用于周转轮系减速器的油供应装置的制作方法

本发明涉及涡轮发动机领域，并且尤其涉及这些涡轮发动机中的差动传动系统特别是周转轮系减速器的领域。

背景技术：

现有的涡轮发动机，特别是包括一个或多个风扇以吹动次级气流的涡轮发动机，包括被称为减速器的传动系统，以用于通过发动机的主体的动力涡轮的轴以适当的转速驱动该风扇或这些风扇。

减速齿轮系的运行，尤其是在具有高旁路比的鼓风机风扇的涡轮发动机上的运行需要尤其高的油流量(在起飞时需要每小时6000至7000升的量级)，以提供润滑并对齿轮和轴承进行冷却。

所使用的减速器包括周转轮系减速器，其具有的优点在于提供高转速减速比，并减小了总体尺寸。然而，它们具有的缺点在于它们具有围绕减速器的驱动轴的旋转轴线公转的行星小齿轮。因此，它们需要用于将从容器和位于固定点处的泵接收的油转移到润滑构件的装置，该润滑构件遵循行星小齿轮围绕驱动轴的旋转运动。为了解决这个问题，常用的装置包括旋转密封系统。

这些系统具有笨重的缺点，并且它们的磨损与航空发动机所需的使用寿命不相容，这会影响所述发动机的维护。最后，这些减速器系统不容易与涡轮发动机的结构的灵活安装相兼容，例如，该涡轮发动机的结构的灵活安装被建议以用于克服鼓风机风扇的叶片的损耗或破损的问题，或者这些减速器系统还不容易与模块化类型的安装相兼容，以促进发动机组装。

为了纠正这些缺陷，申请人已经在申请wo-a1-2010/092263和fr-a1-2987416中提出了不带旋转密封的润滑装置，其中喷射器将来自回路的油从固定点喷射到与行星小齿轮架成一体的转筒，该转筒围绕喷射器旋转，并在将油引导到齿轮润滑构件之前通过离心作用限制油的回收。

因此，这些装置极大地改善了减速器的润滑系统的可靠性以及其维护。此外，申请wo-a1-2010/092263中描述的技术方案使得能够根据它们的润滑需求来调节流到不同齿轮的油流量。为此，接收转筒沿旋转轴线被分割成多个区段，并且使供应这些区段的喷射器上的喷嘴分隔开。然后，由每个轴向区段回收的油被引导到专用于一种类型的齿轮的回路。

然而，该解决方案不允许根据涡轮发动机的运行条件来调节区段之间的油流分配。而且，它比较复杂，喷射器上具有用于每个轴向区段的专用喷嘴。此外，喷嘴数量的增加可能会引起可靠性问题。

本发明的目的在于克服这些缺陷，同时保持或者甚至改善前述申请中提出的技术方案的优点。

技术实现要素：

为此，本发明涉及一种用于对与周转轮系减速器的行星架连接的至少两个油分配回路供应油的转筒，所述行星架与来自固定的油喷射构件的油一同旋转，所述转筒被构造成与所述行星架成一体并且具有相对于轴线径向向内敞开的大致圆柱形的形状，其特征在于，所述转筒被分成周向相继的分隔开的杯状部，每个杯状部被布置成与所述油分配回路中的一个连通。

换言之，周向分隔件在转筒的周向上被布置在相继的杯状部之间。通过将转筒分隔成与不同的油分配回路相关联的周向相继的杯状部，能够通过作用于杯状部的周向延伸而在这些回路之间分配流量。这为之前的解决方案提供了一种经济的替代方案，因为转筒可以被调节以适应单个喷射器，喷射器不需要被设计成用于分配流量。这还通过使喷射器简化来提高系统的可靠性。而且，可靠性的优点是通过使杯状部在油分配回路之中分隔开而获得的，使得一个油分配回路中的任何故障都不会影响其他的油分配回路。

优选地，杯状部经由底部而与所述油分配回路连通，该底部径向向外地界定杯状部。

有利地，所述周向相继的杯状部包括周向交替的至少两个系列的杯状部，该周向交替的至少两个系列的杯状部由每个系列之间不同的杯状部的周向延伸限定。

该设计借助这些杯状部的分隔壁以及因此而产生的供应油分配回路的离心压力来确保润滑油的良好旋转。

该设计将由转筒接收的润滑油分配在不同的油分配回路之中。这使得能够根据至少用于一个运行条件的需求来优化油流量，并且因此使涡轮发动机中存在的油的重量最小化。

优选地，所述杯状部通过周向分隔件在周向上分隔开，并且在两侧由所述转筒的横向壁轴向地界定，横向壁中的每个具有大致圆形的横向内周边缘，并且两个相继的杯状部之间的周向分隔件包括内径向边缘，该内径向边缘比所述横向内周边缘距离轴线更远，从而促进通过离心作用而被保留在杯状部中的油的周向溢流。

一方面，这增加了可靠性并且在油回路发生故障的情况下使待提供的油的消耗量最小化，因为在意外地从杯状部溢出的情况下，油首先被其他杯状部回收。另一方面，在与上述运行模式相对应的第二运行模式下，这可以通过调节周向分隔壁的边缘的半径并且因此调节它们相对于底部的高度来通过从一个杯状部到另一杯状部的溢流而限定回路之间的油流量的第二分布。

优选地，转筒在径向平面中具有u形截面的内部形状。

本发明还涉及一种用于周转轮系减速器的油供应装置，包括如上所述的转筒，进一步包括：油分配回路，油分配回路连接到减速器的所述行星小齿轮架并且与所述杯状部连通；至少一个固定的油供给通道；以及所述至少一个供给通道的端部处的油喷射构件，该油喷射构件被构造成用于将油喷射到所述转筒中。

值得注意的是，由于旋转件和/或行星小齿轮架可以通过沿轴线平移而被组装在油供给通道上，所以这种装置适用于减速器的模块化设计和/或涡轮发动机的模块化设计。

本发明还涉及包括这种装置的减速器，以及包括该减速器的涡轮发动机。

本发明还涉及一种对涡轮发动机中的所述减速器供应油的方法，包括：在涡轮发动机的至少一个第一运行模式下，对通过油喷射构件发送到转筒的油流量进行调节，使得从杯状部回收的油供应与该杯状部连通的油分配回路，并且在所述杯状部中形成被保持在杯状部的壁之间的油团。

优选地，该方法包括：在涡轮发动机的至少一个第一运行模式下，通过与所述两个油分配回路连通的杯状部的不同的周向延伸，在两个油分配回路之间根据它们的油流量需求分配润滑油。有利地，随着一个杯状部的壁的径向内边缘沿径向方向限定出入口表面，两个杯状部的入口表面的比率与和两个杯状部连通的两个油分配回路的润滑油流动需求之间的比率成正比。

有利地，该方法包括：在涡轮发动机的至少一个第二运行模式下，对通过油喷射构件被发送到转筒的油流进行调节，使得从杯状部回收的油供应与杯状部连通的油分配回路，并且为至少一个杯状部形成油团，该油团周向地向外倒出到另一个杯状部。

附图说明

通过参照附图阅读下文中给出的说明，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它细节、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1为使用本发明的涡轮发动机的轴向截面示意图。

图2示出了装备有根据本发明的旋转件的周转轮系减速器的详细截面图。

图3是图2中的减速器的分解透视图。

图4示出了根据本发明的旋转件的示意性截面。

图5a、5b、5c示出了图4的一部分的放大图，指示了本发明的不同运行模式。

具体实施方式

参照图1，本发明涉及例如涡轮发动机1，常规地，该涡轮发动机包括鼓风机风扇s、低压压缩机1a、高压压缩机1b、高压涡轮1d、低压涡轮1e和喷射喷嘴1h。高压压缩机1b和高压涡轮1d通过高压轴2连接，并且它们一起形成高压体(hp)。低压压缩机1a和低压涡轮1e通过低压轴3连接，并且它们一起形成低压体(bp)。

在本发明的一种构型中，鼓风机风扇s由风扇轴4驱动，该风扇轴借助在这里被示意性地示出的周转轮系减速器10被联接到bp轴3。

减速器10被定位在涡轮发动机的前部。在这里示意性地包括上游部分5a和下游部分5b的固定结构被布置成围绕减速器10形成壳体e1。这里，该壳体e1在上游由允许风扇轴4通过的轴承6a处的密封件封闭，并且在下游由bp轴3的通道6b处的密封件封闭。

参照图2和图3，减速器通过柔性构件被封闭在冠状件14中，该冠状件经由支撑外壳20被固定到所述固定结构5a、5b，该柔性构件被构造成例如在某些退化运行的情况下允许减速器遵循风扇轴4的任何运动。这些固定构件是本领域技术人员已知的，并且在此不再详述。它们的简要描述例如可以在fr-a1-2987416中找到。

所考虑的示例的减速器10一方面借助驱动太阳小齿轮11的花键7而接合在bp轴3上，并且另一方面接合在与行星小齿轮架13连接的风扇轴4上。常规地，太阳小齿轮11的旋转轴线x与涡轮发动机的旋转轴线重合，该太阳小齿轮对规则地分布在减速器10的圆周上的一系列行星小齿轮12进行驱动。行星小齿轮12的数量通常被限定在三个到六个之间。行星小齿轮12还通过与冠状件14的内齿啮合而围绕涡轮发动机的轴线x公转，该冠状件借助支撑外壳20相对于涡轮发动机固定安装。如图2所示，行星小齿轮12中的每个使用轴承而围绕被连接到行星小齿轮架13的行星小齿轮轴16自由地旋转，该轴承可以如图2所示是光滑的，或者是滚动轴承(滚珠轴承或滚柱轴承)。

行星小齿轮12通过它们的小齿轮与冠状件14的齿相互作用而围绕它们的行星小齿轮轴16的旋转导致行星小齿轮架13围绕轴线x旋转，并且因此导致与行星小齿轮架连接的风扇轴4以低于bp轴3的转速旋转。

由一系列定心销17来提供行星小齿轮架13对风扇轴4的驱动，定心销规则地分布在减速器10的圆周上，定心销从风扇轴4的下游端部轴向地延伸并且进入在行星小齿轮架13中钻制的孔中。行星小齿轮架13在行星小齿轮轴16的两侧对称地延伸并且形成可以在其中执行齿轮润滑功能的腔室。处于行星小齿轮轴16的端部处的封闭衬套19使得能够在行星小齿轮12的轴承处封闭该腔室。

图2与图3示出了将油输送到减速器10以及油在减速器内的路径。在该示例中，图2中的箭头示出了油从与涡轮发动机的固定结构连接的缓冲储存器31到待润滑的小齿轮和轴承所遵循的路径。示意性地，润滑装置包括三个部分，下面将对这三个部分依次进行描述：第一部分，该第一部分被连接到固定结构并且将油运输到减速器10的旋转部分；旋转件，该旋转件与接收该油的行星小齿轮架13一起旋转；以及，油分配回路，该油分配回路由旋转件供应油以将油输送到待润滑的位置。

第一部分包括至少一个喷射器32，该喷射器的被校准的端部变窄以形成喷嘴33。来自发动机的储存器(未示出)的油通过供给通道30被输送到喷射器。缓冲储存器31可以在减速器10的旁边被置于通道上，该缓冲储存器优选是高位的，使得油能够通过重力流到减速器的中心。喷嘴33以喷射流34的形式对油进行喷射，喷射流在由供给泵(未示出)以及在其上方的油柱的重量共同产生的压力下形成。这里，喷嘴33相对于轴线x被径向地定位在行星小齿轮架13内，并且喷射流34被定向成具有指向减速器10的外部的径向分量。

参照图3和图4，被连接到行星小齿轮架13的油接收旋转件基本上包括圆柱形转筒，该圆柱形转筒在这里具有u形径向截面，u形的开口沿旋转轴线x的方向定向。旋转件被布置在行星小齿轮架13上，使得转筒35的u形的底部36收集由喷嘴33喷射的油喷射流34。

根据本发明，旋转件的转筒35在这里被分成周向相继的杯状部37a、37b，这些杯状部被壁38隔开，壁被径向地定向并且在由转筒35形成的u形的两个侧壁39a、39b之间轴向地延伸。在所示的示例中，周向分隔壁38界定了两个交替的四个杯状部37a、37b的系列，其中周向延伸在一个系列中是相同的，但是从一个系列到另一个系列是不同的。

通过离心作用，当旋转件与行星齿轮架13转动时，在转筒35的底部36处接收的油在转筒35的底部36与侧壁39a、39b之间旋转并被加压。每个杯状部35a、35b在旋转期间相继地在喷嘴33的前方通过，收集与其周向延伸成正比的一定量的油。实际上，杯状部37a、37b的壁39a-39b-38的径向内边缘沿径向方向限定出杯状部的入口区域。该油保持被限制在杯状部37a、37b的壁38、39a、39b之间，同时油相对于底部36的高度保持低于杯状部的壁38相对于底部36的最小高度h。

侧壁39a、39b的内径向边缘40a、40b大致为圆形。它们的半径r1限定了转筒35相对于底部36的总深度h。优选地，周向分隔壁38具有内径向边缘41，该内径向边缘位于距轴线x的距离r2处，该距离略大于侧壁39a、39b的内边缘40a、40b的半径r1。因此，周向分隔壁38相对于杯状部37a、37b的底部36的高度h略小于侧壁39a、39b相对于该相同底部36的高度h。对于本发明，该高度差d可以较小，如果油高度在杯状部37a、37b中上升，只要其允许油优先流过周向分隔壁38而不是流过侧壁39a、39b的内边缘40a、40b就足够了。典型地，对于这里所呈现的类型的涡轮发动机减速器10，3毫米量级的高度差d可能就足够了。

此外，每个杯状部37a、37b的底部36包括开口42a，42b，这些开口与被安装在行星小齿轮架13上的油分配回路的通道43、45连通。

参照图2和图3，在这种情况下，油分配回路具有两种类型。第一系列的油分配回路对应于第一通道43，第一通道在减速器10的圆周上规则地分布并且数量与行星小齿轮12的数量相等。这些通道43从第一系列的杯状部37a的底部的开口42a径向地离开，并且进入由行星小齿轮架13包围的每个行星小齿轮轴16的内部空腔中。在第一通道43中流通的油进入每个小齿轮轴16的内腔中，并且然后通过离心力进入从这些行星小齿轮轴16经过的、被径向地定向的引导通道44中。这些通道44在支撑行星小齿轮12的轴承处在行星小齿轮轴16的周边处向外敞开，并且因此提供这些轴承的润滑。

第二系列的油分配回路包括第二通道45，第二通道遵循以下路径：从行星小齿轮12之间的第二系列的杯状部的杯状部37b的底部处的开口42b开始，并且被分成多个通道45a、45b。一方面，通道45a、45b将油输送到由行星小齿轮12和太阳小齿轮11形成的齿轮系中，并且在另一方面将油输送到由行星小齿轮12和外部冠状件14形成的齿轮系中。每个通道45a在行星小齿轮和太阳小齿轮11之间沿行星小齿轮12轴向地延伸，并且在小齿轮的整个宽度上形成润滑坡道。对冠状件14和行星小齿轮12之间的齿轮系进行供应的通道45b将其油喷射到由每个行星小齿轮12形成的圆柱体的中心。如所示的，每个行星小齿轮12被制成两个平行小齿轮的形式。它们的齿相对于行星小齿轮12的旋转轴线斜对地定向，从而赋予它们凹槽的功能，在凹槽中，油从圆柱体的中间被引导至其周边，以在其整个宽度上润滑齿轮系。

在该示例中，对支撑行星小齿轮的轴承进行润滑的第一油分配回路43-44需要输送比第二回路45-45a-45b更大的油流。为此，与第一油分配回路相对应的第一系列的杯状部37a的周向延伸大于第二系列的杯状部37b的周向延伸。这里，正常运行时的油流量需要三分之二到三分之一的比例；两个系列的杯状部37a、37b的周向延伸大致遵守该比例。

这里，参照具有四个行星小齿轮12的减速器10的架构呈现了该组件，其中具有不同类型的两个系列的油分配回路43-44、45-45a-45b。对于其他减速器的架构，每个系列的杯状部的数量可能不同。类似地，根据油分配回路的类型，具有相似周向延伸的一系列杯状部的数量可能不同。例如，第二油分配回路可以再分为两个，一个专用于太阳小齿轮11和行星小齿轮12的齿轮系，而另一个专用于具有冠状件14的齿轮系。在这种情况下，油回收旋转件的变型实施例可以设想为具有不同周向延伸的三个系列的杯状部。

我们现在将关于转筒35中的杯状部37a、37b的布置来描述润滑装置的若干实施例。

参照图5a，在与涡轮发动机的标称运行条件相对应的第一运行模式下，例如在安装有该涡轮发动机的飞行器的巡航飞行中，第一油流被喷嘴33发送到转筒35。在图5a至图5c中所示的，通过离开转筒35的通道43、45，该流量被调整以对应于由所有油分配回路使用的流量的总和。

这里，如上所述的，第一油分配回路43比第二回路45需要比三分之二到三分之一的比例更高的油流量。因此，旋转件的转筒35被设计成使得第一系列的杯状部37a的延伸以大致相同的比例大于第二系列的杯状部37b的延伸。在减速器10的运行期间，每个杯状部37a、37b形成用于进入与每个杯状部连通的油分配回路的油的缓冲储存器。在离心压力的作用下并且根据使流量与油分配回路43、45中的每个的压力相关的规律，油在每个杯状部37a、37b中形成团，团的液位在相对于底部38的特定值处达到平衡。在图5a中以及在下面的图中，存在于杯状部37a、37b中的油团的液位由圆弧46a、46b表示，圆弧通过表示油的阴影线区域与底部36隔开。

杯状部37a、37b的系列中的油位46a、46b不相同。这里，对于相同体积的储油缓冲区，第二系列的杯状部37b中的油位46b因为它们更小的周向延伸而高于第一系列的杯状部37a中的油位46a。在旋转件的设计中，杯状部37a、37b的周向分隔壁38的高度h高于这些油位46a、46b。因此，每个杯状部37a、37b独立于其他杯状部而履行其对相应的油分配回路43、45供应油的功能。因此，由喷嘴33发送的油流以根据它们在第一运行模式下的需求而确定的比例在油分配回路43、45之间进行分配。

参照图5b，在与涡轮发动机的第二运行条件相对应的例如用于飞行器起飞的第二运行模式下，减速器10的润滑油的需求增加，并且另外，它们可以在油分配回路43、45之间进行有区别地分配。为此，通过喷嘴33将高于第一油流量的第二油流量发送到转筒35，从而与油分配回路43、45的所有需求相对应。

在这种情况下，杯状部37a、37b中的油位46a、46b上升，特别是第二系列的杯状部37b的油位46b上升，其已经具有比第一系列的杯状部37a中的油位46a更高的值。在这种情况下，它应该达到的标称值是使流量与每个油分配回路43、45中的压力相关的规律的函数。而且，在设计旋转件时，杯状部37a、37b之间的周向分隔壁38的高度h小于所述标称值。另外，如上所述，周向分隔壁38相对于底部36的高度h略小于侧壁39a、39b的高度h。因此，在该第二运行模式下，第二系列的杯状部37b溢流到第一系列的杯状部37a，但是油通过侧壁39a、39b保持被限制在转筒35中。这种现象的一个结果是，第一系列的杯状部37a直接通过喷射器33以及第二系列的杯状部37b的溢流来供应油。因此，供应第一油分配回路43的油流量与供应第二油分配回路45的油流量的比例增加。典型地，在所考虑的示例中，可获得四分之三到四分之一的比例。

参照图5c，如果由于某些偶然的原因，由喷射器33发送的流量相对于穿过减速器10的油分配回路43、45的流量变得过大，则杯状部37a、37b中的油位46a、46b到达侧壁39a、39b的内径向边缘40a、40b。如现有技术那样，油之后经由侧壁39a、39b从转筒35开始溢流。从转筒35溢出的过量的油之后在围绕减速器10的壳体e1中回收。

此外，图5b中呈现的情况在这里还可以对应于第二油分配回路45中的一个被阻塞并且不吸收标称油流量时的退化情况。在这种情况下，相应的杯状部37b溢流到相邻的杯状部37a中，而没有任何油经由侧壁39a、39b溢出。

相反，在未示出的、其中油分配回路中的一个未被正确设置并且允许超过所需的更多的油通过的情况下，相应的杯状部中的油的液位可能下降，但是这不影响其他杯状部的运行以及其他回路提供的润滑油。

本发明已经提出了一种类型的涡轮发动机和一种类型的减速器，但是本领域技术人员可以容易地将其转移，特别是转移到驱动两个反向旋转的风扇的周转轮系减速器的情况，在这种情况下是外冠状件进行旋转。