DE1476823C - Fuel control system for gas turbine engines, in particular for aircraft - Google Patents

Fuel control system for gas turbine engines, in particular for aircraft

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DE1476823C
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Expired
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German (de)
Inventor
Thomas Charles Sohhull Warwick Yates (Großbritannien)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF International UK Ltd
Original Assignee
Joseph Lucas Industries Ltd
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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoflregelanlage bestimmt, bei der sich das Ventil 21 öffnet. Das für Gasturbinentriebwerke, insbesondere von Flug- Ventil 21 und der Drehzahlregler 22 werden über ein zeugen, mit einer Kraftstoffpumpe, mit einer in deren Getriebe 24 von der Turbine 12 in Umdrehung verDruckleitung liegenden Drossel, die von einem von setzt. 'The invention relates to a fuel control system in which the valve 21 opens. The for gas turbine engines, in particular of flight valve 21 and the speed controller 22 are via a testify, with a fuel pump, with a pressure line rotated by the turbine 12 in its transmission 24 lying thrush that puts from one of. '

Hand bedienbaren Hauptstelltrieb und bei einem 5 Die Kraftstoffregelanlage hat ferner einen Haupt-Fehler in jenem von einem von Hand bedienbaren stelltrieb zur Einstellung der Drossel 14. Dieser Hilfsstelltrieb verstellbar ist, und mit einem die Hauptstelltrieb weist einen Handhebel 25 od. dgl. Kraftstoffzufuhr zum Triebwerk begrenzenden Grenz- auf, mit dem eine automatische . elektronische drehzahlregler. · Steuerung 26 betätigt wird, die verschiedene Ein-Manually operated main actuator and with a 5 The fuel control system also has a main fault in that of a manually operated actuator to adjust the throttle 14. This Auxiliary actuator is adjustable, and with one the main actuator has a hand lever 25 or the like. Fuel supply to the engine limiting limit on, with which an automatic. electronic speed controller. Control 26 is operated, the various on

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung einer io richtungen enthält, die Beschleunigung, VerzögerungThe aim of the invention is to improve one of the directions that includes acceleration and deceleration

derartigen Kraftstoffregelanlage, insbesondere mit der und Dauerbetrieb der Turbine überwachen. Dermonitor such a fuel control system, in particular with the and continuous operation of the turbine. the

Aufgabe, die Betriebssicherheit bei derartigen An- Hauptstelltrieb hat ferner-einen WechselstrommotorThe task of operating safety with such a main actuator drive also has an alternating current motor

lagen zu erhöhen. ; N 27, der an der Drossel 14 angeschlossen ist.layers to increase. ; N 27, which is connected to the throttle 14.

Gemäß der Erfindung wird bei .Betätigung des In der Kraftstoffregelanlage ist ferner ein Hilfs-According to the invention, when the fuel control system is actuated, there is also an auxiliary

Hilfsstelltriebs der Ansprechpunkt des Grenzdreh- 15 stelltrieb mit einem Gleichstrommotor 28 angeordnet,Auxiliary actuator the response point of the limit rotary actuator 15 arranged with a DC motor 28,

zahlreglers durch eine von der Stellung der Drossel der mit einer niedrigen Drehzahl arbeitet und direktnumber controller by one of the position of the throttle which works at a low speed and directly

• abhängige Einrichtung beeinflußt. . vom Flugzeugführer mittels eines Knopfs 29 ein-• Affects dependent institution. . by the pilot using a button 29

Die genannte Einrichtung enthält vorzugsweise geschaltet werden kann. Dieser Motor 28 ist so auseinen elektrischen Signalgeber mit einer von der gelegt, daß er nicht mit einer Drehzahl umlaufen" Stellung der Drossel abhängigen Induktivität oder 20 kann,, daß ein Überdrehen der Gasturbine infolge Kapazität; die-über eine elektrische Steuervorrichtung Kraftstoffüberschuß eintritt. Der HilfsstelTfneB" zum »auf~eirien Stellmotor ,einwirkt, der über einen Nocken Einstellen der Stellung der Drossel 14 ist Bestandteil oder einen Exzenter die Vorspannung einer Gegen- einer Notbereitschaftsanlage eines Flugzeugs, die im feder des in Fliehkraftbauart ausgebildeten Grenz- Fall eines Fehlers im Hauptstelltrieb betätigt und dadrehzahlreglers beeinflußt. 25 her von einer unabhängigen Energiequelle (nicht darin der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gestellt) gespeist wird. Die beiden Motoren 27 und Kraftstoffregelanlage gemäß der Erfindung darge- 28 können unabhängig voneinander die Drossel 14 stellt, die für Gasturbinentriebwerke, insbesondere über einen Hebelmechanismus 30 oder auch über ein von Flugzeugen, bestimmt ist. Differentialgetriebe od. dgl. verstellen.Said device can preferably be switched. This motor 28 is so unique electrical signal transmitter with one of the placed that it does not rotate at a speed " Position of the throttle dependent inductance or 20, that an over-revving of the gas turbine as a result Capacity; which-via an electrical control device, excess fuel occurs. The HilfsstelTfneB "for »On ~ eirien servomotor acts, the setting of the position of the throttle 14 via a cam is part of the process or an eccentric biasing a counter- an emergency standby system of an aircraft, which in the spring of the centrifugal design designed borderline case of a fault in the main actuator actuated and the speed controller influenced. 25 from an independent energy source (not an embodiment of one is provided in the drawing). The two motors 27 and The fuel control system according to the invention shown 28 can control the throttle 14 independently of one another represents that for gas turbine engines, in particular via a lever mechanism 30 or via a by aircraft. Differential gear or the like. Adjust.

Die Kraftstoffanlage weist eine mit einer Schief- 30 In der Kraftstoffregelanlage ist ferner eine Vorscheibe arbeitende Axialkolbenpumpe 10 mit ander- richtung angeordnet, die lediglich bei Betrieb des barem Hub auf, die den Kraftstoff aus einem Tank Hilfsstelltriebs arbeitet und die eine Einrichtung 31 13 zu den Brennern 11 des Triebwerks 12 fördert. aufweist, die in dem vorliegenden Ausführungs-In der Förderleitung 15 ist zwischen der Pumpe 10 beispiel aus einer änderbaren Induktivität besteht und den Brennern 11 eine verstellbare Drossel 14 an- 35 oder auch eine änderbare Kapazität sein kann, die geordnet. Die Verstellung des Hubs der Axialkolben- Änderungen der Stellung der Drossel 14 abtastet und pumpe 10 wird mittels einer aus einer Kolben- ein elektrisches Signal erzeugt, das einer elektrischen Zylinder-Einrichtung bestehenden Servovorrichtung Steuervorrichtung 32 zugeführt wird, die einen 16 gesteuert. Das eine Ende des Servozylinders, das Elektromotor 33 in Betrieb setzt, der seinerseits die unter dem Druck einer Feder steht, wird vom Druck 40 Stellung eines Exzenters bzw. eines Nockens 34 an der Pumpeneinlaßseite beaufschlagt, während das ändert, der mit einem beweglichen Anschlag 35 der andere Ende des Zylinders über eine Leitung 19 und Feder 23 α des Reglers 22 im Eingriff steht, über ein Ventil 18 an die Auslaßleitung 15 der Axial- Mit der beschriebenen Anordnung werden die kolbenpumpe angeschlossen ist. Änderungen in der Drosselstellung verwendet, dasThe fuel system has an axial piston pump 10 operating in the other direction, which operates the fuel from a tank and which supplies a device 31 13 to the auxiliary actuating drive, which operates in the fuel control system and which operates in the opposite direction Burners 11 of the engine 12 promotes. which, in the present embodiment, is in the delivery line 15 between the pump 10, for example, consists of a changeable inductance and the burners 11 an adjustable throttle 14 or a changeable capacitance that can be arranged. The adjustment of the stroke of the axial piston senses changes in the position of the throttle 14 and the pump 10 generates an electrical signal from a piston, which is fed to a servo device control device 32 that controls a 16. One end of the servo cylinder, which activates the electric motor 33, which in turn is under the pressure of a spring, is acted upon by the pressure 40 position of an eccentric or a cam 34 on the pump inlet side, while that changes with a movable stop 35 the other end of the cylinder is engaged via a line 19 and spring 23 α of the regulator 22, via a valve 18 to the outlet line 15 of the axial. With the arrangement described, the piston pump is connected. Changes in the throttle position used that

Die Stellung des Ventils 18 ist vom Druckabfall 45 Ansprechen des Drehzahlreglers 22 auf die Drehzahl an der Drossel 14 abhängig. Die Leitung 19 steht der Gasturbine zu ändern und daher die Drehzahl zu außerdem über eine Drossel 20 mit der Einlaßseite ändern, bei der das Ventil 21 öffnet, der Pumpe 10 in Verbindung, so daß ein Teil des Normalerweise, also beim Betrieb des Hauptsteil-Kraftstoffs aus der Leitung 19 zurück zur Pumpen- triebs, wirkt der Drehzahlregler 22 nur als Drehzahleinlaßseite strömt.' Falls die von der Pumpe ge- 50 begrenzer. Wenn sich jedoch die Notbereitschaftsförderte Kraftstoffmenge diejenige Menge übersteigt, einrichtung im Betrieb befindet, wird das Ansprechen die über die Drossel 14 strömen kann, so wird die des Drehzahlreglers 22 dahingehend geändert, daß überschüssige Kraftstoffmenge über die Drossel 20 die Gefähr eines Überdrehens der Gasturbine bei zurückgeführt, wobei die Servovorrichtung 16 so be- jeder Einstellung der Drossel 14 verhindert wird, aufschlagt wird, daß der Hub der Axialkolbenpumpe 55 Ist bei einem Versagen des Hauptstelltriebs oder so lange herabgesetzt wird, bis die richtige Kraftstoff- aus anderen Gründen der Hilfsstelltrieb in Betrieb, menge der Maschine zugeführt wird. Umgekehrt wird so kann der Pilot jede gemäß den Betriebsbedingunder Hub der Pumpe erhöht, wenn die zugeführte gen erforderliche Kraftstoffmenge wählen. Kraftstoff menge zu gering ist. Während' der Drosselbewegung ergibt sich ein , Die Kraftstoffregelanlage weist außerdem ein 60 Betriebspunkt, bei dem die Drehzahl der Gasturbine weiteres Ventil 21 auf, über das ebenfalls Kraftstoff nicht mehr allein von der durch die Drosselstellung aus der Zufuhrleitung 15 über die Drossel 20 zum bestimmten Zuflußmenge abhängig ist, sondern zu-Pumpeneinlaß strömt. Dieses Ventil 21 wird von mindest teilweise vom Drehzahlregler 22 bestimmt einem von der Drehzahl der Turbine beeinflußten wird. Die Drehzahl der Gasturbine, bei der sich dies Drehzahlregler 22, der im vorliegenden Ausführungs- 65 einstellt, ist von der Fluggeschwindigkeit, der Höhe beispiel als Fliehkraftregler ausgebildet ist, betätigt. sowie von klimatischen Bedingungen abhängig. In Der Drehzahlregler 22 weist zwei Federn 23 α und den meisten Fällen unterliegen die oberen 10 % des b auf, deren Druckkraft die Drehzahl der Turbine Drehzahlbereichs der Gasturbine, also derjenige Be-The position of the valve 18 is dependent on the pressure drop 45 response of the speed controller 22 to the speed at the throttle 14. The line 19 is the gas turbine to change and therefore the speed to change also via a throttle 20 with the inlet side, at which the valve 21 opens, the pump 10 in connection, so that part of the normal, so when operating the main part of the fuel from the line 19 back to the pump drive, the speed controller 22 acts only as the speed inlet side flows. If the 50 limiter is limited by the pump. However, if the amount of emergency fuel delivered exceeds that amount, the device is in operation, the response that can flow through the throttle 14, so that of the speed controller 22 is changed to the effect that excess fuel through the throttle 20 reduces the risk of overspeeding of the gas turbine The servo device 16 is prevented every time the throttle 14 is adjusted so that the stroke of the axial piston pump 55 is reduced in the event of a failure of the main actuator or until the correct fuel for other reasons the auxiliary actuator is in operation, amount is fed to the machine. Conversely, the pilot can increase each stroke of the pump according to the operating conditions if the required amount of fuel is selected. Fuel quantity is too low. During 'the throttle movement there is a, The fuel control system also has an operating point at which the speed of the gas turbine on a further valve 21, via which also fuel is no longer solely from the throttle position from the supply line 15 via the throttle 20 to the certain inflow quantity is dependent, but flows to-pump inlet. This valve 21 is at least partially determined by the speed controller 22 which is influenced by the speed of the turbine. The speed of the gas turbine, at which this speed controller 22, which is set in the present embodiment 65, is actuated by the flight speed, the altitude, for example, designed as a centrifugal governor. as well as depending on climatic conditions. The speed controller 22 has two springs 23 α and in most cases the upper 10% of b are subject to the pressure force of which the speed of the turbine speed range of the gas turbine, i.e. the one

reich, in dem das Flugzeugtriebwerk während der weitaus meisten Betriebszeit arbeitet, der Steuerung durch den Drehzahlregler 22. In Notfällen wird die Wahl der Drehzahl in diesem Bereich mittels des Knopfs 29 durch den Piloten bestimmt, jedoch sichert der Drehzahlregler 22, daß die gewählte Drehzahl etwa aufrechterhalten bleibt und'kein Überschreiten der kritischen Drehzahl stattfindet.rich, in which the aircraft engine works during the vast majority of the operating time, the controller by the speed controller 22. In emergencies, the selection of the speed in this range by means of the Button 29 determined by the pilot, however, the speed controller 22 ensures that the selected speed is maintained approximately and the critical speed is not exceeded.

Claims (2)

Patentansprüche: 10Claims: 10 1. Kraftstoffanlage für Gasturbinentriebwerke, insbesondere von Flugzeugen, mit einer Kraftstoffpumpe, mit einer in deren Druckleitung liegenden Drossel, die von einem von Hand bedienbaren Hauptstelltrieb und bei einem Fehler in jenem von einem von Hand bedienbaren Hilfsstelltrieb verstellbar ist, und mit einem die Kraftstoffzufuhr vom Triebwerk begrenzenden Grenzdrehzahlregler, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung des Hilfsstelltriebs (28) der Ansprechpunkt des Grenzdrehzahlreglcrs (22) durch eine von der Stellung der Drossel (14) abhängige Einrichtung (31, 32, 33) beeinflußt wird. 1. Fuel system for gas turbine engines, in particular for aircraft, with a fuel pump, with one in the pressure line lying throttle, operated by a manually operated main actuator and in the event of a fault in that is adjustable by a manually operated auxiliary actuator, and with one the fuel supply Limit speed controller limiting the engine, characterized in that that when the auxiliary actuator (28) is actuated, the response point of the overspeed governor (22) is influenced by a device (31, 32, 33) dependent on the position of the throttle (14). 2. Kraftstoffanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung einen elektrischen Signalgeber (31) mit von der Stellung der Drossel (14) abhängiger Induktivität oder. Kapazität enthält, die über eine elektrische Steuervorrichtung (32) auf einen Stellmotor (33) einwirkt, der über einen Nocken oder Exzenter (34) die Vorspannung der Gegenfeder (23 a) des in Fliehkraftbauart ausgebildeten Grenzdrehzahlreglers (22) beeinflußt.2. Fuel system according to claim 1, characterized in that said device has an electrical signal transmitter (31) with the position of the throttle (14) dependent inductance or. Contains capacity, which acts via an electrical control device (32) on a servomotor (33) which influences the bias of the counter spring (23 a) of the centrifugal limit speed controller (22) via a cam or eccentric (34). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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