Brevet FR3074558A1 — publié le 20190607

SYSTEME FLUIDIQUE POUR LUBRIFIER ET/OU REFROIDIR UN ENSEMBLE MECANIQUE La presente invention concerne un systeme fluidique pour lubrifier et/ou refroidir un ensemble mecanique, et notamment une boite de transmission de puissance d'un aeronef. La presente invention se rapporte au domaine de la lubrification et/ou du refroidissement de systemes mecaniques et notamment des boites de transmission de puissance, en particulier des boites de transmission de puissance destinees a un aeronef a voilure tournante. Un aeronef a voilure tournante de type giravion comporte un rotor participant au moins partiellement a la sustentation de cet aeronef et/ou a sa propulsion. Pour mettre en rotation un tel rotor, un giravion est muni d'une installation motrice comportant au moins un moteur. En outre, une boite de transmission de puissance peut etre interposee entre au moins un moteur et au moins un rotor. Une boite de transmission de puissance comporte des elements tournants. Un systeme fluidique permet d'une part de lubrifier les zones de contact entre les elements tournants et, d'autre part, de refroidir ces elements tournants. Selon une premiere solution technique employee notamment sur l'helicoptere ecureuile, un systeme fluidique comporte un unique circuit fluidique alimentant une unique rampe d'aspersion. Un tel circuit fluidique inclut un reservoir d'huile qui est menage dans le fond d'une boite de transmission de puissance. Une pompe comprend une entree d'aspiration immergee dans le reservoir. La pompe est reliee a au moins un 6changeur thermique 2 via une premiere liaison hydraulique, chaque echangeur thermique etant relie a une unique rampe d'aspersion de fluide via une deuxieme ligne hydraulique. La deuxieme ligne hydraulique peut comporter un organe de filtrage et une tuyauterie de 5 contournement de ('organe de filtrage. La rampe d'aspersion comporte une ou plusieurs tuyauteries debouchant sur des gicleurs ou equivalents. Une ligne de decharge munie d'un clapet de surpression peut etre en communication fluidique avec la premiere liaison hydraulique et le reservoir. 10 Des lors, la pompe puise de l'huile dans le reservoir via son entrée d'aspiration, puis la propulse dans la premiere liaison hydraulique. Cette huile est refroidie dans le ou les echangeurs puis est acheminee vers les gicleurs par la rampe d'aspersion. Les gicleurs expulsent alors l'huile en la dirigeant sur les elements 15 tournants pour ref roidir et lubrifier ces elements tournants. L'huile retombe ensuite par gravite dans le reservoir. En cas d'obstruction dune tuyauterie par exemple, la pression de l'huile dans la premiere liaison hydraulique peut augmenter. Le clapet de surpression s'ouvre alors pour permettre a l'huile de 20 retourner dans le reservoir. Bien qu'efficace, un tel systeme fluidique est susceptible de comporter des fuites, notamment au niveau du ou des echangeurs thermiques. Selon une deuxieme solution technique employee notamment 25 sur l'helicoptere dauphin®, un systeme d'entretien fluidique comporte un circuit fluidique principal et un circuit fluidique secondaire alimentant une seule et merle rampe d'aspersion. . Un tel circuit fluidique principal peut etre du type decrit precedemment dans le cadre de la premiere solution technique. 3 De plus, le systeme d'entretien fluidique comporte alors un circuit fluidique secondaire depourvu d'echangeur thermique. Le circuit fluidique secondaire inclut une pompe secondaire munie d'une entrée d'aspiration secondaire puisant de l'huile plus 5 profondement dans le reservoir que la pompe principale. La pompe secondaire est reliee a la rampe d'aspersion via une liaison hydraulique secondaire. Une ligne de decharge secondaire munie d'un clapet de surpression peut etre en communication fluidique avec la ligne hydraulique secondaire et le reservoir. 10 Un distributeur permet de mettre en communication fluidique la rampe d'aspersion avec soit le circuit fluidique principal soit le circuit fluidique secondaire. La pompe principale et la pompe secondaire sont en outre toutes deux mises en mouvement par des engrenages de la boite 15 de transmission de puissance. En mode nominal, la pompe principale alimente en huile la rampe d'aspersion. La pompe secondaire puise de l'huile dans le reservoir, cette huile retournant dans ce reservoir via la ligne de decharge secondaire. 20 En cas de defaillance du circuit fluidique principal, le distributeur est manoeuvre pour que le circuit fluidique secondaire alimente la rampe d'aspersion a la place du circuit fluidique principal. Selon une troisieme solution technique employee notamment 25 sur l'helicoptere tigre®, un systeme d'entretien fluidique comporte un circuit fluidique principal du type decrit precedemment alimentant une rampe d'aspersion principale. La rampe d'aspersion principale asperge tous les elements tournants. 4 De plus, le systeme d'entretien fluidique comporte un circuit secondaire alimentant une rampe d'aspersion secondaire. Le circuit fluidique secondaire est totalement independant du circuit fluidique principal et depourvu d'echangeur thermique. Le 5 circuit fluidique secondaire inclut une pompe secondaire munie d'une entrée d'aspiration secondaire puisant de l'huile plus profond6ment dans le reservoir que la pompe principale. La pompe secondaire est reliee a la rampe d'aspersion secondaire via une liaison hydraulique secondaire. Une ligne de decharge secondaire 10 munie d'un clapet de surpression peut etre en communication fluidique avec la ligne hydraulique secondaire et le reservoir. La rampe d'aspersion secondaire comporte des gicleurs ou equivalents qui projettent de l'huile uniquement sur certains Clements tournants. 15 La pompe principale et la pompe secondaire sont en outre toutes deux mises en mouvement par un etage de la boite de transmission de puissance. Selon une quatrieme solution technique, un systeme d'entretien fluidique comporte un circuit fluidique principal des 20 types decrits precedemment alimentant une rampe d'aspersion principale. La rampe d'aspersion principale asperge tous les Clements tournants. De plus, le systeme d'entretien fluidique comporte un circuit secondaire alimentant une rampe d'aspersion secondaire. 25 Contrairement a la troisieme solution technique, la rampe d'aspersion secondaire asperge tous les Clements tournants. La troisieme solution technique et la quatrieme solution technique peuvent maximiser la quantite d'huile projetee sur les 5 elements tournants asperges par le circuit fluidique principal et le circuit fluidique secondaire. Le document US 8230835 decrit un circuit de lubrification de secours utilise en cas de panne d'un circuit principal de 5 lubrification. Le document US 4717000 decrit un circuit de lubrification muni d'un accumulateur d'huile utilise suite a la panne d'un circuit de lubrification principal. Le document US 2007/0261922 presente un circuit de 10 lubrification de secours muni d'un second reservoir d'huile. La presente invention a alors pour objet de proposer un systeme d'entretien fluidique innovant visant a optimiser la quantite d'huile projetee. L'invention vise notamment un systeme fluidique pour 15 lubrifier et/ou refroidir un ensemble mecanique et par exemple une boite de transmission de puissance, le systeme fluidique comprenant un reservoir contenant un fluide. Le systeme fluidique comprend un circuit fluidique principal muni d'une pompe principale, la pompe principale possedant une entrée d'aspiration 20 principale debouchant dans le reservoir a une premiere hauteur d'un fond du reservoir, le circuit fluidique principal comprenant une liaison fluidique principale alimentee hydrauliquement par la pompe principale, la liaison fluidique principale etant munie d'au moins un echangeur thermique et d'une rampe d'aspersion principale 25 destinee a projeter !edit fluide, la rampe d'aspersion principale comprenant au moins une tuyauterie principale debouchant sur au moins un moyen de projection principal. Le systeme fluidique comprend un circuit fluidique secondaire muni d'une pompe secondaire, la pompe secondaire possedant une entrée 6 d'aspiration secondaire debouchant dans le reservoir a une seconde hauteur dudit fond, la seconde hauteur etant inferieure a la premiere hauteur, le circuit fluidique secondaire comprenant une liaison fluidique secondaire qui est depourvue d'un echangeur 5 thermique et qui relie hydrauliquement la pompe secondaire a une rampe d'aspersion secondaire destinee a projeter ledit fluide, la rampe d'aspersion secondaire comprenant au moins une tuyauterie secondaire debouchant sur au moins un moyen de projection secondaire. La pompe principale et la pompe secondaire sont en 10 fonctionnement en merle temps en conditions normales, en etant par exemple mise en mouvement par un engrenage de la boite de transmission de puissance a lubrifier et/ou a refroidir. Ce systeme fluidique comporte une liaison hydraulique de derivation connectee hydrauliquement a la liaison fluidique 15 principale en aval dudit echangeur thermique et en amont dudit au moins un moyen de projection principal, ladite liaison hydraulique de derivation debouchant sur ledit reservoir. L'expression 0 debouchant dans le reservoir a une premiere hauteur dudit fond » signifie que la pompe principale aspire un 20 fluide par une entrée localisee a ladite premiere hauteur par rapport au fond. Par exemple, une crepine de la pompe est separee du fond du reservoir par cette premiere hauteur. De merle, ('expression 0 debouchant dans le reservoir a une seconde hauteur dudit fond » signifie que le pompe secondaire 25 aspire un fluide par une entrée localisee a la dite seconde hauteur du fond. Par exemple, une crepine de la pompe secondaire est separee du fond du reservoir par cette seconde hauteur. Le delta de hauteur d'aspiration tend a rendre robuste le systeme en cas de fuite externe du circuit fluidique principal. 7 Par ailleurs, les termes 0 aval » et 0 amont » sont a considerer au regard du sens de circulation du fluide dans le circuit concerne. Par ailleurs, les moyens de projection principaux sont 5 destines a etre diriges sur des elements mobiles de ('ensemble mecanique a lubrifier et/ou a refroidir. Les moyens de projection secondaires peuvent etre destines a etre diriges sur les merles elements mobiles que les moyens de projection principaux, voire que sur certains de ces elements mobiles vises par les moyens de 10 projection principaux et/ou sur d'autres elements mobiles. Les expressions 0 moyens de projection principaux » et 0 moyens de projection secondaires » designent tout moyen apte a projeter un fluide, voire a le pulveriser. Durant un mode fonctionnement nominal, la pompe principale 15 aspire le fluide hydraulique dans le reservoir et entraine sa circulation dans la liaison fluidique principale. Ce fluide est ref roidi par l'echangeur thermique. En aval de l'echangeur thermique, une partie de ce fluide est dirigee vers les moyens de projection principaux et une autre partie de ce fluide retourne dans le 20 reservoir via la liaison hydraulique de derivation. De plus, la pompe secondaire aspire aussi le fluide dans le reservoir. En raison du fluide retournant directement dans le reservoir suite a son passage dans l'echangeur thermique, le fluide aspire dans le reservoir peut avoir une temp6rature minimisee. Le 25 fluide aspire par la pompe secondaire est ensuite projete sur les elements mobiles. A titre illustratif, le debit du fluide traversant l'echangeur thermique est fixe pour atteindre un debit minimal permettant un traitement thermique optimal. Par exemple, ce debit du fluide traversant l'echangeur thermique est de 2800 litres par heure. Le 8 debit du fluide circulant dans le circuit fluidique secondaire est fixe pour s'averer suffisant en cas de panne du circuit fluidique principal, par exemple a 1800 litres par heure. Ce debit minimise du fluide circulant dans le circuit fluidique secondaire peut prendre 5 en compte le fait qu'en cas de panne d'un circuit fluidique, la boite de transmission de puissance fonctionne dans un mode degrade moins penalisant. Des lors, la liaison hydraulique de derivation est dimensionnee pour que le circuit fluidique principal fournisse aussi 10 le debit minimal de fluide aux moyens de projection principaux. Selon l'exemple precedent, le fluide circulant dans la rampe d'aspersion principale peut ainsi avoir un debit de 1800 litres par heure, le debit du fluide dans la liaison hydraulique de derivation etant alors de 1000 litres par heure. 15 Dans un mode degrade, si un circuit fluidique tombe en panne, l'autre circuit fluidique continue de lubrifier et/ou de refroidir les elements mobiles. Par exemple, en cas de fuite de l'echangeur thermique, le niveau de fluide dans le reservoir va baisser. La pompe principale 20 devient inoperante lorsque le niveau de fluide tombe en dessous de son entrée d'aspiration principale. L'entree d'aspiration secondaire etant plus basse que ('entree d'aspiration principale, la pompe secondaire reste fonctionnelle pour lubrifier et refroidir les elements mobiles. 25 Selon une autre situation et en cas de panne de la pompe secondaire, le circuit fluidique principal reste fonctionnel. Ainsi, le systeme fluidique comporte une liaison hydraulique de derivation qui permet de deriver une partie du fluide sortant de l'echangeur thermique vers le reservoir. Cette derivation offre un 9 degre de liberte permettant d'optimiser la lubrification et/ou le ref roidissement des elements mobiles. En effet et compare a certaines architectures anterieures, les moyens de projection principaux peuvent etre alimentes avec un 5 debit plus faible. Selon l'exemple precedent, les moyens de projection principaux peuvent etre alimentes selon ('invention avec un debit de 1800 litres par heure au lieu de 2800 litres par heure. Le volume d'huile en suspension dans une boite de transmission de puissance peut alors etre reduit, et donc sa masse 10 diminuee. De plus, la ligne de derivation peut tendre a refroidir le fluide present dans le reservoir puisque le fluide circulant dans la ligne de derivation n'est de fait pas echauffe par les elements mobiles. Eventuellement, cet aspect peut permettre d'utiliser un echangeur 15 thermique allege. Selon d'autres aspects, le systeme fluidique peut comporter une ou plusieurs des caracteristiques qui suivent. Ainsi, la pompe principale et la pompe secondaire peuvent comprendre respectivement deux roues dentees aptes a mettre en 20 mouvement la pompe principale et la pompe secondaire, par exemple en 6tant engren6es par au moins une roue dentee d'une boite de transmission de puissance. Selon un aspect, le reservoir peut etre un carter de fond de ('ensemble mecanique a lubrifier et/ou a refroidir. 25 Selon un aspect, ('entree d'aspiration secondaire peut reposer sur le fond du reservoir. Par exemple, une crepine comprenant cette entrée d'aspiration secondaire repose sur le fond du reservoir. 10 Selon un aspect, le circuit fluidique principal peut comporter une liaison de detournement fluidique principale munie d'un clapet de surpression principal, ladite liaison de detournement fluidique principale mettant en communication fluidique la liaison fluidique 5 principale et le reservoir en amont dudit echangeur thermique, !edit circuit fluidique secondaire comporte une liaison de detournement fluidique secondaire munie d'un clapet de surpression secondaire, ladite liaison de detournement fluidique secondaire mettant en communication fluidique la liaison fluidique secondaire et le 10 reservoir. Selon un aspect, la liaison fluidique principale peut comporter un filtre, par exemple en aval de l'echangeur thermique et en amont de la rampe d'aspersion principale. Un tel filtre peut comprendre un module de filtration, par 15 exemple un filtre a barriere, une grille... L'expression REVENDICATIONS1. Systeme fluidique (1) pour lubrifier et/ou refroidir un ensemble mecanique, ledit systeme fluidique (1) comprenant un reservoir (5) contenant un fluide (10), le systeme fluidique (1) comprenant un circuit fluidique principal (20) muni d'une pompe principale (21), la pompe principale (21) possedant une entrée d'aspiration principale (22) debouchant dans le reservoir (5) a une premiere hauteur (H1) d'un fond (6) du reservoir (5), le circuit fluidique principal (20) comprenant une liaison fluidique principale (25) alimentee hydrauliquement par la pompe principale (21), la liaison fluidique principale (25) etant munie d'au moins un echangeur thermique (27) et d'une rampe d'aspersion principale (40) destinee a projeter ledit fluide (10), la rampe d'aspersion principale (40) comprenant au moins une tuyauterie principale (41) debouchant sur au moins un moyen de projection principal (42), le systeme fluidique (1) comprenant un circuit fluidique secondaire (50) muni d'une pompe secondaire (55), la pompe secondaire (55) possedant une entrée d'aspiration secondaire (56) debouchant dans le reservoir (5) a une seconde hauteur (H2) dudit fond (6), la seconde hauteur (H2) etant inferieure a la premiere hauteur (H1), le circuit fluidique secondaire (50) comprenant une liaison fluidique secondaire (60) qui est depourvue d'un echangeur thermique et qui relie hydrauliquement la pompe secondaire (55) a une rampe d'aspersion secondaire (65) destinee a projeter ledit fluide (10), la rampe d'aspersion secondaire (65) comprenant au moins une tuyauterie secondaire (67) debouchant sur au moins un moyen de projection secondaire (66), la pompe principale (21) et la pompe secondaire (55) etant en fonctionnement en meme temps en conditions normales, caracterise en ce que ledit systeme fluidique (1) comporte une liaison hydraulique de derivation (80) connectee hydrauliquement a 24 la liaison fluidique principale (25) en aval dudit echangeur thermique (27) et en amont dudit au moins un moyen de projection principal (42), ladite liaison hydraulique de derivation (80) debouchant sur !edit reservoir (5). 5 2. Systeme fluidique selon la revendication 1, caracterise en ce que la pompe principale (21) et la pompe secondaire (55) comprennent respectivement deux roues dentees (120, 121) aptes a mettre en mouvement la pompe principale (21) et la pompe secondaire (55). 10 3. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 2, caracterise en ce que ledit reservoir (5) est un carter de fond (106) dudit ensemble mecanique (105). 4. Systeme fluidique selon l'une quelconque des 15 revendications 1 a 3, caracterise en ce que ladite entrée d'aspiration secondaire (56) repose sur ledit fond du reservoir (5). 5. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, 20 caracterise en ce que ledit circuit fluidique principal (20) comporte une liaison de detournement fluidique principale (45) munie d'un clapet de surpression principal (47), ladite liaison de detournement fluidique principale (45) mettant en communication fluidique la liaison fluidique principale (25) et le reservoir (5) en amont dudit 25 echangeur thermique (27), ledit circuit fluidique secondaire (50) comporte une liaison de detournement fluidique secondaire (70) munie d'un clapet de surpression secondaire (72), ladite liaison de 25 detournement fluidique secondaire (70) mettant en communication fluidique la liaison fluidique secondaire (60) et le reservoir (5). 6. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, 5 caracterise en ce que ladite liaison fluidique principale (25) comporte un filtre (30). 7. Systeme fluidique selon la revendication 6, caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) est reliee hydrauliquement a la liaison fluidique principale (25) en 10 aval dudit filtre (30). 8. Systeme fluidique selon la revendication 6, caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) est reliee hydrauliquement a la liaison fluidique principale (25) en amont dudit filtre (30). 15 9. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) comporte une conduite (81) integree a au moins un carter (107, 108), !edit carter etant un carter de l'ensemble mecanique (105) 20 10. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) comporte une conduite externe s'etendant a l'exterieur d'un carter (107, 108) de l'ensemble mecanique (105). 25 11. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, 26 caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) comporte un regulateur de debit de fluide (85) regulant le debit du fluide dans cette liaison hydraulique de derivation (80). 12. Systeme fluidique selon l'une quelconque des 5 revendications 1 a 11, caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) debouche sur ledit fond (6) du reservoir (5). 13. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 12, 10 caracterise en ce que ladite liaison hydraulique de derivation (80) debouche sur ladite entrée d'aspiration secondaire (56). 14. Systeme fluidique selon l'une quelconque des revendications 1 a 13, caracterise en ce que ledit systeme fluidique (1) comporte une 15 conduite de projection (90) en communication fluidique avec ladite liaison hydraulique de derivation (80) en amont du reservoir (5), ladite conduite de projection (90) etant destinee a projeter ledit fluide sur au moins un carter (107, 108) de ('ensemble mecanique (105). 20 15. Boite de transmission de puissance (105) munie d'une pluralite d'elements mobiles (110) et d'un systeme fluidique pour lubrifier et/ou refroidir les elements mobiles (110), caracterise en ce que ledit systeme fluidique (1) est selon l'une quelconque des revendications 1 a 14. 25 16. Aeronef (100), 27 caracterise en ce que !edit aeronef (100) comporte une boite de transmission de puissance (105) selon la revendication 15.