DE2427153A1

DE2427153A1 - Ein gasturbinentriebwerk enthaltende antriebsanlage, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2427153A1
Application number: DE19742427153
Authority: DE
Inventors: Eugene Elton Flanigan; Quinton Lewis Heintzelman; James Munro Ricketts
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1423940A; FR2236123B1; SE399215B; JPS5036815A; FR2236123A1; IT1016135B; CA1008271A; SE7408646L; DE2427153B2; DE2427153C3; CH584835A5; JPS5727970B2; US3899877A

Description

W/Vh-3051

General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St.A.

Ein Gasturbinentriebwerk enthaltende Antriebsanlage, insbesondere für Kraftfahrζ euge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Gasturbinentriebwerk, ^l bestehend aus einem Treibgaserzeuger mit zugeordneter Brenn- _; stoffregeleinrichtung, einem von einer Verdichterturbine ange- , triebenen Verdichter und einer Nutzturbine, einer Steuereinrichtung für das Gasturbinentriebwerk mit einer die Verdichter-! turbine mit der Nutzturbine verbindenden, Drehmoment zur Auegangswelle übertragenden Kuplung sowie einem Wechselgetriebe, ί das von der Nutzturbine angetrieben eine Ausgangswelle antreibt,

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sowie mit einer von der Verdichterturbine angetriebenen Druckmittelquelle zur Versorgung der Steuereinrichtung.

Eine derartige Antriebsanlage ist beispielsweise durch die US-PS 3 237 404 bekannt. Die Regelung des von der Kupplung zwischen der Verdichterturbine und der Nutzturbine übertragenen Drehmomentanteils ist hierbei von dem Betriebszustand des Wechselgetriebes weitgehend unabhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten einer Antriebsanlage der eingangs erwähnten Art zu verbessern, insbesondere beim Anlassen des Gasturbinentriebwerks und wenn Gangwechsel im Wechselgetriebe erfolgen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind zusammenfassend im Anschluss an die Beschreibung angeführt.

! In der Zeichnung ist eine eine Gasturbine enthaltende Antriebsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge,nach der Erfin-J dung dargestellt.

Als Antriebsmaschine E ist eine Gasturbine mit Wärmetauscher bekannter Bauart verwendet, wie sie beispielsweise in den US-PSn 3 077 074, 3 116 605 und 3 237 404 beschrieben ist.

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Die Antriebsanlage kann jedoch auch mit Gasturbinen anderen Aufbaues ausgerüstet werden.

Die Gasturbine E, die nur schematisch dargestellt ist_t besteht aus einem Schleuderverdichter 11, einem Treibgaserzeuger 12 und einer ersten Turbine 13, die über eine Welle 14 den Verdichter antreibt. Die vom Verdichter 11 verdichtete Luft tritt durch einen radial durchströmten Drehwärmetauscher 16. Die Abgase der ersten Turbine 13 strömen durch eine zweite, die Nutzturbine 17 darstellende Turbine, die eine Ausgangswelle 18 antreibt. Die Abgase der Nutzturbine VJ treten durch den ^! Drehwärmetauscher auf der Rückseite einer Trennwand 19, die den Luftstrom von dem Abgasstrom trennt. Die Ausgangswelle 18 ist mit einem Gangwechselgetriebe 20 verbunden. Die Gasturbine E ist in einem Gehäuse 21 angeordnet, aus dem die Abgase nach dem Durchströmen des Drehwärmetauschers 16 durch einen Auspuffkanal 22 ins Freie austreten. In der schematischen Darstellung ist nur ein Wärmetauscher vorgesehen, jedoch können auch zwei Wärmetauscher wie bei den oben ersterwähnten US-PSn vorgesehen werden.

Die primäre Regelung der Gasturbine erfolgt durch Regelung der Brennstoffzufuhr zum Treibgaserzeuger, wozu eine Brennstoffregeleinrichtung 23 vorgesehen ist, der Brennstoff durch eine Brennstoffpumpe 24 zugefördert wird. Geeignete Regel-

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' einrichtungen für diesen Zweck sind bekannt und bedürfen keiner

\ besonderen Ausbildung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Üblicherweise beeinflusst der Fahrer die Gasturbine

■ mittels eines Handhebels oder eines Pedals} im Ausführungsbeispiel ist hier-für ein Stellhebel 26 an der Brennstoffregeleinrichtung vorgesehen. Der von der Brennstoffpumpe 24 zugeförder-

; te Brennstoff strömt durch eine Leitung 27 zur Brennstoffregeleinrichtung, wobei überschüssig geförderter Brennstoff über eine Leitung 28 auf die Saugseite der Brennstoffpumpe zurück-

j strömt, während der zugeteilte Brennstoff über eine Leitung 29

j zum Treibgaserzeuger 12 strömt.

. Derartige Brennstoffregeleinrichtungen enthalten

j üblicherweise mindestens ein Brennstoffzumessventil, das als

^! Ventil mit veränderlicher Drosselung ausgebildet ist, und ein

\ Regelventil, das die Zumessdruckdifferenz steuert. Ferner

können Sicherheitsventile und verschiedene Grenzventile vorgesehen sein.

Der Brennstoffstrom kann hierdurch geregelt werden, !

um Oberteeperaturen oder zu mageces Gemisch zu verhindern. !

: Üblicherweise wird als Regelgrösse für die Brennetoffregeleinrichtung ein Betriebsparameter,vorzugsweise der Verdichteraustrittsdruck, gewählt. Im Ausführungsbeispiel wird der Verdichterauslasedruck über eine Leitung 31 der Brennstoffregeleinrichtung 23 zugeleitet. Die Brennstoffregeleinrichtung kann von der

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Gasturbinendrehzahl abhängige Zumessvorrichtungen und einen Drehzahlregler enthalten, der im Normalbetrieb die Regelung übernimmt oder Uber-Drehzahlen verhindert.

Der bisher beschriebene Teil der Antriebsanlage stellt ein Gasturbinentriebwerk mit freier Nutzturbine dar. Die Brennstoffpumpe 24 und andere Hilfsgeräte werden normalerweise von der Verdichterturbine her angetrieben. Eine Zahnradreihe enthält hierzu ein Antriebsritzel 32 auf der Welle 14, ein Zwischenrad 33 und koaxial zueinander liegende Zahnräder

i 34 und 35 zur Verzweigung des Antriebes sowie ein Zahnrad 36 auf einer Hilfsgeräte-antriebswelle 37. Die Hilfsgeräteantriebswelle 37 treibt über einen Zahnrädersatz 38 die Brennstoffpumpe 24, einen Drehzahlgeber 39 und weitere Hilfsgeräte 40 der Antriebsanlage an. Von der Hilfsgeräte-antriebswelle 37 wird ferner über einen Zahnrädersatz 42 und eine Welle 43 eine ölpumpe 41 angetrieben. Der Drehzahlgeber 39 ist von bekannter Bauart, wie z.B. in der US-PS 3 237 404 beschrieben, und erhält Druckflüssigkeit über eine Zweigleitung 60 einer Netzleitung 58.

Zur Übertragung von Leistung ist die Hilfsgeräteantriebswelle 37 über eine Kupplung 44 mit einer Welle 45 ver-, bunden, die über eine Zahnräderreihe 46 mit der Ausgangswelle 18 verbunden ist, über die das Wechselgetriebe 20 von der

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-β-ι Nutzturbine 17 angetrieben wird. Durch diese Zahnrfcderreihe 46 wird auch ein drehzäüLabhängiger Regler 47 angetrieben, der einen Reglerdruck in eine Reglerleitung 48 liefert, der eine Funktion der Gasturbinenausgangs- bzw. Wechselgetriebeeingangsdrehzahl ist.

Der Aufbau der Kupplung 44 ist entsprechend der iFig. 2 der US-PS 3 237 404 gewählt. Diese Kupplung 44 ist eine Mehrscheibenreibungskuplung, in der die Einrückkraft und damit die Drehmomentübertragungsfähigkeit durch einen hydraulischen Kolben bestimmt wird. Es iet nicht notwendig, dass die Kupplung in dieser Weise ausgebildet ist, vielmehr können auch andere j Kupplungen mit gesteuerter Drehmomentübertragung unter veränder-¹ liehen Drehzahlverh'ältnissen zwischen den Wellen 14 und 18 vorgesehen sein. Die Kupplung 44 dient sowohl der Leistungs-Ubei»- J tragung an eine Ausgangswelle 25 des Wechselgetriebes als auch I der Abbremsung. Ein Satz der Reibscheiben der Kupplung 44 ist j mit der Welle 45 verkeilt, während der andere Satz mit der I Hilfsgeräteantriebswelle 37 verkeilt ist, wobei die Reibscheiben !zum Ein- und Ausrücken der Kupplung axial verschieblich sind.

' Die Kupplung 44 wird durch einen doppelt wirkenden

j hydraulischen Stellmotor eingerückt, der zwei beaufschlagte Kolbenflächen aufweist, die an einem einzigen abgestuften Ringkolben gebildet sind. Der abgestufte Kolben gleitet in einem abgestuften Zylinder und trennt eine innere Kammer, die mit

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, einer Signalleitung 49 für Antrieb verbinden ist, von einer äusseren Kammer, die mit einer Signalleitung 50 für Bremsen verbunden ist. Obwohl .es nicht unbedingt notwendig ist, dass zwei Kammern vorgesehen sind, so ist es doch vorteilhaft, für die Kammer zum Bremsen eine grössere Zylinderfläche zu wählen, da das Bremsmoment fünf- oder mehrfach grosser als das maximale Antriebsdrehmoment sein kann. Der Kolben bewirkt das Zusammenpressen der Reibscheiben der Kupplung, um Drehmoment zu übertragen.

Drucköl wird über^ die Signalleitungen 49 und 50 den Kammern zugeleitet und da die Kupplung als Schlupfkupplung arbeitet, ist eine Ölkühlung erforderlich, wozu öl über eine Kühlleitung 56 geleitet wird. ■=·

Das von der Kupplung 44 übertragene Drehmoment ist nahezu proportional der von dem Stellkolben ausgeübten linrückkraft, die der Summe der Produkte der Drücke in den beiden Kammern multipliziert mit den zugeordneten beaufschlagten Flächen und abzüglich der Kraft ihrer Rückstellfedern propor-. tional ist. Die zum Bremsen verwendete Kammer dient lediglich

dazu, eine hohe Reibung zu bewirken, um verhältnismässig grosse Leistungsanteile von der NtJtzturbine 17 zum Verdichter 11 zu leiten, um überdrehzahlen der Ausgangswelle abzubremsen. Die erste Kammer erhält gesteuerten Druck, um die Drehmomentüber-

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tragung bei normalem Betrieb der Nutzturbine mit Teillast zu regeln. Diese Kammer wird auch beaufschlagt, um Überdrehzahlen abzubremsen und damit die Wirkung der anderen Kammer zu unterstützen.

Das der Kupplung 44 zugeleitete öl wird durch die von der Verdichterturbine angetriebene Ölpumpe 41 geliefert. Dieses-Öl wird über eine Saugleitung 52 aus einem gemeinsamen Ölsumpf 51 angesaugt und in eine Netzleitung 58 gefördert. Der Druck in der Netzleitung 58 wird auf einen mittleren Wert,

beispielsweise 8,4 kg/cm durch ein Druckregelventil 53 eingestellt. Am Druckregelventil 53 überströmendes Öl wird über eine Leitung 54 abgeleitet, in der durch ein Reduzierventil 55 ein niedrigerer Druck eingeregelt wird. Die Leitung 54 führt zur Saugleitung 52. Die Kühlleitung 56, die zur Kupplung 44 führt, erhält Öl aus der Überströmleitung 54, wobei die Kühlleitung 56 eine gedrosselte Zweigleitung 57 aufweist, die die Schmieranlage des Triebwerks versorgt.

Für die Steuerung der Leistungsübertragung durch die Kupplung 44 ist ein Drehmomentfühler 61 vorgesehen, der im einzelnen in Fig. 3 der US-PS 3 237 404 beschrieben ist. Der Drehmomentfühler spricht auf das über die Zahnräder 34 und 35 übertragene Drehmoment der Verdichterturbine an. Dem Drehmomentfühler 61 wird geregelter Netzdruck aus der Leitung 58 zugeleitet und liefert einen gesteuerten Druck zur Signalleitung

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für Antrieb, die zur Kupplung 44 führt. Bei normalem Vorwärtsantrieb ist die Signalleitung 50 über einen Auslass 64 entlastet.

Bei einer Umkehr des Drehmoments bewirkt der Drehmoment-

'■■ fühler 61 in einer Abströmleitung 62 einen Druckabfall · auf Null, indem diese Leitung mit dem Auslass 64 verbunden wird. Herrscht also in der xAbströmleitung 62 kein Druck, so bewirkt er ein Arbeiten eines Drehmomentprogrammierers 66, wie er in der US-PS 3 237 404 beschrieben ist, dass der volle Öldruck ■ über die Signalleitung 49 zur ersten Kammer des Stellmotors der Kupplung 44 geleitet wird.· Der Drehmomentfühler 61 verbindet dann die Netzleitung 58 mit einer BremsSignalleitung 63, die mit der Signalleitung 50 für Bremsen verbunden ist, so dass

'der zweiten Kammer des Stellmotors der Kupplung 44 voller Öldruck zugeleitet wird. Es ist somit die maximale Kolbenfläche !am Stellmotor verfügbar, um die Kupplung so einzurücken, dass ein gewünschter hoher Anteil der Leistung, beispielsweise etwa 60%, übertragen wird.

Bei normalem ,Betrieb wird die Kupplung 44 so gesteujert, dass ein vorgegebener Anteil des Drehmoments durch Ver-I gleich des vom Drehmomentfühler 61 abgefühlten Drehmoments mit einem vorgegebenen Drehmoment, das durch ein Signal vom [Drehmomentprogrammierer 66 gegeben wird, eingeregelt wird. Der !Drehmomentprogrammierer 66 ist ein selbsttätiges -Ventil, das

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den Stellkolben der Kupplung 44 in Abhängigkeit von Eingängen des tatsächlichen Ausgangsdrehmoments der Verdichterturbine und der tatsächlichen Drehzahl der Verdichterturbine beeinflusst. Dies erfolgt durch das von der Pumpe 4l der Kupplung 44 zugeleitet Drucköl. Der Druck vom Drehmomentfühler 61 wird, wie bereits oben erläutert, durch die Abströmleitung 62 übertragen. Das Drehzahlsignal ist ein Flüssigkeitsdruck , der über eine Leitung 67 vom Drehzahlgeber 39 zugeleitet wird. Das Arbeitsöl wird mit gesteuertem Druck über die Netzleitung 58 und ihre Zweigleitung 60 zugeleitet.

Der Drehmomentprogrammierer 66, der von dem Druck des Drehmomentfühlers 61 aus der Leitung 62 und dem die Drehzahl der Verdichterturbine anzeigenden Druck aus der Leitung

67 gesteuert wird, verbindet die Netzleitung 58 über eine Auslassleitung 65 zum Sumpf oder leitet es über eine Leitung

68 zum Stellmotor der Kupplung 44, um das von dieser übertragene Drehmoment zu ändern. Der Anteil des Drehmoments, das hierbei übertragen wird, ist der eine Einfluss, der den Drehmomentprogrammierer 66 beeinflusst. Die Kupplung 44 wird somit so gesteuert, dass das von ihr übertragene Drehmoment eine Funktion der Drehzahl auf die besonderen Kennlinien des Tr^bwerks abgestimmt ist, so dass die Turbinentemperatur im wesentlichen bei veränderlichen Leistungen konstant gehalten wird.

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Der in der Abströmleitung 62 bei einer Umkehr des Drehmoments auf Null sinkende Druck wird stets eine Verbindung von der Wetzleitung zur Abströmleit£ng 65 unabhängig von der Drehzahl der Gasturbine bewirken.

Der bisher beschriebene Teil der Anlage stellt eine bereits betriebsfhähige Antriebsanordnung dar. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn gewisse zusätzliche Einrichtungen eingegliedert werden, die nachstehend beschrieben werden. Zunächst ist dies ein Beschleunigungsventil 69, das in die Leitung 68 zwischen dem Drehmomentprogrammierer 66 und der Kupplung 44 angeordnet ist und das Beschleunigen der Turbine verbessert. Da der Drehmomentprogrammierer 66 eine hohe Turbinentemperatur bei Teillast gewährleistet, ist keine wesentliche Brennstofferhöhung zur Beschleunigung: der Verdichterturbine möglich, da die Turbinentemperatur nach oben begrenzt ist und der Schwellwert des Saugdruckes des Verdichters ebenfalls eine Grenze bildet. Bei Leistungsübertragung arbeitet der Verdichter nahe der Schwellgrenze. Es bedeutet dies zwar eine Verbesserung des Wirkungsgrades, steht aber einer weiteren Beschleunigung entgegen. Läuft das Gasturbinentriebwerk mit geringer Leistung, so läuft die Verdichterturbine unterhalb der Höchstdrehzahl. Um volle Leistung zu fahren oder eine schnelle Leiö-stungssteigerung zu erzielen, ist es notwendig,

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die Verdichterturbine auf volle Drehzahl zu bringen. Dies kann dadurch unterstützt werden, dass kurzzeitig die Leistungsübertragung über die Kupplung 44 unterbrochen wird, so dass die gesamte Leistung der Verdichterturbine für das Beschleunigen zur Verfügung steht. Wenn auch verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl bestehen, so ist das Beschleunigungsventil 69, wie es in der US-PS 3237 404 beschrieben ist, für diese Zwecke besonders geeignet, da es von einfachem Aufbau ist. Dieses Ventil spricht auf wesentliche Leistungserhöhung anzeigende Bewegungen, beispielsweise des Stellhebels 26, an , der über ein Gestänge 71 und einen Hebel 72 das Ausrücken der Kupplung 44 veranlasst. Durch kleine oder langsame Bewegungen wird das Beschleunigungsventil nicht beeinflusst.

Normalerweise hält das Beschleunigungsventil 69 die Verbindung zwischen dem Drehmomentprogrammierer 66 zu einer Leitung 73 aufrecht, die zu einem Temperaturschutzventil 76 und durch dieses zur Signalleitung 49 zur Kupplung 44 führt. Schwache Bewegungen des Stellhebels 26 bewirken kein Umschalten des Beschleunigungsventils, um die Kupplung aufzurücken, während bei wesentlichen Unterschieden zwischen der eingestellten und der tatsächlichen Drehzahl Druckflüssigkeit von der Kupplung 44 abgeleitet w-ird, so dass die Verdichterturbine entlastet und damit das - Beschleunigen begünstigt wird.

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j Ein weiteres vorteilhaftes Glied der Steueranlage i

ist das erwähnte Temperaturschutzventil 76, das die Kupplung ^!

' beim Übertragen von Drehmoment wie auch beim Bremsen entlastet, ! wenn in der Kupplung eine zu hohe Temperatur durch übermässigen

Schlupf oder Überlast- . eintritt. Zu diesem Zwecke spricht
dieses automatische Ventil auf die Temperatur des Kühlöls an,

das die Kupplung 44.verlässt. Dieses KüHöl fliesst dem Temperntur-

j schutzventil 76 über eine Leitung 77 von der Kupplung 44 zu und ^; strömt von diesem Ventil zum Sumpf 51 ab. Das Temperaturschutz- j ventil 76 verbindet beim normalen Betrieb die vom B_eschleuni- j gungsventil 69 kommende Leitung mit der Signalleitung 49 zur
Kupplung 44 und ferner die Bremssignalleituhg 63 mit der Signal-i leitung 50. ;

Das Temperaturschutzventil 76 ist ein ausgegliche- : nes Schieberventil, das auf die Temperatur des Kühlöls für
die Kupplung 44 anspricht und die beiden oben erwähnten Verbin-
! düngen trennt, wenn eine übermässige Temperatur des Kühlöls ' durch eine auf diese Temperatur ansprechende Kapsel abgefühlt
wird. Die Leitungen 73 und 63 werden gedrosselt und gegebenenfalls vom Temperaturschutzventil 76 bei Übertemperaturen ge- j schlossen. Es werden hierdurch Schaden durch zu hohe Temperaturen infolge zu hohen Schlupfes in der Kupplung vermieden. ^]

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Weiterhin ist es nützlich, wenn eine Abwandlung des übertragenen Drehmoments in Abhängigkeit von der Aussentemperatur erfolgt. Bei steigender Aussentemperatur ergibt sich eine erhöhte Eingangstemperatur an der Gasturbine. Zum Einhalten einer konstanten Eingangstemperatur an der Turbine ist daher eine verringerte Brennstoffzufuhr bei höherer Aussentemperatur notwendig. Der übertragene Drehmomentanteil kann in Abhängigkeit von der Aussentemperatur so geändert werden, dass die Einlasstemperatur an der Verdichterturbine von der Aussentemperatur unabhängig wird. Dies kann in bevorzugter Weise dadurch erfolgen, dass der vom Drehmomentfühler 61 dem Drehmomentprogrammierer 66 zugeleitete Druck durch einen Temperaturausgleicher 81 beeinflusst wird. Der Temperaturausgleicher 81 kann Drucköl aus der Abströmleitung 62 über eine Zweigleitung 82 erhalten und über einen Auslass ableiten, um den dem Drehmomentprogrammierer zugeleiteten Druck zu ändern. Ist ein Temperaturausgleicher vorgesehen, so ist in der Abströmleitung 62 stromaufwärts der Zweigleitung 82 eine Drosselstelle 83 vorgesehen, damit ein Druckabfall in der Abströmleitung 62 eintritt, wenn am Temperaturausgleicher 81 Druckflüssigkeit abgeleitet wird. Der Druckausgleicher 81 enthält ein Ventil mit veränderlicher Drosselung zwischen der Zweigleitung 82 und der Auslassöffnung 84, wobei die Steuerung in bekannter Weise durch eine temperaturabhängige Einrichtung gesteuert wird.

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Diese ist der Aussentemperatur oder der Einlasstemperatur am Triebwerk ausgesetzt und senkt den Flüssigkeitsdruck in der Abströmleitung 62 bei abnehmender Lufttemperatur durch Öffnen ab, Hierdurch schliesst der Drehmomentprogrammierer 66 die Druckmittelzufuhr zur Kupplung 44 bei einem höheren Drehmoment bei abnehmender Lufttemperatur. Die Leistungsübertragung ändert sich also umgekehrt zur Änderung der Lufttemperatur.

Der drehzahlabhängige Regler 47 ist ein linearer Regler, der beispielsweise in gleicher Weise wie in der Ui;-PS

2 941 539 ausgebildet ist und in der Reglerleitung 48 einen Reglerdruck liefert, der sich linear mit der Ausgangsdrehzahl der Nutzturbine ändert, da er von der Zahnräderreihe 46 entsprechend der Ausgangsdrehzahl der Nutzturbine angetrieben wird. Eine Zweigleitung 85 der Netzleitung 58 liefert Druckflüisägkeit zu. Die Reglerleitung 48 ist mit der Brennstoffregeleinrichtung 23 verbunden, um den Einfluss der Ausgangsdrehzahl auf die Brennstoffregelung einzubringen. Der drehzahlabhängige Regler 47 kann aber auch wie der Drehzahlgeber nach der US-PS

3 237 404 oder als Pitotregler entsprechend der US-PS 3 039 ausgebildet sein, welch letzterer vom Sclimierölkreis versorgt wird, also die Zweigleitung 85 nicht benötigt. Unabhängig von ihrer besonderen .Ausbildung liefern die drehezahlabhängigen Regler einen Reglerdruck, der sich nach einer Exponentialfunktion der Drehzahl ändert.

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Die Steuereinrichtung des Wechselgetriebes benötigt ArbeitsflUssigkeit in allen Betriebszuständen. Ist dem Wechselgetriebe 20 kein hydraulischer Teil, beispielsweise eine Strömungskupplung oder ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, zugeordnet, so kommt die Ausgangswelle 18 der Nutzturbine zum Stillstand, wenn das Fahrzeug steht und im V.'echselgetriebe ein Gang eingeschaltet ist. Die Verdichterturbine 13 treibt aber weiterhin den Verdichter 11 und die Hilfsgeräte an, so dass die Ölpumpe 41 angetrieben wird und in der Netzleitung 58 durch das Druckregelventil 53 eingeregelten Druck liefert.

Die Steuereinrichtung für das Wechselgetriebe hat ebenfalls eine von der Verdichterturbine 13 über die Welle 43 angetriebene Ölpumpe 90, die in Reihe zur ölpumpe liegt und Drucköl aus der Netzleitung 58 entnimmt, um diese einer Hauptnetzleitung 93 der Steuereinrichtung zuzuleiten, wobei der Druck erhöht wird, beispielsweise auf 16 kg/cm . Der Druck wird durch ein Druckregelventil 96 geregelt, wobei eine Überströmleitung des Druckregelventils 96 eine Schmierleitung 94 für die Schmieranlage des Getriebes versorgt. Die Ölpumpe 90 liefert Steuerflüssigkeit, wenn das Gasturbinentriebwerk im Leerlauf ist oder Leistung abgibt, da sie von der Verdichterturbine angetrieben wird.

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Die Ölpumpe 90 kann in abgewandelter Weise auch ι innerhalb des Wechselgetriebegehäuses liegen und von der Aus-, gangswelle, der Nutzturbine oder der Eingangswelle des Wechsel-' getriebes angetrieben sein. Der Ölsumpf 51 nimmt das aus dem

; Gasturbinentriebwerk und aus dem Wechselgetriebe abstömende Öl ab, jedoch können beiden Teilen auch getrennte Sümpfe zugeordnet sein, die jedoch im wesentlichen gleichen Flüssigkeitspegel und eine Verbindung grossen Querschnitts haben sollten. j Strömungsventil 97

! ι

! Ein Strömungsventil 97 betätigt ein Kupplungs- j

I - i

I ausschaltventil 111, das die Kupplung 44 bei jedem Gangwechsel

i . " ι

j im Wechselgetriebe ausrückt und das auf den Flüssigkeitsstrom ι i zu einer der Schalteinrichtungen des Wechselgetriebes anspricht. j Das Strömungsventil 97 hat einen Ventilschieber 98 mit Steuer- ι i Runden a, b und c gleichen Durchmessers. In der dargestellten ι normalerweise offenen Stellung ist eine Zweigleitung 100 mit einer Signalleitung 101 zwischen den Steuerbunden a und b verbunden. Eine Auslassöffnung 102 für die Signalleitung 101 ist durch den Steuerbund 98a versperrt. Eine Feder 103 am einen . ,

geschlossenen Ende der Ventilbohrung 99 belastet den Ventil- j

schieber 98 in seine Offenstellung. Ein Stift 204 am Ventilr ' gehäuse begrenzt das Zusammendrücken der Feder 103. Die Netzleitung 93 der Steuereinrichtung des Getriebes ist mit dem

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-18-anderen geschlossenen Ende der Ventilbohrung 99 verbunden und

■ über einen gedrosselten Umgehungskanal 105 mit einer Leitung ί
106, die in der Offenlage des Strömungsventils durch den Steuerbund c versperrt ist. Die Netzleitung 93 ist stromaufwärts des Umgehungskanals 105 mit dem unteren· Ende der Ventilbohrung 99 verbunden, so dass der Netzdruck auf die freie Stirnfläche des Steuerbundes c einwirkt, der von der Stirnwand der Bohrung durch einen Zapfen 107 in Abstand gehalten ist. Stromabwärts ! des gedrosselten Umgehungskanals 105 ist die Leitung 106 angeschlossen, die über eine gedrosselte Zweigleitung 108 mit dem anderen Ende der Ventilbohrung 99 verbunden ist, so dass der Steuerbund 98a von oben beaufschlagt die Feder 103 unterstützt, den Ventilschieber.98 in der normalen Offenstellung zu halten.

Das Strömungsventil 97 in dieser normalen Offenstellung ermöglicht einen freien Durchfluss von der Zweigleitung lOOzur Signalleitung 101, um das Kupplungsabschaltventil 111 zu betätigen. Die Feder 103 gleicht kleine Diffe-

, renzen zwischen einander entgegenwirkenden Drücken aus, nämlich dea Druck aus der Netzleitung 93 auf den Steuerbund 98c und

! den Druck aus der Leitung 106 auf den Steuerbund 98a, die durch

Leckagen eintreten können. Führt die Leitung 106 beim Bewirken • eines Gangwechsels durch Druckmittelzufuhr zu^ einer Schalteinrichtung, so bewirkt die höhere Strömungsgeschwindigkeit von j der Netileitung 93 durch den gedrosselten Umgehungskanal 105

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zur Leitung 106 eine höhere Druckdifferenz zwischen dem Netzdruck in der Leitung 93, der auf die Stirnfläche des Steuerbundes c wirkt, und dem verringerten Öldruck in der Leitung 106, der auf die entgegengesetzte Stirnfläche des Steuerbundes 98a einwirkt. Die grüssere Druckdifferenz hebt den Ventilschieber . 98 gegen die Kraft der Feder 103 in die Schließstellung, um die Signalleitung 101 mit dem Auslass 102 zu verbinden und die Zweigleitung 100 der Netzleitung zwischen den Steuerbunden b und c abzusperren. Eine übermässige Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Netzleitung 93 und der Leitung 106 hebt den Ventilschieber 98 weiter an, um diese Leitungen mit geringerer Drosselung über die Ventilbohrung 99 zu verbinden, um die Druckdifferenz auf den Wert zu begrenzen, der erforderlich ist, um den Ventilschieber 98 in der Schließstellung zu halten. Der normale Netzdruck in der Leitung 93 und der Druck in der Leitung 106 wird während jedes Gangwechsels also verringert, bis die Schalteinrichtung im wesentlichen gejjfüllt ist und der schnelle Flüssigkeitsstrom endet. D_er Einrückpunkt der Schalteinrichtung, an deader Drück erhöht wird, wird durch die Kraft der Feder 103 und den Querschnitt des gedrosselten Zweigkanals 108 bestimmt. Nimmt der Flüssigkeitsstrom ab, so sinkt die Druckdifferenz und bei einem gewissen niedrigen Wert der Druckdifferenz öffnet die Feder 103 das Strömungsventil mit einer Zeitverzögerung, die durch die Drosselung in der Zweig-

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leitung 108 gegeben ist. Ein Auslass 110 verhindert Leckagen im Bereich des Steuerbundes c.

Umschaltventil 125

Eim Umschaltventil 125 ist als willkürlich betätigbares Ventil ausgebildet und hat eine übliche Kugelsperre 123, die mit Ringnuten 124 zusammenarbeitet, um das Ventil in einer eingestellten Lage zu halten. Das Umschaltventil kann in abgewandelter V/eise aber auch anders als willkürlich betätigbares oder automatisch betätigbares Ventil ausgebildet sein.

Das Umschaltventil 125 hat einen Ventilschieber 126 mit Steuerbunden a, b, c und d gleichen Durchmessers und ist in einer Ventilbohrung 127 verschieblich. Netzdruck wird über die an die Ventilbohrung 127 zwischen den Steuerbunden a und b angeschlossene Leitung 106 in allen Stellungen des Ventilschiebers zugeleitet und von dort über einen zentralen Kanal 128 im Ventilschieber 126 in den Raum zwischen den Steuerbunden c und d. Das Umschaltventil ist in verschiedene Stellungen einstellbar, nämlich R für Rückwärtsgang, 1 für ersten Gang, 2 für zweiten Gang und 3 für dritten Gang, wobei in den einzelnen Stellungen die Leitung 106 mit einer Leitung 130 für Rückw"rtsantrieb, einer Leitung 131 für ersten Gang, einer Leitung 132 für zweiten Gang uder ein-er Leitung 133 fir dritten Gang verbunden wird. Diese Leitungen 13-J - 133 fahren zu flüssigkeits-

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betätigten Stellmotoren, um Schalteinrichtungen I36 für den • Rückwürtsgang, 137 für den ersten Gang, 138 für den zweiten Gang und 139 für den dritten Gang zu betätigen. In einer Leerlaufstellung N des Vdntilschiebers des Umschaltventils 125 ' ist der zentrale Kanal 128 im Ventilschieber 126 zwischen den

Steuerbunden c und d gesperrt, so dass die Leitung 106 abge- ; sperrt ist.

Das Kupplungsausschaltventil 111

Die Betätigung des Kupplungsausschaltventils 111 erfolgt über Druckflüssigkeit, die von dem Strömungsventil 97

; über die Signalleitung 101 zugeleitet wird, um die Flüssigkeitdrücke an der Kupplung 44 abzusenken, wenn ein Gangwechsel auf-

j tritt. Das Kupplungsausschaltventil 111 hat einen Ventilschieber 112 mit Steuerbunden a und b gleichen Durchmessers, der in einer Ventilbohrung 113 gleitet. In allen Schaltstellungen des Umschaltventils 125 ist das Strömungsventil 97 in der Offenstellung, so dass Druckflüssigkeit durch die Signalleitung 1Ό1

! dem geschlossenen Ende 114 der Ventilbohrung 113 zugeleitet wird und auf den Steuerbund b einwirkt. Hierdurch wird das Kupplungsausschaltventil gegen die Kraft einer Feder 115 in

j der Schließstellung gehalten. Ein an dem Steuerbund a sitzehder Anschlagstift 115* begrenzt die Bewegung des Ventilschiebers in

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die Schließstellung und dient zugleich zur Führung der Feder In dieser gezeichneten Schließstellung sperren die Steuerbunde a und b Zweigleitungen 116 und 117 ab, die mit den Signalleitungen 49 bzw. 50 zur Kupplung 44 verbunden sind.

Wird das Umschaltventil 125 für einen Gangwechsel verstellt, so schliesst während des Füllens des Stellmotors der jeweils zu betätigenden Schalteinrichtung das Strömungsventil 97, so dass ein Signal durch Entlasten des Druckes in der Signalleitung 101 gegeben wird. Die Feder 115 kann dann den Ventilschieber 112 so bewegen, dass der Steuerbund b gegen die Stirnwand der Venti^bohrung anführt und die Signalleitungen 49 und 50 über ihre Zweigleitungen 116 bzw. 117 mit Auslassöffnungen 118 und 119 zu einer Auslassleitung 120 zum Sumpf verbunden werden. Die Auslassöffnung 118 entlastet die Federkammer in allen Stellungen des Kupplungsausschaltventils und eine Auslassöffnung 121 verhindert Leckagen im Bereich des Steuerbundes b.

Das Strömungsventil 97 und das Kupplungsausschaltventil 111 sprechen also auf den Druckflüssigkeitsstrom zum Füllen eines Stellmotors einer der Schalteinrichtungen an und verringern bzw. unterbrechen die Drehmomentübertragung durch die Kupplung 44, so dass das Ausgangsdrehmoment und die Ausgangsleistung verringert werden. Das Strömungsventil 97 ist ^; -23-

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unempfindlich gegen Ströme, die kleiner sind als zum Ausgleich von Leckagen zürn Aufrechterhalten des eingeschalteten Ganges nötig ist. Das Strömungsventil 97 liefert ein Signal mit Netzdruck in die Signalleitung 101 in Abhängigkeit von dem zum Einrücken einer Schalteinrichtung notwendigen Strom durch den Drosselkanal 105 und bewirkt damit einen abgesenkten Druck in der Leitung 106, der ausreicht, um den Ventilschieber 98 zu bewegen. Sind die weiteren vorteilhaften Eigenschaften des Strömungsventils nicht erforderlich, nämlich den Druckabfall und die Zeiverzögerung zu begrenzen, so kann die Leitung 106 als Signalleitung zum Kupplungsausschaltventil 111 verwendet werden und an dieses so angeschlossen werden, dass sein Druck gegen die Kraft der Feder 115 wirkt. Der verringerte Druck wird in diesem Falle durch die Drosselstelle 105 ebenfalls erzielt. Es ist zweckmässig, ein in dem Ventilgehäuse der _: teuereinrichtung des Getriebes angeordnetes Strömungsventil zu verwenden, das möglichst nahe der Kupplung 44 liegt. In abgewandelter Weise kann das Kup^lungsausschaltventil 111 auch .unmittelbar das Entlasten der Kupplung 44 bewirken.

Steuereinrichtimg zum Anlassen des Gasturbinen

triebwerks und zur 'Steuerung des Wechselgetriebes

Diese Steuereinrichtung ist elektrisch ausgebildet und wird von einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs, beispielsweise einer an Masse liegenden Batterie 141, versorgt,

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die über einen Schlüsselschalter 142 einen Leiter 143 speist. Der Leiter 143 kann zur Versorgung der Zündung, der Brennstoffregeleinrichtung, der Fahrzeugbeleuchtung und anderer elektrischer ,Hilfsgeräte dienen. Der Leiter 143 ist über einen Leiter 144 mit einem handbetätigten Anlaßschalter 146 verbunden, der zu dem einen Pol 148 eines zweipoligen Schalters/führt, der einen Leerlaufkontakt 151 enthält. Beide Kontakte 148 und sind normalerweise durch Federkraft in der Offenetellung gehalten und können durch einen Nocken 152 am Ventilschieber des Wählventils 125 oder einem dieses Ventil betätigenden Gestänge geschlossen werden. Der Nocken 152 bewegt in der Leerlaufstellung des Umschaltventils 125 eine Schaltstange 1531 um die Kontakte 148 und 151 zu schliessen. Der Leiter 144 ist über einen Zweigleiter 156 mit einem normalerweise geschlossenen Magnetventil 157 verbunden, das der Ölpumpe 41 zugeordnet ist. Bei Erregen des Anlasserkreises öffnet das Magnetventil 157.

Das Magnetventil 157 schliesst eine Belüftung der Ölpumpe 41, so dass die Ölpumpe 41 normal läuft, während beim Anlassen Luft in der Saugleitung 52 die Ölpumpe 41 entlastet, so dass eine Druckflüssigkeitszufuhr während des Anlassens nicht erfolgt. Die Iietzleitung 93 der Steuereinrichtung ffr das Wechselgetriebe ist mit einem normalerweise geschlossenen

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Magnetventil 158 verbunden, das erregt die Netzleitung 93 mit einer Auslassleitung 159 und über eine Drosselstelle 161 mit dem Sumpf 51 verbindet, so dass der Netzdruck in der Leitung

auf einen niedrigen Wert, beispielsweise 4,2 kg/cm für Schmierzwecke herabgesetzt wird. Bei diesem niedrigen Druck in der

Netzleitung 93 befindet sich die Steuereinrichtung des Getriebes i
!im positiven Leerlauf, bei dem ein Gang nicht eingerückt werden kann, jedoch das Einrücken eines Ganges konditioniert \ ist.^ Hierbei befindet sich das Kupplungsausschaltventil 111 , in der entlasteten Stellung, bei der ein Einrücken der Kupplung ; 44 unterbunden ist.

: An die Auslassleitung 159 ist stromaufwärts der

Drosselstelle 161 eine Schmierleitung 162 angeschlossen, so dass die Schmierleitung 94 über ein Rückschlagventil 163 versorgt wird, wenn die Versorgung aus der Überströmleitung im I Leerlauf durch den abgesenkten Hauptnetzdruck ausfällt. Die ! Pumpe 90 wird hierdurch wesentlich entlastet. Die Schmierleitung 94 versorgt das Getriebe mit Schmieröl über eine Drosselstelle 164, durch die ein Druck niedriger als der Druck in der Netzleitung 93 durch ein Regelventil 166 eingeregelt wird.

Das Magnetventil 158 wird durch eine Feder geschlossen gehalten und durch Erregen in die Offenstellung bewegt

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wenn das Wechselgetriebe auf Leerlauf geschaltet ist. Befindet

^! sich der Ventilschieber 126 des Umschaltventils in der Leerlauf-

: stellung, so betätigt der Nocken 152 über die Schaltstange den zweipoligen Schalter 147,. so dass der Kontakt 151 mit dem ί Leiter 143 und einem Leiter 171 zu einem Zeitverzögerungsrelaid 172 verbunden ist. Ist der Kontakt 171 geschlossen, so ι erhält eine Relaisspule 173 und ein Kondensator 174, die zueinander parallel an Masse liegen, Strom und werden aufgeladen, um einen Relaisschalter 176 zu schliessen, der einen Zweigleiter 178 des Leiters 151 mit einem Leiter 181 verbindet. Hierdurch wird das normalerweise geschlossene Magnetventil beim Umschalten des Getriebes auf Leerlauf geöffnet. Ist der Relaisschalter 176* geschlossen, so wird über einen Leiter auch ein Magnet 183 erregt, der dem Beschleunigungsventil zugeordnet ist. Dieser Magnet ist normalerweise mit durch eine Feder in einer Lage gehalten, in der das Drosselgestänge in einer normalen Leerlaufsteilung begrenzt ist, während bei Erregen dieser Anschlag in eine eine niedrige Leerlaufdrehzahl ! bewirkende Stellung gebracht wird. Eine übliche Rückstellfeder ι 184 hält den Stellhebel 26 in Anlage gegen den Magneten 183 ί in der jeweils eingestellten Grenzlage, wobei eine entgegen- : gesetzte Bewegung des Stellhebels 26 jederzeit möglich ist.

\ Durch diese Steuereinrichtung kann die Ölpumpe

während des Anlassens entlastet werden, wenn das Gasturbinen-

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triebwerk Kugellager besitzt, die beim Anlassen keine Schmierung erfordern und da die Steuereinrichtung keinen drehzahlabhängigen Druck benötigt, um das Einrücken der Kupplung 44 im Leerlauf zu unterbinden.

Arbeitsweise

Die Arbeitsweise der einzelnen Elemente der Steuereinrichtungen sind nach Aufbau und Wirkungsweise bereits beschrieben, jedoch soll ihr Zusammenspiel nachstehend zusammengefasst dargestellt werden. . ■

Zum Anlassen des Triebwerks wird das Wechselgetriebe auf Leerlauf geschaltet, so dass der zweipolige Schalter 147 geschlossen ist. Beim Schliessen des Schlüsselschalters 142 schliesst das Zeitverzögerungsrelais 172, um das Magnetventil 158 zu erregen und zu öffnen, so dass der Druck in der Netzleitung 93 der Steuereinrichtung des Wechselgetriebes auf einen niedrigen \.ert einzustellen ist, der zum Einrücken eines Ganges unzureichend ist und auch das Kupplungsabschaltventil 111 nicht in der Schließstellung halten kann, so dass die Signalleitungen 49 und 50 zur Kupplung 44 entlastet sind und die Kupplung 44 nicht eingerückt werden kann. Es wird auch der Magnet 183 erregt, um eine niedrige Leerlaufdrehzahl einzustellen.

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Das Schliessen des handbetätigten Anlasserschal ters 146 erregt dann den Anlasser 149 und bewirkt ein Öffnen des Magnetventils 157, so dass die Saugleitung 52 der Ölpumpe 41 belüftet wird und damit die Ölpumpe 41 entlastet wird. Da die Ölpumpe 41 keine Druckflüssigkeit zu der in Reihe geschalteten Ölpumpe 90 liefert, erfolgt kein Pumpen von Druckflüssigkeit zu den Steuereinrichtungen des Triebwerks und des Wechselgetriebes, so dass durch diese keine Belastung beim Anlassen erfolgt.

Ist das Triebwerk angelaufen, so wird der Anlassschalter 146 geöffnet, um den Anlasser auszuschalten und der Magnet 157 wird stromlos, um die Belüftung der Saugleitung der Ölpumpe 41 zu schliessen, so dass diese Öl mit einem mittleren Druck, beispielsweise von 8,4 kg/cm , liefert, der durch das Druckregelventil 53 gesteuert die Steuereinrichtung des Triebwerks versorgt. Die am Druckregelventil 53 überströmende Druckflüssigkeit gelangt in die Schmierleitung 57 des Triebwerks und die Kühlleitung 56, wobei der Druck auf einen niedrigen Wert durch das Reduzierventil 55 eingestellt wird. Die Netzleitung 58 liefert Druckflüssigkeit zur Ölpumpe 90, die damit die Netzleitung 93 der Steuereinrichtung des Wechselgetriebes mit Druckflüssigkeit versorgt. Solange das Umschalti ventil 125 in der Leerlaufstellung bleibt, ist das Magnetventil 158 erregt und bewirkt in der Offenstellung ein Absenken des

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•29-Druckes in der Netzleitung 93 auf den niedrigen Wert und ein !Halten des Magneten 183 in der Stellung für niedrige Leerlauf-

Γ '

I drehzahl.

i Beim Umschalten des Umschaltventils 125 aus der

\Leerlaufsteilung in eine andere Stellung verzögert das Zeitver- ^!zögerungsrelais 172 das Schliessen des Magnetventils 158, um den Anstieg des Druckes in der Netzleitung 93 zu verzögern, bis das Strömungsventil 97 die Regelung für einen weichen Gangwechsel !übernimmt, während gleichzeitig der Magnet 183 auf die höhere !Leerlaufdrehzahl umgestellt wird, die bei Antrieb gilt. Bei einem Umschäten des Umschaltventils 125 vom Leerlauf in eine Antriebsstellung oder bei einer Verstellung zwischen verschierdenen Antriebsstellungen bewirkt der Strom aus der Netzleitung 93 über den gedrosselten Umgehungskanal 105 und die Leitung

I sowie der Strom durch das Umschaltventil 125 zum Stellmotor der

j zu betätigenden Schalteinrichtung, dass das Strömungsventil 97

zum Entlasten der Signalleitung 101 betätigt wird. Hierdurch wird das Kupplungsausschaltventil 111 entlastet und damit die Signalleitu^ngen 49 und 50 zur Kupplung 44. Während eines Gangwechsels wird damit die Leistung und Drehmomentübertragung durch die Kupplung 44 verringert. Nach Durchführen des Umschaltvorganges öffnet das Strömungsventil 97 nach einer gewissen Zeit, um die Signalleitung 101 mit Druckflüssigkeit zu versorgen,

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f - - I

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wodurch das Kupplungsausschaltventil 111 geschlossen wird, so dass die normale Drehmomentübertragung über die Kupplung 44 wieder hergestellt wird, die entsprechend der willkürlich an der Brennstoffregeleinrichtung 23 eingestellten Leistungsanforderung erfolgt.

Die wesentlichen technischen Vorteile und erfinderi» sehen Merkmale können kurz wie nachstehend zusammengöfesst werden:

1. Ein Ausrücken der Leistung übertragenden Kupplung 44 tritt bei Umschaltungen im Wechselgetriebe ein.

Das Kupplungsausschaltventil 111 ist durch seine Feder 115 in eine Offenstellung belastet', die die Signalleitung 49 bzw. 50 entlastet, wodurch ein Ausrücken der Kupplung 44 erfolgt. Normalerweise ist das Kupplungsausschaltventil 111 durch Druck in der Signalleitung 101 geschlossen, das im Ausführugsbeispiel von über das Strömungsventil 97 zugeleitetem Netzdruck zur Leitung 101 geschlossen gehalten wird. Während eines Gangwechsels bewirkt der Flüssigkeitsstrom zum Stellmotor der zu betätigenden Schalteinrichtung eine Absenkung des Druckes stromabwärts der Drosselstelle, so dass der Signaldruck das Kupplungsausschaltventil 111 nicht mehr offenhalten kann, also das Ausrücken der Kupplung

'< 44 bewirkt wird. Durch diese Massnahme wird die Trägheit

des Gasturbinentriebwerks, die Belastung des Verdichters und Leistung und Drehmoment des Gasturbinentriebwerks bei einem Umschaltvorgang verringert, so dass sich ein weiches Umschalten ergibt. 409885/0859 _3j_

2. Ein Ausrücken der drehmomentübertragenden Kupplung 44 tritt beim Anlassen des Triebwerks ein.

In Leerlaufeinstellung des Umschaltventils 125 schliesst der Nocken 152 den Schalter 147, so dass über den Kontakt 151 das Zeitverzögerungsrelais 172 erregt wird, das den Relaisschalter 176 schliesst. Hierdurch wird das normalerweise geschlossene Magnetventil 158 geöffnet, um eine Verbindung der Netzleitung zu einem Auslass zu öffnen. Der Druck in der Netzleitung wird hierdurch auf einen niedrigen Wert von beispielsweise 4,2 kg/cm verringert, der für Schmierzwecke ausreichend ist, aber unzureichend ist, um das Kupplungsausschaltventil 111 geschlossen zu halten, so dass damit das Ausrücken der Kupplung 44 gegeben ist.

3. Es wird ein positiver Leerlauf erreicht.

In Leerlaufstellung ist der niedrige Netzdruck in der Leitung 93 unzureichend, um einen Gang einzuschalten, jedoch ist die Steuereinrichtung für das Einschalten eines Ganges konditioniert.

4. Im Leerlauf wird eine Leerlaufeinsteilung auf eine niedrige Leerlaufdrehzahl erreicht.

Im Leerlauf wird durch Schliessen des unter 2) erwähnten Relaisschalters 176 auch der Magnet 183 erregt, der die Stellung eines Anschlages für den Stellhebel 26 der

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2427753

Brennstoffregeleinrichtung 23 aus der normalen Leerlaufstellung in eine solche für kleinere Leerlaufdrehzahl verstellt.

5. Es wird ein weicher Gangwechsel aus dem Leerlauf heraus erreicht.

Bei einem Umschalten aus dem Leerlauf heraus verzögert das Zeitverzögerungsrelais 172 das Öffnen des Relaisschalters 176, bis das Strömungsventil 97 die Regelung übernommen hat, wodurch ein weicher Gangwechsel erzielt wird.

6. Ein lastfreies Anlassen ist ermöglicht.

Das normalerweise geschlossene Magnetventil 157 liegt parallel zu dem elektrischen Anlasser 149, so dass beim Anlaufen des Anlassers das Magnetventil die Saugleitung 52 der Ölpumpe 41 belüftet, so dass diese kein Öl fördert, aber auch keine Leistung aufnimmt.

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Claims

-33-Patent an s ρ r ü c he

J Antriebsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gasturbinentriebwerk, bestehend aus einem Treibgaserzeuger mit zugeordneter Brennstoffregeleinrichtung, einem von einer Verdichterturbine angetriebenen Verdichter und einer Nutzturbine, einer Steuereinrichtung für das Gasturbinentriebwerk mit einer die Verdichterturbine mit der Nutzturbine verbindenden, Drehmoment zur Ausgangswelle übertragenden Kupplung,\ sowie einem Wechselgetriebe, das von der Nutzturbine angetrieben eine Ausgangswelle antreibt, sowie mit einer von der Verdichterturbine angetriebenen Druckmittelquelle zur Versorgung der Steuereinrichtung, dadurch gekennzeich- ; η e t, dass dem Wechselgetriebe (20) mehrere flüssigkeitsbe- ^! tätigte Schalteinrichtungen (136 - 139) zum Einschalten und

Halten mehrerer Übersetzungsverhältnisse zwischen seiner Eingangswelle (18) und seiner Ausgangswelle (25) zugeordnet sinü_t

! j

dass zwischen der Druckmittelquelle und den Schalteinrichtungen ein Umschaltorgan (125) vorgesehen ist, das deren wahl-J weise Verbindung bewirkt, und dass dem Umschaltorgan Über-Steuerungsorgane (97,111) zugeordnet sind, die die Kupplung (44) zwischen der Verdichterturbine (13) und der Nutζturbine(17]

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so steuern, dass bei einem eingeschalteten Gang des Wechselgetriebes die Kupplung einen von der Steuereinrichtung bestimmten Anteil des Drehmoments überträgt, bei einem Gangwechsel jedoch die Druckmittelzufuhr zur Steuereinrichtung zur Herabsetzung des Ausgangsdrehmoments der Antriebsanlage abschaltet.

2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltorgan (125) in eine positive Leerlaufstellung einstellbar ist, in dar alle Schalteinrichtungen

abgeschaltet sind, und Stellungen zum allmählichen Einschalten ' von Gängen aufweist.

3. Antriebsanlage nach Anipruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gasturbinentriebwerk ein Anlasser (149) mit einer Steuereinrichtung (147,148) zugeordnet ist, die Steuereinrichtung mit der Druckmittelquelle (41,90) und dem Umschaltorgan (125) verbunden ist und nur in der Leerlaufstellung des Umschaltorgans wirksam ist und dann die Druckmittelquelle entlastet, wodurch die Kupplung (44) zwischen der Verdichterturbine (13) und der Nutzturbine (17) entlastet

^! wird und das Umschaltorgan die positive Leerlaufstellung ein- ' nimmt.

j 4. Antriebsaniage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltorgan (125) in der

j Leerlaufstellung eine Steuereinrichtung für die Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine (13) und Nutzturbine (17) und die

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Brennstoffregeleinrichtung (23) Versteuert, um die Leistung der Antriebsanlage zu verringern.

5. Antriebsanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersteuerungsorgane (97, 111) die Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine (13) "und Nutzturbine (17) bei einem Gangwechsel vollständig ausrücken.

6. Antriebsanlage nach /nspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (147,148) für den Anlasser (149) bei dessen Erregung die Steuereinrichtung für das Wechselgetriebe unwirksam macht, um dieses in der Leerlaufschaltung zu halten.

7. Antriebsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (147,148) für den
Anlasser (149) bei dessen Erregung die Steuereinrichtung

für die Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine (13) und
Nutzturbine (17) im Sinne einer Verringerung des von dieser übertragenen Drehmoments beeinflusst.

8. Antriebsanlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle (41,90) von der
Verdichterturbine (13) angetrieben ist und mit der Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine und Nutzturbine (17) sowie dem Umschaltorgan (125) verbunden ist, der Anlasser (149) mit der Verdichterturbine verbunden ist und seine Steuereinrichtung

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ν.

(147,148) bei seiner Erregung die Druckmittelquelle (41,90) entlastet, wodurch die Kupplung (44) zur Senkung des Ausgangsdrehmoments entlastet und das Schaltorgan (125) in die Leerlaufstellung bewegt wird.

9. Antriebsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle (41,90) ein Belüftungsventil (157) in ihrer Saugleitung (52) hat und die Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine und Nutzturbine und die Schalteinrichtungen des Wechselgetriebes flüssigkeitsbetätigt sind und durch Öffnen des Belüftungsventils unwirksam werden.

10.Antriebsanlage nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltorgan (125) in seiner Leerlaufstellung die Brennstoffregeleinrichtung (23,26) auf eine kleinere Leerlaufdrehzahl einstellt.

11. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersteuerungsorgane ein Strömungsventil (97) enthalten, das bei einem eingeschalteten Gang des Wechselgetriebes (20) keinen Einfluss auf die Kupplung (44) zwischen Verdichterturbine (13) und Nutzturbine (17) hat und bei Druckflüssigkeitszufuhr zu einer Schalteinrichtung (136-139) des Wechselgetriebes über das Schaltorgan (125) eine Verringerung des von der Kupplung übertragenen Drehmoments bewirkt.

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12. Antriebsanlage nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle (41,90) aus einer ersten , die Steuereinrichtung des Gasturbinentriebwerks versorgenden Pumpe (41) und einer dieser nachgeschalteten zweiten, die Steuereinrichtung des Wechselgetriebes (20) ver- : sorgenden Pumpe (90) besteht und die Steuereinrichtung (146, : 147) des Anlassers (149) bei erregtem Anlasser die erste ] Pumpe entlastet. . i

' 13. Antriebsanlage nach Anspruch 12, dadurch ^:

gekennzeichnet, dass der ersten Pumpe (41) ein den Druck in ihrer Förderleitung einregelndes Druckregelventil (53) zuge- ! ordnet ist, dessen Überströmleitung mit einer Schmierölleitung (57) und über ein Reduzierventil (50) mit der Saugleitung (52) ■ verbunden ist, und dass das Belüftungsventil (157) stromaufwärts der Mindung der Abströmleitung in die Saugleitung vorgesehen ist.

14. Antrietaanlage nach Anspruch 1 - 13,dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (147,148) des Anlassers (149) mit einem Magneten (183) an der Brennstoffregel- ϊ einrichtung (23,26) zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl verbunden ist. .

15. Antriebsanlage nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung des Druckregelventils^; (53) der ersten Pumpe (41) auch mit einer Kühlleitung (56)

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zur Kupplung (44) zwischen der Verdichterturtiine (13) und der Nutzturbine (17) verbunden ist, dass der mit ihrer Saugseite mit der Förderseite der ersten Pumpe verbundene zweite Pumpe (90) ein Druckregelventil (96) zugeordnet ist, das einen höheren Druck als das Druckregelventil (53) der ersten Pumpe einriegelt und dessen Überströmleitung mit einer Schmier leitung (94) zum Wechselgetriebe verbunden ist, dass stromaufwdrts des Druckregelventils ein Magnetventil (158) $ine gedrosselte (161) Auslassleitung (159) zum Sumpf steuert, um im erregten Zustand den Förderdruck der zweiten Pumpe abzusenken, und dass an die Auslassleitung stromaufwärts der Drosselstelle (161) eine ein Rückschlagventil (163) enthaltende zusätzliche Schmierleitung (162) zum Wechselgetriebe angeschlossen ist, dass die Förderseite der zweiten Pumpe mit dem Umschaltorgan (125) und den Übersteuerungsorganen (97#H) und der Steuereinrichtung für die Kupplung (44) zwischen der Verdichterturbine (13) und der Nutzturbine (17) verbunden ist, wobei der St euer ein-? richtung für die Kupplung bei einem eingerückten Gang im Wechselgetriebe (20) Druck von der ersten Pumpe (41) zugeleitet wird, während bei Druckmittelzufuhr zu einer Schalteinrichtung (136-139) bei einem Gangwechsel im Wechselgetriebe der Förderdruck der zweiten Pumpe (90) durch Erregen des Magnetventils (153) in der Auslassleitung abgesenkt wird, so dass die Ubersteuerungsorgane (97,1H) ein Absenken des der Kupplung zuge-

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-39-teilten Förderdruckes der ersten Pumpe bewirken.

16. Antriebsanlage nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasturbinentriebwerk (E) mit Wärmetauschern (16) ausgerüstet ist.

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