[发明专利]燃气涡轮发动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2010年10月12日提交的美国No. 12/902,525的部分继续申请。

技术领域

本发明涉及行星齿轮系并且更特别地涉及用于行星齿轮系的润滑系统。

背景技术

行星齿轮系是复杂的机构，该复杂的机构减小或者偶尔增加两个旋转的轴和转子之间的旋转速度。行星齿轮系的紧凑性使得它们极好地用于航空发动机，在该航空发动机中，空间是非常珍贵的。

通过行星齿轮系传递的力和扭矩在齿轮系部件上施加应力，该应力可能使它们容易破裂和磨损。在实践中，情况可能比理想情况差并且在齿轮部件上施加另外的应力。例如，行星齿轮系的太阳轮、行星载具和齿圈的纵向轴线在理想情况下与使得太阳轮旋转的外部轴的纵向轴线共轴。然而，由于许多因素，这种完美的共轴对齐是难得的，所述因素包括旋转的硬件的不平衡、制造缺陷、和由航空器操纵引起的轴和支撑框架的瞬态弯曲。由此引起的平行和角度不对齐在齿轮齿、将行星齿轮支撑在其载具中的轴承、和载具自身上施加力矩和力。这些被施加的力和力矩可能引起齿轮部件磨损并且增加部件可能在使用中断裂的可能性。部件断裂在任何应用中都是不希望的，在航空器发动机中特别如此。此外，部件磨损使得检查和部件更换成为必要，这可能使得发动机和航空器操作起来不经济。

通过将齿轮系部件制造得更大并且因此更坚固，可以减小部件断裂的危险。增加的尺寸还可以通过将传输的力分布在对应地较大的表面上而减小磨损。然而，增加的尺寸抵消了使行星齿轮系极好地用于航空器发动机的紧凑性，并且对应的重量增加类似地也是不希望的。高强度材料和耐磨涂层的使用也可能是有利的，但增加齿轮系的成本并且因此并未消除对减小磨损的希望。

通过使用柔性联接器将齿轮系连接到诸如旋转的轴或不可旋转的支撑件的外部装置，也可以减小由不对齐引起的应力。例如，将太阳轮连接到驱动轴的柔性联接器弯曲以使得太阳轮保持相对于配合的行星齿轮来说接近其理想的取向，即使该轴的轴线相对于完美对齐的取向倾斜或移位也是如此。然而，许多现有技术联接器包含多个部件，所述多个部件需要润滑并且它们自身容易磨损。相对于关于纵向轴线的扭转来说，现有技术联接器也可能缺乏在高扭矩应用中有用的足够刚性和强度。

发明内容

在特征化实施例中，燃气涡轮发动机具有风机，第一压缩机级和第二压缩机级。第一涡轮级驱动第二压缩机级而作为高压芯轴。第二涡轮级驱动第一压缩机级而作为低压芯轴的一部分。齿轮系利用低压芯轴驱动风机，使得风机和第一压缩机级沿相同的方向旋转。高压芯轴在比低压芯轴更高的压力下操作。

在根据前述实施例的另一实施例中，齿轮系具有行星齿轮，太阳轮，静止的齿圈，和行星齿轮安装在其中的载具。该载具被安装成绕太阳轮旋转并且驱动风机。

在根据前述实施例的另一实施例中，一种润滑系统被设置用于该齿轮系。

在根据前述实施例的另一实施例中，该润滑系统包括润滑剂输入，存在从润滑剂输入接收润滑剂的静止的第一轴承。第一轴承具有润滑剂在其中流动的第一内部滚道，并且第二轴承用来在该第一轴承内旋转。第二轴承具有与第一内部滚道配准的第一开口，使得润滑剂可以从第一内部滚道通过第一开口流入第一导管中。

在根据前述实施例的另一实施例中，旋转的载具支撑行星齿轮，其中第二轴承从旋转的载具绕轴线延伸。

在根据前述实施例的另一实施例中，第一导管润滑行星齿轮。

在根据前述实施例的另一实施例中，第一喷杆布置在载具上。

在根据前述实施例的另一实施例中，齿圈具有凹部。

在根据前述实施例的另一实施例中，该凹部位于齿圈上的齿轮齿的径向外部。

在根据前述实施例的另一实施例中，该凹部由形成在两个齿轮部分的每个中的凹部部分形成，该两个齿轮部分一起形成齿圈。

在根据前述实施例的另一实施例中，风机比第一压缩机级更慢地旋转。

在另一特征化实施例中，燃气涡轮发动机具有风机，第一压缩机转子和第二压缩机转子。第一涡轮转子驱动第二压缩机转子而作为高压芯轴。第二涡轮转子驱动第一压缩机转子而作为低压芯轴的一部分。齿轮减速器利用低压芯轴以减小的速度驱动风机，使得风机和第一压缩机转子沿相同的方向旋转。高压芯轴与低压芯轴相比以较高的压力操作。润滑系统跨越旋转间隙来润滑部件。润滑系统包括：润滑剂输入；静止的第一轴承，该静止的第一轴承从润滑剂输入接收润滑剂并且具有润滑剂在其中流动的第一内部滚道；和用来在第一轴承内旋转的第二轴承。第二轴承具有与第一内部滚道配准的第一开口，使得润滑剂可以从第一内部滚道通过第一开口流入第一导管中。