FR3108681A1 - Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee - Google Patents

Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee Download PDF

Info

Publication number
FR3108681A1
FR3108681A1 FR2002850A FR2002850A FR3108681A1 FR 3108681 A1 FR3108681 A1 FR 3108681A1 FR 2002850 A FR2002850 A FR 2002850A FR 2002850 A FR2002850 A FR 2002850A FR 3108681 A1 FR3108681 A1 FR 3108681A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
oil
pressure
assembly
bearing
annular space
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
FR2002850A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3108681B1 (fr
Inventor
Sébastien Oriol
Nicolas Vincent Pierre-Yves COTEREAU
Mohammed-Lamine BOUTALEB
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
Safran Aircraft Engines 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 Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR2002850A priority Critical patent/FR3108681B1/fr
Publication of FR3108681A1 publication Critical patent/FR3108681A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3108681B1 publication Critical patent/FR3108681B1/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
    • 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
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • 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
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02Arrangement of sensing elements
    • F01D17/06Arrangement of sensing elements responsive to speed
    • 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
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02Arrangement of sensing elements
    • F01D17/08Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
    • 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
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162Bearing supports
    • 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
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162Bearing supports
    • F01D25/164Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • 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
    • 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
    • F02C7/06Arrangements of bearings; Lubricating
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

L’invention concerne un ensemble (30) pour turbomachine d’aéronef comprenant une soufflante (15) entraînée par un réducteur de vitesse (20), l’ensemble comprenant : - un palier (22) de guidage d’un arbre (13), comprenant une bague extérieure (34) ; - un amortisseur (46) à compression de film d’huile, comprenant un espace annulaire (48) délimité radialement entre une surface extérieure (35) d’une bague extérieure (34) de palier, et une surface intérieure de logement (44) prévue sur un élément de stator (38) ; et - un circuit (62) d’alimentation en huile, comprenant un premier conduit (80) d’alimentation en huile de l’espace annulaire (48) de l’amortisseur, le circuit comportant un moyen (76) de mise en pression de l’huile, et, entre le moyen (76) et le premier conduit (80), un régulateur (78) de pression de l’huile. Figure pour l’abrégé : Figure 2.

Description

ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE D’AERONEF A SOUFFLANTE ENTRAINEE PAR UN REDUCTEUR DE VITESSE, L’ENSEMBLE COMPRENANT UN AMORTISSEUR A COMPRESSION DE FILM D’HUILE SOUS PRESSION REGULEE
La présente invention se rapporte au domaine des turbomachines d’aéronef. Elle concerne plus particulièrement les turbomachines dont la soufflante est entraînée par un réducteur de vitesse, et de préférence un turboréacteur à soufflante unique entraînée par un tel réducteur.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Les arbres de turbomachine d’aéronef sont guidés en rotation par des paliers. A ces paliers, il peut y être associé des amortisseurs par compression de film d’huile, également dénommés «squeeze film damper (SFD)» en anglais. Ce type d’amortisseur permet d’apporter de l’amortissement aux arbres flexibles fonctionnant à régime surcritique. Le film mince, situé entre la bague extérieure du palier et un élément de stator, n’est pas cisaillé contrairement à un palier hydrodynamique classique. Cette absence de cisaillement a pour conséquence de limiter l’échauffement de l’huile, et d’éliminer les instabilités.
Le rôle d’un tel amortisseur est d’amortir les vibrations de l’arbre causées par sa rotation et par le déséquilibre de son chargement mécanique, par exemple le balourd. Ce principe d’amortissement par compression d’un film d’huile est par exemple connu du document EP 1 650 449 A1.
Dans les turbomachines conventionnelles, les amortisseurs à compression de film d’huile sont généralement alimentés à partir d’un régime défini pour assurer un amortissement dynamique. La perméabilité du circuit d’alimentation en huile ne permet pas toujours d’obtenir la pression minimale d’amortissement, au régime correspondant au besoin d’amortissement. Pour faire face à cette contrainte, une solution consiste à implanter un moyen de mise en pression de l’huile (ou« Oil Pressure Valve » (OPV)en anglais). Ce moyen assure une montée en pression plus rapide des films d’huile.
Si la présence de ce moyen de mise en pression est requise pour les besoins rencontrés spécifiquement à bas régime, elle peut cependant demeurer préjudiciable à haut régime, en raison de l’importante pression d’huile générée dans l’amortisseur. Cet inconvénient s’observe en particulier dans les turbomachines dont la soufflante est entraînée par un réducteur de vitesse. En effet, dans cette configuration présentant une sensibilité accrue sur toute la plage de fonctionnement, il peut être nécessaire de ne pas dépasser un niveau de pression à haut régime, pour conserver un amortissement performant.
Pour répondre au moins partiellement à la problématique mentionnée ci-dessus, l’invention a tout d’abord pour objet un ensemble pour turbomachine d’aéronef comprenant une soufflante entraînée par un réducteur de vitesse, l’ensemble comprenant :
- un palier de guidage en rotation d’un arbre de la turbomachine, le palier comprenant une bague extérieure ;
- un élément de stator recevant le palier, et comprenant une surface intérieure de logement du palier ;
- un amortisseur à compression de film d’huile, comprenant un espace annulaire délimité radialement entre une surface extérieure de la bague extérieure, et la surface intérieure de logement prévue sur l’élément de stator ; et
- un circuit d’alimentation en huile, comprenant un premier conduit d’alimentation en huile de l’espace annulaire de l’amortisseur, le circuit d’alimentation comportant également, en amont du premier conduit d’alimentation en huile, un moyen de mise en pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation.
Selon l’invention, le circuit d’alimentation en huile comporte également, entre le moyen de mise en pression de l’huile et le premier conduit d’alimentation, un régulateur de pression de l’huile destinée à circuler dans le premier conduit d’alimentation.
L’adjonction d’un régulateur de pression constitue une solution simple, fiable et facilement intégrable, qui permet de satisfaire les besoins en pression d’huile dans l’amortisseur, pour tous les régimes de fonctionnement.
L’invention présente par ailleurs au moins l’une des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.
Le régulateur de pression est configuré pour permettre une régulation passive de la pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation. Cette conception améliore encore davantage la fiabilité et l’intégration.
Le régulateur de pression présente de préférence une configuration à tiroir coulissant, le tiroir étant soumis à une force élastique de rappel, ainsi qu’à une force hydraulique appliquée par l’huile dans un sens opposé à celui de la force élastique de rappel.
Alternativement, le régulateur de pression est configuré pour permettre une régulation active de la pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation.
Dans ce cas, le régulateur de pression présente de préférence une configuration à tiroir coulissant commandé par un dispositif actif de commande, de préférence un solénoïde, ou une vis sans fin pilotée par un moteur. D’autres dispositifs actifs de commande peuvent bien évidemment être envisagés, sans sortir du cadre de l’invention.
Dans la solution de régulation active, l’ensemble selon l’invention comporte également un système de calcul et de régulation numérique de la turbomachine, ce système comprenant :
- un moyen de détermination du régime moteur ;
- un moyen de détermination d’une pression optimale d’amortissement dans l’espace annulaire de l’amortisseur, en fonction du régime moteur ;
- un comparateur entre une pression mesurée dans l’espace annulaire de l’amortisseur, et la pression optimale d’amortissement ; et
- un moyen de détermination d’un courant de commande en fonction de la comparaison entre la pression mesurée dans l’espace annulaire de l’amortisseur, et la pression optimale d’amortissement, le courant de commande étant destiné à être appliqué au dispositif actif de commande du régulateur de pression.
De préférence, le circuit d’alimentation en huile comprend un bloc hydraulique intégrant le moyen de mise en pression de l’huile, ainsi que le régulateur de pression de l’huile. Le regroupement de ces éléments au sein d’un même bloc facilite l’intégration, et limite la masse globale du circuit d’alimentation.
De préférence, le circuit d’alimentation en huile comprend :
- un conduit d’entrée communiquant avec une entrée du bloc hydraulique ;
- le premier conduit d’alimentation en huile communiquant avec une première sortie du bloc hydraulique ;
- un second conduit d’alimentation en huile communiquant avec une seconde sortie du bloc hydraulique ; et
- au moins un injecteur d’huile sur le palier, alimenté en huile par le second conduit d’alimentation.
L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comprenant une soufflante, un réducteur de vitesse entraînant la soufflante, ainsi qu’au moins un ensemble tel que décrit ci-dessus.
De préférence, la turbomachine comporte un arbre basse pression ainsi qu’un arbre haute pression, et le palier de l’ensemble guide en rotation l’arbre haute pression. Néanmoins, le principe pourrait alternativement ou simultanément être appliqué pour le guidage en rotation de l’arbre basse pression, sans sortir du cadre de l’invention.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels :
représente une vue schématique de côté d’un turboréacteur selon l’invention ;
représente une vue schématique d’un ensemble équipant le turboréacteur montré sur la figure 1, l’ensemble se présentant selon un premier mode de réalisation préféré de l’invention ;
représente, de manière plus détaillée, le régulateur de pression d’huile faisant partie intégrante de l’ensemble montré sur la figure 2 :
est une vue similaire à celle de la figure 3, avec le piston du régulateur se trouvant dans une autre position ;
est un graphique montrant des courbes de pression d’huile en fonction du régime moteur ;
représente une vue similaire à celle de la figure 2, avec l’ensemble se présentant selon un second mode de réalisation préféré de l’invention ;
représente, de manière plus détaillée, un premier exemple de régulateur de pression d’huile destiné à équiper l’ensemble montré sur la figure 6 ;
représente une vue schématique d’un système de calcul et de régulation numérique du turboréacteur ; et
représente, de manière plus détaillée, un second exemple de régulateur de pression d’huile destiné à équiper l’ensemble montré sur la figure 6.
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 « amont » et « aval » sont considérés selon une direction d’écoulement principale des gaz à travers le turboréacteur, cette direction étant schématisée par la flèche 14.
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 un axe central longitudinal 3 du turboréacteur. 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.
Le turboréacteur 1 comporte par ailleurs, en amont 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. Elle est entraînée indirectement par l’arbre basse pression 11, via un réducteur de vitesse 20, ce qui lui permet de tourner avec une vitesse plus lente.
En outre, de manière classique, 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.
Les deux arbres 11, 13, ainsi que le moyeu de la soufflante 15, sont guidés en rotation à l’aide de paliers 22 supportés par les carters du turboréacteur. Au moins l’un de ces paliers 22 fait partie intégrante d’un ensemble 30 selon l’invention, dont un premier mode de réalisation préféré va à présent être décrit en référence à la figure 2.
L’ensemble 30 comporte donc tout d’abord un palier 22, par exemple l’un de deux paliers de guidage en rotation de l’arbre haute pression 13, centré sur l’axe 3. Le palier 22 comporte une bague intérieure recevant l’arbre haute pression 13, de même qu’une bague extérieure 34 présentant une surface extérieure 35. Le palier 22 est de préférence du type à roulement, et sa bague extérieure 14 est solidaire d’une cage d’écureuil 36, également dite cage souple. Cette cage 36 présente une forme conique, en étant traversée par des ouvertures conférant la souplesse requise. Elle permet en effet un orbitage plus important de la bague extérieure 34 dans l’élément de stator 38 qui la loge, et assure ainsi une meilleure efficacité de l’amortisseur à compression de film d’huile, qui sera décrit ci-après. L’extrémité aval 40 de la cage 36 présente une forme de bride annulaire destinée à être fixé sur un élément de stator, tel qu’une partie de carter. En d’autres termes, la bague extérieure 34 du palier 22 est retenue par la cage d’écureuil 36 reliée au carter, et qui se comporte comme une raideur additionnelle ayant pour un effet le recentrage de la bague 34.
La bague extérieure 34 du palier 22 est montée dans un logement cylindrique 42 de l’élément de stator 38, ce logement étant délimité radialement vers l’extérieur par une surface intérieure de logement 44.
La coopération entre la bague extérieure 34 et l’élément de stator 38 permet la réalisation d’un amortisseur 46 à compression de film d’huile. Cet amortisseur 46, de l’anglais «squeeze film damper», comporte un espace annulaire 48 délimité autour de la bague extérieure 34, c’est-à-dire délimité radialement entre la surface intérieure de logement 44 et la surface extérieure 35 de la bague extérieure.
L’espace annulaire 48 est fermé axialement par des éléments annulaires d’étanchéité 50, montés dans des gorges annulaires 52 de la surface cylindrique extérieure 35 de la bague 34. L’espace annulaire 48, de très faible épaisseur, est rempli d’un film d’huile amené par un orifice d’entrée 56 formé par un perçage radial à travers l’élément de stator 38, et débouchant dans une gorge annulaire 58 de la surface intérieure de logement 44. Alternativement, plusieurs orifices d’entrée 56 peuvent être répartis circonférentiellement sur l’élément de stator 38 pour déboucher dans la gorge 58, sans sortir du cadre de l’invention.
Par exemple, les éléments annulaires d’étanchéité 50 sont des segments métalliques fendus, à section transversale rectangulaire, ces segments étant montés libres en rotation dans les gorges annulaires 52, et s’appuyant à étanchéité par leur périphérie externe sur la surface intérieure 44 de l’élément de stator 38.
Le palier 22 de l’ensemble 30 est logé dans une enceinte d’huile 60, représentée uniquement partiellement et schématiquement sur la figure 2. Cette enceinte 60 peut d’ailleurs loger plusieurs paliers, sans sortir du cadre de l’invention.
L’ensemble 30 selon l’invention comporte également un circuit d’alimentation en huile 62, qui peut être dédié à l’enceinte 60, ou bien dédié à l’alimentation de plusieurs enceintes d’huile du turboréacteur.
Le circuit d’alimentation 62 comporte tout d’abord un bloc hydraulique 64 comprenant une entrée unique 64a, ainsi que deux sorties 66a, 66b. Le circuit 62 comprend un conduit d’entrée 68 relié à d’autres éléments du circuit telle qu’une pompe (non représentée), et dont une extrémité est raccordée sur l’entrée 64a du bloc hydraulique 64. L’huile est donc acheminée dans le bloc 64 via le conduit d’entrée 68. Après son entrée dans le bloc 64, l’huile transite par un canal interne 70 équipé d’un clapet anti-retour 72. En aval du clapet, il est prévu un canal interne de dérivation 74, qui est d’abord équipé d’un moyen de mise en pression de l’huile, par exemple une valve de mise en pression 76 (de l’anglais« Oil Pressure Valve »). Cette valve 76 permet d’amener l’huile sous une pression supérieure à celle régnant en amont du circuit, de manière à faire fonctionner convenablement l’amortisseur 46 à bas régime. Sur le canal interne de dérivation 72, il est ensuite agencé un régulateur de pression 78, notamment pour limiter la pression d’huile dans l’amortisseur 46 à haut régime. Alternativement, la vanne 76 et le régulateur 78 pourraient être séparés et non agencés dans un même bloc hydraulique, même si ce dernier permet une intégration plus simple, ainsi qu’un gain de masse.
Le canal interne de dérivation 74 se poursuit ensuite au sein du bloc 64 jusqu’à la première sortie 66a, sur laquelle est raccordé un premier conduit 80 d’alimentation en huile. L’extrémité opposée de ce premier conduit 80 communique avec l’orifice d’entrée 56, de manière à amener l’huile dans l’espace annulaire 48 de l’amortisseur 46.
Toujours au sein du bloc hydraulique 64, en aval du point de raccordement du canal interne de dérivation 72, le canal interne 70 se poursuit en cheminant jusqu’à la seconde sortie 66b du bloc. Un second conduit 82 d’alimentation en huile est raccordé sur la seconde sortie 66b. Le second conduit 80 alimente à son extrémité opposée un ou plusieurs injecteurs d’huile 84 de l’enceinte 60, ces injecteurs étant orientés pour projeter de l’huile sur le / les paliers 22, en particulier sur les éléments de roulement.
Dans ce premier mode de réalisation préféré de l’invention, le régulateur 78 est conçu pour assurer une régulation passive de la pression d’huile, c’est-à-dire que son fonctionnement ne nécessite aucune source additionnelle d’énergie.
En référence à la figure 3, il est représenté un exemple de réalisation pour le régulateur de pression 78, avec une configuration dite à tiroir coulissant. En effet, le régulateur agencé dans le bloc 72 comporte une enveloppe cylindrique 86 dans laquelle coulisse un piston 88, à deux têtes opposées 90a, 90b. Les deux têtes 90a, 90b sont reliées l’une à l’autre par un organe de liaison 92 du type tige, autour duquel est délimité un espace annulaire 94 de circulation d’huile. Cet espace annulaire 94 est également délimité latéralement par les deux têtes de piston 90a, 90b, et radialement vers l’extérieur par l’enveloppe 86 assimilable à un cylindre de vérin.
L’enveloppe 86 comporte une entrée d’huile 92a sur laquelle est raccordée une partie amont du canal interne de dérivation 74, ainsi qu’une sortie d’huile 92b sur laquelle est raccordée une partie aval de ce même canal interne de dérivation 74. L’entrée 92a et la sortie 92b sont par exemple agencées de manière diamétralement opposée, en communiquant chacune avec l’espace annulaire de circulation d’huile 94.
Par ailleurs, l’enveloppe 86 présente deux fonds opposés 94a, 94b, chacun en regard de l’une des deux têtes de piston 90a, 90b. Un raccord 96 permet d’établir une communication fluidique entre la partie aval du canal interne de dérivation 74, et le fond 94a, de manière à appliquer une force hydraulique F1 sur la tête de piston 90a, via l’huile provenant de la partie aval de ce même canal interne de dérivation 74. Le fond opposé 94b de l’enveloppe forme un support pour un ressort 98, dont l’extrémité opposée exerce une force élastique de rappel F2 sur la tête de piston 90b. Les deux forces F1 et F2 sont de sens opposés, et orientées selon la direction de coulissement 100 du piston 88 au sein de l’enveloppe 86.
Le fonctionnement du régulateur 78, à conception passive, va à présent être décrit.
Lorsque la pression de l’huile au niveau de la sortie 92b reste inférieure à une valeur cible, la force élastique de rappel F2 reste supérieure à la force hydraulique F1 s’appliquant sur la tête 90a du piston 88. Le régulateur 78 se trouve alors dans une configuration de pleine ouverture, dans laquelle l’entrée 92a et la sortie 92b sont totalement libérées par les têtes de piston 90a, 90b, comme cela est visible sur la figure 3.
L’huile, dont la pression a été augmentée par la vanne 76 agencée plus en amont dans le bloc 72, traverse donc l’espace annulaire 94 pour rejoindre la partie aval de ce même canal interne de dérivation 74, et ensuite alimenter l’amortisseur à compression de film d’huile.
Lorsque la pression de l’huile au niveau de la sortie 92b augmente au-delà de la valeur cible, tel que cela est montré sur la figure 4, la force hydraulique F1 devient supérieure à la force élastique de rappel F2 développée par le ressort 98. Le piston 88 tend alors à se déplacer en obturant une partie de l’entrée 92a et/ou de la sortie 92b. Cela a pour conséquence une réduction du débit qui permet de stabiliser la pression de l’huile à une valeur fixe ou sensiblement fixe dans la partie aval du canal interne de dérivation 74, et donc dans l’amortisseur.
Ainsi, même en cas de hausse excessive de la pression d’huile en amont du régulateur 78, ce dernier permet de stabiliser la pression à une valeur acceptable sur une large plage de fonctionnement du turboréacteur, en particulier à haut régime. Il est donc à noter que dans cette application, le régulateur 78 remplit la fonction de limitateur de pression pour l’huile destinée à être introduite dans l’amortisseur.
La figure 5 est un graphique dont l’axe des abscisses représente le régime moteur (en tour par minute), et dont l’axe des ordonnées représente la pression de l’huile (en bar). La ligne en trait plein (L1) représente le besoin en pression d’huile pour un fonctionnement optimal de l’amortisseur, dans l’architecture à réducteur de vitesse. La ligne (L2), formée par la succession de points en croix, représente la pression d’huile obtenue grâce au bloc hydraulique 72 spécifique à l’invention. Sur ce graphique, la zone Z2 représente les situations de bas régime dans lesquelles la pression d’huile délivrée à l’amortisseur est amplifiée par la vanne 76, sans dépasser une valeur cible de pression P1 au-delà de laquelle le fonctionnement de cet amortisseur pourrait devenir non-optimal. Néanmoins, dans cette zone Z2, le besoin en pression pour faire fonctionner l’amortisseur peut demeurer nul.
A partir d’un régime R1 marquant la fin de la zone Z2, la vanne 76 n’agit plus en tant qu’amplificateur de pression d’huile, mais cette pression continue d’augmenter jusqu’à un régime R2 à partir duquel la pression doit être stabilisée, pour être maintenue à la valeur cible de pression P1. Comme évoqué ci-dessus, cette stabilisation de la pression est opérée de manière passive par le régulateur 78, sur toute une zone Z1 de haut régime de fonctionnement du turboréacteur.
Selon un second mode de réalisation préféré montré sur la figure 6, l’ensemble 30 comporte de plus un système 102 de calcul et de régulation numérique, formé par le FADEC (de l’anglais« Full Authority Digital Engine Control »). Le système 102 permet de commander un régulateur de pression 78 de conception active, et dont un premier exemple de réalisation est montré sur la figure 7. Le régulateur 78 présente de nombreuses similitudes avec le régulateur décrit en référence aux figures 3 et 4 dans le cadre du premier mode de réalisation préféré de l’invention. De ce fait, sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires.
Ainsi, le régulateur actif 78 présente ici aussi une conception à tiroir coulissant, avec un piston 88 mobile à coulissement dans une enveloppe 86. Le déplacement du piston 88 s’opère non plus par un différentiel de force de part et d’autre de celui-ci, mais par un dispositif actif de commande 106. Le dispositif 106 comporte un moteur 108, ainsi qu’une vis sans fin 110 pilotée par le moteur 108.
La vis sans fin de commande 110 traverse le fond d’enveloppe 94b, puis établit une liaison hélicoïdale avec l’organe de liaison 92 du piston 88, bloqué en rotation par ailleurs dans l’enveloppe 86. Ainsi, en fonction de la rotation dans un sens ou dans l’autre de la vis 110, le piston 88 se déplace en obturant partiellement ou en libérant l’entrée 92a et/ou la sortie 92b de l’enveloppe. L’objectif est le même que celui exposé dans le cadre du premier mode de réalisation préféré, à savoir d’adapter le débit à travers l’espace annulaire 94, de façon à stabiliser la pression de l’huile destinée à être délivrée à l’amortisseur.
L’avantage de la régulation active réside dans la possibilité de réguler la pression d’huile à des valeurs différentes dans la zone Z1 de besoin en pression de l’amortisseur, offrant ainsi la possibilité de s’adapter au mieux à chaque régime de fonctionnement du turboréacteur, en particulier dans la plage des hauts régimes.
C’est le FADEC 102 qui permet de piloter le moteur d’actionnement 108, comme cela est schématisé sur la figure 8. Pour ce faire, le FADEC 102 comporte tout d’abord un moyen 116 de détermination du régime moteur, par exemple via un capteur de vitesse de rotation du type classiquement utilisé dans les turboréacteurs.
Il comporte également un moyen 118 de détermination d’une pression optimale d’amortissement dans l’espace annulaire 48 de l’amortisseur, en fonction du régime moteur déterminé par le moyen 116. Ensuite, il comporte un comparateur 120 entre une pression mesurée dans l’espace annulaire 48 de l’amortisseur, et la pression optimale d’amortissement déterminée par le moyen 118. La mesure de la pression d’huile dans l’espace annulaire 48 de l’amortisseur s’effectue de manière conventionnelle, par tout capteur jugé approprié pour l’homme du métier.
Enfin, le FADEC 102 comprend un moyen 122 de détermination d’un courant de commande, en fonction de la comparaison effectuée par le comparateur 120. Ce moyen 122 est capable d’appliquer le courant de commande au moteur 108, de manière à engendrer la rotation souhaitée de la vis sans fin 110, selon une amplitude et un sens donnés.
La figure 9 représente un second exemple de réalisation pour le régulateur de pression 78 à conception active. Le dispositif actif de commande 106 est remplacé par un solénoïde 124, qui, en fonction du courant reçu, permet le coulissement désiré du piston 88.
Dans les deux exemples des figures 7 et 9, le ressort 98 entre le fond d’enveloppe 94b et la tête de piston 90b peut être conservé. Ce ressort 98 assure alors simplement une position de sécurité en cas de défaillance du dispositif de commande. La position de sécurité est préférentiellement définie en pleine ouverture, afin de ne pas risquer de couper l’alimentation en huile des amortisseurs.
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.

Claims (10)

  1. Ensemble (30) pour turbomachine d’aéronef comprenant une soufflante (15) entraînée par un réducteur de vitesse (20), l’ensemble comprenant :
    - un palier (22) de guidage en rotation d’un arbre (13) de la turbomachine, le palier comprenant une bague extérieure (34) ;
    - un élément de stator (38) recevant le palier (22), et comprenant une surface intérieure (44) de logement du palier ;
    - un amortisseur (46) à compression de film d’huile, comprenant un espace annulaire (48) délimité radialement entre une surface extérieure (35) de la bague extérieure (34), et la surface intérieure de logement (44) prévue sur l’élément de stator (38) ; et
    - un circuit (62) d’alimentation en huile, comprenant un premier conduit (80) d’alimentation en huile de l’espace annulaire (48) de l’amortisseur, le circuit d’alimentation comportant également, en amont du premier conduit d’alimentation en huile (80), un moyen (76) de mise en pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation (80),
    caractérisé en ce que le circuit d’alimentation en huile (62) comporte également, entre le moyen (76) de mise en pression de l’huile et le premier conduit d’alimentation (80), un régulateur (78) de pression de l’huile destinée à circuler dans le premier conduit d’alimentation (80).
  2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de pression (78) est configuré pour permettre une régulation passive de la pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation (80).
  3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le régulateur de pression (78) présente une configuration à tiroir coulissant, le tiroir étant soumis à une force élastique de rappel (F2), ainsi qu’à une force hydraulique (F1) appliquée par l’huile dans un sens opposé à celui de la force élastique de rappel.
  4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de pression (78) est configuré pour permettre une régulation active de la pression de l’huile dans le premier conduit d’alimentation (80).
  5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le régulateur de pression (78) présente une configuration à tiroir coulissant commandé par un dispositif actif de commande (106), de préférence un solénoïde (124), ou une vis sans fin (110) pilotée par un moteur (108).
  6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comporte un système (102) de calcul et de régulation numérique de la turbomachine, le système comprenant :
    - un moyen (116) de détermination du régime moteur ;
    - un moyen (118) de détermination d’une pression optimale d’amortissement dans l’espace annulaire (48) de l’amortisseur, en fonction du régime moteur ;
    - un comparateur (120) entre une pression mesurée dans l’espace annulaire de l’amortisseur, et la pression optimale d’amortissement ; et
    - un moyen (122) de détermination d’un courant de commande en fonction de la comparaison entre la pression mesurée dans l’espace annulaire de l’amortisseur, et la pression optimale d’amortissement, le courant de commande étant destiné à être appliqué au dispositif actif de commande (106) du régulateur de pression (78).
  7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit d’alimentation en huile (62) comprend un bloc hydraulique (64) intégrant le moyen de mise en pression (76) de l’huile, ainsi que le régulateur de pression (78) de l’huile.
  8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit d’alimentation en huile (62) comprend :
    - un conduit d’entrée (68) communiquant avec une entrée (64a) du bloc hydraulique (64) ;
    - le premier conduit d’alimentation en huile (80) communiquant avec une première sortie (66a) du bloc hydraulique (64) ;
    - un second conduit d’alimentation en huile (82) communiquant avec une seconde sortie (66b) du bloc hydraulique (62) ; et
    - au moins un injecteur d’huile (84) sur le palier (22), alimenté en huile par le second conduit d’alimentation (82).
  9. Turbomachine (1) d’aéronef comprenant une soufflante (15), un réducteur de vitesse (20) entraînant la soufflante, ainsi qu’au moins un ensemble (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. Turbomachine selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’elle comporte un arbre basse pression (11) ainsi qu’un arbre haute pression (13), et en ce que le palier (22) de l’ensemble (30) guide en rotation l’arbre haute pression (13).
FR2002850A 2020-03-24 2020-03-24 Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee Active FR3108681B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2002850A FR3108681B1 (fr) 2020-03-24 2020-03-24 Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2002850A FR3108681B1 (fr) 2020-03-24 2020-03-24 Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee
FR2002850 2020-03-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3108681A1 true FR3108681A1 (fr) 2021-10-01
FR3108681B1 FR3108681B1 (fr) 2022-08-26

Family

ID=70457047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2002850A Active FR3108681B1 (fr) 2020-03-24 2020-03-24 Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3108681B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230019363A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 Ge Avio S.R.L. Damper system for an engine shaft

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1650449A1 (fr) 2004-10-19 2006-04-26 Snecma Dispositif de support et de guidage d'un arbre en rotation
EP3096040A1 (fr) * 2015-05-12 2016-11-23 United Technologies Corporation Système actif pour alimenter un amortisseur d'huile de palier et contrôler les vibrations
US20180216489A1 (en) * 2014-03-24 2018-08-02 Safran Aircraft Engines Transmission assembly comprising a transmission member and an oil distribution system
EP3421738A2 (fr) * 2017-06-27 2019-01-02 United Technologies Corporation Clapet de retenue d'amortisseur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1650449A1 (fr) 2004-10-19 2006-04-26 Snecma Dispositif de support et de guidage d'un arbre en rotation
US20180216489A1 (en) * 2014-03-24 2018-08-02 Safran Aircraft Engines Transmission assembly comprising a transmission member and an oil distribution system
EP3096040A1 (fr) * 2015-05-12 2016-11-23 United Technologies Corporation Système actif pour alimenter un amortisseur d'huile de palier et contrôler les vibrations
EP3421738A2 (fr) * 2017-06-27 2019-01-02 United Technologies Corporation Clapet de retenue d'amortisseur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230019363A1 (en) * 2021-07-16 2023-01-19 Ge Avio S.R.L. Damper system for an engine shaft
US11982201B2 (en) * 2021-07-16 2024-05-14 Ge Avio S.R.L. Damper system for an engine shaft

Also Published As

Publication number Publication date
FR3108681B1 (fr) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1650449B1 (fr) Dispositif de support et de guidage d'un arbre en rotation
EP1988292B1 (fr) Machine tournante comportant un système d'équilibrage axial passif
CA2719472C (fr) Dispositif et procede d'equilibrage de pression dans une enceinte palier de turboreacteur
CA2869275C (fr) Systeme de transmission de puissance pour une turbomachine
FR2944558A1 (fr) Moteur a turbine a gaz double corps pourvu d'un palier de turbine bp supplementaire.
FR2527261A1 (fr) Dispositif d'etancheite pour turbomachines
FR2976316A1 (fr) Turbomachine comportant un palier flottant de guidage d'un arbre de turbomachine
FR3071546B1 (fr) Retention axiale de l'arbre de soufflante dans un moteur a turbine a gaz
EP3269994B1 (fr) Systeme de freinage ameliore pour machine hydraulique
FR3108681A1 (fr) Ensemble pour turbomachine d’aeronef a soufflante entrainee par un reducteur de vitesse, l’ensemble comprenant un amortisseur a compression de film d’huile sous pression regulee
EP3443266B1 (fr) Injecteurs ameliores pour chambre de combustion de turbine a gaz
FR3013098A1 (fr) Dispositif de limitation de la surpression
WO2022189746A1 (fr) Dispositif de calage de pas de pales pour turbomachine et turbomachine le comportant
FR3095481A1 (fr) Roulement à double rangée de billes à contact oblique comprenant un moyen de rétention axiale de secours intégré au roulement
FR3088681A1 (fr) Module de turbomachine equipe d'un systeme de regulation de pression d'un film fluide d'amortissement et procede de regulation active de pression d'un film d'amortissement des vibrations de la turbomachine
FR3088680A1 (fr) Module de turbomachine equipe d'un systeme de regulation de temperature d'un film fluide d'amortissement et procede de regulation active de temperature d'un film d'amortissement des vibrations de la turbomachine
EP4127417B1 (fr) Ensemble pour turbomachine d'aéronef comportant un système amelioré de lubrification d'un réducteur d'entrainement de soufflante
FR3085408A1 (fr) Perfectionnements aux turbomachines
FR3096072A1 (fr) Turbomachine comprenant un amortisseur de palier d’arbre à viscance variable
CA2801083C (fr) Arbre de turbomachine
FR3122711A1 (fr) Palier à roulement comprenant un amortisseur à compression de film d’huile compartimenté
EP4374048A1 (fr) Manchon rapporté sur un arbre basse pression dans une turbomachine
FR3108362A1 (fr) Etage d’aubes à orientation variable pour une turbomachine axiale comprenant un organe de régulation du débit d’air dépendant de l’orientation des aubes
FR3081029A1 (fr) Dispositif de commande de variation du calage d'une aube de redresseur
WO2024056975A1 (fr) Dispositif de guidage d'un arbre de turbomachine d'aeronef

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20211001

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5