BRPI0919439B1

BRPI0919439B1 - Sistema de comando de pelo menos dois equipamentos de geometria variável de uma turbomáquina, e, turbomáquina.

Info

Publication number: BRPI0919439B1
Application number: BRPI0919439-8A
Authority: BR
Inventors: Bruno Robert Gaully; Baptiste Benoit COLOTTE
Original assignee: Snecma
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2020-01-07
Also published as: CA2738211C; FR2936556B1; CA2738211A1; JP5349602B2; EP2344726A1; US8690521B2; CN102171415B; WO2010037749A1; RU2011117540A; CN102171415A; ES2391617T3; FR2936556A1; US20110184573A1; BRPI0919439A2; RU2501957C2; EP2344726B1; JP2012504208A

Abstract

sistema de comando de pelo menos dois equipamentos de geometria variável de uma turbomáquina, e, turbomáquina sistema de comando de pelo menos dois equipamentos (10, 110) de geometria variável de uma turbomáquina, a turbomáquina compreendendo pelo menos um primeiro corpo e um segundo corpo, o primeiro equipamento (10) sendo um estágio de pás de estator com ângulo de ajuste variável de um compressor do primeiro corpo que evolui entre uma posição fechada na desaceleração e uma posição aberta em forte regime, o segundo equipamento (110) sendo pelo menos uma válvula de descarga de um compressor do segundo corpo que evolui entre uma posição aberta na desaceleração e uma posição fechada em forte regime. o acionador aciona o segundo equipamento (110) por intermédio de uma peça de acionamento (65) que é acionada em uma parte do trajeto do acionador e em repouso em um batente (64) no resto do trajeto, e por intermédio de um órgão de junção deslizante (120) que forma um trajeto morto no acionamento do dito segundo equipamento.

Description

“SISTEMA DE COMANDO DE PELO MENOS DOIS EQUIPAMENTOS DE GEOMETRIA VARIÁVEL DE UMA TURBOMÁQUINA, E, TURBOMÁQUINA” [0001]A presente invenção se refere ao domínio geral do comando de equipamentos de geometria variável de uma turbomáquina. A invenção se refere mais especialmente à otimização do comando de vários equipamentos que fazem parte de corpos distintos da turbomáquina.

[0002] Por “equipamento de geometria variável”, entende-se aqui um equipamento ligado a um órgão de comando e do qual a dimensão, a forma, a posição e/ou a velocidade é ou são suscetível(eis) de ser modificada(s) em função de fatos detectados ou de parâmetros definidos, para agir sobre o funcionamento da turbomáquina. Exemplos de equipamentos de geometria variável são válvulas de descarga de ar do compressor (com abertura variável), pás fixas de compressor com ângulo de ajuste variável, pás de turbina cuja folga no topo é variável, bombas de carburante de vazão variável, etc.

[0003] O termo corpo designa classicamente um subconjunto de uma turbomáquina, que compreende como órgãos principais um compressor e uma turbina unidos em um mesmo eixo. Tipicamente, uma turbomáquina pode compreender um corpo de alta pressão e um corpo de baixa pressão. Cada corpo compreende um compressor e uma turbina, da qual as pás são acionadas em rotação em torno do eixo da árvore na qual elas são montadas.

[0004] Em geral, os diferentes corpos de uma turbomáquina são projetados para poder funcionar de maneira independente uns dos outros. Suas velocidades de rotação são independentes, mesmo se elas podem ser ligadas ou correlacionadas em certos regimes de funcionamento.

[0005]Também habitualmente, devido a essa independência entre os diferentes corpos de uma turbomáquina, para comandar equipamentos de geometria variável

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2/19 que fazem parte de corpos diferentes, são previstos para esses equipamentos distintos sistemas de comandos distintos. Por essa razão, comandar dois equipamentos de geometria variável de dois corpos distintos necessita em geral de dois circuitos de comando, dois acionadores, duas fontes de potência, etc. Disso resulta que a massa, o custo e o volume de um tal sistema de comando dos equipamentos são relativamente elevados. Uma tal configuração é aquela escolhida no pedido de patente européia da requerente, publicado sob o número EP 1 724 474.

[0006] Por exemplo, o estágio de baixa pressão pode compreender uma ou várias válvulas de descarga de ar (com freqüência designadas VBV, que é o acrônimo da denominação inglesa das mesmas “Variable Bleed Valve”), enquanto que o estágio de alta pressão pode compreende um ou vários estágios de pás de estator de ângulo de ajuste variável (com freqüência designados VSV, que é o acrônimo da denominação inglesa das mesmas “Variable Stator Vanes”). Para diminuir a massa desses equipamentos e de seus órgãos de comando, pode ser considerado não instalar VBV. Se a economia assim realizada é grande (suprime-se devido a isso os acionadores, as servoválvulas, as canalizações, os arneses, etc., que estão associados a eles), os riscos induzidos são grandes, notadamente em regime de desaceleração se água ou granizo penetra dentro do motor, acarretando um risco aumentado de extinção desse último.

[0007] O pedido de patente FR 2 445 439 da empresa General Electric Company descreve um meio único para comandar válvulas de descarga de ar de um estágio de baixa pressão e dos estágios de estator com ângulo de ajuste variável de um estágio de alta pressão, mas esse meio comanda os dois equipamentos essencialmente de modo seqüencial, somente as pás de estator sendo acionadas por ocasião do funcionamento normal da turbomáquina (quer dizer acima do regime

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3/19 de desaceleração).

[0008]A invenção visa propor uma turbomáquina com equipamentos de geometria variável que pertencem a corpos diferentes da turbomáquina e um sistema de comando desses equipamentos que seja otimizado.

[0009] É assim que a invenção se refere a um sistema de comando de pelo menos dois equipamentos de geometria variável de uma turbomáquina, a turbomáquina compreendendo pelo menos um primeiro corpo que gira a uma primeira velocidade e um segundo corpo que gira a uma segunda velocidade, o primeiro equipamento sendo um estágio de pás de estator com ângulo de ajuste variável de um compressor do primeiro corpo que evolui entre uma posição fechada na desaceleração e uma posição aberta em forte regime, o segundo equipamento sendo pelo menos uma válvula de descarga de um compressor do segundo corpo que evolui entre uma posição aberta na desaceleração e uma posição fechada em forte regime, caracterizado pelo fato de que ele compreende um acionador que aciona os dois equipamentos.

[0010] Utilizando-se um só acionador para o comando de vários (pelo menos dois) equipamentos de geometria variável, o sistema de comando permite reduzir o número de peças da turbomáquina e assim atingir o objetivo da invenção. A massa, o volume e o custo de um segundo sistema de comando são, pelo menos em grande parte, evitados, visto que os equipamentos dos primeiro e segundo corpos são acionados pelo mesmo acionador.

[0011] De acordo com uma forma de realização, o sistema de comando é próprio para comandar mais de dois equipamentos de geometria variável com o auxílio de um único acionador.

[0012] De acordo com uma forma de realização, um equipamento de geometria variável é comum a vários corpos da turbomáquina.

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4/19 [0013] De acordo com uma forma de realização, o primeiro corpo é acionado a uma velocidade de rotação que pode ser comandada, o acionador é comandado pela velocidade de rotação do primeiro corpo.

[0014]Assim, o equipamento do segundo corpo é comandado pela velocidade de rotação do primeiro corpo, por intermédio do acionador.

[0015] De acordo com uma forma especial de realização o primeiro corpo é um corpo de alta pressão e o segundo corpo um corpo de baixa pressão.

[0016] Em especial, a turbomáquina compreendendo um compressor de baixa pressão e um compressor de alta pressão, o equipamento de geometria variável do compressor de baixa pressão é comandado pela velocidade de rotação do compressor de alta pressão.

[0017] De acordo com uma forma de realização, no caso de uma turbomáquina com um corpo de alta pressão e um corpo de baixa pressão, os equipamentos de geometria variável do corpo de alta pressão se situam na proximidade do corpo de baixa pressão (por exemplo na proximidade do lado a montante do corpo de alta pressão).

[0018] De acordo com uma forma de realização especial nesse caso, a turbomáquina é uma turbomáquina de corpo duplo, com um corpo de alta pressão e um corpo de baixa pressão. De preferência nesse caso, o ou os estágios de pás de estator com ângulo de ajuste variável faz ou fazem parte do corpo de alta pressão, o primeiro equipamento comandado pelo sistema de comando fazendo parte do corpo de baixa pressão da turbomáquina.

[0019] De acordo com uma forma de realização especial nesse caso, o estágio de pás compreende uma pluralidade de pás, montadas cada uma delas de modo pivotante em um cárter da turbomáquina, e um anel de comando que circunda o cárter é ligado a cada uma das pás do estágio por intermédio de alavancas, o

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5/19 acionador sendo próprio para acionar em rotação o anel de comando do estágio por intermédio de um órgão piloto montado no cárter.

[0020] De acordo com uma forma de realização, um equipamento de geometria variável é uma válvula de descarga de ar da turbomáquina. Esse equipamento pode compreender uma válvula ou uma pluralidade de válvulas de descarga de ar. Tratase por exemplo de uma válvula de descarga de ar do tipo VBV ao nível do compressor de baixa pressão.

[0021] O sistema de comando da invenção pode ser adaptado para o comando de diferentes tipos de equipamentos. Além daqueles apresentados acima, os equipamentos de geometria variável podem notadamente compreender ou formar um elemento de um ou vários dos dispositivos seguintes:

[0022]- uma válvula de descarga de ar do compressor de alta pressão com abertura proporcional (com freqüência designada pela expressão inglesa “Transient Bleed Valve” (de acrônimo TBV) ou “Start Bleed Valve” (de acrônimo SBV));

[0023]- uma válvula de descarga de ar do compressor de alta pressão tudo ou nada (com freqüência designada pela expressão inglesa “Handling Bleed Valve” (de acrônimo HBV));

[0024]- uma válvula de regulação de uma vazão de ar que contribui para o controle de folga em uma turbina de baixa pressão (com freqüência designada pela expressão inglesa “Low Pressure Turbine Active Clearance Control” (de acrônimo LPTACC)), ou em uma turbina de alta pressão (com freqüência designada pela expressão inglesa “High Pressure Turbine Active Clearance Control” (de acrônimo HPTACC)).

[0025] De acordo com uma forma de realização, no sistema de comando, o acionador compreende um órgão de comando móvel do qual os deslocamentos transmitem o comando aos equipamentos de geometria variável. O órgão de

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6/19 comando pode por exemplo compreender o braço de um macaco.

[0026] De acordo com uma forma de realização, o acionador é disposto para acionar o primeiro equipamento de geometria variável fazendo-se para isso variar um parâmetro em uma faixa de acionamento do primeiro equipamento, o acionador sendo disposto para acionar o segundo equipamento de geometria variável fazendose variar o mesmo parâmetro em uma faixa de acionamento do segundo equipamento.

[0027] O parâmetro do acionador indicado acima pode por exemplo ser a posição do órgão de acionamento do acionador. Assim, esse parâmetro pode ser a posição da extremidade do braço de um macaco. Assim, nesse caso, fazer variar esse parâmetro significa deslocar a extremidade do braço do macaco ou a posição da extremidade operante do acionador.

[0028] De acordo com uma forma de realização, o acionador aciona um órgão de transmissão que compreende pelo menos dois ramos e que é montado de modo móvel no cárter da turbomáquina, um primeiro ramo acionando o primeiro equipamento e um segundo ramo acionando o segundo equipamento.

[0029] De acordo com uma forma especial de realização, o segundo ramo aciona em rotação em uma parte de seu trajeto uma peça de acionamento do segundo equipamento e não a aciona no resto de seu trajeto, a dita peça permanecendo em repouso em um batente.

[0030] De acordo com uma forma especial de realização, a peça de acionamento é uma alavanca móvel em tomo de um eixo de rotação ligado ao cárter, um primeiro braço da alavanca sendo destinado a operar junto com o dito segundo ramo e com o dito batente e o segundo braço acionando o segundo equipamento por intermédio de um órgão de junção deslizante que forma um trajeto morto no acionamento do dito segundo equipamento.

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7/19 [0031] Quando o parâmetro de acionamento varia dentro de um intervalo situado fora da faixa de acionamento de um equipamento, esse último não é acionado pelo acionador. Um tal intervalo de valores do parâmetro do acionador, no qual nenhuma ação é efetivamente aplicada ao equipamento considerado, constitui para o dito equipamento um “trajeto morto”. Dentro de uma tal faixa, quaisquer que sejam as variações do parâmetro, o acionador não age (ou não significativamente) sobre o equipamento considerado.

[0032] De acordo com uma forma especial de realização, o órgão de junção deslizante compreende um primeiro órgão de comando que apresenta um furo oblongo no qual desliza uma haste levada por um segundo órgão de comando.

[0033] De acordo com uma forma especial de realização, o eixo de rotação da alavanca é deslocável ao longo do primeiro braço da dita alavanca.

[0034] De acordo com uma forma especial de realização, o primeiro órgão de comando é solicitado por um meio elástico na direção da posição que corresponde à ausência de operação conjunta entre o segundo ramo e a peça de acionamento.

[0035] De acordo com uma forma de realização especial, pelo menos uma parte da faixa de acionamento do primeiro equipamento está fora da faixa de acionamento do segundo equipamento.

[0036] O comando por um acionador único de dois equipamentos de geometria variável pode ser facilitado pelo fato de que as faixas de acionamentos dos dois equipamentos não se correspondem totalmente, permitindo fora da zona comum só acionar um único equipamento.

[0037] De acordo com uma forma de realização especial, a faixa de acionamento de um dos primeiro e segundo equipamentos é inteiramente contida dentro da faixa de acionamento do outro equipamento.

[0038] Nesse caso, os equipamentos são acionados simultaneamente em sua zona

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8/19 comum, o que pode apresentar vantagens de acordo com a natureza dos equipamentos. Uma tal forma de realização pode permitir prever uma amplitude de acionamento maior.

[0039] De acordo com uma forma de realização especial nesse caso, a faixa de acionamento de um dos equipamentos tem uma amplitude muito inferior à amplitude total da faixa de acionamento do outro equipamento; por exemplo, ela pode representar menos de 20 % ou menos de 10 % dessa faixa. Desse modo, quando a faixa do equipamento na faixa de acionamento reduzida está incluída dentro da faixa do outro equipamento, as ações de comando do equipamento só acionam uma variação pequena e/ou pouco sensível do comando do outro equipamento. Essa disposição facilita o comando, com um só sistema de comando, de dois equipamentos.

[0040] O sistema de comando é de preferência disposto para que as variações do parâmetro do acionador entre os limites de sua faixa de acionamento sejam suficientes para acionar os equipamentos com uma amplitude suficiente.

[0041] De acordo com uma forma de realização, a ligação entre o acionador e um dos equipamentos compreende um dispositivo de debreagem, próprio para debrear o acionamento desse equipamento pelo acionador em uma faixa de valores do parâmetro de acionamento. Essa faixa de valores é, portanto, situada fora da faixa de acionamento do equipamento considerado. Assim, o dispositivo de debreagem permite reservar um intervalo da faixa de acionamento somente com o comando do outro (ou dos outros) equipamento(s). Isso pode ser essencial quando o equipamento considerado não deve ser afetado enquanto o comando de um dos outros equipamentos comandados varia.

[0042] De acordo com um modo de realização, o sistema de comando compreende por outro lado meios de retorno que retêm um órgão de comando de um dos

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9/19 equipamentos em uma posição predeterminada, pelo menos quando o parâmetro do acionador varia dentro de um intervalo situado no exterior da faixa de acionamento do equipamento.

[0043] A invenção se refere ainda a uma turbomáquina equipada com um sistema de comando apresentado acima.

[0044]A invenção será melhor compreendida com o auxílio da descrição seguinte da forma de realização preferida da turbomáquina e do sistema da invenção, em referência às pranchas de desenhos anexas, nas quais:

[0045]- a figura 1 representa uma vista em perspectiva de um sistema de comando da posição de pás de estator com ajuste variável de acordo com a arte anterior;

[0046]- a figura 2 é uma vista esquemática de um dispositivo de comando da posição das válvulas de descarga de um compressor a partir do comando de posição das pás de um estator com ajuste variável, de acordo com um modo de realização da invenção; ela representa esse dispositivo na posição que corresponde a uma velocidade de rotação elevada do motor (pás de estator abertas e válvulas de descarga fechadas);

[0047]- a figura 3 é uma vista esquemática do mesmo dispositivo com velocidade de rotação do motor intermediária, as pás de estator estando em decorrer de fechamento e as válvulas de descarga sentando ainda fechadas;

[0048]- a figura 4 é uma vista esquemática do mesmo dispositivo com baixa velocidade de rotação do motor, as pás de estator estando fechadas e as válvulas de descarga abertas.

[0049]- as figuras 5 e 6 são curvas que dão a posição das pás de estator e das válvulas de descarga em função do regime do motor, no caso de um recobrimento e no caso de uma ausência de recobrimento das faixas de abertura e de fechamento dos dois equipamentos.

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10/19 [0050] De maneira conhecida, uma turbomáquina, aqui de eixo X-X, compreende, de a montante para a jusante, uma ventoinha, um compressor de baixa pressão (com freqüência designado pelo termo de “booster” pelo profissional), um compressor de alta pressão, uma câmara de combustão, uma turbina de alta pressão, uma turbina de baixa pressão e uma tubeira de ejeção dos gases (não representados). O compressor e a turbina de alta pressão são fixados em uma mesma árvore, dita de alta pressão, e pertencem assim ao corpo de alta pressão da turbomáquina, enquanto que o compressor e a turbina de baixa pressão são fixados em uma mesma árvore, dita de baixa pressão, e pertencem assim ao corpo de alta pressão da turbomáquina.

[0051]Abaixo, serão utilizadas as abreviações seguintes: BP para baixa pressão e AP para alta pressão.

[0052] O compressor AP compreende pelo menos um estágio formado por uma roda de pás móveis e por uma roda de pás fixas (também denominadas pás de estator). Cada estágio é formado por uma pluralidade de pás dispostas radialmente em torno do eixo X-X da turbomáquina. Nesse caso, o compressor AP compreende uma pluralidade de estágios, com uma alternância de rodas de pás móveis e de rodas de pás fixas. As pás são envolvidas por um cárter 12 cilíndrico que é centrado no eixo X-X da turbomáquina.

[0053] Entre as rodas fixas, pelo menos um estágio 10 compreende pás 14 ditas com ângulo de ajuste variável. Cada pá 14 é montada pivotante em tomo de um eixo 16 (ou pivô) que atravessa o cárter 12. A posição angular de cada pá 14 pode ser regulada por acionamento em rotação de seu pivô 16.

[0054] O estágio 10 de pás com ajuste variável forma um primeiro equipamento de geometria variável, que pertence ao corpo AP (visto que ele pertence ao compressor AP). O parâmetro variável desse equipamento é o ângulo das pás 14; nesse caso,

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11/19 todas as pás 14 são acionadas simultaneamente em rotação, graças a um anel 22 de comando do estágio 10 de pás 14.

[0055] O anel de comando 22 tem uma forma globalmente circular; ele circunda o cárter 12 e é centrado no eixo X-X da turbomáquina. A modificação sincronizada da posição angular das pás 14 é assim obtida por uma rotação do anel de comando 22 em tomo do eixo X-X da turbomáquina, de maneira conhecida.

[0056]A turbomáquina compreende um segundo equipamento 110 de geometria variável. Trata-se nesse caso de uma válvula de descarga de ar, do tipo VBV (aqui representada de maneira esquemática). O parâmetro variável desse equipamento 110 é o ângulo de abertura da válvula de descarga 110. Esse equipamento 110 pertence ao corpo BP da turbomáquina. A função da válvula VBV 110 é de descarregar ar na saída do compressor BP para reduzir os riscos de mau funcionamento desse compressor quando ele funciona em condições especiais.

[0057] Naturalmente, de maneira conhecida, o segundo equipamento 110 podería compreender uma pluralidade de tais válvulas.

[0058] O sistema de comando é disposto para comandar a rotação do anel 22 de comando do estágio 10 de pás com ângulo de ajuste variável (primeiro equipamento 10), assim como o deslocamento de um órgão 115 de comando do segundo equipamento 110.

[0059] Com essa finalidade, o sistema de comando compreende um acionador 24, nesse caso um macaco 24, que é ligado mecanicamente ao primeiro equipamento 10 e ao segundo equipamento 110 para acionar os mesmos em movimento. Um acionador único 24 comanda assim dois equipamentos 10, 110 de geometria variável de dois corpos distintos.

[0060] Com essa finalidade, cada pivô 16 das pás com ajuste variável 14 é ligado a uma extremidade de uma pequena biela 18 ou alavanca 18 de comando da qual a

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12/19 outra extremidade é articulada em torno de um mancai 19 fixado no anel de comando 22 e que se estende radialmente em relação a ele.

[0061] 0 anel compreende pelo menos um estribo 27 no qual é fixada uma extremidade de uma biela 32 de comando, de tipo esticador de rosca, que se estende substancialmente tangencialmente ao anel 22. A outra extremidade da biela de comando 32 é solidaria de um órgão de transmissão 26 dito piloto (pois ele está diretamente ligado ao acionador 24), montado pivotante em uma caixa 28 do cárter 12 da turbomáquina. O órgão de transmissão piloto 26 tem mais precisamente a forma de T. A biela de comando 32 é fixada a uma extremidade de um primeiro ramo 34 do T, a extremidade da haste do macaco 24 sendo fixada, de maneira articulada, na extremidade do ramo de acionamento 42 do T que se encontra no prolongamento do primeiro ramo 34. O segundo ramo 38, perpendicular aos dois outros, desempenha uma função descrita mais adiante. O órgão de transmissão piloto 26 é montado pivotante em tomo de um eixo 50 que se estende na interseção dos ramos.

[0062] O acionador (macaco) pode acionar em rotação o anel de comando 22 do estágio 10 de pás com ajuste angular variável por intermédio do órgão de transmissão piloto 26, que transmite o movimento do macaco 24 à biela de comando 32 que ela própria transmite o movimento ao anel 22 do qual ela é solidaria em translação (curvilínea).

[0063]O órgão de transmissão piloto 26 e a biela 32 são os elementos principais da cadeia de transmissão de movimento a partir do acionador (macaco 24) até o anel de comando 22.

[0064] O macaco 24 é comandado por uma unidade de comando eletrônico. Seus movimentos são função da velocidade N2 de rotação do compressor AP.

[0065] A invenção foi apresentada com um estágio único de pás com ajuste variável, mas ela pode naturalmente ser executada com uma pluralidade de estágios, os

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13/19 estágios sendo ligados de maneira clássica com uma primeira transmissão 26, dita transmissão piloto, e transmissões 26’, ditas transmissões seguidoras, acionadas por intermédio de uma barra de sincronização 30.

[0066] O sistema de comando comanda também o deslocamento de um órgão 115 de comando do segundo equipamento 110, com o auxílio de um dispositivo específico.

[0067] Fazendo-se agora referência às figuras 2 a 4 é visto um dispositivo 60 de acionamento das válvulas de descarga com o auxílio do sistema de comando das pás de estator com ajuste variável. O órgão de transmissão 26, que é móvel em rotação em tomo do eixo 50, gera o deslocamento da biela 32 por intermédio de seu primeiro ramo 34, e aquele de uma barra de sincronização 30 por intermédio de seu segundo ramo 38; ele aciona também uma peça de acionamento 65 por intermédio de seu ramo 38. Essa peça de acionamento 65 tem a forma de uma alavanca em L, e é móvel em rotação em tomo de um primeiro eixo 51 ligado ao cárter 12. Ela é solicitada em permanência por um meio de retomo elástico, não representado, na direção do segundo ramo 38 e repousa, na ausência de operação conjunta com o ramo 38, em um batente 64. Um de seus braços é próprio para operar junto com o segundo ramo 38 para transmitir a rotação do órgão de transmissão 26 para um estribo 126 em forma de U que é ligado ao segundo braço da peça 65 por uma segunda articulação 52. Uma rotação do órgão de transmissão 26 se traduz por um deslocamento longitudinal do estribo 126 que se desloca como uma biela que se desloca em uma corrediça.

[0068] Os dois ramos do estribo 126 passam de um lado e de outro de um primeiro órgão de comando 115 da geometria variável 110, que comanda os deslocamentos do equipamento de geometria variável 110 de acordo com a direção indicada pela flecha A. Esse órgão de comando 115 se apresenta como uma placa retangular

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14/19 perfurada com um furo oblongo 124. Os dois ramos do estribo 126, que formam um segundo órgão para o comando do segundo equipamento 110, são ligados por uma haste 122 que passa através do furo oblongo 124, no qual ela desliza.

[0069] O estribo 126 e a haste 122 constituem o órgão de junção deslizante 120. O acionador 124 aciona o segundo equipamento 110 via esse órgão de junção deslizante 120, cujo deslizamento define um trajeto morto D. De fato, enquanto a haste 122 se deslocar no interior do furo alongado 124 sem ser bloqueada em uma extremidade desse último, isso não acarreta nenhum movimento do órgão de comando 115, em outros termos os movimentos do acionador (o macaco 24) não acarretam nenhum movimento do órgão de comando 115 do equipamento 110.

[0070]Na ausência de ação da parte do órgão de transmissão 26 sobre a peça de acionamento 65, uma mola 112 empurra o órgão de comando 115 e mantém o segundo equipamento 110 em sua posição que corresponde à posição fechada das válvulas de descarga. A mola de retomo da peça 65 faz essa última girar em tomo da segunda articulação 52 até que ela venha contra o batente 64 que limita a rotação da peça de acionamento no sentido do fechamento das pás do estator. Ela é em seguida mantida em apoio contra o batente 64 pelo meio de retomo elástico mencionado mais acima.

[0071] Finalmente a peça 65 tem, como representado nas figuras 2 a 4, a forma de um L do qual os dois braços se unem ao nível do primeiro eixo de rotação 51. O comprimento de seu primeiro braço, quer dizer do braço que opera junto com o ramo 38 da transmissão 26, pode ser reduzido deslocando-se para isso o ponto no qual ele é fixado no eixo de rotação. Esse deslocamento tem como efeito modificar a desmultiplicação do movimento que existe entre a rotação da transmissão 26 e o deslocamento do estribo 126. A amplitude dessa modificação da desmultiplicação é determinada pelo trajeto B ao longo do qual pode se deslocar o eixo de rotação 51.

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15/19 [0072] Fazendo-se referência às figuras 5 e 6 são vistas as leis de abertura relativa das pás com ajuste variável (referenciadas VSV) e das válvulas de descarga (referenciadas VBV) em função da velocidade de rotação N2 do corpo AP. Quanto maior for o valor da curva, mais o equipamento de geometria variável 10, 110 correspondente está aberto. A posição aberta das pás VSV 14 corresponde à posição na qual elas deixam passar o fluxo de ar maior no compressor AP3; a posição aberta das válvulas VBV 110 corresponde à posição na qual elas retiram a vazão máxima de ar do compressor BP.

[0073] Em uma primeira fase P1, em baixo regime, as válvulas de descarga VBV 110 estão abertas enquanto que as pás com ajuste variável VSV 14 estão fechadas. Em uma segunda fase P2, em regime intermediário, as válvulas VBV 110 são progressivamente fechadas à medida do aumento da velocidade N2 do corpo AP enquanto que as pás VSV 14 são progressivamente abertas à medida do aumento da velocidade N2 do corpo AP; no final da segunda fase P2, as válvulas VBV 110 estão quase completamente fechadas enquanto que as pás VSV 14 estão aproximadamente os dois terços abertas. Em uma terceira fase P3, o fechamento das válvulas VBV 110 é finalizado enquanto que a abertura das pás VSV 14 é progressivamente finalizada, à medida do aumento da velocidade N2 do corpo AP.

[0074]Assim, os dois equipamentos de geometria variável 10, 110 são comandados pelo regime do corpo AP. Em especial, as válvulas VBV 110, que pertencem ao corpo BP, são comandadas pela velocidade de rotação N2 do corpo AP. Disso resulta uma simplificação da definição das leis de abertura e a garantia da boa sincronização entre as aberturas e fechamentos dos equipamentos de geometria variável, visto que essas aberturas e fechamentos dependem de um mesmo e único parâmetro: a velocidade de rotação N2 do corpo AP.

[0075] Na versão V1 representada na figura 5 a abertura das pás com ajuste variável

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VSV começa ao mesmo tempo que o fechamento das válvulas de descarga VBV mas se termina depois, enquanto que na versão V2 representada pela figura 6, ela só começa depois do fechamento das mesmas. A escolha de uma versão, e o momento preciso em que começa o fechamento das válvulas de descarga, são definidos agindo-se sobre a posição e sobre o comprimento D do furo oblongo 124. Um alongamento ou um encurtamento dessa fresta desloca em um sentido ou no outro, a abertura das válvulas de descarga em relação ao fechamento das pás com ajuste variável.

[0076] Como indicado precedentemente uma modificação do posicionamento do primeiro eixo de rotação 51 no primeiro braço da peça de acionamento 65, dentro do limite do trajeto B, provoca uma modificação da desmultiplicação do movimento gerado pela rotação da transmissão 26. Um encurtamento do braço do L aumenta a rotação da peça de acionamento 65 para uma rotação dada da transmissão 26, o que se traduz por uma abertura mais rápida das válvulas de descarga e uma tangente ao ponto de inflexão da curva VBV na figura 6 mais vertical. Inversamente um aumento do braço de alavanca no primeiro braço da peça de acionamento 65 produzirá uma tangente ao ponto de inflexão da curva na figura 6 menos vertical e uma abertura das válvulas de descarga mais progressiva.

[0077] Para fazer compreender o funcionamento do sistema de comando 1, as figuras 2 a 4 ilustram o movimento desse sistema em três posições, que correspondem a uma extensão máxima, intermediária e mínima do macaco 24. No sistema de comando 1, a extensão do macaco 24 é o parâmetro de acionamento desse acionador.

[0078] Agora vai ser descrito o funcionamento das pás de estator e das válvulas de descarga no decorrer de uma modificação da velocidade de rotação N2 do corpo AP, tomando-se como exemplo uma desaceleração do motor a partir da posição do

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17/19 plano gás. Em situação inicial (figura 2), o macaco está na posição de extensão máxima; as pás 14 com ângulo de ajuste variável estão na posição aberta e as válvulas de descarga fechadas. O ramo 38 do órgão de transmissão 26 está afastado do primeiro braço da peça de acionamento 65 que repousa contra o batente 64, sob a ação do meio de retomo elástico da peça 65. A mola 112 mantém o órgão de comando 115 na posição que corresponde às válvulas de descarga fechadas.

[0079] A partir dessa posição, o acionamento do macaco 24 provoca uma rotação da transmissão piloto 26, e se for o caso aquela de uma transmissão seguidora 26’ acionada pela barra de sincronização 30. A rotação da transmissão 26 em torno de seu ponto de pivotamento na caixa 28 aciona por sua vez a biela 32 que faz então o anel 22 girar em um sentido ou no outro em torno do eixo X-X da turbomáquina. Como indicado precedentemente, a rotação do anel 22 provoca uma modificação sincronizada da posição angular das pás 14 do estágio 10 por intermédio das alavancas de comando 18.

[0080]A velocidade de rotação diminuindo, a transmissão 26 gira até o momento em que seu segundo ramo 38 entra em contato com o primeiro braço da peça de acionamento 65, como ilustrado na figura 3 que corresponde a uma posição específica no decorrer da contração do macaco 24.

[0081]O macaco 24 se contraindo ainda, a transmissão 26 começa a fazer a peça de acionamento 65 girar em torno de seu eixo de rotação 51 e depois a empurrar a haste 122 do estribo 126 no furo oblongo 124, na direção da flecha A. A posição representada na figura 3 é específica pelo fato de que ela corresponde ao momento preciso em que a haste 122 solidária do estribo 126 chega em batente na extremidade do furo 124 na direção da flecha A (que é a direção de acionamento para o órgão de comando 115), a posição a partir da qual a haste 122 começa a

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18/19 acionar o órgão de comando (placa 115) da geometria variável 110. Inversamente a partir do início da contração do macaco 24, e até essa posição, o órgão de comando 115 não é deslocado de sua posição inicial (figura 2) apesar do deslocamento do estribo 126. Igualmente, a faixa de acionamento do macaco 24, entre sua posição inicial (figura 2) e a posição intermediária específica da figura 3, constitui um trajeto morto D para o segundo equipamento comandado 110. No decorrer desse movimento as válvulas do estator se fecharam progressivamente enquanto que as válvulas de descarga permaneceram fechadas completamente.

[0082] Em contrapartida, a partir da posição de início de acionamento que aprece na figura 3, qualquer contração suplementar do macaco 24 leva a haste 122 solidária do estribo 126 a empurrar, na direção da flecha A, o órgão de comando 115 e aciona um deslocamento desse último. As posições do macaco 24 mais contraídas do que nessa posição constituem a faixa de acionamento do segundo equipamento 110. As válvulas de descarga se abrem em conseqüência disso. Essa abertura é efetuada mais ou menos progressivamente de acordo com a regulagem B escolhida para o comprimento do braço de alavanca da peça de acionamento 65.

[0083] É preciso notar além disso que, uma vez que o macaco 24 excede essa posição de início de acionamento, a mola 112 age como meio de retorno para manter o órgão de comando 115 em contato permanente com a haste 122. Assim, fora do trajeto morto, o órgão de comando 115 segue a cada instante os deslocamentos da haste 122, na direção da flecha A como na direção oposta. Inversamente, no trajeto morto do órgão de junção deslizante 120, o órgão de comando 115 permanece bloqueado, na posição “esquerda” nas figuras 2 e 3, sob o efeito do meio de retorno elástico da peça de acionamento 65.

[0084] A velocidade de rotação prosseguindo sua redução, o macaco é comandado na direção da plena retração, o que corresponde a válvulas de descarga

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19/19 completamente abertas e a um prosseguimento do fechamento das pás de estator, até o pleno fechamento das mesmas (posição ilustrada na figura 4).

[0085] No sentido do aumento da velocidade de rotação N2 a partir do regime de desaceleração, o macaco 24 se estende e faz o órgão de transmissão 26 girar no sentido inverso ao sentido precedente. Sob a ação de seu meio de retorno elástico a peça de acionamento 65 volta para seu batente 64 arrastando com ela o estribo 126. O órgão de comando 115 não estando mais submetido à pressão da haste 122 acompanha, sob a ação da mola 112, o estribo 126 em seu deslocamento o que dispara o fechamento das válvulas de descarga. O movimento do órgão de comando 115 prossegue até que a mola 112 esteja completamente distendida e depois a haste 122, sempre acionada pelo meio de retomo elástico da peça de acionamento, percorre o furo oblongo 124 até vir em batente contra a outra extremidade desse furo. O conjunto peça de acionamento 65, estribo 126 e órgão de comando 115 continua seu trajeto até que o primeiro braço da peça de acionamento 65 venha esbarra no batente 64.

[0086] Nessa posição as válvulas de descarga estão inteiramente fechadas. A abertura das pás de estator, no que lhe diz respeito, prossegue com a rotação da transmissão 26 cujo movimento a partir desse instante não interfere mais com aquele das válvulas de descarga.

[0087]Ainda que a invenção tenha sido descrita em relação com vários modos de realização especiais, é bem evidente que ela não está de nenhuma forma limitada a eles e que ela compreende todos os equivalentes técnicos dos meios descritos assim como suas combinações se essas últimas entram no âmbito da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de comando de pelo menos dois equipamentos (10, 110) de geometria variável de uma turbomáquina, a turbomáquina compreendendo pelo menos um primeiro corpo e um segundo corpo, o primeiro equipamento (10) sendo um estágio de pás de estator com ângulo de ajuste variável de um compressor do primeiro corpo que evolui entre uma posição fechada na desaceleração e uma posição aberta em forte regime, o segundo equipamento (110) sendo pelo menos uma válvula de descarga de um compressor do segundo corpo que evolui entre uma posição aberta na desaceleração e uma posição fechada em forte regime, o sistema compreendendo um acionador (24) que aciona um órgão de transmissão (26) que compreende pelo menos dois ramos e que é montado de modo móvel no cárter (12) da turbomáquina, um primeiro ramo (34) acionando o primeiro equipamento (10) e um segundo ramo (38) acionando o segundo equipamento (110), caracterizado pelo fato de que o segundo ramo (38) aciona em rotação em uma parte de seu trajeto uma peça (65) de acionamento do segundo equipamento (110) e não a aciona no resto de seu trajeto, a dita peça (65) permanecendo em repouso em um batente (64).
2. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro corpo é um corpo de alta pressão e o segundo corpo um corpo de baixa pressão.
3. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o acionador (24) é comandado pela velocidade de rotação de um dos corpos da turbomáquina.
4. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o acionador (24) é comandado pela velocidade de rotação do corpo de alta pressão.

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5. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a peça de acionamento (65) é uma alavanca móvel em torno de um eixo de rotação (51) ligado ao cárter (12), um primeiro braço da alavanca sendo destinado a operar junto com o dito segundo ramo (38) e com o dito batente (64) e o segundo braço acionando o segundo equipamento (110) por intermédio de um órgão de junção deslizante (120) que forma um trajeto morto no acionamento do dito segundo equipamento.
6. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o órgão de junção deslizante (120) compreende um primeiro órgão de comando (115) que apresenta um furo oblongo (124) no qual desliza uma haste (122) levada por um segundo órgão de comando (126).
7. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o eixo de rotação (51) da alavanca (65) é deslocável ao longo do primeiro braço da dita alavanca (65).
8. Sistema de comando de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro órgão de comando (115) é solicitado por um meio elástico (112) na direção da posição que corresponde à ausência de operação conjunta entre o segundo ramo (38) e a peça de acionamento (65).
9. Sistema de comando de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de que a faixa de acionamento do segundo equipamento (110) está incluída na faixa de acionamento do primeiro equipamento (10).
10. Turbomáquina caracterizada pelo fato de que compreende um sistema de comando tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.