrification selon la revendication 6, dans lequel les moyens de pompage (11) comprennent une pompe (8) d'alimentation en lubrifiant desdits organes (2, 3), et en ce qu'une vanne (19) est installée en amont de ladite pompe (8) et est configurée pour se fermer lorsque la pression du lubrifiant en aval de 30 ladite pompe (8) est inférieure à une valeur seuil prédéterminée. 3028887 18
8. Circuit de lubrification selon la revendication 4 ou 5, dans lequel lesdits moyens électriques comportent un démarreur électrique (21) de la turbomachine, lesdits moyens de commande (18) et lesdits moyens (23) de couplage/découplage étant configurés pour coupler ledit arbre de pompage (12) avec ledit arbre de rotor 5 durant une phase de démarrage de la turbomachine.
9. Circuit de lubrification selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens de commande (18) et lesdits moyens (23) de couplage/découplage sont configurés pour que le couplage et le découplage de l'arbre de pompage (12) avec l'arbre de 10 rotor se fassent sur commande des moyens de commande (18), indépendamment des vitesses de rotation relatives desdits arbres.
10. Turbomachine comportant un circuit de lubrification selon l'une des revendications 4 à 9.