Developing effective lubrication and cooling system of accessory gearbox (AGB) of a turboshaft engine

Abstract

Termal turbo makineler arasında gaz türbinli motorlar, inşa edilmesi en karmaşık ve zor olanlardan biridir. Bu motorlar, çok çeşitli modül ve alt sistemlerin bir araya getirilmesiyle oluşturulur ve bir performans döngüsüne göre işbirliği yaparlar. Aksesuar Dişli Kutusu (ADK) da, birçok sistem ile ara yüzü bulunmasından ve yüksek hızlarda çalışmasından dolayı gaz türbinli motorların en kritik modüllerinden biridir. ADK'nin de en kritik sistemi ise yağlama sistemidir ve tabir yerindeyse yağlama sistemi ADK'nin kalbidir. Bu çalışmada, konsept olarak tasarlanan bir ADK'deki dişlilerin ve rulmanların soğutulması için gerekli yağı iletecek yağ jetlerinin tasarımı ve bu tasarımın doğrulama faaliyetleri yapılmıştır. Isı üretimi hesabına göre yağ debileri belirlenmiştir. Akabinde bu debiyi ilgili noktalara ulaştıracak yağ jetlerinin delik çapları hesaplanmıştır. Yağ jetlerinin 1B akış analizleri yapılarak yağ jetleri üretilmiştir. Yağ jetleri akış testine tabi tutularak test sonuçları ile 1B analiz sonuçları kıyaslanmıştır. Test ve analiz çıktıları arasındaki yüzdesel fark ADK operasyonu için yeterlidir. Bu yağ jetlerinin konsept olarak tasarlanan ADK'de kullanımı uygun bulunmuştur.Among thermal turbomachines, gas turbine engines are one of the most complex and challenging to build. These engines are created by combining various modules and subsystems, and they cooperate according to a performance cycle. Accessory Gearbox (AGB) is one of the most critical modules of gas turbine engines because it has interfaces with many systems and operates at high speeds. The most critical system of AGB is the lubrication system, and the lubrication system is the heart of AGB. In this study, the design of oil jets that will transmit the oil required for cooling gears and bearings in an AGB is designed as a concept, and the verification activities of this design are carried out. First, oil flow rates are determined according to the heat generation calculation. Then, the hole diameters of the oil jets that will bring this flow to the relevant points are calculated. Next, oil jets are produced by performing 1D flow analyzes of the oil jets. The oil jets are subjected to the flow test, and the test results are compared with the 1D analysis results. The percentage difference between test and analysis outputs is sufficient for AGB operation. Therefore, the use of these oil jets in the AGB, designed as a concept, is found appropriate.