DE1235659B

DE1235659B - Speed control device for an internal combustion engine for a helicopter

Info

Publication number: DE1235659B
Application number: DEH39972A
Authority: DE
Inventors: John Burton Nichols; Joseph Stuart Iii
Original assignee: HILLER AIRCRAFT CORP
Current assignee: HILLER AIRCRAFT CORP
Priority date: 1959-07-20
Filing date: 1960-07-19
Publication date: 1967-03-02

Description

Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine für Hubschrauber Die Erfindung betrifft eine Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Antrieb des Hauptrotors eines Hubschraubers, wobei die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine durch ein von einem Steuerknüppel. aus betätigtes Drosselventil in der Ansaugleitung regelbar ist und in der Antriebsverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Hauptrotorwelle ein Freilauf angeordnet ist.Speed control device for an internal combustion engine for helicopters The invention relates to a speed control device for an internal combustion engine to drive the main rotor of a helicopter, the fuel supply to Internal combustion engine by one of a joystick. off activated throttle valve can be regulated in the intake line and in the drive connection between the internal combustion engine and a freewheel is arranged on the main rotor shaft.

Vergleichbare Drehzahlregler sind bei Kraftfahrzeugen bekannt, um eine von der Handsteuerung unabhängige Regelkomponente einzuführen. So ist eine Anordnung bekannt, bei der eine zweite Drosselklappe in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine für den Antrieb von Straßenfahrzeugen vorgesehen ist, die durch einen Drehzahlregler in Abhängigkeit von der aus dem Fahrzeuggetriebe auf die Tachometerwelle -übertragenen Drehzahl die Ansaugmenge zusätzlich zur normalen Drosselregelung beeinflußt.Comparable speed controllers are known to be used in motor vehicles to introduce a control component that is independent of the manual control. So is one Arrangement known in which a second throttle valve in the intake line of a Internal combustion engine is intended for driving road vehicles by a speed controller depending on the from the vehicle transmission to the speedometer shaft -transferred speed influences the intake volume in addition to the normal throttle control.

Diese bekannte Anordnung läßt sich jedoch nicht ohne weiteres zur Regelung der Motordrehzahl bei Hubschraubern anwenden. Dies hat seine Ursache darin, daß bei einem Hubschrauber völlig andere Verhältnisse herrschen als bei einem Straßenfahrzeug und damit die für die Regelung bei einem Straßenfahrzeug anzuwendenden Prinzipien durchaus nicht ohne weiteres auf die Regelung von Hubschraubern angewendet werden können. Bei Hubschraubern ist die vom Motor aufzub.ringende Leistung nicht wie beim Kraftfahrzeug eine direkte Funktion des aufgegebenen Gemischs und damit der Motordrehzahl, sondern sie hängt sehr weitgehend von einer ganzen Reihe von flugtechnischen Voraussetzungen ab. So erfolgt bei Hubschraubern z. B. zur Erzielung bestimmter Steuermanöver eine entsprechende Verstellung der Blätter bzw. der Hubschraube, wodurch bei gleichbleibender Drehzahl die benötigte Motorleistung in erheblichen Grenzen variiert.However, this known arrangement can not be easily used Use engine speed control on helicopters. This is due to that with a helicopter completely different conditions prevail than with a road vehicle and thus the principles to be used for the control of a road vehicle cannot be easily applied to the regulation of helicopters can. With helicopters, the power to be generated by the engine is not the same as with Motor vehicle a direct function of the mixture applied and thus the engine speed, rather, it depends very largely on a whole series of technical aeronautical requirements away. So takes place in helicopters z. B. to achieve certain control maneuvers a corresponding adjustment of the blades or the lifting screw, whereby with constant Speed, the required engine power varies within considerable limits.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige Drehzahlregelung an diese besonderen bei Antrieben von Hubschraubennotoren zu berücksichtiaenden Bedingungen anzupassen und damit eine einfache funktionssichere Vorrichtung für die Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Hubschraubenleistung zu schaffen.It is the object of the invention to provide such Speed control to this particular in drives of helicopter engines to be considered Adapt conditions and thus a simple functionally reliable device for to create the speed control depending on the lifting screw performance.

Die Erfindung macht sich dabei ein beim Antrieb mehrerer Hubschrauben, z. B. des Hauptrotors und einer Vortriebsluftschraube, oder beim Antrieb des Hauptrotors und eines gegenläufig dazu mit gleicher Arbeitsrichtung arbeitenden Hilfsrotors bekanntes j Prinzip der Trennung der Antriebsverbindung mittels eines Freilaufs bei bestimmten Betriebsbedingungen zunutze. Die Drehzahlregeleinrichtung gemäß der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein mit einem Stellglied versehener Drehzahlregler mit der Hauptrotorwelle gekoppelt ist und in ebenfalls bekannter Weise das Stellglied des Drehzahlreglers mit einem zweiten in Reihe zum Drosselventil in der Aussaugleitung angeordneten Drosselglied verbunden ist.The invention makes itself a when driving several lifting screws, z. B. the main rotor and a propulsion propeller, or when driving the main rotor and an auxiliary rotor working in the opposite direction with the same working direction Known j principle of separating the drive connection by means of a freewheel under certain operating conditions. The speed control device according to the Invention is characterized in that in a known manner with an actuator provided speed controller is coupled to the main rotor shaft and in a known manner, the actuator of the speed controller with a second connected in series to the throttle valve in the suction line throttle member is.

Dabei kann eine flexible Antriebswelle als Kupplungsglied zur Hauptrotorwelle dienen.A flexible drive shaft can be used as a coupling element to the main rotor shaft to serve.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung werden die sonst nach Abschalten des Hubmotors erforderlichen komplizierten Stabilisierungseinrichtungen, insbesondere infolge des Fehlens von Schwungmassen am Motor überflüssig.By this arrangement according to the invention, the otherwise after switching off of the lifting motor required complicated stabilization devices, in particular superfluous due to the lack of centrifugal masses on the engine.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawing.

Der Hauptrotoraufbau ist mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Der Hauptrotor weist die Rotorflügel 2 auf. Sie sind auf den Balken 3 gelagert. Die Balken 3 sind in der Nabe 4 angeordnet. Die Nabe 4 befindet sich auf der senkrechten Rotorantriebswelle 5. Die Welle 5 wird durch eine Brennkraftmaschine 6 über das Untersetzungsgetriebe 7 angetrieben. Die von der Brennkraftmaschine abgehende Welle 8 ist mit der zu dem Untersetzungsgetriebe führenden Welle 9 über eine Leerlaufkupplung (Freilauf) 10 verbunden, welche die Kupplungsteile 10 a und 10 b aufweist, die eine Eigendrehung des Rotors ermöglichen und sich nur in einer Richtung drehen. Ebenfalls von dem Untersetzungsgetriebe 7 wird eine Welle 11 für den Antrieb der Heckrotorwelle 12 -über die Kegelräder 14 angetrieben.The main rotor structure is provided with the reference number 1 . The main rotor has the rotor blades 2. They are stored on the beam 3. The beams 3 are arranged in the hub 4. The hub 4 is located on the vertical rotor drive shaft 5. The shaft 5 is driven by an internal combustion engine 6 via the reduction gear 7 . The outgoing shaft 8 from the internal combustion engine is connected to the shaft 9 leading to the reduction gear via an idle clutch (freewheel) 10 , which has the coupling parts 10 a and 10 b , which allow the rotor to rotate automatically and only rotate in one direction. A shaft 11 for driving the tail rotor shaft 12 is also driven by the reduction gear 7 via the bevel gears 14.

Die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 6 wird durch das Drosselventil 15 geregelt, welches in der Ansaugleitung für das Luft-Gas-Gemisch schwenkbar angeordnet ist. Das Drosselventil 15 wird über eine Gelenkverbindung 17 mit Hilfe einer Handhabe 18 betätigt, welche sich auf dem Steuerhebel 19 zur Steuerung der Steigungshöhe des Hubschraubers befindet. Der Steuerhebel 19 ist auf dem Gestell 20 des Hubschraubers schwenkbar gelagert.The fuel supply to the internal combustion engine 6 is regulated by the throttle valve 15 , which is pivotably arranged in the intake line for the air-gas mixture. The throttle valve 15 is actuated via an articulated connection 17 with the aid of a handle 18 which is located on the control lever 19 for controlling the pitch of the helicopter. The control lever 19 is pivotably mounted on the frame 20 of the helicopter.

Durch ein Teil, welches synchron mit der Hauptrotorwelle 5 dreht, wird eine biegsame Welle 21 angetrieben, welche im Ausführungsbeispiel mit ihrem einen Ende 22 mit der von dem Untersetzungsgetriebe abgehenden Welle 11 für den Heckrotor verbunden ist, während das andere Ende 23 dieser biegsamen Welle 21 mit der Eingangswelle 24 eines Reglers 25 verbunden ist, der bei 24 a in dem Gestell 20 des Hubschraubers gelagert ist. Es kann irgendeine Antriebsübertragungseinrichtung für den Antrieb der Reglerwelle 24 verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie mit dem Kupplungsteil 10 b der Leerlaufkupplung 10 verbunden ist, damit sie sich mit der entsprechend steten Drehzahl des Hauptrotors dreht, der ein hohes Trägheitsvermögen aufweist. Der Regler kann in irgendeiner Weise ausgebildet sein, so daß sein Stellglied eine lineare Verstellbewegung in Abhängigkeit von den Drebzahländerungen gibt. Beispielsweise kann er aus einem Bügel 26 bestehen, wobei an je- dem Arm des Bügels ein Schwenkhebel 27 schwenkbar gelagert ist. An den einen Enden der Schwenkhebel 27 befinden sich die Gewichte 28, während an den anderen Enden die Teile 29 angeordnet sind. Diese Teile 29 können in Berührung mit einem das Stellglied bildenden Ring 30 kommen, der gleitbar auf einer Stange 31 im Gestell 20 des Hubschraubers angeordnet ist und dauernd durch eine Feder 32 in Richtung nach oben gedrückt wird. Die Stange 31 ist mit ihrem unteren Ende mit dem Steuerhebelarm eines zweiten Drosselventils 34 gelenkig verbunden, so daß, falls die Gewichte 28 nach außen schwingen, sich das Drosselventil 34 zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr in Richtung einer Drossellage quer zur Leitung 16 beweg ,t, die gestrichelt angegeben ist. Irgendein Mittel, z. B. eine Einstellmutter 30a, kanr zur Veränderung der Kraft der Feder 32 dienen, un so entsprechend einer gewünschten Drehzahl dei Regler 25 einzustellen.A flexible shaft 21 is driven by a part which rotates synchronously with the main rotor shaft 5 , which in the exemplary embodiment is connected with its one end 22 to the shaft 11 for the tail rotor extending from the reduction gear, while the other end 23 of this flexible shaft 21 is connected to the input shaft 24 of a controller 25 which is mounted at 24 a in the frame 20 of the helicopter. It may be any drive transmission means for driving the governor shaft 24 are used, provided that they b to the coupling part 10 of the overrunning clutch 10 is connected so that it rotates with the corresponding constant rotational speed of the main rotor, which has a high inertia power. The controller can be designed in any way so that its actuator gives a linear adjustment movement as a function of the speed changes. For example, it can consist of a bracket 26 , with a pivot lever 27 being pivotably mounted on each arm of the bracket. The weights 28 are located at one end of the pivot lever 27 , while the parts 29 are arranged at the other ends. These parts 29 can come into contact with a ring 30 which forms the actuator and which is slidably arranged on a rod 31 in the frame 20 of the helicopter and is constantly urged upwards by a spring 32 . The rod 31 is hinged at its lower end to the control lever arm of a second throttle valve 34, so that if the weights 28 swing outward, the throttle valve 34 moves to control the fuel supply in the direction of a throttle position across the line 16, t, the is indicated by dashed lines. Any means, e.g. B. an adjusting nut 30a, can be used to change the force of the spring 32 , un so set the controller 25 according to a desired speed.

Da der Regler 25 durch einen Teil angetriebei wird, der sich auf der Ausgangsseite der Leerlauf. kupplung befindet, befindet sich immer die Drehzah des Reglers 25 im unmittelbaren Verhältnis zu dei Drehzahl des Hauptrotors 1. Die durch die über. drehzahl des Reglers hervorgerufene Drosselwirkunl ist vollkommen unabhängig von der vom Piloten her. gestellten Drosseleinstellung, so daß keine ausglei. chenden Schwenkverbindungen erforderlich sind, urr beide Steuerungen gleichzeitig durchzuführen. Füj den Fall, daß der Regler ausfällt, wird durch die Feder 32 die Stange 31 nach oben gedrückt, so dav. das zweite Drosselventil 34 in der Offenlage gehalter wird. Infolgedessen wird die Arbeitsweise des vorr, Piloten gesteuerten Ventils 15 nicht beeinflußt odei geändert.Since the regulator 25 is driven by a part that is on the output side of the idle. clutch is, the speed of the controller 25 is always in direct proportion to the speed of the main rotor 1. The through the. The throttle effect caused by the speed of the controller is completely independent of that of the pilot. set throttle setting, so that no compensation. The corresponding swivel connections are required to carry out both controls at the same time. In the event that the regulator fails, the spring 32 pushes the rod 31 upwards, so that. the second throttle valve 34 is held in the open position. As a result, the operation of the pilot controlled valve 15 is not affected or changed.

Claims

1. A speed control device for an internal combustion engine for driving the main rotor einee helicopter, wherein the fuel supply zui internal combustion engine is controlled by an actuated from a stick of the throttle valve in the intake passage and a freewheel is arranged in the drive connection between the engine and main rotor shaft, d a - by characterized in that a speed regulator (25 ) provided with an actuator (30) is coupled to the main rotor shaft (9) in a manner known per se and that the actuator (30) of the speed regulator with a second in series with the throttle valve (15 ) in the suction line (16) arranged throttle member (34) is connected.

2. Speed control device according to claim 1, characterized by a flexible drive shaft (21) as a coupling member to the main rotor shaft (9).