JPS60541B2 - 航空用ガス・タ−ビン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法 - Google Patents
航空用ガス・タ−ビン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法Info
- Publication number
- JPS60541B2 JPS60541B2 JP14970581A JP14970581A JPS60541B2 JP S60541 B2 JPS60541 B2 JP S60541B2 JP 14970581 A JP14970581 A JP 14970581A JP 14970581 A JP14970581 A JP 14970581A JP S60541 B2 JPS60541 B2 JP S60541B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lubricating oil
- oil
- engine
- solenoid valve
- pump
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/18—Lubricating arrangements
- F01D25/20—Lubricating arrangements using lubrication pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンジン潤滑油への熱流入を抑制し、潤滑油冷
却装置の簡素化および軽量化を可能ならしめる航空用ガ
ス・タービン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法に関
する。
却装置の簡素化および軽量化を可能ならしめる航空用ガ
ス・タービン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法に関
する。
航空用ガス・タービン・エンジンへの潤滑油の供給はエ
ンジン・ギャ・ボックスにより駆動される定積型ポンプ
により行なわれ、従来の方式は該ポンプから吐出される
潤滑油全量がエンジンに供給される全吐出量方式とポン
プ出口のレリーフ・バルブにより決まる一定流量の潤滑
油がエンジンに供給されるレリーフ・バルブ方式とに大
別されるが、いずれの方式でもエンジン負荷を考慮した
きめ細かい制御は行われていない。
ンジン・ギャ・ボックスにより駆動される定積型ポンプ
により行なわれ、従来の方式は該ポンプから吐出される
潤滑油全量がエンジンに供給される全吐出量方式とポン
プ出口のレリーフ・バルブにより決まる一定流量の潤滑
油がエンジンに供給されるレリーフ・バルブ方式とに大
別されるが、いずれの方式でもエンジン負荷を考慮した
きめ細かい制御は行われていない。
第１図はこれら潤滑油供給系のエンジン（高圧系）回転
数に対する潤滑油供給量の関係を示す。
数に対する潤滑油供給量の関係を示す。
図中の特性１は前記の全吐出量方式を表わし、特性ＯＧ
ましリーフ・バルブ方式を表わす。一方、エンジンから
の潤滑油への熱流入は糟梓〜熱伝導、韓射等に分類され
、それらのいずれもが潤滑油供給量に対して増加する特
性を有する。
ましリーフ・バルブ方式を表わす。一方、エンジンから
の潤滑油への熱流入は糟梓〜熱伝導、韓射等に分類され
、それらのいずれもが潤滑油供給量に対して増加する特
性を有する。
すなわち、航空用ガス・タービン・エンジンにおける潤
滑油への熱流入は大別して次の２つに分けられる。｛ａ
｝ 回転部による潤滑油の境洋及び飛散に伴う温度上昇
（運動エネルギー熱）。
滑油への熱流入は大別して次の２つに分けられる。｛ａ
｝ 回転部による潤滑油の境洋及び飛散に伴う温度上昇
（運動エネルギー熱）。
｛ｂー ベアリング部，歯車，ベアリング・サンプ室壁
面及びサンプ室内空気からの熱伝達及び幅射。
面及びサンプ室内空気からの熱伝達及び幅射。
これらのうち、【ａ｝の熱流入については境梓及び飛散
される潤滑油の量と速度「即ち供給量とエンジン回転数
とにより決まり、潤滑油供給量の減少に応じて減少する
。
される潤滑油の量と速度「即ち供給量とエンジン回転数
とにより決まり、潤滑油供給量の減少に応じて減少する
。
一方、‘ｂーの熱流入についてはベアリング自身の発熱
と外部からの熱流入に分けて考えることができる。
と外部からの熱流入に分けて考えることができる。
前者についてはベアリング或は歯車の受ける負荷及びコ
ロのころが物こよる発熱で、その殆んどが潤滑油により
吸収（冷却）されるため、潤滑油供給量を変えても、こ
の熱流入は変化しないものと考えられる。一方、後者に
ついてはベアリング・サンプ室壁面やサンプ室内に流れ
込んだ加圧シール空気からの潤滑油への熱伝達であり、
これらが加圧シール空気やエンジン主流空気の潤滑油か
ら取り去る熱量に比べ非常に大きな熱源をもっているた
め、これらの温度はこれら熱源となる空気の温度により
ほぼ決まる。
ロのころが物こよる発熱で、その殆んどが潤滑油により
吸収（冷却）されるため、潤滑油供給量を変えても、こ
の熱流入は変化しないものと考えられる。一方、後者に
ついてはベアリング・サンプ室壁面やサンプ室内に流れ
込んだ加圧シール空気からの潤滑油への熱伝達であり、
これらが加圧シール空気やエンジン主流空気の潤滑油か
ら取り去る熱量に比べ非常に大きな熱源をもっているた
め、これらの温度はこれら熱源となる空気の温度により
ほぼ決まる。
従って、この熱流入は潤滑油供給量と熱伝達係数と熱源
〜潤滑油間の温度差の積で表わされ、潤滑油の供給量の
低減に応じて減少する。
〜潤滑油間の温度差の積で表わされ、潤滑油の供給量の
低減に応じて減少する。
以上の‘ａ｝と（ｂーの総和をとると、潤滑油の供給量
を低減すると、熱流入は抑制される。
を低減すると、熱流入は抑制される。
また、燃料流量はエンジン作動状態及び飛行環境条件の
関数として表わされ、第２図に示すように、高度が高く
なると、大気圧の減少に比例して減少する。従って、こ
のような方式において、燃料による潤滑油の冷却だけを
行なった場合、潤滑油冷却装置出口の潤滑油及び燃料の
各温度はそれぞれ第３図および第４図に示すように、高
度が高くなるとともに上昇し、高高度低回転数城、すな
わち高空からの降下飛行中に最高温度になる。近年開発
されている低燃費エンジンではエンジンの多軸化、高負
荷化により潤滑油への熱流入が増加するのに対し、燃料
流量が減少する傾向にある。
関数として表わされ、第２図に示すように、高度が高く
なると、大気圧の減少に比例して減少する。従って、こ
のような方式において、燃料による潤滑油の冷却だけを
行なった場合、潤滑油冷却装置出口の潤滑油及び燃料の
各温度はそれぞれ第３図および第４図に示すように、高
度が高くなるとともに上昇し、高高度低回転数城、すな
わち高空からの降下飛行中に最高温度になる。近年開発
されている低燃費エンジンではエンジンの多軸化、高負
荷化により潤滑油への熱流入が増加するのに対し、燃料
流量が減少する傾向にある。
そのため、従来行なわれている燃料を冷煤とする潤滑油
冷却では十分潤滑油を冷却しきれない場合が生じてきた
。たとえば、高空からの降下飛行状態における燃料ある
いは潤滑油の最高温度制限を満足させるためだけに従来
の燃料による冷却装置のほかに、空気による冷却器を設
けたり、燃料の機体燃料タンクへの還流ラインを設けな
ければならなくなっている。これらはいずれも潤滑油冷
却装置の重量の増加をもたらし、また空気による冷却器
を設ける場合には、その圧力損失のために推力を低下さ
せることになる。一方、近年エンジン制御装置のデジタ
ル式電子化が進み、制御容量及び柔軟性が増し、容易に
新たな制御を取り込むことができるようになった。本発
明はこのような背景を基として、従来の制御方式の欠点
を解決し、エンジン潤滑油供給量をエンジン作動状態及
び飛行環境条件により決まるエンジンベアリング部及び
歯車類にかかる負荷に合わせて、きめ細かく制御するこ
とにより、エンジンからの不必要な潤滑油への熱流入を
抑制し、潤滑油冷却装置の簡素化及び軽量化を可能なら
しめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給量
の制御方法を提供するもので、その要旨とするところは
、オイルタンクの潤滑油を潤滑油ポンプで引いて燃料を
袷煤とする潤滑油冷却装置を通してエンジン要部に供給
し、該エンジン要部の油だめの潤滑油を還油ポンプで排
出してオイルフィルターを経て該オイルタンクに還流せ
しめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給系
統において、エンジン作動状態量、飛行環境条件および
潤滑油冷却装置出口における燃料及び潤滑油の各温度を
入力している制御装置からソレノィド・バルブに該ソレ
ノィドＡバルブ開閉の電気信号を送り、該ソレノィド・
バルブの開閉度に応じて該潤滑油ポンプから吐出されだ
閏滑油の一部を該ソレノィド・バルブを通じて該潤滑油
ポンプに戻すとともに適正潤滑油量に相当する該吐出さ
れた潤滑油の残部を該潤滑油冷却装置に供給することを
特徴とする航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供
給量の制御方法、にある。上記にや不必要な潤滑油への
熱流入″との記載があるのは次のごとき事情によるもの
である。
冷却では十分潤滑油を冷却しきれない場合が生じてきた
。たとえば、高空からの降下飛行状態における燃料ある
いは潤滑油の最高温度制限を満足させるためだけに従来
の燃料による冷却装置のほかに、空気による冷却器を設
けたり、燃料の機体燃料タンクへの還流ラインを設けな
ければならなくなっている。これらはいずれも潤滑油冷
却装置の重量の増加をもたらし、また空気による冷却器
を設ける場合には、その圧力損失のために推力を低下さ
せることになる。一方、近年エンジン制御装置のデジタ
ル式電子化が進み、制御容量及び柔軟性が増し、容易に
新たな制御を取り込むことができるようになった。本発
明はこのような背景を基として、従来の制御方式の欠点
を解決し、エンジン潤滑油供給量をエンジン作動状態及
び飛行環境条件により決まるエンジンベアリング部及び
歯車類にかかる負荷に合わせて、きめ細かく制御するこ
とにより、エンジンからの不必要な潤滑油への熱流入を
抑制し、潤滑油冷却装置の簡素化及び軽量化を可能なら
しめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給量
の制御方法を提供するもので、その要旨とするところは
、オイルタンクの潤滑油を潤滑油ポンプで引いて燃料を
袷煤とする潤滑油冷却装置を通してエンジン要部に供給
し、該エンジン要部の油だめの潤滑油を還油ポンプで排
出してオイルフィルターを経て該オイルタンクに還流せ
しめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給系
統において、エンジン作動状態量、飛行環境条件および
潤滑油冷却装置出口における燃料及び潤滑油の各温度を
入力している制御装置からソレノィド・バルブに該ソレ
ノィドＡバルブ開閉の電気信号を送り、該ソレノィド・
バルブの開閉度に応じて該潤滑油ポンプから吐出されだ
閏滑油の一部を該ソレノィド・バルブを通じて該潤滑油
ポンプに戻すとともに適正潤滑油量に相当する該吐出さ
れた潤滑油の残部を該潤滑油冷却装置に供給することを
特徴とする航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供
給量の制御方法、にある。上記にや不必要な潤滑油への
熱流入″との記載があるのは次のごとき事情によるもの
である。
すなわち、従釆の航空用ガス・タービン・エンジンの潤
滑油システムでは潤滑油供給量が全作動状態における潤
滑要求（ベアリングや歯車の温度制限及びベアリング油
膜の確保）を包絡するように選んだ第１図に示す如き単
純な供給特性により決まるため「潤滑の面からはクリテ
イカルとなる設計点以外の大部分の作動状態において供
給量に大きな余裕をもっている。ぐ．不必要な潤滑油へ
の熱流入″と託すのはこの余分な潤滑油の供給により、
エンジンから余分な熱流入を被むることを意味するもの
であり、これが冷却装置を複雑にしている。ソレノィド
・バルブを通る潤滑油量はこの供給量における余裕の範
囲内で制限される。次に、本発明を図面によって説明す
る。
滑油システムでは潤滑油供給量が全作動状態における潤
滑要求（ベアリングや歯車の温度制限及びベアリング油
膜の確保）を包絡するように選んだ第１図に示す如き単
純な供給特性により決まるため「潤滑の面からはクリテ
イカルとなる設計点以外の大部分の作動状態において供
給量に大きな余裕をもっている。ぐ．不必要な潤滑油へ
の熱流入″と託すのはこの余分な潤滑油の供給により、
エンジンから余分な熱流入を被むることを意味するもの
であり、これが冷却装置を複雑にしている。ソレノィド
・バルブを通る潤滑油量はこの供給量における余裕の範
囲内で制限される。次に、本発明を図面によって説明す
る。
第５図は本発明の一実施例の系統図、第６図は本発明の
制御装置からソレノィド・バルブに送られる電気信号を
パルス状とした場合の時間とソレノィド駆動電流との関
係を示すグラフ図である。
制御装置からソレノィド・バルブに送られる電気信号を
パルス状とした場合の時間とソレノィド駆動電流との関
係を示すグラフ図である。
第５図において、オイルタンク１に溜められた潤滑油は
定積型潤滑油ポンプ２により引かれ、ポンプ２から吐出
された潤滑油の一部はソレノィドリゞノレブ３を通って
ポンプ２の入口に戻され、該潤滑油の残部は燃料を冷煤
とする潤滑油冷却装置４を通ってエンジン５の各要部に
供給され、還油ポンプ６はエンジン５内の各要部、すな
わちベアリング室及びギャーボックス底部の油だめに溜
った潤滑に供せられた後の使用済潤滑油を排出してオイ
ルフィルター７を通じてオイルタンクーに還流させるよ
うにしている。制御装置８はエンジン作動状態量×，飛
行環境条件Ｙ，潤滑油冷却装置４の出口における燃料及
び潤滑油の各温度Ｔｆ及びＴｐを入力してソレノィド・
バルブ３にソレノィド・バルブ３を開閉するための電気
信号を送り「それによってソレノィド・バルブ３を開閉
し、エンジン５に供給される潤滑油量を適正な量に制御
するのである。すなわち、潤滑油の冷却上最も厳しい高
高度低回転数城において、潤滑油あるし、は燃量の温度
が制限値を越えるような場合にはソレノィド・バルブ３
を開いてエンジン５の潤滑油要求を満す範囲内で潤滑油
供給量を低減し、エンジン５から潤滑油へ流入する熱量
を極力抑えるようにする。
定積型潤滑油ポンプ２により引かれ、ポンプ２から吐出
された潤滑油の一部はソレノィドリゞノレブ３を通って
ポンプ２の入口に戻され、該潤滑油の残部は燃料を冷煤
とする潤滑油冷却装置４を通ってエンジン５の各要部に
供給され、還油ポンプ６はエンジン５内の各要部、すな
わちベアリング室及びギャーボックス底部の油だめに溜
った潤滑に供せられた後の使用済潤滑油を排出してオイ
ルフィルター７を通じてオイルタンクーに還流させるよ
うにしている。制御装置８はエンジン作動状態量×，飛
行環境条件Ｙ，潤滑油冷却装置４の出口における燃料及
び潤滑油の各温度Ｔｆ及びＴｐを入力してソレノィド・
バルブ３にソレノィド・バルブ３を開閉するための電気
信号を送り「それによってソレノィド・バルブ３を開閉
し、エンジン５に供給される潤滑油量を適正な量に制御
するのである。すなわち、潤滑油の冷却上最も厳しい高
高度低回転数城において、潤滑油あるし、は燃量の温度
が制限値を越えるような場合にはソレノィド・バルブ３
を開いてエンジン５の潤滑油要求を満す範囲内で潤滑油
供給量を低減し、エンジン５から潤滑油へ流入する熱量
を極力抑えるようにする。
本発明において、更に精度のよい制御を必要とする場合
には制御装置８からソレノィド・バルブ３に送られる開
閉の電気信号を、第６図に示すようなパルス状とし、パ
ルス周期Ｔに対するパルス幅ｔを調節することによりエ
ンジン５への潤滑油供給量を準連続的に制御し、もって
、エンジン潤滑油への熱流入抑制精度を高めることがで
きる。本発明の効果は次の通りである。（１） エンジ
ン潤滑油への熱流入を極力抑えることにより、潤滑油冷
却装置の簡素化、軽量化が可能である。
には制御装置８からソレノィド・バルブ３に送られる開
閉の電気信号を、第６図に示すようなパルス状とし、パ
ルス周期Ｔに対するパルス幅ｔを調節することによりエ
ンジン５への潤滑油供給量を準連続的に制御し、もって
、エンジン潤滑油への熱流入抑制精度を高めることがで
きる。本発明の効果は次の通りである。（１） エンジ
ン潤滑油への熱流入を極力抑えることにより、潤滑油冷
却装置の簡素化、軽量化が可能である。
（２）特に、近年の低燃費エンジンにおいて、従来方式
では燃料による冷却装置のほかに、空気による冷却器あ
るいは機体燃料タンクへの還流ラインが必要となるよう
な場合でも、燃料による冷却装置だけで全作動範囲をカ
バーできる。
では燃料による冷却装置のほかに、空気による冷却器あ
るいは機体燃料タンクへの還流ラインが必要となるよう
な場合でも、燃料による冷却装置だけで全作動範囲をカ
バーできる。
第１図は従来の航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑
油供給系のエンジン（高圧系）回転数に対する潤滑油供
給量の関係を示すグラフ図、第２図は修正エンジン（高
圧系）回転数の関数としての燃料流量と高度との関係を
示すグラフ図、第３図は潤滑油の冷却を燃料のみで行な
った場合のエンジン（高圧系）回転数の関数としての潤
滑油冷却装置出口の潤滑油温度と高度との関係を示すグ
タラフ図、第４図は潤滑油の冷却を燃料のみで行なった
場合のエンジン（高圧系）回転数の関数としての潤滑油
冷却装置出口の燃料温度と高度との関係を示すグラフ図
、第５図は本発明の一実施例のフローシート図、第６図
は第５図の制御装置から０ソレノィド・バルブにパルス
状の開閉の電気信号を送る場合の時間とソレノィド駆動
電流との関係を示すグラフ図である。 図において、１…・・・オイルタンク、２・…・・定積
型潤滑油ポンプ、３・・・・・・ソレノイド・バルブ、
４・・・・・・潤滑油冷却装置、５・・・…エンジン、
６・…・・畑油ポンプ「 ７……オイルフィルター、１
・・・…全吐出量方式を示す特性、ロ…・・・レリーフ
・バルブ方式を示す特性、Ｔ……パルス周期、ｔ…・・
・パルス幅。 衆１図 ※Ｚ図 髪３図 第４図 髪亨図 髪６図
油供給系のエンジン（高圧系）回転数に対する潤滑油供
給量の関係を示すグラフ図、第２図は修正エンジン（高
圧系）回転数の関数としての燃料流量と高度との関係を
示すグラフ図、第３図は潤滑油の冷却を燃料のみで行な
った場合のエンジン（高圧系）回転数の関数としての潤
滑油冷却装置出口の潤滑油温度と高度との関係を示すグ
タラフ図、第４図は潤滑油の冷却を燃料のみで行なった
場合のエンジン（高圧系）回転数の関数としての潤滑油
冷却装置出口の燃料温度と高度との関係を示すグラフ図
、第５図は本発明の一実施例のフローシート図、第６図
は第５図の制御装置から０ソレノィド・バルブにパルス
状の開閉の電気信号を送る場合の時間とソレノィド駆動
電流との関係を示すグラフ図である。 図において、１…・・・オイルタンク、２・…・・定積
型潤滑油ポンプ、３・・・・・・ソレノイド・バルブ、
４・・・・・・潤滑油冷却装置、５・・・…エンジン、
６・…・・畑油ポンプ「 ７……オイルフィルター、１
・・・…全吐出量方式を示す特性、ロ…・・・レリーフ
・バルブ方式を示す特性、Ｔ……パルス周期、ｔ…・・
・パルス幅。 衆１図 ※Ｚ図 髪３図 第４図 髪亨図 髪６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ オイルタンクの潤滑油を潤滑油ポンプで引いて燃料
を冷媒とする潤滑油冷却装置を通じてエンジン要部に供
給し、該エンジン要部の油だめの潤滑油を還油ポンプで
排出してオイルフイルターを経て該オイルタンクに還流
せしめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給
系統において、エンジン作動状態量、飛行環境条件およ
び潤滑油冷却装置出口における燃料及び潤滑油の各温度
を入力している制御装置からソレノイド・バルブに該ソ
レノイド・バルブ開閉の電気信号を送り、該ソレノイド
・バルブの開閉度に応じて該潤滑油ポンプから吐出され
た潤滑油の一部を該ソレノイド・バルブを通じて該潤滑
油ポンプに戻すとともに適正潤滑油量に相当する該吐出
された潤滑油の残部を該潤滑油冷却装置に供給すること
を特徴とする航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油
供給量の制御方法。 ２ オイルタンクの潤滑油を潤滑油ポンプで引いて燃料
を冷媒とする潤滑油冷却装置を通じてエンジン要部に供
給し、該エンジン要部の油だめの潤滑油を還油ポンプで
排出してオイルフイルターを経て該オイルタンクに還流
せしめる航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給
系統において、エンジン作動状態量、飛行環境条件およ
び潤滑油冷却装置出口における燃料及び潤滑油の各温度
を入力している制御装置から該ソレノイド・バルブに開
閉の電気信号を送り、該ソレノイド・バルブの開閉度に
応じて該潤滑油ポンプから吐出された潤滑油の一部を該
ソレノイド・バルブを通じて該潤滑油ポンプに戻すとと
もに適正潤滑油量に相当する該吐出された潤滑油の残部
を該潤滑油冷却装置に供給し、かつ前記電気信号により
パルス周期に対するパルス幅を調節することを特徴とす
る航空用ガス・タービン・エンジンの潤滑油供給量の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14970581A JPS60541B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 航空用ガス・タ−ビン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14970581A JPS60541B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 航空用ガス・タ−ビン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851229A JPS5851229A (ja) | 1983-03-25 |
| JPS60541B2 true JPS60541B2 (ja) | 1985-01-08 |
Family
ID=15481007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14970581A Expired JPS60541B2 (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 航空用ガス・タ−ビン・エンジンの潤滑油供給量の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60541B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0218849D0 (en) | 2002-08-14 | 2002-09-25 | Rolls Royce Plc | Lubrication system for gas turbine engine |
| JP2007086033A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 電磁流量センサの液中取付構造及び液中取付方法 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP14970581A patent/JPS60541B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5851229A (ja) | 1983-03-25 |
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