FR3108951A1 - Lubrification de reducteur par barbotage - Google Patents

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Abstract

TITRE : LUBRIFICATION DE REDUCTEUR PAR BARBOTAGE L’invention concerne une enceinte (15) de turbomachine comportant un réducteur (5) relié à un arbre de soufflante (10) s’étendant sensiblement selon un axe longitudinal X de rotation, une machine électrique (16) destinée à alimenter en énergie électrique une pompe d’un circuit d’alimentation en lubrifiant (I, II) de l’enceinte (15), et un réservoir (R) de lubrifiant ménagé dans un fond (P) de l’enceinte (15). Selon l’invention, ladite machine électrique (16) est reliée à l’arbre de soufflante(10) par un mécanisme de prise de mouvement (20), le mécanisme de prise de mouvement (20) comprenant un disque (21) qui est muni d’une denture et qui est destiné à être entraîner en rotation autour d’un axe de rotation (A), le disque (21) et le réservoir (R) étant configurés de manière à ce qu’une partie inférieure du disque (21) par rapport à un axe radial est au moins partiellement immergée dans le lubrifiant du réservoir (R) lorsque celui-ci est rempli. Figure pour l’abrégé : figure 7

Description

LUBRIFICATION DE REDUCTEUR PAR BARBOTAGE
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine de la lubrification des turbomachines d’aéronefs, en particulier la lubrification d’un réducteur de vitesse entre deux arbres de rotors.
Etat de la technique
Classiquement, l’architecture d’une turbomachine d’aéronef comporte, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz, une soufflante reliée à un arbre de soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbine haute pression et le compresseur haute pression sont reliés par un arbre haute pression et forment un corps haute pression. La turbine basse pression et le compresseur basse pression sont reliés par un arbre basse pression et forment un corps basse pression. L’arbre basse pression entraîne l’arbre de soufflante.
Un réducteur peut être interposé entre la soufflante et l’arbre basse pression pour que la soufflante tourne à une vitesse inférieure à celle de l’arbre de basse pression. Afin d’assurer le bon fonctionnement de ce réducteur, il est nécessaire d’en assurer une lubrification en toutes circonstances. Cette lubrification doit avoir lieu dès que l’arbre de la soufflante est mis en rotation, que la turbomachine soit allumée ou non. Le réducteur se situe classiquement dans une enceinte de lubrification. Cette enceinte comporte notamment un carter et des bras de carter qui la relient à une structure fixe de la turbomachine. La lubrification du réducteur est classiquement assurée par un circuit de lubrification dit principal passant par plusieurs des bras de carter.
La lubrification du réducteur doit notamment être assurée lors des phases d’autorotation au sol et/ou en vol, de démarrage et d’arrêt. Durant ces phases, le circuit principal de lubrification n’est pas forcément amorcé. C’est pourquoi un circuit de lubrification auxiliaire est intégré. Ce circuit de lubrification auxiliaire peut être amorcé lorsque l’alimentation en huile par le circuit principal est insuffisante.
Dans le cas où la turbomachine est équipée d’une lubrification auxiliaire électrique, on intègre une machine électrique dans l’enceinte afin de pouvoir alimenter une pompe située à l’extérieur de ladite enceinte. Cette machine électrique est classiquement un générateur électrique qui permet de prélever de la puissance mécanique sur l’arbre de la soufflante au moyen d’un mécanisme de prise de mouvement. Le mécanisme de prise de mouvement présente une denture destinée à coopérer avec une denture correspondante de l’arbre de soufflante. La puissance mécanique prélevée est ensuite transformée en puissance électrique par la machine électrique. Cette puissance électrique vient alimenter la pompe à l’extérieur de l’enceinte et la pompe permet de réaliser la lubrification auxiliaire en mettant l’huile d’un réservoir en circulation même lorsque le circuit de lubrification principal n’est pas amorcé.
Comme décrit précédemment, on intègre la machine électrique et son mécanisme de prise de mouvement sur l’arbre de soufflante directement dans l’enceinte de lubrification du réducteur. Le réducteur ayant besoin de lubrification dès que l’arbre de la soufflante est en rotation, de la puissance mécanique est prélevée. Ainsi, dès que l’arbre de la soufflante tourne (et donc que le réducteur a besoin d’être lubrifié), la machine électrique peut transformer l’énergie mécanique en énergie électrique et la pompe auxiliaire peut de cette façon être alimentée dès la mise en rotation de l’arbre de soufflante.
Il convient de garder à l’esprit que, tout comme le réducteur, une denture du mécanisme de prise de mouvement nécessite elle aussi une lubrification dès que l’arbre de soufflante est en rotation. Ainsi, dans l’état de la technique, la mise en fonction de la pompe de circuit de lubrification auxiliaire implique l’ajout d’un circuit de lubrification spécifique pour lubrifier la denture du mécanisme prise de mouvement dans l’enceinte. Ceci oblige donc à réaliser un piquage sur l’alimentation en lubrifiant du réducteur. Ce piquage est problématique car il nécessite l’intégration de servitudes dans le bras de carter (car on ajoute une servitude sur le circuit de lubrification du réducteur) et complexifie la structure de l’enceinte.
La présente invention a notamment pour objectif de proposer une lubrification du mécanisme de prise de mouvement mettant la machine électrique du circuit de lubrification auxiliaire en rotation qui permette de simplifier la structure de l’enceinte de lubrification du réducteur.
On parvient à réaliser cet objectif, conformément à l’invention grâce à une enceinte de turbomachine comportant un réducteur relié à un arbre de soufflante s’étendant sensiblement selon un axe longitudinal X de rotation, une machine électrique destinée à alimenter en énergie électrique une pompe d’un circuit d’alimentation en lubrifiant de l’enceinte, et un réservoir de lubrifiant ménagé dans un fond de l’enceinte, ladite machine électrique étant est reliée à l’arbre de soufflante par un mécanisme de prise de mouvement, le mécanisme de prise de mouvement comprenant un disque qui est muni d’une denture et qui est destiné à être entraîner en rotation autour d’un axe de rotation A, le disque et le réservoir étant configurés de manière à ce qu’une partie inférieure du disque par rapport à un axe radial Y, est au moins partiellement immergée dans le lubrifiant du réservoir lorsque celui-ci est rempli.
Grâce à l’invention, la denture du mécanisme de prise de mouvement de la machine électrique, et notamment la plus basse, est lubrifiée par simple barbotage. En tournant, les dents du disque vont à tour de rôle être lubrifiées et celles qui étaient immergées vont répandre du lubrifiant sur d’autres organes du mécanisme de prise de mouvement. On s’affranchit de la nécessité d’ajouter des servitudes au circuit de lubrification du réducteur, ce qui permet à la fois de simplifier la structure de l’enceinte et d’économiser de l’énergie.
L’enceinte comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
  • la machine électrique est portée au moins en partie par un support de palier qui comprend une bride annulaire fixée sur une paroi radiale d’un carter de la turbomachine.
  • le réservoir comprend une sortie qui est plus proche de l’axe longitudinal X qu’une extrémité radiale externe du disque.
  • la sortie du réservoir est située radialement à l’intérieur d’une extrémité radiale externe du disque suivant l’axe radial Y, sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal de rotation.
  • la sortie du réservoir est positionnée à une hauteur qui est supérieure à une distance mesurée entre le fond du réservoir et l’extrémité radiale externe du disque.
  • le disque est destiné à coopérer par engrenage avec une couronne dentée solidaire en rotation de l’arbre de soufflante.
  • le circuit d’alimentation en lubrifiant comprend un circuit auxiliaire avec la pompe auxiliaire.
  • l’enceinte comprend au moins un palier de guidage en rotation de l’arbre de soufflante par rapport à une structure fixe de turbomachine, le palier de guidage étant supporté par un support de palier qui est fixée la structure fixe.
  • la machine électrique est agencée au moins en partie dans un logement formé dans le support de palier, la machine électrique comprenant un arbre d’entraînement solidaire en rotation du disque, un rotor monté sur l’arbre d’entraînement et un stator fixe par rapport au rotor.
  • le stator de la machine électrique est monté sur une paroi du logement qui est fixe.
  • un couvercle est monté sur le support de palier et en amont du logement, le couvercle comportant un doigt axial autour duquel est monté l’arbre d’entrainement, le disque étant monté en aval du logement.
  • l’arbre d’entrainement est venu de matière avec le disque.
  • le stator de la machine électrique s’étend autour du rotor de la machine électrique.
  • l’enceinte est délimitée radialement par au moins un carter formant paroi de l’enceinte.
  • le carter comprend une virole interne et une virole externe centrées sur l’axe longitudinal X, le carter comprenant en outre une pluralité de bras s’étendant radialement entre la virole interne et la virole externe et répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X.
  • le réservoir de lubrifiant est formé au moins en partie par une portion du carter et une portion d’un bras de carter relié à la structure fixe de la turbomachine.
  • l’enceinte présente une section sensiblement circulaire pouvant être assimilée à un cadran d’horloge, et en ce que le bras de carter dans lequel est ménagé le réservoir de lubrifiant est situé à 6H sur ce cadran.
  • la machine électrique est agencée en amont du réducteur de vitesse par rapport à l’axe longitudinal X et au moins en partie dans l’enceinte de lubrification.
L’invention concerne également une turbomachine comprenant une enceinte présentant l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins :
la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d’un module de turbomachine avec une enceinte de lubrification et un réservoir non rempli formé dans l’enceinte selon l’invention,
la figure 2 est un schéma simplifié d’un circuit d’alimentation en lubrifiant d’un réducteur de turbomachine d’aéronef avec un circuit principal amorcé auquel s’applique l’invention,
la figure 3 est un schéma simplifié d’un circuit d’alimentation en lubrifiant d’un réducteur de turbomachine d’aéronef avec un circuit principal non amorcé auquel s’applique l’invention,
la figure 4 est une coupe transversale schématique de l’enceinte selon la figure 1,
la figure 5 est une vue en coupe radiale du fond d’une enceinte de lubrification selon l’invention,
la figure 6 est une vue en perspective schématisée d’un dispositif de lubrification d’un mécanisme de prise de mouvement auquel s’applique l’invention,
la figure 7 est une coupe longitudinale schématique de l’enceinte avec une zone de barbotage selon l’invention,
la figure 8 est une coupe transversale schématique de l’enceinte selon la figure 7,
la figure 9 est un schéma d’une zone de barbotage selon l’invention, et
la figure 10 est une courbe indiquant la puissance de barbotage (en W) en fonction de la hauteur de trempage (en mm) selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
En référence à la figure 1 et dans une turbomachine 1 d’aéronef, telle qu’une turbomachine double flux et double corps, on trouve tout en amont (d’un générateur de gaz ou moteur de turbine à gaz), une soufflante 2 reliée à un arbre de soufflante 10 s’étendant le long d’un axe longitudinal X de rotation sensiblement parallèle à la direction d’écoulement générale des gaz.
Dans la présente demande, les termes « amont », « aval », « axial » et « axialement » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine et également suivant l’axe longitudinal X (et même de gauche à droite sur la figure 1). Les termes « radial », « radialement », « interne » et « externe » sont également définis par rapport à un axe radial Y qui est perpendiculaire à l’axe X de la turbomachine.
La soufflante 2 comprend une pluralité d’aubes de soufflante 3 qui s’étendent radialement depuis la périphérie d’un disque de soufflante 4 traversé par l’arbre de soufflante 10. Cet arbre de soufflante 10 est, plus en aval, relié à un arbre de turbine basse pression 12 via un réducteur 5, comme visible sur les figures 1, 2 et 3. Le réducteur 5 comprend typiquement un solaire (ou planétaire central) 6, une pluralité de satellites 7, un porte-satellites 8, et une couronne (planétaire externe) 9. Dans le présent exemple, le solaire 6, centré sur l’axe longitudinal X est couplé à l’arbre basse pression 12, le porte-satellites 8 est fixé à une structure fixe de la turbomachine et la couronne 9 est couplée en rotation avec l’arbre de soufflante 10. Dans cette configuration, le réducteur 5 est ici un train à engrenage planétaire. Bien entendu un réducteur de vitesse avec un train épicycloïdal est envisageable, le porte-satellites serait couplé en rotation avec l’arbre de soufflante 10 et la couronne serait fixe.
L’arbre de soufflante 10 est guidé en rotation par rapport à une structure fixe de la turbomachine à l’aide d’au moins un palier. En particulier, un palier 25 (ici à roulements) comprend une bague interne 36 montée sur l’arbre de soufflante 10, une bague externe 37 portée par un support de palier 22 annulaire et des organes roulants 38 entre les bagues interne et externe 36, 37. Les organes roulants 38 du palier 35 sont avantageusement des billes. Le support de palier 22 annulaire est solidarisé à la structure fixe de la turbomachine. Le palier 25 est agencé en amont du réducteur 5.
Sur les figures 2 et 3, on peut voir qu’un circuit d’alimentation en lubrifiant I, II du réducteur 5 comporte deux parties : un circuit principal I (non représenté en entier) et un circuit auxiliaire II. Le circuit principal I comprend au moins un réservoir principal d’alimentation en lubrifiant et une pompe principale d’alimentation de ce lubrifiant destinée à permettre la circulation du lubrifiant du réservoir principal vers une enceinte 15 de lubrification dans laquelle sont agencées des équipements et/ou organes à lubrifier et/ou refroidir. Le réducteur 5 et le palier 25 sont agencés dans cette enceinte 15. La pompe principale est entraînée mécaniquement par un arbre haute pression 11 de la turbomachine via une boîte d’accessoires (non représentée). L’arbre basse pression 12 s’étend à l’intérieur de l’arbre haute pression 11.
La pompe principale communique avec une unité électronique de commande 40 (illustrée sur les figures 2 et 3) qui est dédiée aux commandes de certains organes et/ou équipements de la turbomachine. Cette unité électronique de commande 40 peut être un calculateur EEC (qui signifie en anglais Electronic Engine Controller). Le calculateur est piloté par un système électronique de pleine autorité (connu sous l’acronyme FADEC pour « Full Authority Digital Engine Control » qui gère le bon fonctionnement de la turbomachine. Le calculateur 40 est également relié à des moyens de surveillance de paramètres de l’arbre haute pression 11 comme sa vitesse par exemple et des moyens de détection de la pression P du lubrifiant dans le circuit principal.
Le circuit principal I ne permet la lubrification et le refroidissement du réducteur 5 et du palier 25 que lorsque l’arbre haute pression 11 tourne, soit lorsque la turbomachine a déjà démarré et en vol. Le circuit principal I est généralement amorcé (ou activé) lorsque la turbomachine de l’aéronef est allumé (a démarré et en vol). Lorsque la turbomachine n’est pas allumée, notamment lors des phases d’autorotation au sol et/ou en vol, de démarrage et d’arrêt, le circuit auxiliaire II prend le relai. Cela s’explique par le fait que l’arbre haute pression 11 n’étant pas lié mécaniquement à l’arbre basse pression 12 qui est couplé à l’arbre de soufflante 10, la rotation de l’un n’entraîne pas celle de l’autre. Pour alimenter également l’enceinte 15, une pompe auxiliaire est reliée d’une part, à un réservoir auxiliaire et d’autre part, à l’enceinte de lubrification. Le circuit auxiliaire II permet en d’autres termes de couvrir les autres cas de fonctionnement de la turbomachine (démarrage, arrêt, arbre basse pression tournant librement sous l’action du vent (« Windmilling »)).
En référence à la figure 1, l’enceinte 15 de lubrification est délimitée au moins en partie par le support de palier 22 et un carter C. Plus précisément, l’enceinte 15 est délimitée radialement par l’au moins le carter C. Ce carter C forme ainsi une paroi de l’enceinte 15. Le support de palier 22 est fixé sur le carter C par des moyens de fixation tels que des vis, boulons, écrous, etc. Nous voyons que le support de palier 22 comprend une bride 31 annulaire (cf. figure 7) qui est fixée sur une paroi radiale 32 du carter C. Une partie de l’arbre de soufflante 10 peut également délimiter l’enceinte 15 de lubrification en fonction de la configuration. Avantageusement, le lubrifiant qui occupe l’enceinte de lubrification 22 est de l’huile sous forme de brouillard.
Comme visible sur les figures 1 et 4, le carter C présente une section sensiblement circulaire. L’enceinte comprend une pluralité de bras qui s’étendent vers l’extérieur de l’enceinte 15, en s’éloignant de l’axe longitudinal X de l’arbre de soufflante 10. En particulier, le carter C comprend une virole interne 13 et une virole externe 14 qui sont centrées sur l’axe longitudinal X. La virole interne 13 et la virole externe 14 délimitent une portion d’une veine primaire V1 dans laquelle circule un flux d’air primaire généré par la soufflante 2. Les bras sont régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal X. Dans l’exemple représenté, il y a huit bras de carter C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8qui s’étendent radialement entre la virole interne 13 et la virole externe 14. Les bras traversent la veine primaire V1. En assimilant la section du carter C au cadran d’une horloge, on constate, en se basant sur la figure 4, que le bras de carter C5se situe à 6H (six heures) sur ledit cadran.
En référence à la figure 4, le plan PC qui est perpendiculaire à l’axe X, passe par les deux bras de carter C1, C5, situés respectivement à 12H (douze heures) et 6H sur le cadran. La portion P du carter C située aux abords de l’arbre de carter C5constitue le fond de l’enceinte 15 (voir figure 5).
En référence aux figures 5, 6 et 7, le fond P d’enceinte ainsi que le bras C5constituent un réservoir R de lubrifiant (ou zone d’accumulation) destiné à alimenter les circuits principal I et auxiliaire II. Ce réservoir est considéré comme le réservoir auxiliaire. En d’autres termes, le réservoir est formé au moins en partie par une portion de bras et de carter C (en particulier le carter d’entrée avec les viroles interne et externe). Le carter C et les bras sont fixes. Dans le cas décrit ici, le lubrifiant est de l’huile.
Lorsque le circuit principal I est actif, l’huile est pompée du réservoir R à travers le bras C6(voir figure 4) et envoyée, par différents conduits non représentés (et réservoir principal), sur le réducteur 5 au moyen d’un premier gicleur G1(voir figure 2).
Lorsque le circuit principal I est désamorcé (n’est pas activé) ou que l’alimentation en huile est insuffisante, mais que l’arbre de soufflante 10 est mis en rotation quand même, alors le circuit auxiliaire II s’active. Ce circuit auxiliaire II est activé par l’activation d’une machine électrique 16. Dans le mode de réalisation représenté ici, il s’agit d’un générateur électrique. Cette machine électrique 16 se situe dans l’enceinte 15. La machine électrique 16 est destinée à alimenter, en énergie électrique, la pompe auxiliaire 18 (du circuit auxiliaire II) située en dehors de l’enceinte 15. La pompe auxiliaire 18 est électrique et est entraînée par un moteur électrique 27 qui est relié électriquement à la machine électrique 16. La machine électrique 16 est reliée électriquement à un boîtier de relais électriques 28 qui est configuré de manière à autoriser ou non l’alimentation électrique du moteur électrique 27 de la pompe auxiliaire 18. Ces relais électriques 28 sont eux-mêmes reliés électriquement au calculateur 40. De même, les relais électriques coopèrent avec au moins un interrupteur (ou clapet) configurés pour occuper une position ouverte ou une position fermée.
La machine électrique 16 est intégrée dans l’enceinte 15 afin de pouvoir prélever de la puissance mécanique directement sur l’arbre de soufflante 10. Ce prélèvement de puissance mécanique se fait au moyen d’un mécanisme de prise de mouvement 20 reliée à l’arbre de soufflante 10.
En particulier, la machine électrique 16 comprend un rotor 16a relié en rotation à l’arbre de soufflante 10 et un stator 16b qui est fixe par rapport au rotor 16a. De manière avantageuse, le stator 16b de la machine électrique s’étend autour du rotor de la machine électrique. Le stator est monté ou porté par un logement 24 (ou boîtier) formé dans le support de palier 22.
Le mécanisme de prise de mouvement 20 comporte, comme visible sur la figure 6, un disque 21 qui est muni d’une denture 21a circonférentielle et qui est destiné à être entraîné en rotation autour d’un axe de rotation A. Le disque 21 est couplé en rotation à un arbre d’entraînement 19 (coaxial à l’axe A) de la machine électrique 16. Le rotor 16a de la machine électrique 16 est monté sur cet arbre d’entraînement 19. L’arbre d’entrainement 19 tourne librement autour de l’axe de rotation A et par rapport au logement 24 de la machine électrique 16 au moyen d’au moins d’un palier de guidage en rotation. L’axe de rotation A est sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X. En particulier, comme nous pouvons le voir sur la figure 7, l’arbre d’entraînement 19 est porté par un doigt axial 29 qui est solidaire d’un couvercle 30 monté en amont du logement 24. Le couvercle 30 est fixé au support de palier. De la sorte le logement est fermé en amont. L’arbre d’entraînement 19 est creux et le doigt 29 s’étend à l’intérieur de celui-ci. L’arbre d’entraînement 19 est monté libre en rotation autour de l’axe de rotation A. Le disque est monté en aval du logement 24.
La denture 21a du disque 21 coopère par engrenage avec une denture 23a correspondante d’une couronne dentée 23 qui est solidaire en rotation de l’arbre de soufflante 10. La couronne dentée 23 est coaxiale avec l’axe X. Le disque 21 (ainsi que le rotor 16a de la machine électrique 16) est donc mise en rotation dès que l’arbre de soufflante 10 est mis en rotation. Les dentures 21a, 23a de ce mécanisme 20 nécessite, au même titre que celle du réducteur 5, une lubrification.
La lubrification du mécanisme de prise de mouvement 20 est réalisée au moyen d’un deuxième gicleur G2(voir figures 2, 3 et 6). Le deuxième gicleur G2est alimenté via une servitude branchée sur un conduit du circuit d’alimentation en lubrifiant I, II à proximité du gicleur G1. Le gicleur G2est donc alimenté par piquage de l’alimentation du gicleur G1qui alimente le réducteur 5. L’alimentation des deux gicleurs G1, G2se fait par le bras de carter C4du carter C. Cette présence d’une servitude sur le conduit du gicleur G1pose notamment des problèmes d’encombrement dans le bras de carter C4et ajoute par ailleurs un degré de complexité supplémentaire à l’ensemble de la structure de l’enceinte 15. Cela influe également sur la traînée dans la veine primaire V1 que les bras traversent.
Comme visible sur les figures 7 et 8, le problème d’encombrement dans le bras de carter C4et de complexité, ainsi que de masse de la structure de l’enceinte 15 est résolu. En effet, le mécanisme de prise de mouvement 20 de la machine électrique 16 est positionné de manière à être situé, sur l’axe Y, entre le fond P d’enceinte et l’arbre de soufflante 10, au niveau du bras de carter C5.
Plus précisément, la machine électrique 16, et donc le mécanisme prise de mouvement 20, est agencée au moins partiellement dans une zone formée par le support de palier 22 de l’arbre de soufflante 10. La machine électrique est agencée au moins en partie dans le logement 24 et le mécanisme de prise de mouvement 20 est situé juste en aval du logement 24. Le support de palier 22 se situe, comme visible sur la figure 7, lui-même suivant l’axe radial Y, entre l’arbre de soufflante 10 et le fond d’enceinte P.
Lorsque le réservoir R est rempli de lubrifiant, au moins le disque 21 du mécanisme de prise de mouvement 20 et le réservoir sont configurés de manière à ce qu’une partie inférieure DI du disque 21 soit immergée au moins partiellement dans le lubrifiant. De la sorte, lors de la rotation du disque 21, une partie de denture 21a plonge et est lubrifiée par le lubrifiant alors qu’une autre partie de la denture 21a est entraînée hors du réservoir et hors du lubrifiant. L’huile se trouvant sur une partie de denture est appliquée également sur la denture 23a de la couronne dentée 23 par engrènement. On observe ainsi une zone de barbotage 26 (cf. figures 7 et 9) présentant une hauteur h (voir figure 9) : le mécanisme de prise de mouvement 20 est lubrifié par barbotage d’une partie inférieure du disque 21 sur cette hauteur h (la partie la plus inférieure). La zone de barbotage se trouve à proximité ou au-dessus (par rapport à la figure 7) de la paroi radiale 32 du carter. Le lubrifiant peut alors atteindre et dépasser la zone de liaison du carter C et du support de palier.
La zone de barbotage 26 présente une hauteur h variable, et de manière optimale, seule la partie inférieure de la denture du disque 21 (au moins partiellement) est immergée dans l’huile du réservoir R.
En référence aux figures 2, 3, 8 et 9, le réservoir R comprend une sortie 17 de lubrifiant qui se trouve au niveau du bras C6. La sortie 17 est reliée au circuit principal I. En particulier, suivant l’axe radial Y, la sortie 17 est située radialement à l’intérieur du disque, et plus précisément encore, à l’intérieur d’une l’extrémité radiale externe 21b de la denture 21a. Cette extrémité radiale externe 21b de la denture est l’extrémité qui se trouve à 6h et qui est traversée par un plan perpendiculaire à l’axe de rotation A du disque. Cette extrémité 21b est la plus éloignée de l’axe X. L’extrémité 21b est opposée radialement à une extrémité radiale interne qui est proche ou qui se trouve dans la zone d’engrènement des dentures 21a, 23a. En considérant également un axe vertical, aussi radial, la sortie 17 est au-dessus de l’extrémité radiale externe 21b. De même, la sortie 17 est positionnée à une hauteur h1 (mesurée depuis le fond P du réservoir R) qui est supérieure à la distance h2 mesurée entre le fond P du réservoir R et l’extrémité radiale externe 21b du disque 21.
Les réjections thermiques du barbotage (ou puissance de barbotage) de la denture du mécanisme de prise de mouvement 20 dans l’huile du réservoir R sont faibles, soit de l’ordre de 150W, car les dimensions des disque et couronne du mécanisme de prise de mouvement 20 et les régimes sont faibles. Le rayon du disque 21 est de l’ordre de 70 mm. Le régime maximum du disque 21, est de l’ordre de 6000 tr/min.
Comme illustré en figures 9 et 10, la puissance de barbotage a été estimée en fonction de la hauteur h de la zone de barbotage 26. Une formule pour estimer la puissance de barbotage peut être exprimée de la manière suivante :
,
avec Cbarb étant le couple de barbotage,
ρ étant la masse volumique,
ω étant la vitesse de rotation,
b la largeur du disque 21,
Rp étant le rayon primitif du disque 21, et
Cm étant le couple adimensionnel.
Autrement dit, en fonction de la hauteur de trempage du mécanisme de prise de mouvement 20, cette puissance rend la lubrification par barbotage de la partie inférieure du disque du mécanisme de prise de mouvement 20 tout à fait acceptable.
On notera qu’il est possible d’amener de l’huile du réservoir R vers la denture du mécanisme de prise de mouvement 20, mais également vers les roulements du palier 25 de guidage en rotation de l’arbre de soufflante. Bien que le palier 25 est lubrifié par brouillard d’huile (le barbotage du mécanisme du prise de mouvement 20 dans l’huile du réservoir R crée également des éclaboussures et donc un brouillard d’huile), le risque de défaillance doit être réduit également au maximum.
La solution proposée par la présente invention permet une simplification du circuit auxiliaire II du réducteur 5. On obtient ainsi tout à la fois un gain de place, de coût et une plus grande rapidité de montage et démontage du circuit auxiliaire II.

Claims (11)

  1. Enceinte (15) de turbomachine comportant un réducteur (5) relié à un arbre de soufflante (10) s’étendant sensiblement selon un axe longitudinal X de rotation, une machine électrique (16) destinée à alimenter en énergie électrique une pompe (18) d’un circuit d’alimentation en lubrifiant (I, II) de l’enceinte (15), et un réservoir (R) de lubrifiant ménagé dans un fond (P) de l’enceinte (15),
    caractérisé en ce queladite machine électrique (16) est reliée à l’arbre de soufflante(10) par un mécanisme de prise de mouvement (20), le mécanisme de prise de mouvement (20) comprenant un disque (21) qui est muni d’une denture et qui est destiné à être entraîner en rotation autour d’un axe de rotation A, le disque (21) et le réservoir (R) étant configurés de manière à ce qu’une partie inférieure du disque (21) par rapport à un axe radial Y est au moins partiellement immergée dans le lubrifiant du réservoir (R) lorsque celui-ci est rempli.
  2. Enceinte (15) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réservoir (R) comprend une sortie (17) qui est plus proche de l’axe longitudinal X qu’une extrémité radiale externe (21b) du disque (21).
  3. Enceinte (15) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque (21) est destiné à coopérer par engrenage avec une couronne dentée (23) solidaire en rotation de l’arbre de soufflante (10).
  4. Enceinte (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit d’alimentation en lubrifiant (I, II) comprend un circuit auxiliaire (II) avec la pompe auxiliaire (18).
  5. Enceinte (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un palier (25) de guidage en rotation de l’arbre de soufflante (10) par rapport à une structure fixe de turbomachine, le palier de guidage (25) étant supporté par un support de palier (22) qui est fixée la structure fixe.
  6. Enceinte (15) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la machine électrique (16) est agencée au moins en partie dans un logement (24) formé dans le support de palier (22), la machine électrique comprenant un arbre d’entraînement (19) solidaire en rotation du disque (21), un rotor (16a) monté sur l’arbre d’entraînement (19) et un stator (16b) fixe par rapport au rotor (16a).
  7. Enceinte (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’enceinte (15) est délimitée radialement par au moins un carter (C) formant paroi de l’enceinte (15).
  8. Enceinte (15) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le carter (C) comprend une virole interne (13) et une virole externe (14) centrées sur l’axe longitudinal X, le carter (C) comprenant en outre une pluralité de bras s’étendant radialement entre la virole interne (13) et la virole externe (14) et répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X.
  9. Enceinte (15) selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le réservoir (R) de lubrifiant est formé au moins en partie par une portion du carter (C) et une portion d’un bras de carter (C5) relié à la structure fixe de la turbomachine.
  10. Enceinte (15) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’enceinte (15) présente une section sensiblement circulaire pouvant être assimilée à un cadran d’horloge, et en ce que le bras de carter (C5) dans lequel est ménagé le réservoir (R) de lubrifiant est situé à 6H sur ce cadran.
  11. Turbomachine comprenant une enceinte (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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