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Verfahren und Einrichtung zur automatischen Regelung der Leistung von Flugmotoren.
Bei neuzeitlichen Flugzeugen werden häufig Motoren verwendet, die mit Einrichtungen versehen sind, die die Abgabe der normalen Leistung (für die das Triebwerk dimensioniert wurde) auch in grösseren Höhen ermöglichen. Als solche Einrichtungen kommen Überbemessung der Zylinder, Überverdichtung und Vorverdichtung in Betracht. Um eine Überbeanspruchung solcher Motoren in der Nähe des Erdbodens und unterhalb einer gewissen Höhe zu vermeiden, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die in den Zylindern zur Verbrennung kommende Stoffmenge zu begrenzen. Solche Vorkehrungen sind : Drosseln oder teilweises Abblasen der den Zylindern zuströmenden Ladung, Drehzahländerung des Gebläses usw., wobei die Stellung des entsprechenden Steuerorgans in Abhängigkeit von der Höhe ver- ändert werden muss.
Diese Aufgabe wird meist von automatischen Reglern erfüllt, deren Meldeorgan unter dem Einflusse des Druckes p an einer bestimmten Stelle des Verbrennungsluftweges zu den Zylindern steht und mit Hilfe eines Servomotors das Steuerorgan derart verstellt, dass der Druck p unabhängig von der Höhe stets den gleichen Wert beibehält. Hiebei steigt die Motorleistung mit der Höhe nach einem Gesetz an, das durch das Fallen des atmosphärischen Druckes, die Art der verwendeten Luftschraube und andere Faktoren, aber auch davon bedingt wird, an welcher Stelle des Verbrennungsluftweges der Druck p konstant gehalten wird (vor oder nach dem Gebläse bzw. Vergaser).
Das Ansteigen der Leistung mit der Höhe ist in gewissen Fällen von Nachteil. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei welchem ein automatischer Regler den Druck p nicht konstant hält, sondern mit wachsender Höhe nach einem bestimmten Gesetz verkleinert. Durch entsprechende Wahl dieses Gesetzes kann hiebei das Ansteigen der Leistung mit der Höhe im gewünschten Masse verringert bzw. überhaupt vermieden werden.
Die Veränderung des Druckes p kann in an sich bekannterweise durch Veränderung der vom Meldeorgan diesem Drucke entgegengesetzten Kraft, also z. B. durch eine bestimmte Längenänderung der als Meldeorgan wirkenden elastischen Dose bzw. der mit dieser Dose verbundenen Feder, bewirkt werden.
Anderseits wird das oben erwähnte, die Motorleistung beeinflussende Steuerorgan bzw. der dieses Steuerorgan verstellende Servomotor seine Stellung in Abhängigkeit von der Höhe verändern. Erfindungsgemäss wird nun diese Stellungsänderung dazu verwendet, die vom Meldeorgan ausgeübte Gegenkraft nach einem bestimmten Gesetz zu verändern und damit die gewünschte Änderung des Druckes p mit der Höhe herbeizuführen.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das durch die Zeichnung schematisch dargestellt wird : In einem automatischen Druckregler an sich bekannter Konstruktion ist der Servokolben 1 durch das Gestänge 2, 3, 4,5, 6 mit der Kulisse 7 verbunden. Die Rolle 8 wird von der Feder 9 gegen diese Kulisse gedrückt und verschiebt dadurch bei Bewegung des Servokolbens 1 den oberen Boden 10 der als Meldeorgan wirkenden elastischen Dose 11 nach einem Gesetz, das durch die Formgebung der Kulisse 7 festgelegt wird.
Die Wirkungsweise ist folgende : Wenn das Flugzeug steigt und der atmosphärische Druck abnimmt, fällt auch der Druck p an der Stelle 12 des Verbrennungsluftweges 13 zu den Zylindern. Diese Druckverkleinerung pflanzt sich durch die Rohrleitung 14 in das Innere des Reglergehäuses 15 fort, wodurch das Gleichgewicht der luftleeren und elastischen Dose 11 gestört wird und diese sich ausdehnt, wobei sie den Kolbenschieber 16 aus der gezeichneten Mittelstellung nach unten verschiebt. Durch diese Verschiebung wird die Druckò1zufuhr 17 mit dem Kanal 18 und gleichzeitig der Kanal 19 mit dem Öl-
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abfluss 20 verbunden.
Der Servokolben 1 bewegt sich nach oben und öffnet hiebei mittels des Gestänges 21, 22,23 die Drosselklappe 24 so lange, bis die durch den nunmehr steigenden Druck p zusammengedrückte Dose 11 den Kolbenschieber 16 wieder in seine Mittellage zurückgeführt hat, wodurch die Bewegung des Kolbens 1 unterbrochen wird. Während dieser Bewegung hat sich aber die Kulisse (Nocke) 7 nach links verschoben, wodurch der Feder 9 die Möglichkeit gegeben wurde, den oberen Dosenboden 10 um ein bestimmtes Stück nach oben zu verlegen. Der Mittelstellung des Kolbenschieber 16 entspricht jetzt eine grössere Länge der Dose 11 und daher ein kleinerer Wert der von ihr ausgeübten Federkraft als früher.
Es wird also auch der dieser Federkraft das Gleichgewicht haltende Druck p einen kleineren Wert haben als früher.
Durch entsprechende Formgebung der Kulisse 7 kann jede gewünschte Änderung des Druckes p und daher auch der Leistung mit der Höhe erzielt werden. Darüber hinaus bietet die Verstellbarkeit der Zapfen 25 und 26 in Langlöchern die Möglichkeit einer weiteren Einregulierung.
Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Anwendung des Erfindungsgegenstandes dort, wo der Regler nicht unter dem Einflusse des Druckes p knapp vor den Zylindern (nach dem Gebläse), sondern des Druckes vor dem Gebläse und Vergaser steht. Diese Anordnung ist von anderer Seite gewählt worden, um den Vergaser unter Verhältnisse zu setzen, die von der Höhe fast unabhängig sind und damit das Mischungsverhältnis von Luft zu Brennstoff konstant zu halten. Kommt in einem solchen Falle eine Luftschraube mit während des Fluges unveränderlicher Steigung zur Anwendung, so steigt die Leistung mit der Höhe ganz ausserordentlich an, weil einerseits die Drehzahl des Motors, anderseits aber auch die Drehzahl und somit der Förderdruck des vom Motor. angetriebenen Gebläses steigt.
Die Leistungs- änderung kann hiebei so stark werden, dass eine stufenweise Beeinflussung des Reglers von Hand aus erforderlich wird, um den von ihm eingehaltenen Druck p herabzusetzen. Dadurch wird aber der Wert eines automatischen Reglers stark vermindert. Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes gestattet es, diesen Nachteil zu vermeiden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur automatischen Regelung der Leistung von Flugmotoren in Abhängigkeit von der Höhe mittels eines unter dem Einflusse des Druckes p an einer bestimmten Stelle des Verbrennung- luftweges zu den Zylindern stehenden Meldeorgans, das mit Hilfe eines Servomotors das die Motor- leistung beeinflussende Steuerorgan verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse des Druckes p durch eine durch die Stellungsänderung des Servomotors bewerkstelligte Änderung der diesem Drucke p vom Meldeorgan entgegengesetzten Kraft in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerorgans ver- ändert wird.