INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans une première position angulaire de la bague 90 par rapport au bol mélangeur 50 illustrée sur la , les premières ouvertures 92 sont disposées en regard des orifices d’injection d’air 64, les deuxièmes ouvertures 94 sont disposées en regard d’une partie 68 de la paroi tronconique qui les obture. Lorsque la position angulaire de la bague 90 par rapport au bol mélangeur 50 est modifiée d’un angle correspondant à l’arc de cercle α4, les deuxièmes ouvertures 94 sont disposées en regard des orifices d’injection d’air 64, les premières ouvertures 92 sont disposées en regard d’une partie 68 de la paroi tronconique qui les obture.
La bague 90 selon le troisième mode de réalisation, permet d’injecter dans la chambre de combustion 10 des flux d’air de faible section dans la première position angulaire ou des flux d’air de grande section dans la deuxième position angulaire.
Ainsi, l’unité électronique de commande 82 peut avantageusement commander la rotation de la bague 72 de manière à ce que, dans une première configuration, la coopération entre les ouvertures 78 de la bague et les orifices d’injection d’air 64 du bol mélangeur génère des flux d’air ayant chacun une petite section lors d’une phase d’allumage ou de rallumage de la turbomachine.
Avantageusement, l’unité électronique de commande 82 peut également commander la rotation de la bague 72 de manière à ce que dans une deuxième configuration, la coopération entre les ouvertures 78 de la bague et les trous d’injection d’air 64 du bol mélangeur génère des flux d’air ayant chacun une section plus importante, lors d’une phase de fonctionnement à forte charge.
La représente schématiquement une vue du bol mélangeur 50 et d’une bague 72 selon un premier mode de réalisation de l'invention, cette vue étant réalisée depuis l'amont du bol mélangeur.
La collerette d’obturation de la bague 72 est pourvue de plusieurs ouvertures 78 formant une rangée annulaire d’ouvertures qui sont régulièrement réparties autour de l’axe 70 du système d’injection de carburant. Dans ce mode de réalisation, le nombre d’ouvertures 78 est égale au nombre d’orifices d’injection d’air 64. L’arc de cercle α1 délimité entre le centre de deux orifices d’injection d’air 64 adjacents est égale à l’arc de cercle α2 délimité entre le même côté de deux ouvertures 78 adjacentes.
Les ouvertures 78 de la bague 72 présentent une forme oblongue qui s’étend le long d’un arc de cercle A1 de centre C. Le centre C est positionné sur l’axe 70 du système d’injection. L’arc de cercle A1 s’étend sur une longueur supérieure au diamètre des orifices d’injection d’air 64. L’arc de cercle A1 s’étend sur une longueur supérieure à la dimension des ouvertures 78. De plus, les ouvertures 78 possèdent une dimension D qui décroit circonférentiellement depuis une première extrémité 79 jusqu’à une deuxième extrémité 81, par exemple, selon une direction horaire. En particulier, la dimension D est mesurée selon une direction contenue dans la collerette d’obturation 76 et perpendiculaire à l’arc de cercle A1.
Ainsi, dans le mode de réalisation représenté à titre d’exemple sur les figures 3 à 6, la dimension D à une extrémité gauche de l’ouverture 78 est sensiblement égale au diamètre d des orifices d’injection d’air 64. Et la dimension D est égale à la moitié du diamètre d des orifices d’injection d’air 64 à une extrémité droite de l’ouverture 78. Ainsi, la section de chaque flux d’air passant au travers des ouvertures 78 et des orifices d’injection d’air 64 et entrant dans la chambre de combustion est divisée par deux lorsque la bague 72 passe de la première position angulaire à la troisième position angulaire.
La deuxième position angulaire est illustrée sur la . Elle correspond à une section intermédiaire entre la section obtenue dans la première position angulaire et la section obtenue dans la troisième position angulaire.
Avantageusement, en faisant varier la position angulaire de la bague 72 par rapport au bol mélangeur 50, le débit d’air entrant dans la chambre de combustion peut être accru ou diminué de façon linéaire et progressive. Cette variation du flux d’air entrant dans la chambre de combustion 10 a été matérialisée par des points sur les figures 4 à 6.
Dans ce premier mode de réalisation, la collerette d’obturation 76 de la bague 72 est configurée pour obturer au moins une partie de chaque orifice d’injection d’air 64.
En variante, les dimensions D à l’extrémité droite ou à l’extrémité gauche des ouvertures 78 peuvent présenter une dimension différente pour réduire ou accroître la section des flux d’air.
En variante, la dimension D est constante circonférentiellement sur une portion angulaire puis décroit ciconférentiellement sur une autre portion angulaire. En variante, les ouvertures 78 peuvent par exemple présenter une forme sensiblement triangulaire ou parallépipèdique qui s’étend le long d’un arc de cercle.
La représente schématiquement une vue du bol mélangeur 50 et d’une bague 85 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
La collerette d’obturation 76 de la bague 85 est pourvue de plusieurs ouvertures 86,88 formant une rangée annulaire d’ouvertures qui sont régulièrement réparties autour d’un centre C de l’axe 70 du système d’injection de carburant. La bague 85 comporte deux fois plus d’ouvertures 86, 88 que d’orifices d’injection d’air 64 du bol mélangeur. L’arc de cercle α3 délimité entre les centres de deux orifices d’injection d’air 64 adjacents est égale au double de l’arc de cercle α1 délimité entre les centres deux ouvertures 86, 88 adjacentes.
La rangée annulaire d’ouvertures de la bague 85 comporte en outre deux premiers secteurs circulaires B1 et deux deuxièmes secteurs circulaires B2. Chaque premier secteur circulaire B1 est disposé entre deux deuxièmes secteurs circulaires B2. Les deux deuxièmes secteurs circulaires B2 sont disposés de manière opposée par rapport au centre C. Les deuxièmes secteurs circulaires B2 sont positionnées du côté des parois de révolution tronconiques interne 18 et externe 20 de la chambre de combustion. Cette configuration permet de diminuer l’air injecté aux positions angulaires de propagation de la flamme sans impacter les positions de non-propagation et donc sans trop impacter le rendement. Les premiers secteurs circulaires B1 comprennent uniquement des premières ouvertures 86. Les deuxièmes secteurs circulaires B2 comprennent des premières ouvertures 86 et des deuxièmes ouvertures 88.
Les premiers ouvertures 86 sont circulaires et possèdent un diamètre et une surface identique à la surface des orifices d’injection d’air 64 du bol mélangeur. Sur la , les orifices d’injection d’air 64 ont été représentés en pointillé avec un diamètre supérieur au diamètre des premières ouvertures 86 pour faciliter la compréhension de ce mode de réalisation.
Les deuxièmes ouvertures 88 sont disposées circonférentiellement entre deux premières ouvertures 86.
- L’intérieur des arches de la couronne de démarreur peut délimiter une paroi concave discontinue ;
- Alternativement, la couronne de démarreur peut être forgée sous forme de tronçons espacés. Les formes en arches ou en tronçons sont définies selon le besoin en inertie sur la périphérie externe de la jupe ;
- Dans un mode de réalisation particulier, le volant moteur comprend une couronne de synchronisation ménagée dans la masse d’inertie principale, en particulier dans un épaulement issu de la masse d’inertie principale. Cette couronne de synchronisation peut être forgée sous forme d’arches.
- Ces arches sont alors configurées pour être disposées en regard d’un capteur apte à délivrer un signal représentatif de la position angulaire et/ou de la vitesse de la couronne de synchronisation ;
- L’épaulement peut être de forme trapézoïdale. De cette manière, l’une des faces réalise les arches de couronne de synchronisation, de préférence la plus éloignée de l’axe de révolution ;
- Alternativement, la couronne de synchronisation peut être forgée sous forme de tronçons espacés ;
- Dans un mode de réalisation particulier, la jupe de montage comprend en section transversale un amincissement de matière, qui peut s’étendre de 20% jusqu’à 55% de l’épaisseur initiale de la jupe, de préférence de 20% jusqu’à 45% de l’épaisseur initiale de la jupe ;
- Cet amincissement de matière est délimité entre les arches de la couronne de démarreur et la cuvette ;
- Dans un mode de réalisation particulier, le volant moteur est réalisé par différents traitements thermiques ou de surface, appliqués sur certaines parties du volant moteur.
- Ces traitements thermiques sont réalisés, de préférence sur les pièces finies, pour en changer les qualités et les propriétés mécaniques superficielles, notamment pour renforcer localement leur rigidité, autrement dit pour améliorer leur dureté, la résistance à la corrosion et à l'usure selon la fonction qui leur est assignée ;
- La couronne de démarrage comprend une dureté qui peut être supérieure à celle de la cuvette ;
- La cuvette comprend une dureté qui peut être supérieure à celle du reste de la masse d’inertie principale, et notamment qui peut être supérieure à la dureté de la couronne de synchronisation ;
Selon un deuxième aspect, le volant moteur est remarquable en ce qu’il comprend au moins une pale de butée logée partiellement dans la chambre des organes élastiques.
Cette pale de butée est logée partiellement dans la chambre des organes élastiques
Cette pale de butée est logée entre les extrémités voisines de deux organes élastiques adjacents.
Avantageusement, la masse d’inertie principale comprend un moyeu central dont le prolongement de matière forme un plateau central, ladite chambre délimitant l’extérieur du plateau central ;
est une vue schématique du bol mélangeur et de la bague selon un troisième mode de réalisation de l'invention, ladite vue étant réalisée depuis l'amont du bol mélangeur ;
est une vue schématique du bol mélangeur et de la bague selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, ladite vue étant réalisée depuis l'amont du bol mélangeur lorsque la bague est dans une première position angulaire de la bague par rapport au bol mélangeur ;
est une vue schématique du bol mélangeur et de la bague selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, ladite vue étant réalisée depuis l'amont du bol mélangeur lorsque la bague est dans une deuxième position angulaire de la bague par rapport au bol mélangeur ;
est une vue d’une coupe d’une variante de réalisation d’un système d’injection et d’une tête d'injection ;
est une vue en perspective similaire à la vue de la comprenant une bague selon le troisième mode de réalisation, la bague étant dans une première position ;
est une vue similaire à la vue de la lorsque la bague est dans une deuxième position angulaire par rapport au bol mélangeur ;
est une vue en perspective similaire à la vue de la comprenant une bague selon deuxième mode de réalisation.
Description détaillée de l’invention Pour faciliter la compréhension de l’invention, on définit une direction axiale A qui s’étend le long d’un axe central 70 d’un système d’injection 23 et une direction radiale R qui est perpendiculaire à la direction axiale et qui passe par l’axe central du système d’injection.
En référence à la , la présente invention concerne une chambre annulaire de combustion 10 d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. La chambre de combustion 10 présente un axe de révolution 38.
Dans la suite de la description, lorsque les termes « interne » et « externe » sont utilisés pour décrire la chambre de combustion, ces termes sont définis en référence avec l’axe de révolution 38 de la chambre de combustion. Lorsque les termes « interne » et « externe » sont utilisés pour décrire le système d’injection 23, ces termes sont définis en référence avec l’axe central 70 du système d’injection 23.
La chambre de combustion 10 est agencée en sortie d'un diffuseur centrifuge 12 monté en sortie d'un compresseur haute pression (non représenté). La chambre de combustion 10 est suivie d'une turbine haute pression 14 dont seul le distributeur d'entrée 16 est représenté.
La chambre de combustion 10 comprend deux parois de révolution tronconiques interne 18 et externe 20 coaxiales, agencées l'une à l'intérieur de l'autre et à section se réduisant vers l'aval. Une telle chambre de combustion est dite convergente. Les parois annulaires interne 18 et externe 20 sont reliées à leurs extrémités amont à une paroi annulaire de fond de chambre 22 et fixées en aval par des brides annulaires interne 24 et externe 26.
La bride annulaire externe 26 est en appui radialement externe sur un carter externe 28 et en appui axial sur une bride radiale 30 de fixation du distributeur 16 de la turbine haute pression au carter externe 28.
La bride annulaire interne 24 de la chambre de combustion est en appui radial et axial sur une pièce annulaire interne 32 de fixation du distributeur 16 à une paroi annulaire interne 34.
Le fond de chambre 22 comporte des ouvertures de montage de systèmes d'injection 23 de carburant et en particulier d'un mélange air-carburant dans la chambre. L'air provient du diffuseur centrifuge 12. Le carburant est amené par des injecteurs 36. Les injecteurs 36 sont fixés à leurs extrémités radialement externes sur le carter externe 28 et sont régulièrement répartis sur une circonférence autour de l'axe de révolution 38 de la chambre.
Chaque injecteur 36 comprend à son extrémité radialement interne une tête d'injection 40 de carburant ayant un axe aligné avec l’axe central 70 du système d’injection et avec l'axe d'une ouverture correspondante du fond de chambre 22.
Le brevet FR 3 007 479, au nom de la Demanderesse, divulgue un double volant amortisseur comportant un volant primaire destiné à être couplé à un vilebrequin, et un volant secondaire destiné à être couplé à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses, le volant secondaire étant apte à pivoter par rapport au volant primaire, des organes élastiques s’étendant circonférentiellement et aptes à s’opposer au déplacement du volant secondaire par rapport au volant primaire, en étant comprimés contre un embouti du volant primaire et contre un embouti du couvercle primaire ou de fenêtres du voile secondaire.
Le double volant amortisseur comporte en outre des goulottes annulaires en portion de coupelles incurvées, de centre l’axe de pivotement, qui s’étendent autour des organes élastiques et comportent chacune une surface concave tournée en regard de l’organe élastique correspondant, c’est-à-dire radialement vers l’intérieur, de façon à ce que la goulotte sert à l’appui de l’organe élastique correspondant lorsque celui-ci se déforme par centrifugation en fonctionnement et vient se plaquer sur ladite surface concave. Cependant, l’appui des organes élastiques sur les goulottes génère des frottements et, ainsi, un couple d’hystérésis dégradant les performances de filtration du double volant amortisseur. En fonctionnement, ces organes élastiques sollicités exercent des pressions répétitives telles, qu’elles déforment la courbure des goulottes, leur fonction guidage n’étant plus assurée.
Mais ce procédé est précis, long et coûteux. Des corrections d’usinage de chambre sont élevées, pour y centrer spécifiquement les goulottes. L’encombrement est aussi élevé, notamment en cas d’ajout de couronne dentée de démarrage ou de synchronisation de la vitesse de rotation.
Le document DE 102018118246 A1 propose une autre solution de goulotte dont la matière est prolongée considérablement vers l’intérieur afin d’y être fixer en rapprochement de l’axe central de pivotement. Ceci assure le meilleur centrage fixe de la goulotte, mais ne limite en aucun cas sa robustesse, le couple d’hystérésis dégradé, son encombrement, les coûts et les difficultés de montage des goulottes.
Par ailleurs Il existe le besoin d’améliorer les butées des organes de ressorts du volant primaire. Les lignes de montage actuels des amortisseurs à paliers à roulements ne sont pas adaptées à ceux à paliers lisses, notamment axiaux ou à collerette, ces derniers s’échappant lors de la manipulation du volant primaire tourné à 180 degrés par l’opérateur. On peut réaliser selon FR 1760001, le fraisage ou usinage de logements des ressorts dans l’élément primaire, dont leurs parois d’arrêt exemptées de fraisage forment les butées de ressorts. Mais leurs géométries sont complexes, variables selon les besoins des ressorts, et longues à réaliser par fraisage, avec un nombre d’outillages couteux et peu de marge d’erreur possible.
On peut ajouter selon US 5980387, une grande quantité de plots de butée, rapportés et fixés par rivetage verticalement à l’intérieur du logement de ressort réalisé par moulage ou pressage de l’élément primaire. Outre leur rivetage complexe et encombrante, il existe des risques de fuite de graisse.
Un même plot de butée varie selon la nature, dimension et nombre de ressorts à considérer, avec des variations de dimensions et formes importantes à considérer. Ce qui entraine des coûts, usure et perte importantes, ainsi qu’un obstacle à la normalisation du processus de fabrication des butées.
L’invention a pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle vise notamment à réduire les étapes de montage, la quantité de pièces à monter et à améliorer leur robustesse, en se limitant pour divers ressorts à une même gamme d’éléments de butée et de guidage.
L’invention propose un volant moteur pour un engin de mobilité, d’axe de révolution, comprenant :
- une masse d’inertie principale, configurée pour introduire une force dans le volant moteur ;
- une jupe issue du prolongement de la masse d’inertie principale, à l’extrémité de laquelle est définie une coiffe de montage apte à recevoir un couvercle ;
- un système d’amortissement comprenant au moins une série d’organes élastiques ;
Le volant moteur peut être nommer par la suite le volant amortisseur.
Selon un premier aspect, le volant moteur est remarquable en ce qu’il comprend en outre une chambre des organes élastiques réalisée conjointement dans la matière de la masse d’inertie principale et de la jupe, qui loge au moins en partie les organes élastiques, et dont le bord externe de la chambre ménage une cuvette circonférentielle. Cette cuvette circonférentielle est destinée à guider directement les organes élastiques.
Grâce à cette cuvette, aucune pièce supplémentaire n'est ainsi requise. Cette cuvette forme un élément de guidage intégré directement au volant moteur et à la chambre des organes élastiques. Cette cuvette est ainsi plus robuste, les déformations sont limitées. On améliore le comportement des organes élastiques.
L’usinage de la chambre n'a plus besoin d'être contrôlé et rectifié. D’où un gain considérable. Les étapes de montage sont réduites. L’encombrement est également limité.
- Les parois planes de contact peuvent être espacées axialement entre elles ;
- La cuvette peut comprendre en section transversale, par rapport au plan d’extension radiale de la jupe:
- une première paroi plane p1 inclinée selon un premier angle d’inclinaison ;
- une paroi plane central p0 contenu dans ou parallèle au plan d’extension radiale ;
- de préférence une deuxième paroi plane inclinée selon un deuxième angle d’inclinaison ;
depuis lesquelles sont configurés l’appui et le centrage des organes élastiques.
- Dans une telle situation, la cuvette peut comprendre en section transversale, des rayons de courbure espacées alternativement entre lesdites paroi planes de la cuvette ;
- La chambre des organes élastiques peut définir en son centre un diamètre médian ;
- La chambre des organes élastiques peut être de forme circulaire, de centre l’axe de révolution ;
- La chambre des organes élastiques peut être configurée pour être étanche et contenir un agent lubrifié ;
- La cuvette circonférentielle peut être de forme discontinue autour de l’axe de révolution ;
- La coiffe de montage de la jupe peut être en section transversale de forme tronconique ;
- La cuvette circonférentielle comprend un fond ménagé au-delà du diamètre intérieur de la coiffe de montage de la jupe. Le fond de la cuvette peut délimiter avec un diamètre médian de la chambre des organes élastiques, une piste latérale de contact, notamment une piste de guidage des organes élastiques qui peut être parcourue par le centre de gravité des organes élastiques ;
- La jupe de montage, et notamment la coiffe de montage peuvent être dimensionnée de telle manière qu’une partie des organes élastiques dépasse la coiffe de montage. Dès lors le couvercle destiné à être monté sur la jupe de montage, peut être enfoncé pour y loger à l’intérieur ladite partie surpassant ;
- Dans un mode de réalisation particulier, le volant moteur comprend une couronne de démarreur ménagée dans la jupe de montage. La couronne de démarreur peut être forgée sous forme d’arches.
- Ces arches sont alors configurées pour donner un top au capteur de point mort haut ;
Ce premier aspect peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- La cuvette circonférentielle peut délimiter, avec la coiffe de montage de la jupe, au moins un rebord en surplomb de la chambre des organes élastiques, en particulier une série de rebords en surplomb de la chambre des organes élastiques. Dès lors, le fond de la cuvette circonférentielle définit un diamètre extérieur qui est supérieur au diamètre intérieur de la coiffe de montage de la jupe ;
- La cuvette circonférentielle peut délimiter, avec la masse d’inertie principale, une gorge à angle arrondie de la chambre des organes élastiques. Cette gorge à angle arrondie peut former au moins un quart de cercle.
- Cette gorge à angle arrondie peut s’étendre de 45% jusqu’à 75% du total de la cuvette circonférentielle ;
- La cuvette peut avoir en section transversale, une forme générale polygonale ou une forme générale d’arc de cercle complémentaire d’une forme générale en tronçon de tore des organes élastiques ;
- La chambre et en particulier la cuvette circonférentielle peut délimiter en section transversale deux pistes latérales et une piste centrale de contact. La cuvette peut être délimitée au moins en partie par des pistes latérales et une piste centrale de contact ;
- Un plan central de la cuvette peut être formée perpendiculaire à la piste centrale de contact de la cuvette ;
- Un plan central de la cuvette peut contenir un voile central du système d’amortissement ;
- Les pistes latérales de contact peuvent être disposées radialement de part et d’autre d’un plan central de la cuvette perpendiculaire à l’axe de révolution ;
- Au moins l’une des pistes latérales peut être formée d’une paroi plane de contact ; Cette paroi plane de contact peut être de dimension strictement supérieure à une paroi plane de la piste centrale de contact ;
- Alternativement, cette paroi plane de contact d’une piste latérale peut être de dimension strictement inférieure à une paroi plane de la piste centrale de contact ;
A titre d’exemple, la piste latérale distale de la coiffe de montage comprend une alternance de parois planes et de rayons de courbure définissant le fond de la chambre des organes élastique
- Au moins l’une des deux pistes latérales peut être délimitée en section transversale par une paroi plane de contact définie selon un angle d’inclinaison par rapport au plan central. Cette paroi plane de contact peut être prolongée d’un côté par un premier rayon de courbure. En outre, cette paroi plane de contact peut être prolongée par exemple de l’autre côté par un second rayon de courbure ;
- Chaque piste latérale peut comprendre une paroi plane de contact prolongée par au moins un rayon de courbure. Les rayons de courbures peuvent avoir pour centre un même axe de construction de la cuvette ;
- Les rayons de courbures peuvent s’étendre sur des dimensions courbées différentes ;
- Les parois planes de contact peuvent s’étendre sur des dimensions rectilignes différentes ;