[发明专利]设置有润滑单元的涡轮发动机

说明书

技术领域

本发明涉及设置有润滑单元的涡轮发动机。

背景技术

涡轮发动机通常具有若干压缩机级，尤其是属于发动机主体的低压(LP)压缩机和高压(HP)压缩机。低压压缩机的上游布置有大尺寸的可移动叶轮(或风扇)，该可移动叶轮(或风扇)供应穿过LP压缩机和HP压缩机的主流以及冷流或二次流，该冷流或二次流直接朝向被称为二次喷嘴的冷流喷嘴定向。风扇由LP主体的旋转轴驱动，并且通常以与所述轴相同的速度转动。然而，可能有利的是使风扇以小于驱动轴或LP轴的旋转速度的旋转速度转动，尤其是在风扇具有非常大的尺寸时，以使之更好地适应空气动力学。为此，减速齿轮被布置在LP轴和承载风扇的风扇轴之间。

在所使用的减速齿轮的类型之中，存在具有行星齿轮系的减速齿轮，该减速齿轮具有的优点在于在减小的空间中提供旋转速度的相当大的减小率。这些减速齿轮的特征在于卫星式行星小齿轮在外部环形齿轮上转动并围绕由行星架承载的卫星轴线旋转。由于所需要的空间以及重量的原因，有利的是通过流体动力学的滑动轴承使卫星在它们的轴上旋转。这些轴承需要连续的润滑，否则它们将迅速地劣化，导致在发动机的运行和飞行器的安全性方面可能具有所有后果。因此，在安全运行方面存在难度，因而有必要采取预防措施以抵抗断裂，例如将风扇轮的自动旋转(通常被称为螺旋桨自转)或减速齿轮进行锁定。实际上，由于HP本体和LP本体是分开的，因此LP本体和风扇能够转动，而HP本体的旋转速度是不确定的。

在当前的技术中，减速齿轮通过由附件齿轮箱(AGB)致动的润滑单元进行润滑，该附件齿轮箱通常安装在推进组件的机舱隔间中。该附件齿轮箱包括涡轮发动机的发动机上的动力输出装置，该动力输出装置通过径向轴联接至HP本体。在螺旋桨自转的情况下，HP本体不会转动并且润滑单元未被激活，同时减速齿轮的滑动轴承必须始终被润滑。

因此，需要泵送油以用于减速齿轮的润滑，尤其在发动机停止时更是如此。为了满足这种需要，已经提出了为涡轮发动机装备备用泵，以用于按照如下方式润滑减速齿轮，这种方式即：即使当HP本体停止时，减速齿轮仍能够被润滑。在这种情况下，有必要在风扇或动力供应回路上增加动力输出装置以致动该泵。这样做还会引起整体尺寸、质量以及使用寿命的问题。因此，该泵的引入具有的缺点在于它使发动机的架构变得复杂，并与所希望的减小重量和紧凑度的目标相抵触。

针对现有技术中的至少一部分问题，本发明尤其提供了一种简单、高效并且经济的方案。

发明内容

本发明提出了一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括两个旋转轴以及润滑单元，该润滑单元包括具有壳的至少一个泵，转子被安装在壳内部并通过所述轴中的一个进行驱动，泵壳通过所述轴中的另一个进行旋转，使得泵的致动取决于轴的旋转速度之差，其特征在于，轴分别为驱动轴和风扇轴，风扇轴通过驱动轴经过由润滑单元润滑的减速齿轮进行驱动，并且减速齿轮是环形的且泵轴向地穿过减速齿轮。

因此，本发明提出了一种新的整合形式以将润滑泵整合到涡轮发动机中，该润滑泵的壳以及转子以不等于零的不同速度进行旋转，泵的致动起因于这些速度之差。

根据本发明的特征，旋转轴是同轴的。优选地，泵的壳与轴同轴地安装。泵能够至少部分地容纳在通常为管状的轴中的一个内。减速齿轮是环形的。泵轴向地穿过该减速齿轮。因此，泵是相对紧凑的并占用在现有技术中可用的体积。

根据本发明，轴分别为驱动轴和风扇轴，风扇轴通过驱动轴或LP轴经过由润滑单元润滑的减速齿轮进行驱动。因此，甚至在发动机停止时致动泵。例如，在螺旋桨自转的情况下，风扇继续转动并且风扇轴和驱动轴之间的速度差能够致动泵，并因此润滑减速齿轮。此外，能够使用于润滑减速齿轮的泵被机械地驱动的动力尽可能地接近减速齿轮来输出，出于安全原因(例如在涡轮和压缩机之间的LP轴发生断裂的情况下)这样做是有利的。

在螺旋桨自转的情况下减速齿轮所需要的润滑油的量通常只有在额定速度时所需要的油量的约10％，这能够通过相对紧凑的并因此能够容易地安装在减速齿轮附近的泵来获得。

泵壳能够被联接至驱动轴或被联接至风扇轴，例如通过花键被联接至驱动轴或被联接至风扇轴。这种联接可以直接进行或者通过减速齿轮的部件(诸如减速齿轮的输入环形齿轮或其输出轴)来进行。实际上，泵的壳可包括花键，该花键与驱动轴上的(或者被约束成与驱动轴一起旋转的减速齿轮的输入环形齿轮的)具有互补形状的花键啮合，或者与风扇轴(或者被约束成与风扇轴一起旋转的输出轴)的花键啮合。