RU2788264C2 - Aviation gas-turbine engine with at least two cases and with power takeoff - Google Patents
Aviation gas-turbine engine with at least two cases and with power takeoff Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788264C2 RU2788264C2 RU2021100037A RU2021100037A RU2788264C2 RU 2788264 C2 RU2788264 C2 RU 2788264C2 RU 2021100037 A RU2021100037 A RU 2021100037A RU 2021100037 A RU2021100037 A RU 2021100037A RU 2788264 C2 RU2788264 C2 RU 2788264C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine engine
- gas turbine
- pressure housing
- bearing
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 48
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к авиационному газотурбинному двигателю по меньшей мере с двумя корпусами, оснащенному средствами отбора мощности.The present invention relates to an aircraft gas turbine engine with at least two housings, equipped with power take-offs.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Предшествующий уровень техники представлен документами ЕР-А1-1 701 019, WO-A1-99/47799, US-A1-2012/213629, FR-A1-2 645 907, FR-A1-3 026 775 и WO-A1-2015/166187.The prior art is represented by documents EP-A1-1 701 019, WO-A1-99/47799, US-A1-2012/213629, FR-A1-2 645 907, FR-A1-3 026 775 and WO-A1-2015 /166187.
В области самолетостроения в настоящее время ставят многие задачи, связанные с возможностью использования гибридных двигателей для гражданской авиации. Использование электрической энергии в настоящее время рассматривают не только для обеспечения функций летательного аппарата, но также для электрификации функций газотурбинного двигателя.In the field of aircraft construction, many tasks are currently being set related to the possibility of using hybrid engines for civil aviation. The use of electrical energy is currently being considered not only to provide the functions of an aircraft, but also to electrify the functions of a gas turbine engine.
Этот вывод приводит к изучению решений гибридной архитектуры двигателя, в которой сочетают энергию углеводородного топлива и электрическую энергию для обеспечения приведения во вращение движущей части (вентиляторы газотурбинного двигателя) и питания некоторых функций приводов и/или летательного аппарата.This conclusion leads to the study of hybrid engine architecture solutions that combine hydrocarbon fuel energy and electrical energy to provide rotation of the moving part (gas turbine engine fans) and power some drive and/or aircraft functions.
Эти архитектуры могут быть основаны, в частности, на архитектуре с высокой степенью двухконтурности и с редуктором, а также с несколькими корпусами (2 или 3 корпуса). В этих архитектурах газотурбинный двигатель содержит корпус низкого давления и корпус высокого давления, при этом каждый корпус содержит вал, соединяющий ротор компрессора с ротором турбины.These architectures can be based in particular on high bypass and geared architectures, as well as multiple housings (2 or 3 housings). In these architectures, the gas turbine engine comprises a low pressure housing and a high pressure housing, each housing containing a shaft connecting the compressor rotor to the turbine rotor.
Известны отбор мощности на одном из этих корпусов и подача этой мощности на электрический генератор для производства электрической энергии, причем этот генератор может дополнительно обеспечивать функцию стартера, то есть электрического привода при запуске газотурбинного двигателя.It is known to take power from one of these housings and supply this power to an electric generator for the production of electric energy, and this generator can additionally provide the function of a starter, that is, an electric drive when starting a gas turbine engine.
Средства отбора мощности на корпусе газотурбинного двигателя классически включают в себя вал отбора мощности, на одном конце которого установлена коническая шестерня, зацепляющаяся с коническим колесом угловой передачи, которое приводится во вращение корпусом.The power take-off means on the casing of a gas turbine engine classically include a power take-off shaft, at one end of which is mounted a bevel gear meshing with a bevel gear that is driven by the casing.
При известных в настоящее время технологиях применение отбора большой мощности на корпусе низкого давления газотурбинного двигателя, в частности, с высокой степенью двухконтурности и с редуктором, оказывается очень сложным. Размеры и габарит средств отбора мощности являются слишком большими, чтобы предусмотреть использование, аналогичное использованию средств отбора мощности на корпусе высокого давления. Так, невозможно установить колесо угловой передачи непосредственно на вал корпуса низкого давления.With currently known technologies, the application of a high power take-off on the low-pressure casing of a gas turbine engine, in particular with a high bypass ratio and with a gearbox, turns out to be very difficult. The size and dimension of the power take-offs are too large to allow for a use similar to that of the power take-offs on the pressure vessel. Thus, it is not possible to mount the bevel gear wheel directly on the shaft of the low pressure housing.
Одним из решений могло бы стать добавление зубчатой передачи между валом корпуса низкого давления и валом отбора мощности. Однако средства отбора будут в этом случае более сложными и более габаритными по причине большего числа необходимых деталей.One solution would be to add a gear between the low pressure housing shaft and the power take-off shaft. However, the selection means will in this case be more complex and larger due to the greater number of necessary parts.
В этом случае система зубчатых колес будет включать в себя несколько шестерен, одна из которых будет закреплена напрямую на валу корпуса низкого давления. Направляющие опорные подшипники корпуса будут удалены от этой шестерни в осевом направлении, что может создать проблемы соблюдения зазора при зацеплении между шестернями.In this case, the gear system will include several gears, one of which will be mounted directly on the shaft of the low pressure housing. The guide block bearings of the housing will be axially spaced from this gear, which can create clearance problems when meshing between the gears.
Кроме того, газотурбинный двигатель с высокой степенью двухконтурности характеризуется, в частности, небольшим диаметром двигателя (который имеет вид осиной талии). Проточный тракт потока первого контура в двигателе имеет, таким образом, небольшой внутренний диаметр, который уменьшает, в частности, свободное кольцевое пространство между корпусами и этим проточным трактом, расположенным вокруг корпусов. Здесь невозможно установить средства отбора мощности и, в частности, вышеупомянутую зубчатую передачу, так как они будут занимать слишком много места в радиальном направлении и будут пересекаться с проточным трактом.In addition, the gas turbine engine with a high bypass ratio is characterized, in particular, by a small engine diameter (which has the appearance of a wasp waist). The primary flow path in the engine thus has a small internal diameter, which reduces in particular the free annular space between the housings and this flow path located around the housings. Here it is not possible to install the power take-offs, and in particular the aforementioned gear train, since they would take up too much space in the radial direction and would interfere with the flow path.
Наконец, было отмечено, что средства отбора мощности обычно передают вибрации и динамические напряжения на опорные подшипники через опоры этих подшипников. Эти вибрации могут отрицательно сказаться на работе и на сроке службы опорных подшипников, а также газотурбинного двигателя.Finally, it has been noted that power take-offs typically transmit vibrations and dynamic stresses to journal bearings through the bearing mounts. These vibrations can adversely affect the operation and life of the support bearings as well as the gas turbine engine.
Настоящим изобретение предложено решение по меньшей мере части вышеупомянутых проблем.The present invention provides a solution to at least part of the above problems.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Изобретением предложен авиационный газотурбинный двигатель, причем этот газотурбинный двигатель содержит по меньшей мере корпус низкого давления и корпус высокого давления, а также средства отбора мощности по меньшей мере на упомянутом корпусе низкого давления, при этом упомянутые средства отбора мощности содержат первый вал отбора мощности, проходящий по существу радиально относительно продольной оси вращения упомянутых корпусов, при этом первый вал отбора имеет радиально внутренний конец, на котором установлена первая коническая шестерня, зацепляющаяся с первым коническим колесом угловой передачи, приводимым во вращение упомянутым корпусом низкого давления, при этом газотурбинный двигатель дополнительно содержит первую кольцевую опору подшипника, расположенную вокруг упомянутой оси и жестко соединенную со статором,The invention proposes an aircraft gas turbine engine, wherein this gas turbine engine comprises at least a low-pressure housing and a high-pressure housing, as well as power take-off means at least on said low-pressure housing, while said power take-off means comprise a first power take-off shaft passing along essentially radially with respect to the longitudinal axis of rotation of said housings, wherein the first selection shaft has a radially inner end, on which the first bevel gear is mounted, meshing with the first bevel gear of the angular transmission driven by said low pressure housing, while the gas turbine engine additionally comprises the first annular bearing support located around said axis and rigidly connected to the stator,
отличающийся тем, что упомянутая первая опора подшипника содержит первый по существу цилиндрический участок, который расположен коаксиально с вторым по существу цилиндрическим участком упомянутого колеса угловой передачи, причем эти первый и второй участки направляются один внутри другого опорными подшипниками, и упомянутое колесо угловой передачи приводится во вращение упомянутым корпусом низкого давления через кольцевую демпфирующую деталь, которая выполнена независимо от упомянутой первой опоры подшипника.characterized in that said first bearing support comprises a first substantially cylindrical section, which is located coaxially with the second essentially cylindrical section of said angular transmission wheel, wherein these first and second sections are guided one inside the other by support bearings, and said angular transmission wheel is driven into rotation said low-pressure housing through an annular damping piece, which is made independently of said first bearing support.
Таким образом, настоящим изобретением предложено решение отбора мощности на корпусе низкого давления или НД.Thus, the present invention proposes a power take-off solution on a low pressure or LP casing.
Понятно, что колесо угловой передачи приводится во вращение корпусом через демпфирующую деталь, выполненную с возможностью поглощать вибрации и/или динамические напряжения за счет своей способности к упругой деформации. Кроме того, опора подшипника является независимой от этой демпфирующей детали, которая, таким образом, не передает вибрации и/или динамические напряжения на опору подшипников, а также на опорные подшипники, с которыми связана опора подшипника. Это обеспечивает оптимальную работу опорных подшипников и, в частности, оптимальное направление центрованных деталей этими опорными подшипниками, например, таких как вал отбора мощности.It will be understood that the bevel gear wheel is driven by the housing through a damping piece configured to absorb vibrations and/or dynamic stresses due to its elastic deformability. In addition, the bearing pedestal is independent of this damping part, which thus does not transmit vibrations and/or dynamic stresses to the bearing pedestal as well as to the journal bearings to which the bearing pedestal is associated. This ensures optimum operation of the journal bearings and in particular the optimum guidance of centered parts by these journal bearings, such as the power take-off shaft, for example.
Заявленный газотурбинный двигатель может иметь один или несколько следующих признаков, рассматриваемых отдельно друг от друга или в комбинации друг с другом:The claimed gas turbine engine may have one or more of the following features, considered separately from each other or in combination with each other:
- упомянутые первый и второй участки направляются двумя смежными и отстоящими друг от друга в осевом направлении опорными подшипниками, такими как шарикоподшипник и роликоподшипник,said first and second portions are guided by two adjacent and axially spaced support bearings such as a ball bearing and a roller bearing,
- упомянутая первая опора подшипника закреплена или соединена с направляющим кожухом упомянутого вала отбора,- said first bearing support is fixed or connected to the guide casing of said selection shaft,
- упомянутая первая опора подшипника имеет в осевом полусечении общую L-образную форму, радиально внутренняя периферия которой содержит упомянутый первый участок и предназначена для по меньшей мере частичного охвата упомянутым колесом угловой передачи,- said first bearing support has an overall L-shape in axial half-section, the radially inner periphery of which contains said first section and is designed to be at least partially covered by said angular gear wheel,
- упомянутое колесо угловой передачи имеет в осевом полусечении общую L-образную форму, радиально внутренняя периферия которой содержит упомянутый второй участок и предназначена для по меньшей мере частичного охвата упомянутой опорой подшипника,- said bevel gear wheel has an overall L-shape in axial half-section, the radially inner periphery of which contains said second section and is designed to be at least partially enclosed by said bearing support,
- упомянутое колесо угловой передачи приводится во вращение упомянутым корпусом низкого давления через кольцевую демпфирующую деталь, обладающую способностью упругой деформации кручения вокруг упомянутой оси и/или в радиальном направлении.- said bevel gear wheel is driven by said low-pressure housing through an annular damping piece capable of elastic torsion deformation around said axis and/or in the radial direction.
- упомянутое колесо угловой передачи приводится во вращение упомянутым корпусом низкого давления через кольцевую демпфирующую деталь, имеющую кольцевой ряд сквозных отверстий и/или имеющей кольцевой участок с С-образным осевым полусечением, раскрыв которого ориентирован в осевом направлении в сторону входа или в сторону выхода,- said bevel gear wheel is driven by said low-pressure housing through an annular damping piece having an annular row of through holes and/or having an annular section with a C-shaped axial half-section, the opening of which is oriented in the axial direction towards the inlet or the outlet,
- упомянутая первая коническая шестерня и упомянутое первое колесо угловой передачи расположены в смазочной камере направляющего опорного подшипника корпуса высокого давления,- said first bevel gear and said first bevel gear wheel are located in the lubrication chamber of the pressure housing guide support bearing,
- газотурбинный двигатель содержит также средства отбора мощности на упомянутом корпусе высокого давления, причем эти средства отбора включают в себя второй вал отбора мощности, проходящий по существу радиально относительно упомянутой оси и содержащий радиально внутренний конец, на котором установлена вторая коническая шестерня, зацепляющаяся с вторым коническим колесом угловой передачи, приводимым во вращение упомянутым корпусом высокого давления, при этом упомянутая вторая шестерня и упомянутое второе колесо угловой передачи расположены в упомянутой смазочной камере,- the gas turbine engine also comprises power take-off means on said high-pressure housing, said power take-off means including a second power take-off shaft extending substantially radially with respect to said axis and containing a radially inner end on which a second bevel gear is mounted, engaging with the second bevel an angle gear wheel driven by said high pressure housing, wherein said second gear and said second angle gear wheel are located in said lubrication chamber,
- газотурбинный двигатель содержит промежуточный картер, имеющий кольцевую обечайку, вокруг которой расположен кольцевой ряд трубчатых стоек, причем эта обечайка отделяет упомянутую смазочную камеру от кольцевого проточного газового тракта, расположенного вокруг этой камеры, и расположена в осевом направлении между упомянутой первой опорой подшипника и упомянутым направляющим опорным подшипником корпуса высокого давления, при этом упомянутые первый и второй валы отбора проходят через различные стойки этого промежуточного картера.- gas turbine engine contains an intermediate crankcase having an annular shell, around which there is an annular row of tubular racks, and this shell separates the mentioned lubrication chamber from the annular flow gas path located around this chamber, and is located in the axial direction between the mentioned first bearing support and the mentioned guide support bearing of the high-pressure housing, while said first and second selection shafts pass through various racks of this intermediate crankcase.
Объектом настоящего изобретения является также способ модульной сборки описанного выше газотурбинного двигателя, содержащий этапы, на которых:The subject of the present invention is also a method for modular assembly of the gas turbine engine described above, comprising the steps of:
(а) устанавливают первый модуль газотурбинного двигателя, причем этот первый модуль содержит по меньшей мере часть корпуса высокого давления, по меньшей мере часть промежуточного картера, часть корпуса низкого давления, в том числе его главный вал, а также вторые средства отбора мощности,(a) installing the first module of the gas turbine engine, and this first module contains at least part of the high pressure housing, at least part of the intermediate crankcase, part of the low pressure housing, including its main shaft, as well as the second power take-off means,
(b) устанавливают второй модуль газотурбинного двигателя и соединяют его осевым поступательным движением, начиная от входа, на и вокруг части упомянутого первого модуля, причем этот второй модуль содержит упомянутую первую опору подшипника, а также упомянутые первые средства отбора мощности, и(b) installing the second module of the gas turbine engine and connecting it in axial translation, starting from the entrance, on and around the part of the mentioned first module, and this second module contains the mentioned first bearing support, as well as the mentioned first power take-off means, and
(с) устанавливают третий модуль газотурбинного двигателя и соединяют его осевым поступательным движением, начиная от входа, причем этот третий модуль содержит часть корпуса низкого давления, в том числе вторичный вал, а также упомянутую демпфирующую деталь, причем этот третий модуль содержит часть, заходящую в радиальном направлении между частями упомянутых первого и второго модулей, причем эта сборка позволяет соединить через шлицы, с одной стороны, главный и вторичный валы корпуса низкого давления и, с другой стороны, через другие шлицы демпфирующую деталь, установленную на упомянутом вторичном валу, с упомянутым колесом угловой передачи или с промежуточной деталью, уже соединенной с этим колесом угловой передачи.(c) installing the third module of the gas turbine engine and connecting it with axial translational movement, starting from the input, and this third module contains a part of the low pressure housing, including the output shaft, as well as said damping part, and this third module contains a part entering into in the radial direction between the parts of the mentioned first and second modules, and this assembly allows you to connect through the splines, on the one hand, the main and secondary shafts of the low-pressure housing and, on the other hand, through the other splines, the damping part mounted on the mentioned output shaft, with the mentioned wheel corner drive or with an intermediate piece already connected to this corner drive wheel.
ОПИСАНИЕ ФИГУРDESCRIPTION OF FIGURES
Изобретение, его другие детали, признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:The invention, its other details, features and advantages will be more apparent from the following description, presented as a non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 - схематичный вид в осевом разрезе авиационного газотурбинного двигателя с высокой степенью двухконтурности и с редуктором.Fig. 1 is a schematic axial sectional view of an aircraft gas turbine engine with a high bypass ratio and with a reduction gear.
Фиг. 2 - схематичный вид средств отбора мощности на корпусах низкого давления и высокого давления газотурбинного двигателя.Fig. 2 is a schematic view of the power take-off means on the low pressure and high pressure casings of a gas turbine engine.
Фиг. 3 - частичный схематичный половинчатый вид в осевом разрезе средств отбора мощности согласно варианту выполнения авиационного газотурбинного двигателя.Fig. 3 is a partial schematic half-length view in axial section of power take-offs according to an embodiment of an aircraft gas turbine engine.
Фиг. 4 - вид, аналогичный фиг. 3, иллюстрирующий этапы модульного монтажа газотурбинного двигателя, показанного на этой фиг. 3.Fig. 4 is a view similar to FIG. 3 illustrating the steps for modularizing the gas turbine engine shown in this FIG. 3.
Фиг. 5 - частичный схематичный вид в осевом разрезе средств отбора мощности согласно версии выполнения авиационного газотурбинного двигателя.Fig. 5 is a partial schematic axial sectional view of power take-offs according to a version of an aircraft gas turbine engine.
Фиг. 6 - вид, аналогичный фиг. 5, иллюстрирующий этапы модульного монтажа газотурбинного двигателя, показанного на этой фиг. 5.Fig. 6 is a view similar to FIG. 5 illustrating the steps for modularizing the gas turbine engine shown in this FIG. five.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Обратимся сначала к фиг. 1, где схематично показан двухкорпусный и двухконтурный авиационный газотурбинный двигатель 10.Referring first to FIG. 1, which schematically shows a double-casing and by-pass aircraft
Классически, газотурбинный двигатель 10 содержит газогенератор 12, на входе которого расположен вентилятор 14. Вентилятор 14 окружен картером 16 вентилятора, который является частью гондолы 18, расположенной вокруг и вдоль основной части газогенератора 12.Classically, the
В данном случае газогенератор 12 содержит два корпуса, а именно корпус 12а низкого давления или НД и корпус 12b высокого давления или ВД. Каждый корпус включает в себя компрессор и турбину.In this case, the
Термины «вход» и «выход» следует рассматривать относительно главного направления F потока газов в газотурбинном двигателе 10, причем это направление F проходит параллельно продольной оси А газотурбинного двигателя.The terms "inlet" and "outlet" should be considered with respect to the main direction F of the flow of gases in the
От входа к выходу газогенератор 12 содержит компрессор 20 низкого давления, компрессор 22 высокого давления, камеру 24 сгорания, турбину 26 высокого давления и турбину 28 низкого давления.From inlet to outlet,
Вентилятор 14 содержит кольцевой ряд лопаток 30, приводимых во вращение валом 32 вентилятора, который соединен с ротором корпуса 12а низкого давления через редуктор 33. Газовый поток, проходящий через вентилятор (стрелка F), делится на входе газогенератора 12 кольцевым носиком 34 на радиально внутренний кольцевой поток, называемый первичным потоком 36, который питает газогенератор 12, и на радиально наружный кольцевой поток, называемый вторичным потоком 38, который проходит между газогенератором 12 и гондолой 18 и обеспечивает основную часть тяги газотурбинного двигателя.The
Между компрессорами низкого и высокого давления 20, 22 находится промежуточный картер 40, который конструктивно соединяет газогенератор 12 с картером 16 вентилятора и с гондолой 18. Промежуточный картер 40 содержит кольцевой ряд радиально внутренних стоек 42, проходящих в первичном потоке 36 между проточными трактами компрессоров низкого и высокого давления 20, 22, и кольцевой ряд радиально наружных стоек 44, проходящих во вторичном потоке 38. Стойки 42, 44 обычно выполнены в ограниченном количестве (менее десяти), являются трубчатыми, и через них проходят различные вспомогательные трубопроводы и сети.Between the low and
Ротор корпуса 12а низкого давления, а также вал 32 вентилятора направляются опорными подшипниками 46. Ротор корпуса 12b высокого давления направляется опорными подшипниками 48. Опорные подшипники 46, 48 являются шарикоподшипниками или роликоподшипниками и содержат, каждый, внутреннее кольцо, установленное на направляемом валу, наружное кольцо, установленное на кольцевой опоре подшипников и тело качения между кольцами. The rotor of the low pressure casing 12a as well as the
Опоры подшипников расположены вокруг оси А и представляют собой неподвижные детали, соединенные со статором и, например, с промежуточным картером 40 в случае опорных шарикоподшипников 46а, 48а, направляющих входные концы роторов НД и ВД. Каждый из роторов НД и ВД содержит главный вал и, возможно, присоединенные кольцевые детали, такие как цапфы и т.д.The bearing supports are located around axis A and are fixed parts connected to the stator and, for example, to the
Газотурбинный двигатель 10 содержит средства 50 отбора мощности на корпусе ВД 12b, которые включают в себя вал 50а отбора мощности, имеющий по существу радиальную ориентацию относительно оси А. Радиально внутренний конец вала 50а находится вблизи корпуса ВД и содержит установленную на нем коническую шестерню 50b, которая зацепляется с колесом 50с угловой передачи, соединенным с входным концом вала 12ba корпуса ВД 12b. Радиально наружный конец вала 50а соединен с зубчатыми колесами коробки 52 агрегатов, обычно называемой AGB, что является сокращением от английского выражения Accessory Gear Box (фиг. 1 и 2). Коробка 52 агрегатов находится в кольцевом пространстве, расположенном вокруг газогенератора 12 между проточными трактами первичного и вторичного потоков 36, 38. Вал 50а проходит через проточный тракт первичного потока и через одну из стоек 42 промежуточного картера 40.The
Кроме того, газотурбинный двигатель 10 содержит средства 54 отбора мощности на корпусе НД 12а, включающие в себя вал 54а отбора мощности, который имеет по существу радиальную ориентацию относительно оси А. Радиально внутренний конец вала 54а находится вблизи корпуса НД и содержит установленную на нем коническую шестерню 54b, которая зацепляется с колесом 54с угловой передачи, соединенным с входным концом вала 12аa корпуса НД 12а. Радиально наружный конец вала 54а соединен с зубчатыми колесами другой коробки 56 агрегатов, обычно называемой AGB (фиг. 1 и 2). Коробка 56 агрегатов находится в вышеупомянутом кольцевом пространстве, и вал 54а проходит через проточный тракт первичного потока и через другую из стоек 42 промежуточного картера 40.In addition, the
Как более наглядно показано на фиг. 3, направляющий опорный подшипник 48а вала 12ba корпуса ВД 12b, находится в кольцевой камере Е смазки этого опорного подшипника. Осевое полусечение этой камеры Е имеет общую треугольную форму. В данном случае она ограничена на своей внутренней периферии входным концом вала 12ba корпуса ВД 12b и участком вала 12аа корпуса НД 12а, проходящим в осевом направлении через вал 12ba корпуса ВД 12b. Кроме того, с входной стороны камера Е ограничена кольцевым капотом 60 и с выходной стороны - усеченной конусной обечайкой 62 промежуточного картера 40, радиально наружная периферическая поверхность 62а которой ограничивает изнутри проточный тракт первичного потока 36.As shown more clearly in FIG. 3, the guide support bearing 48a of the shaft 12ba of the
Капот 60 имеет общую форму усеченного конуса, в котором входной конец меньшего диаметра окружает вышеупомянутый участок вала 12аа корпуса НД 12а, а выходной конец большего диаметра закреплен, например, болтами 74, на входном конце большего диаметра обечайки 62. На выходном конце меньшего диаметра обечайки 62 установлено наружное кольцо 48аа опорного подшипника 48а, при этом его внутреннее кольцо 48ab соединено во вращении с входным концом вала 12ba корпуса ВД 12b.
Таким образом, камера Е ограничена деталями ротора и деталями статора. Камера Е герметизирована кольцевыми прокладками на уровне зазоров между деталями ротора и статора. Это касается промежутка между капотом 60 и цапфой 61, соединенной во вращении с корпусом НД 12а, где находятся лабиринтные уплотнительные прокладки, обозначенные позицией 64. Это относится также к промежутку между промежуточным картером 40 и валами 12аа, 12ba корпусов НД и ВД, при этом лабиринтные уплотнительные прокладки 66, 67 расположены между уплотнительным кольцом 68, закрепленным на картере 40, и этими корпусами 12а, 12b. Кольцо 68 закреплено своим радиально наружным концом на картере 40, а на его радиально внутреннем конце находятся истираемые элементы, из которых первый, входной элемент взаимодействует с выступающими кольцевыми гребешками прокладки 66, находящимися на кольцевой детали 69 корпуса НД 12а, а второй, выходной элемент взаимодействует с выступающими кольцевыми гребешками прокладки 67, находящимися на входном конце вала 12ba корпуса ВД 12b.Thus, the chamber E is limited by the parts of the rotor and the parts of the stator. Chamber E is sealed with O-rings at the level of the gaps between the parts of the rotor and the stator. This applies to the gap between the
Что касается средств 50 отбора мощности на валу ВД 12b, то колесо 50с угловой передачи, шестерня 50b, а также радиально внутренний конец вала 50а (в данном случае не показан) расположены в камере Е.With regard to the power take-off means 50 on the
Точно так же, если говорить о средствах 54 отбора мощности на валу НД 12а, колесо 54с угловой передачи, шестерня 54b, а также радиально внутренний конец вала 54а расположены в камере Е.Similarly, with regard to the power take-off means 54 on the
Валы 50а, 54а могут иметь наклон относительно плоскости, перпендикулярной к оси А газотурбинного двигателя, и могут иметь подобные углы наклона, как в представленном примере.The
Как было указано выше и показано на фиг. 2, валы 50а, 54а не проходят через одни и те же стойки промежуточного картера 40 и, таким образом, образуют между собой угол. Например, они расположены соответственно в стойках, находящихся между 6 часов и 8 часов по аналогии с циферблатом часов. Шестерня 50b показана на фиг. 3 пунктирной линией для лучшего понимания изобретения, но она не находится в плоскости сечения чертежа.As mentioned above and shown in FIG. 2, the
Зацепление между шестерней 50b и колесом 50с угловой передачи по существу находится на окружности С1, диаметр которой меньше диаметра окружности С2 зацепления шестерни 54b с колесом 54с.The engagement between the
Кольцо 68 содержит сквозное отверстие 70, через которое проходит шестерня 50b, которая может вращаться в этом отверстии. Как было указано выше, это отверстие 70 показано для облегчения понимания изобретения, но оно не находится в плоскости сечения чертежа.The
Радиально внутренний конец вала 54а направляется кожухом 72, закрепленным на капоте 60 и на промежуточном картере 40. В данном случае кожух 72 содержит два коаксиальных опорных подшипника, соответственно роликоподшипник и шарикоподшипник, и содержит радиально наружный кольцевой фланец 72а крепления на радиально наружном кольцевом фланце 60а капота 60.The radially inner end of the
Фланца 72а, 60а скреплены между собой и даже закреплены на промежуточном картере 40 при помощи болтов 74, и в данном случае между этими фланцами 72а, 60а вставлен радиально наружный кольцевой фланец 76а кольцевой опоры 76 подшипников.The
На опоре 76 установлены направляющие опорные подшипники 78, 80 колеса 54с угловой передачи. Колесо 54с содержит цилиндрическую стенку 54а, соединенную с наружными кольцами 78а, 80а опорных подшипников 78, 80, которые в данном случае являются смежными и отстоят друг от друга в осевом направлении. Роликоподшипник 78 находится на входе, а другой опорный подшипник 80 на выходе является шарикоподшипником. Внутренние кольца 78b, 80b опорных подшипников 70, 80 жестко соединены с по существу цилиндрической стенкой 76b опоры 76 подшипника. Здесь наоборот, опорный подшипник 78 является роликоподшипником и может находиться на выходе, а другой опорный подшипник 80, в данном случае на входе, является шарикоподшипником.Mounted on the
Таким образом, понятно, что стенка 76b опоры 76 подшипника проходит радиально внутри стенки 54са колеса. Стенка 76b соединена с фланцем 76а через усеченную конусную стенку 76с, которая расширяется радиально наружу от входа к выходу. Как показано на фиг. 3, стенка 76с проходит вдоль капота 60 и образует с ним кольцевое пространство, в котором может проходить масляная магистраль 82. Стенка 76b расположена вокруг и на радиальном расстоянии от корпуса НД 12а и образует с ним кольцевое пространство, в котором расположен, в частности, кольцевой ряд масляных жиклеров 84, сообщающихся с магистралью 82. Жиклеры 84 выполнены с возможностью распылять масло на опорные подшипники 78, 80, причем это масло распыляется на радиально внутренней поверхности стенки 76b и проходит до опорных подшипников 78, 80 через отверстия 76ba стенки 76b.Thus, it is understood that the
Таким образом, понятно, что опора 76 подшипников жестко соединена с капотом 60 и является частью статора газотурбинного двигателя. Колесо 54с угловой передачи соединено во вращении с корпусом НД 12а через кольцевую демпфирующую деталь 86.Thus, it is understood that the bearing
В представленном примере деталь 86 закреплена на корпусе НД 12а. Она содержит по существу цилиндрический входной участок 86а, который зажат в осевом направлении между цапфой 61 и деталью 69. Кроме того, она содержит выходной участок 86b большего диаметра, который содержит, с одной стороны, кольцевой ряд сквозных отверстий 88 и, с другой стороны, кольцевой ряд наружных шлиц 90. Отверстия 88 расположены и рассчитаны по размерам таким образом, чтобы придавать детали 86 некоторую гибкость при кручении и чтобы деталь могла демпфировать вибрации и/или динамические напряжения во время работы. Шлицы 90 взаимодействуют с соответствующим шлицами внутренней периферии кольцевой соединительной детали 92, наружная периферия которой закреплена на колесе 54с угловой передачи и, например, зажата между наружным кольцом 80а опорного подшипника 80 и гайкой 94, установленной и завинченной радиально внутри стенки 54са колеса 54с угловой передачи. Между наружными кольцами 78а, 80а опорных подшипников 78, 80 вставлена распорка 96, чтобы удерживать их в положении и на расстоянии друг от друга. Точно так же, распорка 98 вставлена между внутренними кольцами 78b, 80b опорных подшипников 78, 80, и гайка 100 установлена и завинчена радиально снаружи цилиндрической стенки 76b опоры 76 подшипников.In the example shown,
Предусмотрены также наборы шлиц 102 для соединения во вращении цапфы 61, демпфирующей детали 86 и детали 69 с остальной частью корпуса НД 12а. Цапфа 61, демпфирующая деталь 86 и деталь 69 содержат внутренние шлицы, которые взаимодействуют с наружными шлицами вала 104 корпуса НД, который, в свою очередь, взаимодействует при помощи другого набора шлиц 106 с валом 12аа корпуса НД 12а.Sets of
Вал 104 может быть входным валом редуктора 33 или валом вентилятора 14, если газотурбинный двигатель не содержит редуктора. The
На фиг. 4 очень схематично показана модульная сборка газотурбинного двигателя 10. В данном случае показаны три модуля, которые собираются поступательным движением друг к другу и заходят друг в друга в осевом направлении.In FIG. 4 shows very schematically the modular assembly of the
Предпочтительно модули соединены друг с другом заранее и затем крепятся друг на друге. Первый модуль В, показанный на чертеже справа, содержит по меньшей мере часть корпуса высокого давления 12b, по меньшей мере часть промежуточного картера 40, часть корпуса низкого давления 12а с его главным валом 12аа, а также вторые средства 50 отбора мощности.Preferably, the modules are connected to each other in advance and then mounted on top of each other. The first module B, shown on the right in the drawing, comprises at least part of the
Второй модуль С, показанный в центре, включает в себя капот 60, опору 76 подшипника, кожух 72, средства 54 отбора мощности и соединительную деталь 92. Следует отметить, что на опоре 76 установлены направляющие опорные подшипники 78, 80 колеса 54с угловой передачи, как было указано выше.The second module C, shown in the center, includes a
Третий модуль D, слева, содержит вал 104, цапфу 61 и детали 86, 69. Этот третий модуль вставляют в осевом направлении внутрь второго модуля С, пока шлицы 90 демпфирующей детали 86 и соединительной детали 92 не начнут взаимодействовать друг с другом.The third module D, on the left, contains a
После этого узел, содержащий второй и третий модули C, D, устанавливают на первом модуле В посредством осевого поступательного движения в направлении от входа к выходу, пока шлицы 106 валов 104, 12аа не начнут взаимодействовать друг с другом.Thereafter, the assembly containing the second and third modules C, D is mounted on the first module B by means of an axial translational movement from the inlet to the outlet until the
Фиг. 5 и 6 аналогичны фиг. 3 и 4 и иллюстрируют версию выполнения изобретения. Эта версия в основном имеет такие же признаки, как и признаки, описанные выше для первого варианта выполнения.Fig. 5 and 6 are similar to Figs. 3 and 4 and illustrate an embodiment of the invention. This version basically has the same features as those described above for the first embodiment.
Основное различие состоит в том, что цилиндрическая часть 54са колеса 54с угловой передачи находится в данном случае радиально внутри (и не снаружи) цилиндрической стенки 76b опоры 76 подшипников.The main difference is that the cylindrical portion 54ca of the
Понятно, что наружные кольца 78а, 80а опорных подшипников 78, 80 закреплены в данном случае на стенке 76b, а внутренние кольца 78b, 80b закреплены на стенке 54са.It will be understood that the
Радиально наружный фланец 76а опоры 76 подшипника закреплен на радиально внутренней кольцевом фланце 72а’ кожуха 72. Стенка 76с опоры 76 подшипников содержит сквозное отверстие 76d для прохождения и вращения шестерни 54b, так как стенка 76 в данном случае проходит радиально внутри радиально внутреннего конца вала 54а отбора мощности.The radially
Стенка 54са колеса 54с угловой передачи расположена вокруг корпуса НД 12а, при этом колесо угловой передачи соединено во вращении с корпусом НД через единую кольцевую деталь, которая является демпфирующей деталью 86’. Эта деталь 86’ в данном случае зажата в осевом направлении между цапфой 61, находящейся на входе, и гайкой 108 на выходе. Узел установлен на валу 104.The wall 54ca of the
Деталь 86’ содержит радиально внутренний цилиндрический участок 86а’, расположенный между цапфой 61 и гайкой 108 и связанный через внутренние шлицы 86аа’ с соответствующими наружными шлицами вала 104, и радиально наружный гибкий участок 86b’. Этот участок 86b’ имеет осевое полусечение С-образной формы, раскрыв которого ориентирован в осевом направлении, в данном случае в сторону входа. Этот участок 86b’ содержит на своей наружной периферии наружные шлицы 90, которые взаимодействуют с соответствующими внутренними шлицами стенки 54са колеса угловой передачи.Part 86' includes a radially inner
Масло для смазки опорных подшипников 78, 80 в данном случае поступает не через вход колеса 54с угловой передачи, а через выход. В данном случае масляные жиклеры 84’ расположены в кольцевом пространстве, расположенном между стенкой 54са колеса 54с угловой передачи и кольцом 68.The oil for lubricating the
Уплотнительные прокладки 64, 64’ лабиринтного типа в данном случае находятся, с одной стороны, между капотом 60 и цапфой 61 и, с другой стороны, между выходным концом детали 86’ и входным концом уплотнительного кольца 68. Другая уплотнительная лабиринтная прокладка 67 находится между этим уплотнительным кольцом 68 и входным концом вала 12ba корпуса ВД 12b.The labyrinth-type seals 64, 64' in this case are, on the one hand, between the
На фиг. 6 очень схематично показана модульная сборка этой версии газотурбинного двигателя 10. В данном случае показаны три модуля, которые собираются поступательным движением друг к другу и заходят друг в друга в осевом направлении.In FIG. 6 shows very schematically the modular assembly of this version of the
Предпочтительно модули соединены друг с другом заранее и затем крепятся друг на друге. Первый модуль В, показанный на чертеже справа, содержит по меньшей мере часть корпуса высокого давления 12b, по меньшей мере часть промежуточного картера 40, часть корпуса низкого давления 12а с его главным валом 12аа, а также вторые средства 50 отбора мощности.Preferably, the modules are connected to each other in advance and then mounted on top of each other. The first module B, shown on the right in the drawing, comprises at least part of the
Второй модуль С, показанный в центре, включает в себя капот 60, опору 76 подшипников, кожух 72 и средства 54 отбора мощности. The second module C, shown in the center, includes a
Третий модуль D, слева, содержит вал 104, цапфу 61 и деталь 86’. Этот третий модуль вставляют в осевом направлении внутрь второго модуля С, пока шлицы 90 демпфирующей детали 86 и колеса 54с угловой передачи не начнут взаимодействовать друг с другом.The third module D, on the left, contains
После этого узел, содержащий второй и третий модули C, D, устанавливают по меньшей мере частично вокруг первого модуля В посредством осевого поступательного движения от входа к выходу, пока шлицы 106 валов 104, 12аа не начнут взаимодействовать друг с другом.Thereafter, the assembly containing the second and third modules C, D is installed at least partially around the first module B by means of an axial translational movement from the inlet to the outlet until the
Изобретение позволяет производить отбор мощности на корпусах НД и ВД в одной и той же зоне и, в частности, в одной и той же камере. Осевое стопорение каждого из этих корпусов обеспечивает упорный шарикоподшипник. Один из этих подшипников, а именно опорный подшипник вала ВД (обозначенный 48а) находится в этой камере Е, а другой подшипник, а именно опорный подшипник корпуса НД находится на входе этой камеры и, следовательно, на удалении (он окружен на фиг. 1). Эта ситуация приводит к удалению между опорным шарикоподшипником корпуса НД и отбором мощности на этом корпусе. Это удаление компенсируется шлицевым соединением и креплением опоры 76 подшипников и кожуха 72 на одном и том же картере.EFFECT: invention makes it possible to perform power take-off on LP and HP housings in the same zone and, in particular, in the same chamber. The axial locking of each of these housings is provided by a thrust ball bearing. One of these bearings, namely the HP shaft thrust bearing (indicated 48a) is located in this chamber E, and the other bearing, namely the HP housing thrust bearing, is located at the inlet of this chamber and, therefore, at a distance (it is surrounded in Fig. 1) . This situation results in a distance between the LP housing ball bearing and the power take-off on this housing. This removal is compensated for by splined connection and fastening of the bearing
Изобретение позволяет получить компактное зацепление для отбора мощности, не зависящее от перемещений и от размеров корпуса НД. Шестерня 54b приводится во вращение промежуточной деталью 86, 86’, которая использует гибкую часть, чтобы изолировать зацепление от остальной части двигателя. Камера Е является общей для зацепления и для опорных подшипников, смазку которых обеспечивают жиклеры 84, 84’.EFFECT: invention makes it possible to obtain a compact engagement for power take-off, independent of movements and dimensions of the LP body.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1855607 | 2018-06-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021100037A RU2021100037A (en) | 2022-07-22 |
| RU2788264C2 true RU2788264C2 (en) | 2023-01-17 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973221A (en) * | 1989-04-17 | 1990-11-27 | General Electric Company | Gas turbine engine motor assembly |
| US6058791A (en) * | 1998-03-19 | 2000-05-09 | Alliedsignal, Inc. | Accessory mechanical drive for a gas turbine engine |
| RU2418181C2 (en) * | 2005-02-11 | 2011-05-10 | Снекма | Two-stage gas turbine engine with pto-device at low-and high-pressure rotors, gas turbine engine pto-unit and method of gas turbine assembly |
| RU149787U1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-01-20 | Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ" | GENERATOR DRIVE REDUCER |
| RU2542630C2 (en) * | 2009-10-08 | 2015-02-20 | Снекма | Gas turbine shaft centring and guiding device |
| RU2673027C2 (en) * | 2014-04-29 | 2018-11-21 | Сафран Эркрафт Энджинз | Assembly for aircraft gas-turbine engine and method of its mounting |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973221A (en) * | 1989-04-17 | 1990-11-27 | General Electric Company | Gas turbine engine motor assembly |
| US6058791A (en) * | 1998-03-19 | 2000-05-09 | Alliedsignal, Inc. | Accessory mechanical drive for a gas turbine engine |
| RU2418181C2 (en) * | 2005-02-11 | 2011-05-10 | Снекма | Two-stage gas turbine engine with pto-device at low-and high-pressure rotors, gas turbine engine pto-unit and method of gas turbine assembly |
| RU2542630C2 (en) * | 2009-10-08 | 2015-02-20 | Снекма | Gas turbine shaft centring and guiding device |
| RU2673027C2 (en) * | 2014-04-29 | 2018-11-21 | Сафран Эркрафт Энджинз | Assembly for aircraft gas-turbine engine and method of its mounting |
| RU149787U1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-01-20 | Публичное акционерное общество "МОТОР СИЧ" | GENERATOR DRIVE REDUCER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11506130B2 (en) | Aircraft turbomachine with reduction gear | |
| US8042341B2 (en) | Turbojet engine accessory gear box driveshaft; modular additional accessory | |
| US10422341B2 (en) | Front enclosure which is sealed during the modular dismantling of a turbojet with reduction gear | |
| US11905889B2 (en) | Aircraft turbomachine with reducer | |
| RU2674098C1 (en) | Modular engine, such as jet engine, with speed reduction gear | |
| US11352980B2 (en) | Turbine engine with a contra-rotating turbine for an aircraft | |
| US10487747B2 (en) | Modular assembly for a turbine engine | |
| US11466697B2 (en) | Fan module comprising variable-pitch blades | |
| RU2665194C2 (en) | Device for transferring oil between two coordinate systems rotating relative to each other and propeller turbomachine for aircraft with such device | |
| EP3001072B1 (en) | Oil transfer bearing and oil transfer method | |
| US11326523B2 (en) | Gas turbine engine with accessory gearbox | |
| US9765649B2 (en) | Borescope inspection port fitting | |
| US20200095890A1 (en) | Aircraft turbine engine with reduction gear | |
| EP3431714B1 (en) | Air inlet for a gas turbine engine | |
| US12460550B2 (en) | Fan module equipped with an oil transfer device | |
| US11802514B2 (en) | Epicyclic reduction gear for a turbomachine | |
| RU2788264C2 (en) | Aviation gas-turbine engine with at least two cases and with power takeoff | |
| EP3447247B1 (en) | Gas turbine engine assembly comprising damped fluid transfer tube | |
| US11639688B1 (en) | Mounting for planetary gear systems | |
| CN112334641B (en) | Aircraft turbine engine having at least two bodies and means for extracting power | |
| CN120641644A (en) | Assembly including accessory gearbox and lubrication unit | |
| RU2774134C2 (en) | Turbomachine with gearbox for aircraft | |
| CA2991968A1 (en) | Inter-shaft bearing connected to a compressor boost system |