DE1135714B - Brennstoffregelanlage von Zweiwellen-Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern - Google Patents

Brennstoffregelanlage von Zweiwellen-Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern

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DE1135714B
DE1135714B DEU4066A DEU0004066A DE1135714B DE 1135714 B DE1135714 B DE 1135714B DE U4066 A DEU4066 A DE U4066A DE U0004066 A DEU0004066 A DE U0004066A DE 1135714 B DE1135714 B DE 1135714B
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fuel
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fuel control
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DEU4066A
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English (en)
Inventor
James Donald Evers
William Edward Fortmann
Thomas Paul Farkas
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Raytheon Technologies Corp
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United Aircraft Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors

Description

  • Brennstofregelanlage von Zweiwellen-Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregelanlage von Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern, mit Verdichterantriebsturbine und mechanisch von dieser getrennten Nutzleistungsturbine, deren Drehzahl als Regelgröße ein in der Brennstoffzuführungsleitung angeordnetes Drosselventil verstellt, das zugleich vom Verdichtungsdruck als Störgröße verstellt wird.
  • Es ist eine Brennstoffregelanlage bekannt, die auf die Drehzahl anspricht und mit Temperaturübersteuerung arbeitet und einen auf die Einlaßtemperatur ansprechenden Mechanismus enthält.
  • Weiterhin ist eine Brennstoffregeleinrichtung bekannt, die zwar in Abhängigkeit der Drehzahl und des Verdichterdrucks arbeitet, wobei jedoch diese beiden veränderlichen Größen gesondert verwendet werden.
  • Weiterhin ist eine Gasturbinenanlage mit Einrichtung zur Lastregelung bekannt, bei der nur der Verdichterdruck zum Regeln eines Luftventils verwendet wird.
  • Schließlich ist auch eine Gasturbinenanlage mit mindestens zwei unabhängigen Turbinenrotoren bekanntgeworden, die von einer gemeinsamen Verbrennungsvorrichtung mit Verbrennungsprodukten gespeist werden, wobei für jeden Rotor ein Drehzahlregler für die Steuerung der Brennstofförderung zu der Verbrennungsvorrichtung vorgesehen ist und jeder Drehzahlregler bei einer vorausgewählten maximalen Drehzahl seines zugehörigen Rotors anspricht, um die Brennstofförderung der Verbrennungsvorrichtung herabzusetzen.
  • Diese bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß bei bestimmten Betriebszuständen bei Anwendung in einer Zweiwellenturbinenanlage der Drehzahlregelkreis zu träge ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Brennstoffregelanlage zu schaffen, die diese Regelträgheit überwindet. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Drehzahl der Verdichterantriebsturbine als Führungsgröße die Einwirkung der Drehzahl der Nutzleistungsturbine als Regelgröße auf das Drosselventil ändert.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung einer Brennstoffregelanlage nach der Erfindung, Fig.2 die schematische Darstellung der Kraftverstärkervorrichtung des Temperaturfühlers, Fig. 4 ein Blockschema und die Fig. 3 und 5 Betriebskennlinien.
  • Nach der Fig.1 fließt unter Druck stehender Brennstoff in die Hauptleitung 60 und durch einen Filter 62. Ein überdruckventil verhindert, daß der Brennstoffdruck einen eingestellten Wert übersteigt. Aus der Hauptleitung 60 fließt der Brennstoff durch eine Öffnung 66 im Drosselventil in die Leitung 70. Das Druckregelventil 72 hält den Druckabfall an der Öffnung 66 auf einem vorherbestimmten Wert. Danach strömt zubemessener Brennstoff durch ein Handabsperrventil 84 in die Leitung 90 und danach über das Absperrventil 96 zum Triebwerk.
  • In dem Drosselventil 68 durchströmt der Brennstoff unter dem Einlaßdruck eine Verengung 100 und strömt in die Kammer 102, in der er auf den Boden einer Kraftverstärkervorrichtung 104 einwirkt. Dieser Hochdruck-Brennstoff fließt in die Leitung 108 und von hier aus durch ein Abflußventi1110 ab. Die Menge des Brennstoffes, die aus dem Abflußventil 110 strömt, hängt von der Stellung des Hebels 112 ab. Für eine gegebene Öffnung des Abflußventils 110 besteht ein gewisser Druck in der Kammer 102. Der dadurch ausgeführte Hub der Kraftverstärkervorrichtung 104 bewirkt eine Bewegung des Drosselventilschaftes 114, wodurch die Größe der Öffnung 66 verändert wird. Der Hebel 112 ist im Punkt 118 angelenkt und steuert die Kraftverstärkervorrichtung 104 und damit die öffnung des Drosselventils 68. Der Hebel 112 wird seinerseits eingestellt durch das Zusammenwirken zweier Hauptkräfte, von denen die eine von dem Hebel 120 und die andere von dem Glied 122 durch dessen Rollen 124 ausgeübt wird. Am Hebel 120 liegen zwei Balgen an, von denen der Balgen 126 evakuiert und der Balgen 128 dem Verdichtungsdruck P3 ausgesetzt ist, so daß auf den Hebel 120 eine vom absoluten Verdichtungsdruck abhängige Kraft einwirkt.
  • Wenn sich der Verdichtungsdruck vergrößert, so vergrößert sich die auf den Hebel 120 nach unten wirkende Kraft, wobei bewirkt wird, daß sich die Rollen 124 nach unten bewegen und die rechte Seite des Hebels 112 sich etwas nach unten bewegt, wodurch die Strömung aus dem Abflußventi1110 vermindert wird. Dadurch wird der Druck in der Kammer 102 erhöht, wodurch die mit einer starken Feder 130 versehene Kraftverstärkervorrichtung 104 die öffnung des Drosselventils 68 vergrößert. Dabei wird auch die Kraft an dem rechten Ende des Hebels 1,1,2 durch die Wirkung einer Rückführfeder 132 vergrößert, so daß die Gleichgewichtslage der Hebel 112 und 120 wiederhergestellt wird. Die Rollen 124 ermöglichen, daß sich das Glied 122 nach links oder nach rechts entsprechend der Bewegung des Hebels 142 bewegt, das mechanische Übersetzungsverhältnis der Hebel 112 und 120 derart verändert wird, daß für eine bestimmte Kraft an den Hebeln 112 und 120 eine bestimmte Drosselventil-Einstellung erhalten wird.
  • Das Glied 122 wird durch den Hebel 142 in Abhängigkeit von einer oder mehreren Veränderlichen der Triebwerks-Arbeitsbedingungen nach links oder rechts bewegt, je nachdem, ob der Regler auf Dauerbetrieb oder auf Grenzwertbetrieb, wie während des Beschleunigens, bei Über- oder Unterdrehzahl, eingestellt ist. Das Glied 122 wird ferner durch die Stange 144 gesteuert, die einen Kniehebel 146 über den Hebel 142 betätigt. Die Stange 144 wird von einem Hebel 148 betätigt, der bei 150 drehbar gelagert ist und dessen (in der Zeichnung) linkes Ende in ein gegabeltes Ende 152 ausläuft. Eine Rolle 154, die von einer Feder 156 an das Teil 152 angedrückt wird; ist an dem rechten Ende eines Hebels 158 angebracht. Dieser ruht schwenkbar auf einer Nockenscheibe 160, die von dem Handhebel 86 gedreht werden kann. Das linke Ende des Hebels 158 steht über eine Stange 162 mit einem Stellmotor 164 in Verbindung. Der Stellmotorkolben 182 erzeugt eine Bewegung, die proportional der Drehzahl der Nutzleistungsturbine ist, so daß bei Kombination dieser Bewegung mit der gewünschten Drehzahleinstellung der Nockenscheibe 160 das rechte Ende des Hebels 158 mit der Rolle 154 bewegt und der Hebel 148 nm den Drehpunkt 150 gedreht wird, wobei die Stange 144 proportional der Drehzahl-Regelabweichung eingestellt wird. Diese Drehzahl-Regelabweichungsbewegung wird durch den Kniehebel 146 und das Glied 122 an das Drosselventil 68 übertragen.
  • Ein Fliehkraftregler 168 wird von der Nutzleistungsturbine angetrieben. Der Fliehkraft des Reglers 168 wirkt die Kraft einer Feder 170 entgegen, so daß ein Steuerventil 172 entweder Hochdruckbrennstoff aus der Leitung 174 zur Leitung 176, danach zur Leitung 178 und die Kammer 180 in den unteren Teil einer Kraftverstärkervorrichtung 182 oder Niederdruckbrennstoff aus der Leitung 178 zu der Leitung 184 ausströmen läßt. Eine Kammer 182 a der Kraftverstärkervorrichtung 182 wird dauernd mit Hochdruckbrennstoff über die Leitung 186 gespeist.
  • Die Stellung der Kraftverstärkervorrichtung 182 entspricht immer der Drehzahl der Nutzleistungsturbine. Die Stellung des linken Endes des Hebels 158 entspricht der Drehzahl der Nutzleistungsturbine, während die Nockenscheibe 160 zwischen den Enden des Hebels 158 der gewünschten Drehzahl entsprechend eingestellt wird. Das rechte Ende des Hebels 158 überträgt die Drehzahl-Regelabweichung über die Rolle 154 und das gegabelte Ende 152 des Hebels 148 an die Glieder 144 und 122, wodurch das Drosselventil 68 entsprechend eingestellt wird.
  • Bei Überdrehzahl der Nutzleistungsturbine bewegen sich die Gewichte des Fliehkraftreglers 168 nach außen und veranlassen das Steuerventi1172, Hochdruckbrennstoff an die Kraftverstärkervorrichtung 182 zu liefern. Der Hebel 188 drückt die Feder 170 zusammen, wobei die Kraft der Fliehgewichte ausgeglichen und die Funktion der Kraftverstärkervorrichtung 182 stillgesetzt wird. Die neue Stellung der Kraftverstärkervorrichtung 182 wird über die Stange 162 auf den Hebel 1.58 übertragen, wobei die Lage der Rolle 154 an dem gegabelten Ende 152 des Hebels 148 verändert wird. Dadurch wird der Hebe1148 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 150 gedreht, so daß die Rollen 124 in Richtung einer verminderten Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck bewegt werden.
  • Bei Dauerbetrieb wird das dem Drosselventil 68 in der Brennstoffzuführungsleitung nachgeschaltete Absperrventil 96 wirksam, das von dem Fliehkraftregler 168 der Nutzleistungsturbine über das Steuerventil 172 der Kraftverstärkervorrichtung 182 betätigt wird.
  • Während der Beschleunigungsbegrenzung greift an dem unteren Ende des Hebels 142 eine Stange 194 an, deren linkes Ende eine Nockenwalze 196 abfühlt, die sowohl längs ihrer senkrechten Achse hin- und herbewegbar als auch um diese Achse drehbar ist. Neben der Nockenwalze 196 befindet sich ein Fliehkraftregler 198, der die Drehzahl des Verdichters und der Verdichterantriebsturbine ermittelt und auf einen Hebel 200 mittels der Stange 202 Druck ausübt. Der Hebel 200 ist an der Stange 202 drehbar angebracht, wobei das rechte Ende 200 im Eingriff mit einer Rückführfeder 204 steht, während das linke Ende des Hebels 200 die öffnung eines Abflußventils 206 einstellt. Somit beeinflußt jede Änderung der Drehzahl der Verdichterantriebsturbine das Abflußventil 206 und somit den Druck in der Kammer 208 an dem untersten Teil der Nockenwalze 196. Der Druck in der Kammer 208 beeinflußt eine Kraftverstärkervorrichtung 210, welche die Nockenwalze 196 in axialer Richtung bewegt. Der Kammer 212 an der oberen Seite der Kraftverstärkervorrichtung 210 wird beständig über eine Leitung 214 Hochdruckbrennstoff zugeführt; der durch eine Verengung 216 zur Kammer 208 strömt. Der Druck in der Kammer 208 wird abhängig von der Öffnung des Abflußventils 206 geändert und somit von dem Fliehkraftregler 198 geregelt. Jede Änderung der Einstellung der Kraftverstärkervorrichtung 210 und der damit in Verbindung stehenden Nockenwalze 196 ändert den Druck der Feder 204, um die öffnung des Abflußventils 206 wiederherzustellen, bei der sich die Anlage im Gleichgewicht befindet. Auf diese Weise besitzt die Nockenwalze 196 für jede Drehzahl der Verdichterantriebsturbine eine bestimmte axiale Stellung.
  • Die Nockenwalze 196 wird um ihre Achse von einem Zahnrad 220 gedreht. Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, strömt die Verdichtereinströmluft durch die Leitungen 224 und 226 an dem Balgen 228 vorbei, der sich entsprechend der Temperatur der Einströmluft ausdehnt oder zusammenzieht. Der Balgen 228 ist mit einem Hebe1230 verbunden, dessen unteres Ende an einem Abflußventil 232 sitzt. Das Abflußventil 232 stellt die öffnung 234 ein, die der Hochdruckbrennstoff aus einer Leitung 236 erhält. Dieser Hochdruckbrennstoff strömt zur rechten Seite 238 der Kraftverstärkervorrichtung 240, wobei Abflußventil 232 und öffnung 234 den Druck auf der linken Seite 242 der Kraftverstärkervorrichtung 240 regeln. Eine Zahnstange 244 der Kraftverstärkervorrichtung dreht das Zahnradsegment 246, das in das Zahnrad 220 an der Nockenwalze 196 der Fig. 1 eingreift.
  • Die Nockenwalze ?.96 ist an ihrem oberen Ende mit Steuerflächen 250 und 252 versehen, die das linke Ende des Hebels 254 bzw. den Arm 256 beeinflussen. Der Arm 256 ist ein Teil einer bewegbaren Stange 258. Die Nockenwalze 196 kann unabhängig davon die Stange 194 verstellen.
  • Es sei beispielsweise angenommen, daß die Drehzahl der Verdichterantriebsturbine auf einen Wert angewachsen ist, an dem diese mit Rücksicht auf optimales Arbeiten des Triebwerks und aus Sicherheitsgründen begrenzt werden muß. Die Steuerfläche 250 greift an dem linken Ende des Hebels 254 an und dreht diesen im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 260, wobei zugleich bewirkt wird, daß der Hebel 148 sich entgegen dem Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 150 dreht. Diese Bewegung wird auf die Stange 144 und den Kniehebel 146 sowie das Glied _1_2?. übertragen, wobei dieses in Richtung einer verminderten Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck bewegt wird.
  • Eine Bewegung der Nockenwalze 196 nach unten entsprechend einer Verminderung der Verdichterdrehzahl in Richtung einer unzulässig niedrigen Drehzahl bewirkt, daß die Steuerfläche 252 an dem Arm 256 angreift und dessen Abwärtsbewegung zusammen mit der Stange 258 verursacht. Infolgedessen dreht sich die Stange 286 entgegen dem Uhrzeigersinn um ihren Drehpunkt 266, wodurch das linke Ende des Hebels 148 nach oben gedrückt wird. Diese Bewegung wird auf die Stange 144 und den Kniehebel 146 und danach auf das Glied 122 übertragen, das in Richtung einer Brennstoffvermehrung pro Einheit Verdichtungsdruck bewegt wird. Auf diese Weise begrenzt die Brennstoffregelanlage zu hohe und zu niedrige Turbinendrehzahlen.
  • Nunmehr wird die Maximum- und Minimumbegrenzung der Brennstoffmenge für kurzzeitigen Betrieb des Triebwerkes beschrieben. Bei einer Beschleuiiigung der Maschine ist es erwünscht, die größte Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck zur Verfügung zu haben, damit die Maschine auf die Bewegung des Handhebels des Piloten rasch anspricht. Um Verdichterpumpen und übertemperatur zu vermeiden, ist es jedoch notwendig, die maximale Brennstoffzufuhr für gegebene Bedingungen zu begrenzen. Hierbei wird die Begrenzung als planmäßige Brennstoffmenge proportional zu einer Funktion aus Verdichtereinströmtemperatur und Verdichtungsdruck durchgeführt. Daher ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, die Stellung der Stange 194 durch die Nockenwalze 196 eine Funktion det Verdichterdrehzal und der Verdichtereinströmtemperatur. Die Stange 194 überträgt eine Bewegung an den Hebel 142, der für das Glied 122 einen Anschlag bildet, um dessen weitere Bewegung in Richtung einer vergrößerten Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck zu verhindern. Wenn daher der Handhebel 86 eine Vergrößerung der Drehzahl über seine Nockenscheibe 160 fordert, sucht sich das rechte Ende des Hebels 158 nach oben zu bewegen und dreht dabei den Hebel 148 im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 150, wodurch zugelassen wird, daß die Stange 144 sich nach unten bewegt und daß sich das Glied 122 in Richtung einer vergrößerten Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck bewegt. Diese Bewegung wird jedoch begrenzt durch die besondere Stellung der Begrenzungsstange 194 und des Hebels 142, je nach der Verdichterdrehzahl und Einlaßtemperatur, die in diesem Augenblick vorhanden sind.
  • Kleinste Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck wird von einem Anschlag 280 hergestellt, der an dem linken Ende des Hebels 148 angreift. Ein in Fig. 1 dargestelltes Rückführglied 230 ist aus den folgenden Gründen vorgesehen. Die Arbeitsweise des Rührführgliedes 320 wird am besten mit Bezug auf die in Fig. 3 dargestellten Kurven beschrieben. Es ist in üblicher Weise das Verhältnis des Brennstoffzuflusses zu dem Verdichtungsdruck (W f/P3) als Funktion der Drehzahl (in diesem Fall der Drehzahl des Verdichters) aufgetragen. Die Linie A stellt die maximal zulässige Brennstoffmenge je Einheit Verdichtungsdruck für eine Triebwerkbeschleuriigung, wie diese durch die Kennwerte des Triebwerks hergestellt wird, zur Verhinderung von Pumperscheinungen und Übertemperaturen dar. Dies ist die Brennstoffmengengrenze, die bei der Regelung durch die Nockenwalze 196 (Fig. 1) erreicht wird. Die Linie B stellt die Brennstoffmengenbegrenzung dar, die mittels des Anschlages 280 für Minimaldurchfluß erreicht wird. Die Linie C ist die Kennlinie für konstanten Zustand. Die Linien D und E werden von den unteren bzw. oberen Grenzfunktionen des Brennstoffreglers hergestellt. Die Linien F, G, H, 1 und J veranschaulichen die Linien, die von dem Fliehkrastregler 16ä (Fig. 1) hergestellt werden.
  • Es wird bemerkt, daß die Linien Q, 1 und J Überdrehzahlbedingungen darstellen, bei denen das Verhältnis von Brennstoff zu Verdichtungsdruck unterhalb der den konstanten Zustand kennzeichnenden Linie C liegt. Die überdrehzahlbedingung kann durch eine plötzliche Luftänderung eintreten, welche den Hubschrauberrotor in Lastverminderurigsrichtung beeinflußt. Dieser Bereich der Triebwerkarbeitsweise, bei dem ein instabiler Zustand auftreten könnte, wird von der den konstanten Zustand kennzeichnenden Kurve zwischen der Linie P und der unteren Grenzlinie D dargestellt. Somit ist es zweckmäßig, ein Mittel zur Schaffung eines größeren Stabilitätsgrades vorzusehen. Die Linien R, S, T und U stellen eine solche Maßnahme dar und werden in dem Brennstoffregler durch das Rückführglied und seinen zugehörigen Mechanismus erreicht.
  • Die Notwendigkeit des Rückführgliedes 3e0 ergibt sich im Zusammenhang mit Fig. 3, 4 und 5. Aus Fig.3 ist zu entnehmen, daß Instabilität entsteht, wenn die Nutzleistungsturbine auf 102,2°/o und mehr läuft. Das Blockschema der Fig.4 soll die dynamische Ansprechfunktion des Regelsystems veranschaulichen. Da die einzige Verbindung zwischen dem Triebwerk und der Nutzleistungsturbine aerodynamischer Natur ist, erfolgt das Ansprechen dieser Turbine auf Änderungen der Triebwerkdrehzahl langsam, verglichen mit dem Ansprechen anderer Elemente. Weiterhin ist zu bemerken, daß, falls der Drehzahlregler eine Vergrößerung der Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck als Ergebnis einer in der Nutzleistungsturbine vorhandenen Unterdrehzahl bei Erhöhung der Triebwerkdrehzahl verlangt, das zu dem Verstärker zurückgeführte Verdichtungssignal ebenfalls zunimmt, da ein Anstieg der Triebwerkdrehzahl eine Vergrößerung des Verdichtungsdrucks bewirkt. Der Gesamteffekt schafft ein positives Rückführungssignal, das Instabilität in das Regelsystem einführt.
  • Dies tritt in ausgeprägter Weise zwischen den Linien D und P der Fig. 3 auf. Dies ist, wie aus Fig. 5 hervorgeht, dadurch bedingt, daß während dieses Drehzahlbereiches (d. h. des unteren Drehzahlbereiches) eine kleine Brennstoffmengenänderung ('AWfl) eine größere Änderung des Verdichtungsdrucks (4P31) ergibt. Im Gegensatz dazu ergibt bei dem höheren Drehzahlbereich eine Brennstoffmengenänderung (JWf,) eine im wesentlichen gleiche Änderung des Verdichtungsdrucks (AP32).
  • Mit Bezug auf Fig. 3 wird angenommen, daß der regelnde Teil des Brennstoffreglers eine Verminderung der Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck als Folge einer überdrehzahl der Leistungsturbine verlangt und daß die Drehzahl des Triebwerks in Richtung eines auf der Linie P dargestellten Wertes abnimmt. Die untere Grenznockenwalzen-Steuerfläche 252 (Fig. 1) berührt den Arm 256 und bewegt über die Stange 258 das linke Ende des Rückführgliedes 320 in Abwärtsrichtung, wodurch ermöglicht wird, daß sich das Glied 264; das an dem Rückführglied angreift, in Abwärtsrichtung bewegt; dadurch wird der Drehpunkt 150 nach unten bewegt, wodurch sich das rechte Ende des Hebels 148 in Abwärtsrichtung bewegen kann und somit eine Erhöhung der Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck mit einer Geschwindigkeit verlangt, die bei der Verminderung der Triebwerkdrehzahl zunimmt. Auf diese Weise werden die Kennlinien hergestellt, die durch die Linien R, S, T und U veranschaulicht werden. Wenn die Überdrehzahl eine solche Größe hat, wie durch die Linien J und R angegeben ist, schneidet die Rückführlinie die untere Grenzlinie des Reglers, welche die Verminderung der Triebwerkdrehzahl begrenzt. Wen die Triebwerkdrehzahl auf den durch den Punkt L in Fig.4 dargestellten Wert abnimmt, berührt die Schulter 284 (Fig. 2) der senkrechten Stange 258 die untere Grenzstange 286, wodurch bewirkt wird, daß sich der Hebel 148 an seinem rechten Ende nach unten bewegt und um den Drehpunkt 150 dreht, so daß die Brennstoffmenge pro Einheit Verdichtungsdruck zunimmt.
  • Die zuvor beschriebene Maßnahme des Rückführens wirkt in der Weise, daß die Größe des Drehzahlfehlersignals, das in das Drosselventil und den Verstärker eintritt, abnimmt, wodurch sich die Verstärkung des Systems vermindert und sich die Wirkung der Rückführung des Verdichtungsdruckes in dem kritischen Drehzahlbereich auszugleichen sucht, Somit wird auf diese Weise eine stabilere Arbeitsweise erreicht. Andere Mittel zum Erzielen des gleichen Zwecks würden darin bestehen, eine Verzögerung in der Rückführung des Verdichtungsdruckes einzuführen oder die Ansprechzeit der Nutzleistungsturbine zu verbessern und dadurch ein schnelleres Subtraktionssignal für den Drehzahlregler herzustellen. Die Notwendigkeit für die Einführung der Rückführung oder anderer Korrekturmaßnahmen ergibt sich nur, weil es in diesem speziellen Anwendungsfall notwendig ist, das Triebwerk in dem kritischen Drehzahlbereich zu betreiben. Falls es möglich wäre, den Betrieb des Triebwerks auf die rechte Seite der Linie P in Fig. 3 zu beschränken, würde die Schaffung einer Rückführung oder anderer ähnlicher Maßnahmen wahrscheinlich nicht erforderlich sein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Brennstoffregelanlage von Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern, mit Verdichterantriebsturbine und mechanisch von dieser getrennter Nutzleistungsturbine, deren Drehzahl als Regelgröße ein in der Brennstoffzuführungsleitung angeordnetes Drosselventil verstellt, das zugleich vom Verdichtungsdruck als Störgröße verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Verdichterantriebsturbine als Führungsgröße die Einwirkung der Drehzahl der Nutzleistungsturbine als Regelgröße auf das Drosselventil (68) ändert. z. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Führungsgröße durch einen Fhehkraftregler (198) auf einen Hebel (200) einwirkt, dessen eines Ende in an sich bekannter Weise das Abflußventil (206) verstellt, wodurch über die Kraftverstärkervorrichtung (210) die Nockenwalze (196) axial verschoben wird, und dessen anderes Ende mit der Rückführvorrichtung (204) der Nockenwalze zur Einstellung des Drosselventils (68) verbunden ist. 3. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtereinlaßtemperatur als zusätzliche Führungsgröße zusammen mit der Drehzahl der Verdichterantriebsturbine die Einwirkung der Drehzahl der Nutzleistungsturbine als Regelgröße auf das Drosselventil (68) ändert. 4. Brennstoffregelanlage nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwalze (196) durch die genannte zusätzliche Führungsgröße über eine gesonderte Kraftverstärkervorrichtung (240) zusätzlich verdreht werden kann. 5. Brennstoffregelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel (250, 254) zum Begrenzen der Höchstdrehzahl der Verdichterantriebsturbine. 6. Brennstoffregelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel (252, 256) zum Begrenzen der Mindestdrehzahl der Verdichterantriebsturbine. 7. Brennstoffregelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet; daß die genannte Regelgröße und die genannte Störgröße auf einen Hebel (112) einwirken, bei dem in an sich bekannter Weise ein Ende das Abflußventil (110) verstellt und damit über die Kraftverstärkervorrichtung (104) das Drosselventil(68) verschiebt, während das andere Ende mit der Rückführfeder (132) der Kraftverstärkervorrichtung in Verbindung steht. B. Brennstoffregelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein dem Drosselventil (68) in der Brennstoffzuführungsleitung nachgeschaltetes Absperrventil (96), das vom Fhehkraftregler (168) der Nutzleistungsturbine über das Steuerventil (172) der Kraftverstärkervorrichtung (182) betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 851426, 884131; schweizerische Patentschrift Nr. 266733; französische Patentschrift Nr. 1093 697; schwedische Patentschrift Nr. 96 551.
DEU4066A 1955-08-17 1956-08-16 Brennstoffregelanlage von Zweiwellen-Gasturbinentriebwerken, insbesondere zum Antrieb von Hubschraubern Pending DE1135714B (de)

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