FR3083266A1

FR3083266A1 - Ensemble pour turbomachine d'aeronef comportant un systeme ameliore de lubrification d'un reducteur d'entrainement de soufflante en cas d'autorotation de la soufflante

Info

Publication number: FR3083266A1
Application number: FR1855978A
Authority: FR
Inventors: Claire Alexia Bergo
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: FR3083266B1

Abstract

L'invention concerne un ensemble (22) comprenant un réducteur d'entraînement (20) de soufflante de turbomachine d'aéronef, ainsi qu'un système de lubrification (24) comportant une enceinte (26) renfermant ce réducteur (20), le système (24) comportant un dispositif de lubrification (25b) permettant la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante (15), et comprenant : - un réservoir de fond d'enceinte (60) délimité par un fond (38) de l'enceinte ; - des moyens de projection de lubrifiant (66) sur le réducteur ; - une première vanne commandée (70a), destinée à évacuer de l'air en surpression en dehors de l'enceinte ; - une seconde vanne ou un clapet anti-retour (70b), destinée à introduire de l'air sous pression dans l'enceinte ; - une troisième vanne commandée (70c), destinée à isoler le réservoir (60) d'une partie supérieure (62) de l'enceinte ; et - des moyens de commande (45) des vannes (70a-70c).

Description

ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE D'AERONEF COMPORTANT UN SYSTEME AMELIORE DE LUBRIFICATION D'UN REDUCTEUR D'ENTRAINEMENT DE SOUFFLANTE EN CAS D'AUTOROTATION DE LA SOUFFLANTE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines d'aéronef, et plus précisément aux turbomachines comprenant une soufflante entraînée par un réducteur, tel que cela est par exemple connu du document FR 2 987 402 Al.

L'invention concerne en particulier la gestion de la lubrification du réducteur, en cas d'autorotation de la soufflante.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Sur les turbomachines d'aéronef comprenant une soufflante entraînée par un réducteur, ce dernier est généralement agencé dans une enceinte lubrifiée à travers laquelle circule du lubrifiant amené par une pompe. Cette pompe est entraînée mécaniquement par un arbre de la turbomachine, par exemple l'arbre haute pression.

En cas d'extinction de la turbomachine durant le vol, la soufflante n'est plus entraînée par le réducteur, mais elle continue de tourner sous l'effet de l'air qui la traverse. Dans ces conditions, la soufflante est dite en autorotation, ou encore en « windmilling » ou « en moulinet ». Ces conditions peuvent également être rencontrées au sol, lorsque la turbomachine est éteinte.

Même si les vitesses d'autorotation de la soufflante restent relativement peu élevées, en particulier quand l'aéronef est au sol, il subsiste néanmoins un besoin de lubrification du réducteur entraîné par cette soufflante. La lubrification de l'enceinte renfermant le réducteur ne peut cependant plus être assurée par la pompe, car l'arbre haute pression ne tourne pas suffisamment rapidement pour entraîner cette pompe.

Il existe par conséquent un besoin d'optimisation des solutions existantes, afin d'assurer la gestion de la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

Pour répondre au moins partiellement à ce besoin, l'invention a tout d'abord pour objet un ensemble comprenant un réducteur d'entraînement de soufflante de turbomachine d'aéronef, ainsi qu'un système de lubrification du réducteur comportant une enceinte renfermant ce réducteur.

Selon l'invention, le système de lubrification comporte un dispositif de lubrification d'autorotation permettant la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante, le dispositif de lubrification d'autorotation comprenant :

- un réservoir de fond d'enceinte apte à contenir du lubrifiant et délimité par un fond de l'enceinte ;

- des moyens de projection de lubrifiant sur le réducteur, lesdits moyens de projection communiquant avec le réservoir de fond d'enceinte ;

- une première vanne commandée de l'enceinte, destinée à évacuer de l'air en surpression en dehors de l'enceinte ;

- une seconde vanne ou un clapet anti-retour, destinée à permettre l'introduction d'air sous pression dans l'enceinte ;

- une troisième vanne commandée de l'enceinte, destinée à isoler le réservoir de fond d'enceinte d'une partie supérieure de l'enceinte dans laquelle se trouve le réducteur, ou à mettre en communication le réservoir de fond d'enceinte avec cette partie supérieure ; et

- des moyens de commande desdites première et troisième vannes commandées.

L'invention a également pour objet un procédé de commande d'un tel ensemble, comprenant les étapes successives suivantes :

a) fermeture de la première vanne, et introduction d'air dans l'enceinte via la seconde vanne ou le clapet anti-retour, jusqu'à ce que la pression d'air au sein de l'enceinte atteigne une valeur prédéterminée supérieure à la pression d'air en dehors de l'enceinte ;

b) fermeture des seconde et troisième vannes ; puis

c) ouverture de la première vanne pour dépressuriser l'enceinte, afin que du lubrifiant présent dans le réservoir de fond d'enceinte circule par différence de pression jusqu'aux moyens de projection, pour que ces moyens projettent du lubrifiant en direction du réducteur, les étapes a) à c) étant préférentiellement répétées après un passage de la pression d'air au sein de l'enceinte en-dessous d'une valeur seuil.

L'invention permet ainsi d'assurer de manière simple, fiable et performante la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante. En effet, il est astucieusement créé une différence de pression d'air entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte, de manière à ce que le lubrifiant présent dans le réservoir soit aspiré par les moyens de projection. Ces derniers permettent alors de projeter le lubrifiant aspiré sur la pignonnerie du réducteur, assurant une lubrification satisfaisante de celui-ci.

En particulier, l'invention se révèle avantageuse en ce qu'elle ne requiert pas l'intégration d'une pompe supplémentaire pour assurer la lubrification du réducteur en conditions d'autorotation. L'invention permet notamment d'assurer cette lubrification auxiliaire même en cas d'autorotation au sol et par vent arrière, le sens de rotation de la soufflante (ainsi que celui de l'arbre basse pression) étant alors inversé par rapport aux conditions normales dans lesquelles le vent relatif vient de l'avant de l'aéronef.

L'invention présente par ailleurs au moins l'une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.

Le système de lubrification comporte également un dispositif de lubrification principal permettant la lubrification du réducteur en conditions normales de fonctionnement, le dispositif de lubrification principal comprenant :

- des moyens principaux de projection de lubrifiant sur le réducteur ;

- un conduit d'arrivée de lubrifiant destiné à conduire le lubrifiant vers les moyens principaux de projection ;

- un conduit de récupération de lubrifiant raccordé à un point bas du réservoir de fond d'enceinte ;

- une vanne commandée équipant le conduit de récupération de lubrifiant, et préférentiellement commandée par les moyens de commande des première et troisième vannes ;

- un réservoir principal de lubrifiant, distinct du réservoir de fond d'enceinte ;

- une pompe d'alimentation configurée par alimenter en lubrifiant le conduit d'arrivée de lubrifiant.

Alternativement, le système de lubrification pourrait être conçu de manière à ce que les moyens de projection de lubrifiant ainsi que les moyens principaux de projection de lubrifiant soient constitués par les mêmes moyens, sans sortir du cadre de l'invention.

Le conduit d'arrivée de lubrifiant est équipé d'un capteur de pression de lubrifiant circulant dans ce conduit, et l'ouverture et/ou la fermeture d'au moins l'une des première, seconde et troisième vannes est commandée en réponse à une valeur de pression de lubrifiant délivrée aux moyens de commande par ledit capteur de pression de lubrifiant.

De manière analogue, la partie supérieure de l'enceinte est équipée d'un capteur de pression d'air, et l'ouverture et/ou la fermeture d'au moins l'une des première, seconde et troisième vannes est commandée en réponse à une valeur de pression d'air délivrée aux moyens de commande par ledit capteur de pression d'air.

Le dispositif de lubrification d'autorotation, permettant la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante, comporte également un compresseur de mise en pression de l'enceinte configuré pour délivrer de l'air sous pression dans l'enceinte via la seconde vanne commandée.

Néanmoins, d'autres types de prélèvements d'air sous pression sont envisageables, par exemple un prélèvement sur l'air de pressurisation dédié à l'avion, comme l'air de pressurisation de la cabine de l'aéronef, ou encore l'air de dégivrage/antigivrage prélevé à l'amont du compresseur basse pression.

Le réducteur d'entraînement comporte un train épicycloïdal comprenant un planétaire intérieur, un planétaire extérieur, ainsi qu'une rangée annulaire de satellites agencés entre les planétaires intérieur et extérieur.

L'invention a également pour objet une turbomachine d'aéronef comprenant un ensemble tel que décrit ci-dessus, la turbomachine comportant une soufflante entraînée par le réducteur de cet ensemble.

La turbomachine est préférentiellement un turboréacteur à double flux et à double corps.

Elle comporte un arbre moteur, de préférence un arbre basse pression, entraînant mécaniquement le compresseur de mise en pression de l'enceinte.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ;

- la figure 1 représente une vue schématique de côté d'un turboréacteur selon l'invention ;

- la figure 2 représente une vue schématique de côté d'un ensemble selon un mode de réalisation préféré de l'invention, cet ensemble équipant le turboréacteur de la figure précédente ;

- la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, avec l'ensemble montré dans un état tel qu'adopté durant des conditions normales de fonctionnement du turboréacteur ; et

- les figures 4 et 5 sont des vues similaires à celle de la figure 3, avec l'ensemble montré dans différents états successifs, en cas d'autorotation de la soufflante du turboréacteur.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS

En référence à la figure 1, il est représenté un turboréacteur 1 à double flux et à double corps. Le turboréacteur 1 comporte de façon classique un générateur de gaz 2 de part et d'autre duquel sont agencés un compresseur basse pression 4, et une turbine basse pression 12. Le générateur de gaz 2 comprend un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 8 et une turbine haute pression 10. Par la suite, les termes « avant » et « arrière » sont considérés selon une direction 14 opposée à la direction d'écoulement principale des gaz au sein du turboréacteur, cette direction 14 étant parallèle à l'axe longitudinal 3 du turboréacteur.

Le compresseur basse pression 4 et la turbine basse pression 12 forment un corps basse pression, et sont reliés l'un à l'autre par un arbre basse pression 11 centré sur l'axe 3. De même, le compresseur haute pression 6 et la turbine haute pression 10 forment un corps haute pression, et sont reliés l'un à l'autre par un arbre haute pression 13 centré sur l'axe 3 et agencé autour de l'arbre basse pression 11. Les arbres sont supportés par des paliers de roulement 19, qui sont lubrifiés en étant agencés dans des enceintes d'huile. Il en est de même pour le moyeu de soufflante 17, également supporté par des paliers de roulement 19.

Le turboréacteur 1 comporte par ailleurs, à l'avant du générateur de gaz 2 et du compresseur basse pression 4, une soufflante 15 qui est ici agencée directement à l'arrière d'un cône d'entrée d'air du moteur. La soufflante 15 est rotative selon l'axe 3, et entourée d'un carter de soufflante 9. Cette soufflante n'est pas entraînée directement par l'arbre basse pression 11, mais entraînée indirectement par cet arbre via un réducteur 20, ce qui lui permet de tourner avec une vitesse plus lente. Comme cela sera détaillé ciaprès, le réducteur 20 est également logé dans une enceinte d'huile pour permettre sa lubrification.

En outre, le turboréacteur 1 définit une veine primaire 16 destinée à être traversée par un flux primaire, ainsi qu'une veine secondaire 18 destinée à être traversée par un flux secondaire situé radialement vers l'extérieur par rapport au flux primaire.

En référence à présent à la figure 2, il est représenté un ensemble 22 spécifique à l'invention, comprenant globalement le réducteur 20, ainsi qu'un système 24 permettant sa lubrification et comprenant tout d'abord une enceinte d'huile 26 qui renferme le réducteur 20.

Le système 24 comprend un dispositif de lubrification principal 25a configuré pour assurer la lubrification du réducteur en conditions normales de fonctionnement du turboréacteur, ainsi qu'un dispositif de lubrification d'autorotation 25b, également appelé dispositif de lubrification auxiliaire, configuré pour assurer la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante.

Tout d'abord pour ce qui concerne le dispositif de lubrification principal 25a, il comporte un réservoir principal de lubrifiant 28, ainsi qu'une pompe d'alimentation 30 qui est entraînée mécaniquement par la rotation de l'arbre haute pression 13, via un système de transmission schématisé par la ligne pointillée 32. Le réservoir principal 28 et la pompe 30 communiquent avec un conduit d'arrivée de lubrifiant 34, qui est donc alimenté en lubrifiant provenant du réservoir principal 28, grâce à la pompe 30.

Le conduit d'arrivée de lubrifiant 34 présente ainsi une extrémité reliée à la pompe 30, ainsi qu'une extrémité opposée logée dans l'enceinte 26, et communiquant avec des moyens principaux de projection de lubrifiant 36. Ces moyens peuvent prendre la forme d'un ou plusieurs gicleurs, ou des moyens analogues. Ils sont configurés pour projeter du lubrifiant sur tout ou partie de la pignonnerie du réducteur 20, en conditions normales de fonctionnement.

L'enceinte 26 présente un fond 38, qui est conformé dans sa partie inférieure de façon à ménager un réservoir de fond d'enceinte 60 comme détaillé plus loin. Un conduit de récupération de lubrifiant 40 communique avec un point bas 42 du fond d'enceinte 38, c'est-à-dire un point bas du réservoir de fond d'enceinte 60. Il permet de collecter par gravité le lubrifiant qui a été préalablement projeté par les moyens 36 sur le réducteur, et de réacheminer ce lubrifiant vers le réservoir principal 28, par exemple en raccordant le conduit de récupération de lubrifiant 40 à un circuit de récupération (non représenté) muni d'une pompe de récupération.

Optionnellement, il est possible de faire communiquer un point haut du réservoir de fond d'enceinte 60 avec un volume d'air annexe 61 apte à contenir de l'air sous pression, par exemple via une canalisation d'air 63 reliant le réservoir 60 au volume d'air annexe 61, comme dessiné en pointillés sur la figure 2. Ainsi, lorsque l'enceinte 26 est mise sous pression comme détaillé plus loin en référence à la figure 4, l'air dans le volume 61 est également mis sous pression afin de servir de muscle pour la projection d'huile par le dispositif de lubrification d'autorotation 25b.

Le conduit de récupération de lubrifiant 40 est équipé d'une vanne commandée 44, appelée vanne anti-accumulation dans la présente et qui, en conditions normales de fonctionnement du turboréacteur, reste ouverte pour permettre l'évacuation du lubrifiant et éviter son accumulation dans le fond d'enceinte 38. Il peut par exemple s'agir d'une vanne à tiroir, répondant à la pression de lubrifiant circulant dans le conduit d'arrivée de lubrifiant 34 en direction de l'enceinte 26. En effet, cette vanne 44 peut être conçue de sorte que plus la pression de lubrifiant est forte dans le conduit 34, plus la vanne 44 a tendance à rester ouverte. A l'inverse, plus la pression de lubrifiant est faible, plus la vanne a tendance à se fermer pour obturer le conduit de récupération 40. Un couplage mécanique 46 peut ainsi être prévu entre la vanne 44 et un organe 47 logé dans le conduit 34, cet organe 47 répondant à la pression du lubrifiant circulant dans ce dernier. Alternativement, la vanne 44 est commandée par des moyens électroniques de commande 45 également dédiés à la commande des vannes du dispositif de lubrification auxiliaire 25b, comme cela sera décrit ultérieurement. Dans ce cas de figure, le conduit d'arrivée de lubrifiant 34 est de préférence équipé d'un capteur de pression de lubrifiant 49 circulant dans ce conduit. La valeur de pression de lubrifiant détectée par ce capteur 49, ou une valeur représentative de celle-ci, est délivrée aux moyens de commande électronique 45.

Le dispositif de lubrification auxiliaire 25b comporte au sein de l'enceinte 26 un réservoir 60, qui correspond à une partie inférieure de l'enceinte délimitée par le fond 38. C'est sur le fond du réservoir 60, aussi appelé réservoir de fond d'enceinte, que se trouve le point bas 42 de l'enceinte communiquant avec le conduit de récupération de lubrifiant 40. Le réservoir 60 est par ailleurs séparé d'une partie supérieure d'enceinte 62 par un canal de section restreinte 64, par lequel le lubrifiant peut transiter par gravité pour rejoindre le réservoir 60 et le conduit de récupération 40 après avoir lubrifié la pignonnerie du réducteur 20.

Le dispositif 25b comprend également des moyens de projection de lubrifiant 66, qui sont préférentiellement distincts des moyens principaux de projection de lubrifiant 36. Les moyens 66 peuvent eux aussi être réalisés par un ou plusieurs gicleurs, ou par des éléments analogues.

Les moyens de projection de lubrifiant 66, en regard axialement du réducteur, communiquent avec le fond du réservoir 60 via un conduit de raccord 68. Ce dernier est représenté schématiquement en amont de la pignonnerie du réducteur, mais en réalité il ne peut pas traverser la liaison entre la couronne 54 et le moyeu de soufflante 17 puisque ces pièces sont tournantes. Les moyens de projection de lubrifiant 66 seront donc préférablement disposés du même côté du réducteur que les moyens principaux de projection de lubrifiant 36.

Dans le mode de réalisation préféré décrit, le réservoir de fond d'enceinte 60 constitue un réservoir auxiliaire séparé du réservoir principal 28. Toutefois, à supposer une architecture de turbomachine dans laquelle il y aurait suffisamment de place sous l'enceinte du réducteur pour y installer le réservoir principal de lubrifiant, il serait envisageable de regrouper dans un même réservoir le réservoir principal et le réservoir auxiliaire servant au dispositif de lubrification d'autorotation. Il serait alors possible de se passer d'une vanne anti-accumulation telle que la vanne 44. Le conduit de raccord 68 pour les moyens de projection de lubrifiant 66 communiquerait avec le réservoir commun soit au niveau du fond, soit au niveau d'une hauteur intermédiaire par rapporté la hauteur de remplissage normal.

En outre, comme évoqué précédemment, le dispositif de lubrification auxiliaire 25b comporte plusieurs vannes commandées agencées sur l'enceinte 26, ces vannes étant commandées par les moyens 45 précités.

Il s'agit tout d'abord d'une première vanne commandée 70a, de préférence située au niveau d'une extrémité haute de l'enceinte 26, et destinée à évacuer de l'air en surpression en dehors de cette enceinte. Il est également prévu une seconde vanne commandée 70b, de préférence agencée sous la première vanne 70a, et destinée à introduire de l'air sous pression dans la partie supérieure d'enceinte 62. Enfin, une troisième vanne commandée 70c équipe le canal de section restreinte 64, afin de pouvoir isoler le réservoir 60 de la partie supérieure d'enceinte 62, ou de mettre en communication le réservoir avec cette partie supérieure équipé d'un capteur de pression d'air 72. La valeur de pression d'air détectée par ce capteur 72, ou une valeur représentative de celle-ci, est délivrée aux moyens de commande électronique 45.

Enfin, le dispositif de lubrification auxiliaire 25b comporte également un moyen de prélèvement d'air sous pression pour la mise en pression de l'enceinte 26. Dans le mode de réalisation décrit, ce moyen de prélèvement d'air sous pression comprend un compresseur d'appoint 76 situé hors de l'enceinte 26, configuré pour délivrer de l'air sous pression dans la partie supérieure d'enceinte 62 via la seconde vanne 70b. Ce compresseur d'appoint 76 peut être entraîné mécaniquement par l'arbre basse pression 11 du turboréacteur, ou en alternative peut être entraîné par un moteur électrique afin que cet entrainement soit déclenché uniquement pour le besoin de mise en pression de l'enceinte. Un compresseur d'appoint 76 entraîné par un moteur électrique présente en outre l'intérêt de pouvoir arrêter rapidement l'apport d'air sous pression dans la partie supérieure d'enceinte 62. La seconde vanne 70b peut dans ce cas être une vanne autonome formée par un clapet anti-retour afin d'éviter à l'air sous pression dans l'enceinte de retourner vers le compresseur d'appoint 76, suite à l'arrêt de ce dernier. Il est également possible de disposer ce clapet anti-retour 70b à la sortie du compresseur d'appoint 76, voire d'utiliser un clapet anti-retour 70b déjà présent dans le compresseur d'appoint. Comme indiqué précédemment, d'autres types de prélèvements d'air sous pression sont envisageables.

Le réducteur 20 est centré sur l'axe 3 du turboréacteur. Il comporte un train épicycloïdal, classiquement équipé d'un planétaire intérieur 52 centré sur l'axe 3 et solidaire en rotation d'une extrémité avant de l'arbre basse pression 11 du turboréacteur, d'un planétaire extérieur ou couronne extérieure 54, et d'une rangée annulaire de satellites 56 agencés entre les planétaires 52, 54 supportés par un porte-satellites 58 fixe. La couronne 54 correspond à l'organe de sortie du réducteur, en étant solidaire en rotation du moyeu de soufflante 17. D'autres configurations sont bien entendu possibles pour le réducteur, en particulier avec un porte-satellites tournant correspondant à l'organe de sortie du réducteur, un planétaire intérieur tournant et une couronne extérieure fixe.

En conditions normales de fonctionnement du turboréacteur, l'arbre haute pression 13 tourne à une vitesse suffisamment élevée pour entraîner la pompe d'alimentation 30. Comme cela est schématisé par les flèches de la figure 3, du lubrifiant circule ainsi avec un débit et une pression élevés dans le conduit d'arrivée de lubrifiant 34, avant d'être projeté par les moyens 36 sur la pignonnerie du réducteur 20. Ensuite, le lubrifiant s'écoule par gravité au travers du canal de section restreinte 64 et de sa troisième vanne 70c maintenue en position ouverte par les moyens de commande 45. Il rejoint ainsi le réservoir 60 dans lequel du lubrifiant peut éventuellement être accumulé sans toutefois remplir complètement le réservoir, la vanne 44 étant ouverte. Dans le cas où il est prévu d'accumuler du lubrifiant jusqu'à un certain niveau du réservoir 60, un dispositif de déversoir de trop plein peut être prévu dans le réservoir pour que seul le lubrifiant ayant atteint le niveau souhaité soit déversé dans le conduit de récupération 40. Dans tous les cas, le lubrifiant s'échappe progressivement du réservoir par le conduit de récupération 40, et par la vanne 44 maintenue en position ouverte par les moyens de commande 45 ou par l'organe 47 de réponse de pression agencé dans le conduit d'arrivée 34. Le lubrifiant collecté par le conduit de récupération 40 est ensuite réinjecté dans le circuit de lubrification principal pour retourner dans le réservoir principal 28, par exemple via une pompe de récupération du circuit de lubrification principal.

En particulier, la pression forte de lubrifiant dans le conduit d'arrivée 34, détectée par le capteur 49, conduit les moyens de commande non seulement à maintenir la troisième vanne 70c en position ouverte pour permettre une recirculation normale du lubrifiant, mais également à fermer la seconde vanne 70b pour empêcher l'enceinte 26 de se pressuriser. La première vanne 70a demeure quant à elle maintenue préférentiellement en position ouverte, assurant une pression d'air identique entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte 26.

Dans ces conditions normales de fonctionnement, le dispositif de lubrification auxiliaire 25b est maintenu inopérant, puisque la pression dans le réservoir 60 étant la même que dans l'enceinte 26, le lubrifiant présent dans le fond du réservoir 60 ne peut pas être dirigé vers les moyens de projection 66.

En revanche, lorsque le turboréacteur est éteint en vol, la soufflante se trouve en autorotation provoquée par l'air traversant les aubes de soufflante. La rotation de la soufflante conduit à faire tourner les éléments constitutifs du réducteur 20, qui doit donc être lubrifié en quantité suffisante. Cette lubrification ne peut plus être convenablement assurée par la pompe d'alimentation 30, puisque l'arbre haute pression 13 qui l'entraîne ne tourne plus à une vitesse suffisamment élevée. Cependant, du lubrifiant peut tout de même être amené à faible pression et à faible débit dans le conduit d'arrivée 34, avant d'être déversé dans l'enceinte 26 sans pouvoir nécessairement atteindre la pignonnerie du réducteur 20. Ce faible flux de lubrifiant permet de remplir au moins partiellement le réservoir 60 suite à la fermeture de la vanne 44.

Dans ces conditions d'autorotation, une faible pression de lubrifiant est détectée par le capteur 49 dans le conduit d'arrivée 34, et cette information sur la valeur de la pression de lubrifiant est transmise aux moyens 45, qui en réponse contrôlent les vannes précitées. Ces moyens de contrôle 45 commandent tout d'abord la fermeture de la vanne 44, afin de stopper la recirculation et éviter que le lubrifiant ne s'échappe du réservoir 60, comme cela a été schématisé sur la figure 4. Alternativement, cette fermeture de la vanne 44 est obtenue mécaniquement par la faible pression du lubrifiant circulant dans le conduit d'arrivée 34, comme évoqué précédemment.

En outre, les moyens 45 commandent la fermeture de la première vanne 70a, l'ouverture de la seconde vanne 70b, tandis que la troisième vanne 70c reste en position ouverte, ce qui permet au réservoir 60 de se remplir partiellement du fait que de l'huile à relativement basse pression continue d'arriver à moindre débit dans l'enceinte 26 via les moyens principaux de projection de lubrifiant 36 sans toutefois parvenir à lubrifier la pignonnerie du réducteur. A ce stade, de l'air sous pression est injecté dans l'enceinte 26, en provenance du compresseur 76, via la seconde vanne 70b.

Cette mise en pression de l'enceinte 26 est schématisée par la flèche 78 sur la figure 4. Elle est poursuivie jusqu'à ce que la pression d'air au sein de l'enceinte 26 atteigne une valeur prédéterminée de pression PI, supérieure d'une certaine plage par rapport à la pression d'air en dehors de l'enceinte. Par exemple, la pression PI pourra être comprise entre deux fois et trois fois la pression d'air en dehors de l'enceinte.

Lorsque le capteur 72 délivre la valeur de pression PI aux moyens de commande 45, ces derniers contrôlent en réponse les seconde et troisième vannes 70b, 70c, qui sont basculées en position fermée. Ensuite, ils commandent l'ouverture de la première vanne 70a afin de dépressuriser l'enceinte 26 alors que le réservoir 60 est isolé du reste de l'enceinte par la fermeture de la troisième vanne 70c. En effet, de l'air va s'échapper par cette première vanne 70a en raison de la pression plus faible à l'extérieur de l'enceinte 26, comme cela est schématisé par la flèche 80 de la figure 5. La dépressurisation de l'enceinte 26, alors que l'air contenu dans le réservoir 60 et/ou dans le volume d'air annexe 61 a été pressurisé à la pression PI, génère une aspiration du lubrifiant via les moyens de projection 66, avec pour conséquence la remontée de ce lubrifiant par le conduit de raccord 68, en direction de ces mêmes moyens 66. Ceux-ci peuvent alors projeter le lubrifiant en direction du réducteur 20, comme cela est schématisé par les flèches de la figure 5 associées aux moyens de projection 66. Si cette projection ne présente pas nécessairement la même amplitude que celle observée depuis les moyens principaux de projection en conditions normales de fonctionnement, elle permet néanmoins de lubrifier le planétaire intérieur 52, qui, en tournant, entraîne avec lui le lubrifiant qui peut alors lubrifier les dents de tous les satellites 56 et de la couronne extérieure 54.

Ensuite, le lubrifiant retombe par gravité dans le bas de la partie supérieure d'enceinte 62 où il peut s'accumuler jusqu'à éventuellement atteindre un niveau permettant de faire barboter les dentures de la couronne extérieure 54. Le phénomène de lubrification d'autorotation par projection du lubrifiant via les moyens de projection 66 se poursuit quasiment jusqu'à l'équilibre des pressions d'air entre l'air contenu dans le réservoir 60, et l'air à l'intérieur de l'enceinte 26.

Si la lubrification doit être poursuivie en raison d'une autorotation prolongée de la soufflante, le lubrifiant est réinséré dans le réservoir 60 par ouverture de la troisième vanne 70c, et la succession des opérations décrites ci-dessus est répétée autant de fois que nécessaire, toujours en étant pilotée par les moyens de commande 45 répondant aux valeurs de pression d'air et de pression de lubrifiant délivrées par les capteurs 72, 49.

Par ailleurs, lors d'un arrêt de la turbomachine au sol, il peut être prévu de fermer la vanne 44 et de mettre sous pression l'enceinte 26 de la même façon que décrit précédemment, et de maintenir l'enceinte 26 sous pression en gardant fermées les vannes 70a et 70b tant qu'un cas d'autorotation de la soufflante par vent frontal ou vent arrière n'est pas détecté. De cette façon, si un cas d'autorotation survient après l'arrêt de la turbomachine, le dispositif de lubrification d'autorotation 25b est opérationnel simplement en commandant l'ouverture de la vanne 70a.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dont la portée est délimitée par les revendications annexées. Par exemple, la vanne seconde vanne commandée 70b peut être remplacée par un simple clapet anti-retour, comme évoqué précédemment et sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Ensemble (22) comprenant un réducteur d'entraînement (20) de soufflante de turbomachine d'aéronef, ainsi qu'un système de lubrification (24) du réducteur comportant une enceinte (26) renfermant ce réducteur (20), caractérisé en ce que le système de lubrification (24) comporte un dispositif de lubrification d'autorotation (25b) permettant la lubrification du réducteur en cas d'autorotation de la soufflante (15), le dispositif de lubrification d'autorotation (25b) comprenant :

- un réservoir de fond d'enceinte (60), apte à contenir du lubrifiant et délimité par un fond (38) de l'enceinte ;

- des moyens de projection de lubrifiant (66) sur le réducteur, lesdits moyens de projection communiquant avec le réservoir de fond d'enceinte (60) ;

- une première vanne commandée (70a) de l'enceinte, destinée à évacuer de l'air en surpression en dehors de l'enceinte ;

- une seconde vanne ou un clapet anti-retour (70b), destinée à permettre l'introduction d'air sous pression dans l'enceinte ;

- une troisième vanne commandée (70c) de l'enceinte, destinée à isoler le réservoir de fond d'enceinte (60) d'une partie supérieure (62) de l'enceinte dans laquelle se trouve le réducteur (20), ou à mettre en communication le réservoir de fond d'enceinte avec cette partie supérieure ; et

- des moyens de commande (45) desdites première et troisième vannes commandées (70a, 70c).
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de lubrification (24) comporte également un dispositif de lubrification principal (25a) permettant la lubrification du réducteur (20) en conditions normales de fonctionnement, le dispositif de lubrification principal (25a) comprenant :

- des moyens principaux de projection de lubrifiant (36) sur le réducteur (20);

- un conduit d'arrivée de lubrifiant (34) destiné à conduire le lubrifiant vers les moyens principaux de projection (36) ;

- un conduit de récupération de lubrifiant (40) raccordé à un point bas (42) du réservoir de fond d'enceinte (60) ;

- une vanne commandée (44) équipant le conduit de récupération de lubrifiant (40), et préférentiellement commandée par les moyens de commande (45) des première et troisième vannes (70a, 70c) ;

- un réservoir principal de lubrifiant (28), distinct du réservoir de fond d'enceinte (60) ;

- une pompe d'alimentation (30) configurée par alimenter en lubrifiant le conduit d'arrivée de lubrifiant (34).
3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée de lubrifiant (34) est équipé d'un capteur de pression (49) de lubrifiant circulant dans ce conduit, et en ce que l'ouverture et/ou la fermeture d'au moins l'une des première, seconde et troisième vannes (70a-70c) est commandée en réponse à une valeur de pression de lubrifiant délivrée aux moyens de commande (45) par ledit capteur de pression de lubrifiant (49).
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure (62) de l'enceinte (26) est équipée d'un capteur de pression d'air (72), et en ce que l'ouverture et/ou la fermeture d'au moins l'une des première, seconde et troisième vannes (70a-70c) est commandée en réponse à une valeur de pression d'air délivrée aux moyens de commande (45) par ledit capteur de pression d'air (72).
5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de lubrification d'autorotation (25b) permettant la lubrification du réducteur (20) en cas d'autorotation de la soufflante comporte également un compresseur (76) de mise en pression de l'enceinte, configuré pour délivrer de l'air sous pression dans l'enceinte (26) via la seconde vanne commandée (70b).
6. Turbomachine (1) d'aéronef comprenant un ensemble (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la turbomachine comportant une soufflante (15) entraînée par le réducteur (20) de cet ensemble.
7. Turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle est un turboréacteur à double flux et à double corps.
8. Turbomachine selon la revendication 6 ou la revendication 7, combinée à la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un arbre moteur, de préférence un arbre basse pression (11), entraînant mécaniquement le compresseur (76) de mise en pression de l'enceinte (26).
9. Procédé de commande d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes :

a) fermeture de la première vanne (70a), et introduction d'air dans l'enceinte (26) via la seconde vanne ou le clapet anti-retour, jusqu'à ce que la pression d'air au sein de l'enceinte atteigne une valeur prédéterminée supérieure à la pression d'air en dehors de l'enceinte ;

b) fermeture de la troisième vanne (70c) ; puis

c) ouverture de la première vanne (70a) pour dépressuriser l'enceinte, afin que du lubrifiant présent dans le réservoir de fond d'enceinte (60) circule par différence de pression jusqu'aux moyens de projection (66), pour que ces moyens projettent du lubrifiant en direction du réducteur (20).
10. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les étapes a) à c) sont préférentiellement répétées après un passage de la pression d'air au sein de l'enceinte (26) en-dessous d'une valeur seuil.