FR3115318A1 - Système de lubrification de turbomachine, comprenant une dérivation pour alimenter préférentiellement un réducteur à bas régime - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de lubrification (100) pour une turbomachine qui comporte un réducteur (152). Le système de lubrification (100) comprend une branche principale (120) et une branche de dérivation (140) qui est agencée en parallèle de la branche principale (120). La branche principale (120) comprend un échangeur thermique (121, 122, 124). La branche de dérivation (140) comporte une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale (120). Le réducteur (152) est situé en aval de la branche principale (120) et de la branche de dérivation (140). Le système de lubrification (100) comprend au moins un dispositif de dérivation (200) qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsqu’une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil. Figure pour l’abrégé : figure 2
Description
L’invention se rapporte au domaine technique général des turbomachines d’aéronef telles que les turboréacteurs et les turbopropulseurs. Plus précisément, l’invention appartient au domaine technique des systèmes de lubrification pour turbomachine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Certaines turbomachines comportent un réducteur pour entrainer une soufflante de la turbomachine. Ce réducteur est par exemple un réducteur épicycloïdal. Il est notamment relié mécaniquement à un arbre du corps basse pression qui comprend un compresseur basse pression et une turbine basse pression de la turbomachine.
Ces turbomachines comprennent un système de lubrification qui comporte des échangeurs thermiques pour refroidir le lubrifiant, des enceintes de lubrification de paliers de la turbomachine, et une enceinte de lubrification du réducteur.
Du lubrifiant alimente l’enceinte de lubrification du réducteur à la fois pour refroidir le réducteur et pour lubrifier les dentures du réducteur. Lorsque le réducteur de la turbomachine fonctionne à bas régime, la pression et le débit du lubrifiant dans le système de lubrification peuvent être amenés à être très faibles. Le réducteur peut être insuffisamment alimenté en lubrifiant, ce qui est susceptible de l’endommager.
L’invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes rencontrés dans les solutions de l’art antérieur.
A cet égard, l’invention a pour objet un système de lubrification pour une turbomachine qui comporte un réducteur pour entrainer un module de la turbomachine.
Selon l’invention, le système de lubrification comprend une branche principale et une branche de dérivation qui est agencée en parallèle de la branche principale. La branche principale comprend un échangeur thermique. La branche de dérivation comprend une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale. Le réducteur est situé en aval de la branche principale et de la branche de dérivation.
Le système de lubrification comprend au moins un dispositif de dérivation qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation en lubrifiant lorsqu’une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil.
Grâce au système de lubrification selon l’invention, le réducteur est alimenté en lubrifiant de manière privilégiée, par l’intermédiaire de la branche de dérivation, par rapport au reste de la turbomachine lorsque le débit de lubrifiant et la pression du lubrifiant sont trop faibles pour alimenter en lubrifiant l’ensemble de la turbomachine.
Le réducteur est par exemple alimenté est alimenté en lubrifiant par la branche de dérivation lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime. Il est notamment alimenté en lubrifiant par la branche principale lorsque le débit et la pression du lubrifiant sont suffisants pour alimenter l’ensemble de la turbomachine, par exemple lords que la turbomachine fonctionne à haut régime.
Le lubrifiant est typiquement de l’huile.
L’invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation est configuré pour alimenter la branche principale en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil.
De préférence, le dispositif de dérivation est à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale, un obturateur configuré pour obturer au moins partiellement la première sortie et/ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur pour qu’il obture la deuxième sortie.
De préférence, l’obturateur est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une première vanne de dérivation et/ou une deuxième vanne de dérivation.
De préférence, l’obturateur de la première vanne de dérivation comprend un tiroir. De préférence, l’obturateur de la deuxième vanne de dérivation comprend un tiroir.
De préférence, la première vanne de dérivation est bistable. De préférence, la première vanne de dérivation comprend une première position stable d’ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation alimente la branche de dérivation en lubrifiant et une deuxième position stable d’ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation alimente la branche principale en lubrifiant.
De préférence, la deuxième vanne de dérivation est bistable. De préférence, la deuxième vanne de dérivation comprend une première position stable d’ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation alimente la branche de dérivation en lubrifiant et une deuxième position stable d’ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation est configurée pour alimenter la branche principale en lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, le dispositif de dérivation comprend une première vanne de dérivation et une deuxième vanne de dérivation qui est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation pour que la première vanne de dérivation et la deuxième vanne de dérivation alimentent la branche de dérivation en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation est configurée pour alimenter fluidiquement directement la branche principale lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil.
Selon une particularité de réalisation, la première vanne de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale en amont de l’échangeur thermique, un obturateur configuré pour obturer la première sortie ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur pour qu’il obture la deuxième sortie. L’obturateur de la première vanne de dérivation est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression.
La deuxième vanne de dérivation comprend une entrée de lubrifiant, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation, une deuxième sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche principale en amont de l’échangeur thermique, un obturateur configuré pour obturer la première sortie ou la deuxième sortie, et un moyen de sollicitation élastique de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur pour qu’il obture la deuxième sortie. L’obturateur de la deuxième vanne de dérivation est configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression.
La première sortie de la première vanne de dérivation est notamment raccordée fluidiquement à l’entrée de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation.
Selon une particularité de réalisation, le système de lubrification comprend un dispositif anti-retour qui est configuré pour limiter/empêcher la circulation de lubrifiant du réducteur vers la branche principale.
De préférence, le dispositif anti-retour comprend un clapet anti-retour.
Selon une particularité de réalisation, le système de lubrification comprend un dispositif de surveillance de position d’obturateur qui est configuré pour surveiller la position de l’obturateur du dispositif de dérivation.
De préférence, le dispositif de surveillance est configuré pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche principale, par exemple au moyen d’un premier capteur de pression, et pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche de dérivation, par exemple au moyen d’un deuxième capteur de pression. Le dispositif de surveillance peut surveiller la position de l’obturateur d’au moins une vanne de dérivation en comparant la valeur de pression de lubrifiant dans la branche principale et la valeur de pression de lubrifiant dans la branche de dérivation.
Selon une particularité de réalisation, la branche principale comprend l’échangeur thermique, un filtre, un réservoir, une pompe et/ou une vanne.
De préférence, la branche principale comprend un répartiteur de lubrifiant.
Selon une particularité de réalisation, la branche principale et/ou la branche de dérivation sont configurées pour alimenter en lubrifiant un boitier d’entrainement accessoire pour turbomachine qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et/ou un démarreur pour démarrer la turbomachine.
De préférence, le démarreur comprend un train d’engrenages.
L’invention porte également sur une turbomachine comprenant un réducteur, un module et un système de lubrification tel que défini ci-dessus. Le module de turbomachine comprend une soufflante et/ou une hélice, un compresseur et une turbine. Le réducteur est configuré pour être entrainé par la turbine.
De préférence, la turbine est une turbine basse pression de la turbomachine. La turbomachine est de préférence un turboréacteur. La turbomachine est notamment une turbomachine d’aéronef.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d’exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d’une figure à l’autre.
La figure 1 représente une turbomachine 1 à double flux et double corps. La turbomachine 1 est un turboréacteur qui a une forme de révolution autour d’un l’axe longitudinal AX.
La turbomachine 1 comprend, dans cet ordre sur le chemin d’une veine primaire 11 d’un flux primaire, une manche d’entrée d’air 2, une soufflante 3, un compresseur basse pression 4, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9.
De manière générale, le terme « air » désigne tout gaz susceptible de servir de comburant dans la turbomachine 1.
Le compresseur basse pression 4, le compresseur haute pression 6, la turbine haute pression 8 et la turbine basse pression 9 délimitent une veine secondaire 13 d’écoulement d’un flux secondaire qui les contourne.
Le compresseur haute pression 6 et la turbine haute pression 8 sont reliées mécaniquement par un arbre d’entraînement du compresseur haute pression 6, de sorte à former un corps haute pression de la turbomachine 1. De manière similaire, le compresseur basse pression 4 et la turbine basse pression 9 sont reliées mécaniquement par un arbre de turbomachine 1, de façon à former un corps basse pression de la turbomachine 1. La soufflante 3 est mécaniquement reliée par un réducteur 152 au corps basse pression de turbomachine.
Le compresseur basse pression 4, le compresseur haute pression 6, la chambre de combustion 7, la turbine haute pression 8 et la turbine basse pression 9 sont entourés par un carénage interne qui s’étend depuis la manche d’entrée 2 jusqu’à la turbine basse pression 9.
Ce carénage interne est entouré par un carter externe qui délimite la turbomachine radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal AX. Le carter externe délimite radialement vers l’extérieur la veine secondaire 13, notamment au niveau de la soufflante 3.
En référence conjointe aux figures 2 à 5D, la turbomachine 1 comprend un boitier d’entrainement d’accessoires 170 qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et un démarreur pour démarrer la turbomachine 1. Le démarreur comprend un train d’engrenages. Le boitier d’entrainement d’accessoire 170 est raccordé par une prise de puissance mécanique à l’arbre du corps haute pression de la turbomachine 1.
La figure 2 représente un système de lubrification 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le lubrifiant est typiquement de l’huile.
Le système de lubrification 100 comprend une branche amont 110, une branche principale 120 et branche de dérivation 140 qui sont chacune en aval de la branche amont 110, une branche prioritaire 150 et une branche secondaire 160 qui sont situées chacune en aval de la branche principale 120 et de la branche de dérivation 140, et un circuit de retour 180 de lubrifiant.
Dans le présent exposé, les termes amont et aval sont utilisés en référence à la direction générale d’écoulement de l’amont vers l’aval du lubrifiant dans le système de lubrification 100.
La branche amont 110 comprend un réservoir 111 de lubrifiant, un ensemble de pompage 112, une première résistance hydraulique 114 et un dispositif de dérivation 200.
L’ensemble de pompage 112 comprend au moins une pompe d’alimentation en lubrifiant dans le système de lubrification 100 et en particulier au moins une pompe de retour du lubrifiant qui est conçue pour faire circuler du lubrifiant vers le réservoir 111. Chacune de ces pompes est par exemple une pompe centrifuge qui peut faire partie du boitier d’entrainement d’accessoires 170. Le débit de lubrifiant pompé par l’ensemble de pompage 112 dépend notamment du régime de la turbomachine 1, avec un débit maximum de lubrifiant pompé qui est croissant en fonction du régime de fonctionnement de la turbomachine 1.
La pompe de retour du lubrifiant est raccordée à une troisième branche de retour 186 du lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis l’ensemble de pompage 112 au réservoir 111.
Dans le présent exposé, une résistance hydraulique d’un élément du système de lubrification 100 est définie, par analogie avec le domaine de l’électricité, comme la grandeur du rapport entre la perte de charges à travers cet élément sur le débit de lubrifiant traversant cet élément. Par métonymie et toujours par analogie avec le domaine de l’électricité, une résistance hydraulique correspond à un élément du système de lubrification 100 qui est caractérisé par la valeur de sa résistance hydraulique. La première résistance hydraulique 114 comprend par exemple un filtre à huile.
Le dispositif de dérivation 200 comprend au moins une première vanne de dérivation 210. Le dispositif de dérivation 200 est à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
De manière générale, le dispositif de dérivation 200 est conçu pour distribuer du lubrifiant vers la branche de dérivation 140 lorsque la pression et le débit de lubrifiant dans le système de lubrification 100 risquent d’être insuffisants pour alimenter correctement l’ensemble de la turbomachine 1. Plus précisément, le dispositif de dérivation 200 est configuré pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120 lorsqu’une valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à une valeur seuil. Il est configuré pour alimenter la branche de dérivation 140 en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
En référence plus spécifiquement au premier mode de réalisation et aux figures 6A et 6B, le dispositif de dérivation 200 comprend la première vanne de dérivation 210, un conduit d’entrée 212 de lubrifiant, un conduit de pressurisation 218, un premier conduit de sortie 214 de lubrifiant et un deuxième conduit de sortie 216 de lubrifiant.
La première vanne de dérivation 210 comprend une entrée 211 de lubrifiant, une entrée de pressurisation 217, une première sortie 213 de lubrifiant, une deuxième sortie 215 de lubrifiant, un obturateur 202 et un ressort qui forme un moyen de sollicitation élastique 204 de l’obturateur.
L’entrée 211 de lubrifiant est raccordée fluidiquement au conduit d’entrée 212 de lubrifiant. L’entrée de pressurisation 217 est raccordée fluidiquement au conduit de pressurisation 218. La première sortie 213 de lubrifiant est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation 140. La deuxième sortie 215 est raccordée fluidiquement à la branche principale 120.
Le conduit de pressurisation 218 est raccordé fluidiquement d’une part au conduit d’entrée et à l’entrée de pressurisation 217 d’autre part. Le conduit de pressurisation 218 permet d’amener du lubrifiant à l’entrée de pressurisation 217 qui a une pression sensiblement identique à celle du carburant à l’entrée 211 de lubrifiant.
La première vanne de dérivation 210 est bistable. Elle comprend une première position stable d’ouverture et une deuxième position stable d’ouverture.
La première vanne de dérivation 210 est dans la première position stable d’ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. Dans la première position stable d’ouverture, la première vanne de dérivation 210 alimente en lubrifiant la branche de dérivation 140.
La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position stable d’ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. Dans la deuxième position stable d’ouverture, elle alimente en lubrifiant la branche principale 120.
L’obturateur 202 comprend un tiroir qui coulisse dans un boitier 201 qui délimite l’extérieur de la première vanne de dérivation 210. Le tiroir de l’obturateur 202 délimite à l’intérieur du boitier 201 une première chambre 207 et une deuxième chambre 209 qui sont situées chacune de part et d’autre de l’obturateur 202 et qui sont chacune de volume variable. Le tiroir de l’obturateur 202 est traversé par un premier canal 206 et par un deuxième canal 208 qui est distinct et séparé fluidiquement du premier canal 206.
Le ressort du moyen élastique de sollicitation 204 de l’obturateur est un ressort de compression qui est situé dans la première chambre 207 dans le mode de réalisation représenté. Il est configuré pour solliciter l’obturateur 202 pour que la première vanne de dérivation 210 soit dans la première position d’ouverture. En d’autres termes, le moyen de sollicitation élastique 204 de l’obturateur est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur 202 pour qu’il obture la deuxième sortie 215 de la première vanne de dérivation 210.
En référence à la figure 6A, l’obturateur 202 obture la deuxième sortie 215 lorsque la pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil sous l’action du ressort du moyen élastique de sollicitation 204. Le deuxième canal 208 est obstrué par le boitier 201. L’entrée 211 de lubrifiant débouche alors dans le premier canal 206. La sortie du premier canal 206 est alignée avec le premier conduit de sortie 214. Le lubrifiant peut s’écouler depuis le conduit d’entrée 212 jusqu’au premier conduit de sortie 214 à travers la première vanne de dérivation 210.
En référence à la figure 6B, l’obturateur 202 obture la première sortie 213 lorsque la pression de lubrifiant est supérieure à la valeur seuil en s’opposant à l’action du ressort du moyen élastique de sollicitation 204. Le premier canal 206 est obstrué par le boitier 201. L’entrée 211 de lubrifiant débouche alors dans le deuxième canal 208. La sortie du deuxième canal 208 est alignée avec le deuxième conduit de sortie 216. Le lubrifiant peut s’écouler depuis le conduit d’entrée 212 jusqu’au deuxième conduit de sortie 216 à travers la première vanne de dérivation 210.
En référence à nouveau à la figure 2, la branche principale 120 est raccordée fluidiquement à une deuxième sortie 215 du dispositif de dérivation 200, par un conduit principal 123. Elle comporte d’amont en aval un premier échangeur thermique 121, un deuxième échangeur thermique 122, un répartiteur 169 de lubrifiant, un troisième échangeur thermique 124 et un premier dispositif anti-retour 130.
La branche principale 120 alimente en lubrifiant la branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160, lorsque le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 sont suffisants pour alimenter en lubrifiant l’ensemble de la turbomachine 1. La branche principale 120 alimente en lubrifiant l’aval du système de lubrification 100 lorsque le régime de la turbomachine 1 est suffisamment important, typiquement dans les régimes autres que le décollage et l’atterrissage, par exemple en régime de croisière de la turbomachine 1.
Chacun des échangeurs thermiques 121, 122, 124 peut être un échangeur de chaleur air-huile ou bien un échangeur de chaleur huile-carburant. Chaque échangeur thermique peut être un échangeur de type brique ou bien un échangeur de chaleur surfacique. Les échangeurs thermiques 121, 122, 124 peuvent être agencés en série et/ou en parallèle les uns des autres.
Le répartiteur 169 de lubrifiant est un distributeur de lubrifiant qui comporte une entrée de lubrifiant et plusieurs sorties de lubrifiant. Il répartit le lubrifiant qui arrive à son entrée entre ses différentes sorties. Le répartiteur 169 comporte par exemple plusieurs positions et autant de sorties qu’il y a d’enceintes de lubrification dans le système de lubrification 100.
Dans le mode de réalisation représenté, le répartiteur 169 comprend une entrée de lubrifiant qui est située en aval du deuxième échangeur thermique 122, une première sortie de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à l’aval de la branche principale 120, une deuxième sortie qui est raccordée fluidiquement à la branche secondaire 160, et une troisième sortie qui est raccordée fluidiquement au réservoir 111. La troisième sortie du répartiteur 169 est raccordée à une deuxième branche de retour 184 de lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis le répartiteur 169 de lubrifiant au réservoir 111. Le répartiteur 169 de lubrifiant est notamment un distributeur hydraulique à plusieurs voies et plusieurs positions de structure connue.
Le premier dispositif anti-retour 130 comprend un clapet anti-retour. Il est configuré pour empêcher du lubrifiant de circuler depuis l’aval de la branche principale 120 à travers la branche principale 120. Le premier dispositif anti-retour 130 empêche la circulation de lubrifiant depuis la branche prioritaire 150 vers la branche principale 120.
La branche de dérivation 140 est agencée en parallèle de la branche principale 120. Elle est raccordée fluidiquement, par un conduit de dérivation 141, à une première sortie 213 du dispositif de dérivation 200 et en aval du premier dispositif anti-retour 130 au conduit principal 123. La branche de dérivation 140 comprend une résistance hydraulique globale qui est inférieure à la résistance hydraulique globale de la branche principale 120, pour limiter les pertes de charges dans la branche de dérivation 140 par rapport à celles dans la branche principale 120.
La branche de dérivation 140 est destinée à alimenter de manière privilégiée la branche prioritaire 150 en lubrifiant par rapport à la branche secondaire 160 lorsque le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 risquent d’être insuffisants pour alimenter l’ensemble de la turbomachine 1 en lubrifiant. Dans chacun des modes de réalisation représentés, la branche de dérivation 140 alimente en lubrifiant exclusivement la branche prioritaire 150.
En référence plus spécifiquement au premier mode de réalisation, la branche prioritaire 150 comprend d’amont en aval une vanne de coupure 132 et l’enceinte de lubrification du réducteur 152. La branche prioritaire 150 est raccordée par un premier conduit prioritaire 153 au conduit principal 123, en aval du premier dispositif anti-retour 130, et au conduit de dérivation 141.
La vanne de coupure 132 est configurée pour arrêter l’alimentation en lubrifiant de l’enceinte de lubrification du réducteur 152 lorsque la pression du lubrifiant alimentant cette enceinte est trop importante. Elle vise à protéger le réducteur 152 lors de perturbation dans l’alimentation en lubrifiant de son enceinte de lubrification.
L’enceinte de lubrification du réducteur 152 alimente le réducteur 152 en lubrifiant à la fois pour le lubrifier et pour le refroidir. En particulier, elle lubrifie les dentures du réducteur 152 pour limiter leur usure lors du fonctionnement de la turbomachine 1.
La branche secondaire 160 comprend un quatrième échangeur thermique 168, une première enceinte de lubrification 162 de palier, une deuxième enceinte de lubrification 164 de palier, une troisième enceinte de lubrification 166 de palier et une enceinte de lubrification du boitier d’accessoires 170. Elle est alimentée en lubrifiant exclusivement par le répartiteur 169 dans le mode de réalisation représenté.
Le quatrième échangeur thermique 168 peut être un échangeur de chaleur air-huile ou bien un échangeur de chaleur huile-carburant. Il peut être un échangeur de type brique ou bien un échangeur de chaleur surfacique.
Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 est une enceinte de lubrification d’un palier d’arbre de turbomachine, notamment d’un arbre du cops haute pression ou du corps basse pression de turbomachine 1. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 alimente le palier correspondant pour le lubrifier et pour le refroidir. En particulier, elle lubrifie les roulements du palier lors du fonctionnement de la turbomachine 1.
L’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170 alimente en lubrifiant les engrenages du boitier d’entrainement d’accessoires 170, notamment les engrenages du démarreur de la turbomachine.
La première enceinte de lubrification 162, la deuxième enceinte de lubrification 164, la troisième enceinte de lubrification 166 et le boitier d’entrainement d’accessoires 170 sont agencés deux à deux en parallèle. Ils sont chacun agencés en aval du quatrième échangeur thermique 168.
Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et l’enceinte du boitier d’entrainement d’accessoires 170 sont raccordés fluidiquement à une première branche de retour 182 de lubrifiant qui ramène du lubrifiant depuis chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et depuis l’enceinte du boitier d’entrainement d’accessoires 170 jusqu’au réservoir 111.
En référence plus spécifiquement à la figure 2 et à la figure 6A, la pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans une phase de démarrage. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est insuffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d’ouverture et elle alimente exclusivement la branche de dérivation 140 en lubrifiant, à travers la première sortie 213 de lubrifiant. La branche secondaire 160 n’est pas alimentée en lubrifiant, du fait de l’absence de circulation de lubrifiant dans la branche principale 120. Le lubrifiant en sortie de la branche de dérivation 140 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l’enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré le faible débit et la faible pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100.
En référence plus spécifiquement à la figure 3 et à la figure 6B, la pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d’ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Le lubrifiant qui circule dans la branche secondaire 160 est refroidi par le quatrième échangeur thermique 168. Chacune des enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 et l’enceinte du boitier d’entrainement d’accessoires 170 sont alimentées en lubrifiant.
Le lubrifiant en sortie de la branche principale 120 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l’enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré la perte de charge dans la branche secondaire 160 et le débit de lubrifiant dans la branche secondaire 160.
Le fonctionnement de la première vanne de dérivation 210 au cours d’un vol de la turbomachine 1 est maintenant décrit en référence conjointe aux figures 7 et 8. Les figures 7 et 8 illustrent chacune un procédé de lubrification 300 de la turbomachine 1 au cours d’un vol.
La turbomachine 1 est d’abord dans une phase de démarrage 302, 304, dans laquelle le régime de la turbomachine est faible. Le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 augmentent mais ils sont insuffisants pour alimenter la branche secondaire 160. La pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d’ouverture. Seule l’enceinte de lubrification du réducteur 152 qui est dans la branche prioritaire 150 est alimentée en lubrifiant, par l’intermédiaire de la branche de dérivation 140.
La turbomachine 1 est d’abord dans une phase de démarrage 302, 304, dans laquelle le régime de la turbomachine est faible. Le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 augmentent mais ils sont insuffisants pour alimenter la branche secondaire 160. La pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d’ouverture. Seule l’enceinte de lubrification du réducteur 152, qui est dans la branche prioritaire 150, est alimentée en lubrifiant, par l’intermédiaire de la branche de dérivation 140.
Dans un premier régime transitoire 306 de fonctionnement de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 dépasse la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 bascule dans sa deuxième position stable d’ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche principale 120 ayant une résistance hydraulique supérieure à celle de la branche de dérivation 140, la perte de charge dans le système de lubrification 100 augmente brusquement à débit sensiblement constant de lubrifiant. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170, et l’enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un premier régime de croisière 308 de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant dans le système de lubrification 100 augmentent. La première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d’ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170, et l’enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un autre régime de croisière 310, 312 de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant augmente et la pression du lubrifiant dans le système de lubrification 100 diminuent. La pression à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d’ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont alimentées en lubrifiant. Chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier, l’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170, et l’enceinte de lubrification du réducteur 152 sont alimentés en lubrifiant.
Dans un deuxième régime transitoire 314 de fonctionnement de la turbomachine 1, le débit de lubrifiant diminue et la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 diminue en dessous de la valeur seuil. La première vanne de dérivation 210 bascule dans sa première position stable d’ouverture dans laquelle elle alimente en lubrifiant la branche de dérivation 140. La branche de dérivation 140 ayant une résistance hydraulique inférieure à celle de la branche principale 120, la perte de charge dans le système de lubrification 100 diminue brusquement à débit sensiblement constant de lubrifiant. Seule l’enceinte de lubrification du réducteur 152, qui est dans la branche prioritaire 150, est alimentée en lubrifiant, par l’intermédiaire de la branche de dérivation 140.
Le débit de lubrifiant circulant dans le système de lubrification 100 est inférieur dans le deuxième régime transitoire 314 que dans le premier régime transitoire 306 de fonctionnement de la turbomachine. Le dispositif de dérivation 200 est à fonctionnement à hystérésis, ce qui est particulièrement favorable dans le cas présent. Il conduit à alimenter en lubrifiant plus longtemps la branche prioritaire 150 au démarrage de la turbomachine 1, ce qui garantit une alimentation en lubrifiant sûre de l’enceinte de lubrification du réducteur 152 malgré d’éventuelles fluctuations dans le système de lubrification. Il conduit également à alimenter en lubrifiant plus longtemps la branche secondaire 160 proche de l’arrêt de la turbomachine 1, ce qui garantit une alimentation en lubrifiant plus longue des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier de turbomachine et de l’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170, lorsque le réducteur 152 est plutôt moins sollicité.
Enfin, la turbomachine 1 est dans une phase d’atterrissage et d’arrêt 316, dans laquelle le régime de la turbomachine est faible. Le débit et la pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100 diminuent encore et ils sont insuffisants pour alimenter la branche secondaire 160. La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d’ouverture. Seule l’enceinte de lubrification du réducteur 152, qui est dans la branche prioritaire 150, est alimentée en lubrifiant, par l’intermédiaire de la branche de dérivation 140.
La figure 4 représente un système de lubrification 100 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le système de lubrification 100 selon le deuxième mode de réalisation se distingue de celui selon le premier mode de réalisation principalement par la structure de la branche prioritaire 150 et par la structure de la branche secondaire 160. Seules les différences entre le système de lubrification 100 selon le deuxième mode de réalisation par rapport au système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation sont décrites ci-après.
L’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170 fait partie de la branche prioritaire 150 dans le deuxième mode de réalisation, au lieu d’être dans la branche secondaire 160. L’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170 est agencée en parallèle de l’enceinte de lubrification du réducteur 152. La branche prioritaire 150 comporte un deuxième dispositif anti-retour 133 en amont de l’enceinte de lubrification du boitier d’entrainement d’accessoires 170. Ce deuxième dispositif anti-retour 133 comprend un clapet anti-retour. Il est configuré pour empêcher la circulation de lubrifiant depuis l’enceinte de lubrification du boitier d’accessoires 170 vers la branche principale 120.
La branche secondaire 160 comprend le quatrième échangeur thermique (non représenté) et les trois enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 qui sont agencées chacune en parallèle les unes des autres.
A la figure 4, les résistances hydrauliques de la branche principale 120 sont représentées de manière schématique par un bloc 125 d’échangeur thermique et de répartition de lubrifiant. Le premier dispositif anti-retour 130 de la branche principale est néanmoins représenté. Il empêche la circulation de lubrifiant depuis l’enceinte de lubrification du réducteur 152 vers la branche principale 120.
Les figures 5A, 5b, 5C, 5D représentent un système de lubrification 100 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation se distingue de celui selon le premier mode de réalisation principalement par la structure du dispositif de dérivation 200. Seules les différences entre le système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation par rapport au système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation sont décrites ci-après.
Le dispositif de dérivation 200 du système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation comprend la première vanne de dérivation 210 et une deuxième vanne de dérivation 220.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est de structure identique à celle de la première vanne de dérivation 210 du système de lubrification 100 selon le premier mode de réalisation, qui a été décrite en référence aux figures 6A et 6b. Le fonctionnement de chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 au cours d’un vol de la turbomachine est analogue à celui qui a été décrit en référence à la figure 7. Le procédé de lubrification 300 de la turbomachine 1 au cours de son vol est analogue à celui qui a été décrit en référence à la figure 8.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est bistable avec une première position stable d’ouverture et une deuxième position stable d’ouverture.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa première position stable d’ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil, pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120.
Lorsque la première vanne de dérivation 210 est dans sa première position stable d’ouverture, l’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 raccorde fluidiquement l’entrée 211 de la première vanne de dérivation à la première sortie de dérivation 213 de la première vanne de dérivation. L’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 obture la deuxième sortie 215 de lubrification de la première vanne de dérivation 210.
Lorsque la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa première position stable d’ouverture, l’obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 raccorde fluidiquement l’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 à la première sortie de dérivation 223 de la deuxième vanne de dérivation. L’obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 obture la deuxième sortie 225 de lubrification de la deuxième vanne de dérivation 220.
Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa deuxième position stable d’ouverture lorsque la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est strictement supérieure à la valeur seuil, pour alimenter en lubrifiant la branche de dérivation 140.
Lorsque la première vanne de dérivation 210 est dans sa deuxième position stable d’ouverture, l’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 raccorde fluidiquement l’entrée 211 de la première vanne de dérivation à la deuxième sortie de dérivation 215 de la première vanne de dérivation. L’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 obture la première sortie 213 de lubrification de la première vanne de dérivation 210.
Lorsque la deuxième vanne de dérivation 220 est dans sa deuxième position stable d’ouverture, l’obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 raccorde fluidiquement l’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 à la deuxième sortie de dérivation 225 de la deuxième vanne de dérivation. L’obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 obture la première sortie 223 de lubrification de la deuxième vanne de dérivation 220.
La première sortie 213 de la première vanne de dérivation 210 est raccordée fluidiquement à l’entrée 221 de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation 220, par un premier conduit de dérivation 143.
La deuxième sortie 215 de la première vanne de dérivation 210 est raccordée fluidiquement au conduit principal 123, pour alimenter directement en lubrifiant la branche principale 120 lorsque la pression du lubrifiant à l’entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est strictement supérieure à la valeur seuil.
La première sortie 223 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement au conduit de dérivation 141 pour alimenter exclusivement la branche prioritaire 150, au détriment de la branche secondaire 160, par la branche de dérivation 140. Autrement dit, la deuxième vanne de dérivation 220 est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation 210 pour alimenter la branche de dérivation 140 en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil.
La deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement au conduit principal 123 pour alimenter en lubrifiant la branche principale 120, en cas de défaillance de la première vanne de dérivation 210. La deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation est notamment raccordée à la branche principale 120 en amont du premier échangeur thermique 121 de la branche principale 120.
A la figure 5A, les résistances hydrauliques de la branche principale 120 sont représentées de manière schématique par un bloc 125 d’échangeur thermique et de répartition de lubrifiant. Le premier dispositif anti-retour 130 de la branche principale est néanmoins représenté. Il empêche la circulation de lubrifiant depuis l’enceinte de lubrification du réducteur 152 vers la branche principale 120. Le quatrième échangeur thermique 168 est non représenté sur cette figure.
En référence plus spécifiquement à la figure 5A, chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est inférieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans une phase de démarrage. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est insuffisante pour alimenter la branche principale 120. Chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 est dans la première position d’ouverture et elle alimente exclusivement la branche de dérivation 140 en lubrifiant, à travers la première sortie 213 de lubrifiant de la première vanne de dérivation 210 et à travers la première sortie 223 de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation 220. La branche secondaire 160 n’est pas alimentée en lubrifiant, du fait de l’absence de circulation de lubrifiant dans la branche principale 120. Le lubrifiant en sortie de la branche de dérivation 140 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l’enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré le faible débit et la faible pression de lubrifiant dans le système de lubrification 100.
En référence plus spécifiquement à la figure 5B, chacune de la première vanne de dérivation 210 et de la deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d’ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. L’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 n’est pas alimentée en lubrifiant. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Le lubrifiant qui circule dans la branche secondaire 160 est refroidi par le quatrième échangeur thermique 168. Chacune des enceintes de lubrification de palier 162, 164, 166 et l’enceinte du boitier d’entrainement d’accessoires 170 sont alimentées en lubrifiant.
Le lubrifiant en sortie de la branche principale 120 alimente la branche prioritaire 150 en direction de l’enceinte de lubrification du réducteur 152. Le réducteur 152 est suffisamment refroidi et lubrifié malgré la perte de charge dans la branche secondaire 160 et le débit de lubrifiant dans la branche secondaire 160.
En référence plus spécifiquement à la figure 5C, la première vanne de dérivation 210 est défaillante et elle est bloquée dans sa première position stable d’ouverture. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La défaillance de la première vanne de dérivation 210 serait susceptible de conduire à l’absence de lubrification de la branche secondaire 160, notamment de chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et du boitier d’entrainement d’accessoires 170. Il pourrait en découler un endommagement des roulements de la turbomachine et/ou du boitier d’entrainement d’accessoires 170.
La première vanne de dérivation 210 est dans la première position d’ouverture et elle alimente en lubrifiant l’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220. La deuxième vanne de dérivation 220 fonctionne normalement et elle est dans sa deuxième position stable d’ouverture. L’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 est raccordée fluidiquement à la deuxième sortie 225 de la deuxième vanne de dérivation 220 et à la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
En référence plus spécifiquement à la figure 5D, la deuxième vanne de dérivation 220 est défaillante et elle est bloquée dans sa première position stable d’ouverture. La pression du lubrifiant en entrée 211 de la première vanne de dérivation 210 est supérieure à la valeur seuil. La turbomachine 1 est par exemple dans un régime de croisière. La pression fournie par l’ensemble de pompage 112 est suffisante pour alimenter la branche principale 120. La défaillance de la deuxième vanne de dérivation 220 pourrait conduire à l’absence de lubrification de la branche secondaire 160, notamment de chacune des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de palier et du boitier d’entrainement d’accessoires 170. Il pourrait en découler un endommagement des roulements de la turbomachine et/ou du boitier d’entrainement d’accessoires 170.
La première vanne de dérivation 210 est dans la deuxième position d’ouverture et elle alimente exclusivement la branche principale 120 en lubrifiant, à travers la deuxième sortie 215 de lubrifiant. L’entrée 221 de la deuxième vanne de dérivation 220 n’est pas alimentée en lubrifiant. La deuxième vanne de dérivation 220 ne peut donc pas diriger de manière anormale le lubrifiant à travers la branche de dérivation 140. Le lubrifiant est refroidi dans les échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche principale 120. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune alimentées en lubrifiant, par la branche principale 120.
Grâce au système de lubrification 100 selon l’invention, le réducteur 152 est alimenté en lubrifiant de manière privilégiée, par l’intermédiaire de la branche de dérivation 140, par rapport à des échangeurs thermiques 121, 122, 124 et à des enceintes de lubrification 162, 164, 166 de paliers lorsque le débit de lubrifiant et la pression du lubrifiant sont trop faibles pour alimenter en lubrifiant l’ensemble du système de lubrification 100.
Le réducteur 152 est alimenté en lubrifiant par la branche de dérivation 140 lorsque la turbomachine fonctionne à bas régime. Il est notamment alimenté en lubrifiant par la branche principale 120 lorsque le débit et la pression du lubrifiant sont suffisants pour alimenter l’ensemble du système de lubrification 100, en particulier lorsque la turbomachine 1 fonctionne à haut régime.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite sans sortir du cadre de l’exposé de l’invention.
En variante, la turbomachine 1 est une turbomachine à doublet d’hélices contrarotatives non carénées. De telles turbomachines 1 sont également connues en anglais sous le nom d’ « Open Rotor ». Dans ce cas, le réducteur 152 est par exemple configuré pour entrainer en rotation les hélices, en les reliant notamment au corps basse pression de la turbomachine.
En variante encore, la turbomachine 1 est un turbopropulseur qui comprend une hélice en entrée de la turbomachine.
La structure de chacune des résistances hydrauliques du système de lubrification peut varier. Par exemple, chacune de ces résistance hydrauliques peut comporter un échangeur thermique, un filtre, une vanne de coupure et /ou un débitmètre.
La structure du dispositif de dérivation 200 peut varier, notamment tant que le dispositif de dérivation 200 laisse circuler du lubrifiant dans la branche principale 120 au moins pour certains régimes de fonctionnement de la turbomachine 1.
En variante, le dispositif de dérivation 200 est à commande mécanique, électrique et/ou pneumatique. Le dispositif de dérivation 200 peut être commandé électriquement, par exemple par un système de régulation numérique de la turbomachine. Un tel système de régulation numérique est également connu sous le nom de « FADEC ».
En variante du troisième mode de réalisation, le dispositif de dérivation 200 peut comporter une première vanne de dérivation 210 et une deuxième vanne de dérivation 220 qui sont agencées fluidiquement en parallèle. Néanmoins, l’agencement du dispositif de dérivation 200 du système de lubrification 100 selon le troisième mode de réalisation reste préféré à une telle variante de réalisation, puisqu’il favorise une meilleure répartition du lubrifiant en cas de défaillance d’une vanne parmi la première vanne de dérivation 210 et la deuxième vanne de dérivation 220.
La structure de la première vanne de dérivation 210 et/ou celle de la deuxième vanne de dérivation 220 peut varier.
En variante, le moyen élastique de sollicitation 204 d’au moins une vanne de dérivation 210, 220 comprend un ressort de traction qui est situé dans la deuxième chambre 209 et qui sollicite l’obturateur 202 vers la première position d’ouverture de cette vanne.
En variante, au moins la première vanne de dérivation 210 comprend au moins une position d’ouverture stable entre la première position stable d’ouverture et la deuxième position stable d’ouverture, dans laquelle l’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 alimente partiellement la branche principale 120 et partiellement la branche de dérivation 140. La première vanne de dérivation 210 peut comprendre une pluralité de positions d’ouverture stable entre la entre la première position stable d’ouverture et la deuxième position stable d’ouverture, par exemple une continuité de positions d’ouverture stable ou une suite de positions d’ouvertures stables discrètes.
Plus généralement, la première vanne de dérivation 210 et/ou la deuxième vanne de dérivation 220 peuvent être un autre type de distributeur qu’un distributeur hydraulique trois voies, deux positions.
En variante encore, l’entrée de pressurisation 215 de la première vanne de dérivation 210 peut déboucher dans la première chambre 207 de la première vanne de dérivation 210 et/ou l’entrée de pressurisation 215 de la deuxième vanne de dérivation 220 peut déboucher dans la première chambre 207 de la deuxième vanne de dérivation 220.
En variante, l’obturateur 202 de la première vanne de dérivation 210 comprend un clapet et/ou l’obturateur 202 de la deuxième vanne de dérivation 220 comprend un clapet.
La structure de la deuxième vanne de dérivation 220 est par exemple différente de celle de la première vanne de dérivation 210.
En variante du deuxième mode de réalisation, le dispositif de dérivation 200 comprend une deuxième vanne de dérivation 220 en plus de la première vanne de dérivation 210, et le dispositif de dérivation 200 a une structure similaire, sinon identique, à celle du dispositif de dérivation du système de lubrification selon le troisième mode de réalisation.
La branche principale 120 et la branche de dérivation 140 sont chacune de structure variable. La branche prioritaire 150 et la branche secondaire 160 sont chacune de structure variable. En particulier, l’agencement, le nombre et la nature des résistances hydrauliques dans le système de lubrification 100 peut varier.
Le nombre d’échangeurs thermiques 121, 122, 124 de la branche peut varier. La branche principale 120 peut comporter au moins un filtre.
La branche de dérivation 140 peut comprendre au moins un échangeur thermique.
La branche prioritaire 150 peut être dépourvue de vanne de coupure 132 en amont du réducteur 152 ou bien être dépourvue de clapet anti-retour 130, notamment lorsque la vanne de coupure 132 sert également de dispositif anti-retour.
En variante du deuxième mode de réalisation, le système de lubrification 100 peut comporter un seul clapet anti-retour 130 qui est situé entre la sortie de la branche principale 120 et l’entrée de la branche prioritaire 150.
En variante du deuxième mode de réalisation, la branche prioritaire 150 peut comporter un répartiteur de lubrifiant, typiquement un distributeur hydraulique, pour répartir le débit de lubrifiant entre le réducteur 152 et le boitier d’entrainement d’accessoires 170.
Le nombre d’enceintes de lubrification 162, 164, 166 de la branche secondaire 160 peut varier.
Selon une variante de réalisation, le système de lubrification 100 comprend un dispositif de surveillance de position d’obturateur 202 de chaque vanne de dérivation qui est configuré pour surveiller la position de l’obturateur 202.
Ce dispositif de surveillance est par exemple configuré pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche principale 120, par exemple au moyen d’un premier capteur de pression, et pour déterminer une pression de lubrifiant dans la branche de dérivation 140, par exemple au moyen d’un deuxième capteur de pression. Le dispositif de surveillance peut surveiller la position de l’obturateur 202 en comparant la valeur de pression de lubrifiant dans la branche principale 120 et la valeur de pression de lubrifiant dans la branche de dérivation 140.
Claims (11)
- Système de lubrification (100) pour turbomachine (1) comportant un réducteur (152) pour entrainer un module de la turbomachine (1), comprenant :
une branche principale (120) comprenant au moins un échangeur thermique (121, 122, 124, 125), et
une branche de dérivation (140) qui est agencée en parallèle de la branche principale (120), la branche de dérivation (140) comprenant une résistance hydraulique qui est inférieure à la résistance hydraulique de la branche principale (120),
le réducteur (152) qui est situé en aval de la branche principale (120) et de la branche de dérivation (140),
le système de lubrification (100) comprenant au moins un dispositif de dérivation (200) qui est configuré pour alimenter la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsqu’une valeur de pression du lubrifiant est inférieure à une valeur seuil. - Système de lubrification (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de dérivation (200) est configuré pour alimenter la branche principale (120) en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil, le dispositif de dérivation (200) étant notamment à commande mécanique et/ou hydraulique par pression du lubrifiant.
- Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une entrée (211) de lubrifiant, une première sortie (213) de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation (140), une deuxième sortie (215) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120), un obturateur (202) configuré pour obturer au moins partiellement la première sortie (213) et/ou la deuxième sortie (215), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur (202) pour qu’il obture la deuxième sortie (215),
l’obturateur (202) étant notamment configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (213) lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil. - Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une première vanne de dérivation (210) et/ou une deuxième vanne de dérivation (220),
la première vanne de dérivation (210) et/ou la deuxième vanne de dérivation (220) comprenant notamment un tiroir,
la première vanne de dérivation (210) étant de préférence bistable, la première vanne de dérivation (210) comprenant de préférence une première position stable d’ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation (210) alimente la branche de dérivation (140) en lubrifiant et une deuxième position stable d’ouverture dans laquelle la première vanne de dérivation (210) alimente la branche principale (120) en lubrifiant,
la deuxième vanne de dérivation (220) étant de préférence bistable, la deuxième vanne de dérivation (220) comprenant de préférence une première position stable d’ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation (220) alimente la branche de dérivation (140) en lubrifiant et une deuxième position stable d’ouverture dans laquelle la deuxième vanne de dérivation (220) est configurée pour alimenter la branche principale (120) en lubrifiant. - Système de lubrification (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de dérivation (200) comprend une première vanne de dérivation (210) et une deuxième vanne de dérivation (220) qui est reliée fluidiquement en série à la première vanne de dérivation (210) pour que la première vanne de dérivation (210) et la deuxième vanne de dérivation (220) alimentent la branche de dérivation (140) en lubrifiant lorsque la valeur de pression du lubrifiant est inférieure à la valeur seuil,
la première vanne de dérivation (210) étant configurée pour alimenter fluidiquement directement la branche principale (120) lorsque la valeur de pression du lubrifiant est strictement supérieure à la valeur seuil. - Système de lubrification (100) selon la revendication précédente dépendant de la revendication 3, dans lequel la première vanne de dérivation (210) comprend une entrée (211) de lubrifiant, une première sortie (213) de lubrifiant, une deuxième sortie (215) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120) en amont de l’échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un obturateur (202) configuré pour obturer la première sortie (213) ou la deuxième sortie (215), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur (202) pour qu’il obture la deuxième sortie (215),
l’obturateur (202) de la première vanne de dérivation (210) étant configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (213) lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression,
la deuxième vanne de dérivation (220) comprend une entrée (221) de lubrifiant, une première sortie (223) de lubrifiant qui est raccordée fluidiquement à la branche de dérivation (140), une deuxième sortie (225) qui est raccordée fluidiquement à la branche principale (120) en amont de l’échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un obturateur (202) configuré pour obturer la première sortie (223) ou la deuxième sortie (225), et un moyen de sollicitation élastique (204) de l’obturateur qui est configuré pour solliciter élastiquement l’obturateur (202) pour qu’il obture la deuxième sortie (225),
l’obturateur (202) de la deuxième vanne de dérivation (220) étant configuré pour laisser du lubrifiant circuler vers la première sortie (223) lorsqu’une pression de lubrifiant est inférieure à la valeur seuil de pression,
la première sortie (213) de la première vanne de dérivation (210) étant raccordée fluidiquement à l’entrée (221) de lubrifiant de la deuxième vanne de dérivation (220). - Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif anti-retour (130, 131) qui est configuré pour limiter/empêcher la circulation de lubrifiant du réducteur (152) vers la branche principale (120),
le dispositif anti-retour (130, 131) comprenant notamment un clapet anti-retour. - Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes dépendant de la revendication 3, comprenant un dispositif de surveillance de position d’obturateur qui est configuré pour surveiller la position de l’obturateur (202) du dispositif de dérivation.
- Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche principale (120) comprend l’échangeur thermique (121, 122, 124, 125), un filtre, un réservoir, une pompe et/ou une vanne,
la branche principale (120) comprenant notamment un répartiteur (169) de lubrifiant. - Système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche principale (120) et/ou la branche de dérivation (140) sont configurées pour alimenter en lubrifiant un boitier d’entrainement d’accessoires (170) pour turbomachine (1) qui comporte une pompe à carburant, une pompe à lubrifiant, un générateur électrique et/ou un démarreur pour démarrer la turbomachine (1),
le démarreur comprenant de préférence un train d’engrenages. - Turbomachine (1) comprenant un système de lubrification (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de turbomachine (1) comprend une soufflante (3) ou une hélice, un compresseur (4, 6) et une turbine (8, 9),
le réducteur (152) étant configuré pour être entrainé par la turbine (8, 9), la turbine (8, 9) étant une turbine basse pression (9) de turbomachine (1).
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