DE2745439A1

DE2745439A1 - Treibstoffregelsystem

Info

Publication number: DE2745439A1
Application number: DE19772745439
Authority: DE
Inventors: Trevor Stanley Smith
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1977-10-08
Publication date: 1978-04-20
Also published as: IT1087764B; FR2367918B1; US4187673A; JPS5348115A; FR2367918A1

Description

Treibstoffregelsystem

Die Erfindung betrifft ein Treibstoffregelsystem für ein Gasturbinentriebwerk.

Erfindun<;sr;eriiäß ist ein Treibstoffre,";elsystem für ein irasturbinentriebwerk .⁽';ekennzeichnet durch ein Treibstoffdosierventil, das auf ein erstes Servodrucksi^nal anspricht, ein erstes Pilotventil zum Regulieren des ersten Servodrucksi..:- nals, ein Regelelement, das in Erwiderung auf ein zweites Servodrucksi^nal bewegbar ist, ein zweites Pilotventil zur Re;j;eliuv; den zweiten Servodrucksi<;nals, auf die Triebwerksdrehzahl ansprechende Mittel zum Positionieren des zweiten Pilotventils, V/älilmittel zur Bewe,jun^ in Erwiderung auf Änderungen in einer Solldrehzahl de3 Triebwerks und auf die Position des ite.^· el elements und auf die Position der Wählmittel ansprechende Kittel zur Rer;elunc des ersten Pilotventils.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

1 ein Ausführun£sbei3piel eines Tx'eibstoffregelsystems für ein Gasturbinentriebwerk in Blockform,

2 eine Dosier- und Drosselanordnun^, die einen Teil der Ausführung nach Pi;;. 1 bildet,

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Fi,;. 3 eine Anordnung zur Erzeugung eines Servodrucksignals, die einen Teil der Ausführung nach Fig. 1 bildet,

Fi/jc 4 eine Stellgliedanordnung, die einen Teil der Ausführung nach Fig. 1 bildet,

Fi;;. 5 ein Alternativausführungsbeispiel eines Systems nach der Erfindung in Blockform,

Fi,,. 6 eine Dosier- und Drosselanordnung, die einen Teil der Ausführung nacli Fig. 5 bildet, und

Fi.;. 7 eine Drehzahlregelanordnung, die einen Teil der Ausführung nach Fi₁;β 5 bildet.

In dem in Fi₁";. 1 bis 4 gezeigten Au3ftihrungsbeispiel wird ein ixasturbinentrieb\/erk 10 mit Treibstoff von einer Pumpe 11 über eine Dosier- und Drosselanordnung 12 versorgt, die im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist. Treibstoff aus der Pumpe 11 \\d_rd über einen Fließweg 13 einem Dosierventil 14 zugeleitet; day Ventil 14 spricht auf einen ersten Servodruck in einer Kammer 15 an. Die Kammer 15 steht mit dem Fließweg 13 über eine Drosselsteile 16 und mit einem ersten Pilotventil 17 in Verbindung, das noch zu beschreiben sein wird, und zwar mittels eines Fließwegs 18.

Hiedordruck-Rücklaufleitung 19 steht mit der Saugsoite dor Pumpe 11 in Verbindung, und ein Überlaufventil 20 ermöglicht ein Überlaufen von Treibstoff aus dem Fließweg 13 zwv iUickl auf leitung 19. Das Überlaufventil 20 v/ird durch den Druck im Fließweg 13 aufgedrückt und durch eine Feder 21 und durch den Druck in einer Kammer 22 zugedrückt, die mit oinnrn Ventil 23, das im einzelnen noch zu beschreiben sein v/ird, über eine Leitung 24 in Verbindung steht.

Ein kombinierte;:; Drossel- und Überlaufventil 25 ist in Reihe zwischen dein Dosierventil 14 und einem Auslaßkanal 26 angeordnet, durch den Treibstoff zum Triebwerk 10 fließen kann. J)-¹P Ventil 2'j ist diirch einen Kolben 27 bewegbar, der auf den in einer Kanin or 2n anspricht; dieser Druck wird von dem

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im Fließweg 13 diirch eine Leitung 29, eine Drosseüelle 30 und ein Regelventil 31 abgeleitet. Das Ventil 31 wird von einem Drehmoment erunotoi' 32 betätigt, der auf die V/orte von Triebv/erksdrehzahl und Brennkarnmert einp eratur anspricht, wobci eine unzulässige Erhöhung dieser Werte ein öffnen des Ventils 31 bewirkt, so daß das Ventil 25 bewegt wird, uin den Treibstoffstrom zum Auslaßkanal 26 zu drosseln und den Überlauf zur Niederdruck-Rücklaufleitung 19 zu erhöhen. Ein von Hand bedienbares Ventil 33 ermöglicht ein Reduzieren des Drucks in der Kammer 28 auf denjenigen in der Hiederdruck-Rücklaufleitung 19» woddurch sich das Ventil 25 schließt und ein Fließen von Treibstoff zum Auslaßkanal 26 vollständig unterbrochen wird.

In Reihe zwischen dem Ventil 25 und dem Auslaßkanal 26 befindet sich ein federbelastetes Druckbeaufschlagungsventil 34ο Parallel zum Ventil 34 befindet sich eine Drosselplatte 35, durch die beim Entzünden des Triebwerks Treibstoff zum Auslaßkanal 26 fließen kann, wenn das Druckbeaufschlagungsventil 34 geschlossen ist oder wird. Die Drosselplatte 35 ist durch eine Feder 36 in Anlage an einen Sits gespannt, und sie kann von diesem Sitz abgehoben werden, urn einen Rückfluß von Treibstoff zu ermöglichen, so daß der Auslaßkanal 26 von Treibstoff freigespült worden kann, wenn das Triebwerk stillgesetzt wird. Ein Kanal 37 steht mit dem Auslaß des Ventils 25 und außerdem mit den Zündvorrichtungen des Triebwerks 10 über eine Drosselstelle 38 in Verbindung. Ein Hubmagnetventil 39 ist parallel zur ürosselstelle 38 angeordnet und ist beim Anfahren des Triebwerks so betätigbar, daß den Zündvorrichtungen Treibstoff zugeführt wird.

Der Servodruck zum Regeln des Dosierventils 14 und des Überlaufventils 20 kommt von einer Anordnung 40 zur Erzeugung eines Servodrucksignals. Diese Anordnung ist im einzelnen in Fig. 3 gezeigt. Eine Regleranordnung 41 wird mit der Drehzahl N des Triebwerks 10 angetrieben und weist eine Lochhülse 42

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auf, die auf einem Kolbenre^elelement 43 verschiebbar ist. Die Re^leranordnun;; 41 sitzt in einer Kammer 44, die mit den Aiiolaß der Pumpe 11 über eine Leitung 45, eine v/eitere Kammer 46 und eine Leitung 47 in Verbindung steht. Die Hülse 42 wirkt als ein zweites Pilotventil zum Ableiten eines 7Λ reit en Servodrucks vom Druck zwischen demjenigen in der Krumor 44 und einem niedrigen Rückdruck in einer Kammer 40. Der zweite Servodruck wird einer Kammer 49 zugeleitet, um auf das Kolbenref-elelernent 43 einzuwirken. Die Anordnung ist eine solche, daß die Bewecun;; der Hülse 42 zur Erhöhung dos zweiten Servodrucks in der Kammer 49 das Regelelement 45 in eine Richtung zum Verringern des zweiten Servodrucks drückt. Die Hülse 42 und das Regelelement 43 wirken damit in bekannter "./eise zum ^ilden einer nachlauf-Servore^elanordnim-j.

In einem bevorzugten AusfUhrun<;sbeispiel sind die Profile der Re.^r,"lergewichtc 50 derart, daß die Hülse 42 ;je ;en eine Peder :;1 um eine Strecke ;edrückt wird, die proportional zur Drehriiihl II dco Triebwerks ist, und das Regelelement 43 wird daiiit selbst entsprechend der Drehzahl II des Triebwerks positioniert.

An Kolbenre^elelemont 43 ist ein Hebel 52 an^elenkit, der in Angriff an einen Kniehebel 53 durch eine Peder 54 gedrückt wird. Der Hebel 52 ist ferner um eine Rolle 55 verschwenkbar, die durch eine Kurvenführung 56, welche durch einen Hebel bewegbar ist, entsprechend einer Solldrehzahl θ des Triebwerks 10 positioniert wird. Das Profil der Kurvenführung 56 ist derart, daß eine Verlagerung der Rolle 55 direkt proportional zur Solldrehzahl θ ist.

An einem Ende des Kniehebels 53 ist ein Arm 60 an;;elenkt, an dessen freiem iinde eine Rolle 61 vorgesehen ist. Die Rolle 61 sitzt zwischen oinum Hobel 62 und einem v/eiteren Hebel 63, der ein Regelelement für das erste Pilotventil 17 schafft.

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Eine Fedei* 64 sitzt zwischen dem Hebel 62 und einer Kolbenpartie 65 des Re-clelements des Treibstoffdosierventils 14, UTii für ein Positionsrückkopplun_;ssij;ual von Dosierventil 14 zu cor;;en, Dor Hebel 63 erstreckt sich dichtend in eine Kammer 66, und auf um wirken awei Faltenbal^einheiten 67, 68 innerhalb der Kammer 66 ein. Die FaItenbal·,'einheit 68 stellt imter Vakuum, luid die Faltenbal;;einheit 6'( spricht auf einen Druck P3Pan, der vom Förderdruck P3 des Triebv/erkslcompressors abgeleitet wird. Die Kammer 66 enthält einen Druck P2 von der Cwischenstufe des Triebwerkskompressors, Das Hebelre(jelelement 63 des ersten Pilotventils 17 wird damit entsprechend don Drücken P3 und P2 des Triebwerkskompressors positioniert, und das von der Feder 64 gelieferte Positionsrückkopplun^ssi^nal wird entsprechend der Differenz zwischen der Isttriebwerkodrehaahl If imd der Solltriebwerksdrehzahl θ durch die Rolle 61 modifiziert.

Die Bewe^^un;:; der Rolle 61 in Erwiderung auf Unterschiede zwischen der Soll- und Isttriebwerkedrehzahl ist durch Anschläge 70, 71 begrenzt, die von einem .Snde des Kniehebels ^l}2 berührt werden, das von demjenigen entfernt ljß;;t, das am Ann 60 anjreift. Die Anschläge 70, 71 sind selbst schwenkbar (ela,;;ert und können an einem Ende der betreffenden Kniehebel 72, 73 angreifen« Die anderen Enden der Kniehebel 72, 73 trajen Hollen 74, 75, die an jeweiligen Kurvennrofilen am Kolbenre^elelement 43 angreifen. Der Anschlag 70 ist ein Verzögerung;sanschla^·, und der Anschlag 71 ist ein }3eschleuni,_,un;'Tsansclila,_:, und das Ansprechen der Anschläge 70, 71 auf die Auflaufprofile des Regelelements 45 ist selbst mittels jeweiliger iev/indeschäfte 76, 77 einstellbar.

Das Ventil 23, auf das vorstehend bezviü' genommen wdrden ist, v/eist ein Steuerkolbenelement 80 auf, das in eine erste Richtung durch den Pumpenförderdruck in der Leitunr; 47,in die entgegengesetzte Richtung durch den Druck in einer Leitung o1 ;edrüclct wird, die mit dem Auslaß des Triebst of f dosierventil

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14 in Verbindung steht. Das Steuerkolbenelement 80 spricht dariit auf die Druckdifferenz am Ventil 14 an und v.^rird auch ;je,jen den Druck in der Leitung 81 durch eine Re:;leranordnuir., 82 in Erwiderung auf eine Erhöhung in der Triebwerksdrehsahl Ii .jedrüclrfc. Das Ventil 23 lect an die Kammer 22 des Überlaufventils 20 über die Leitung 24 ein Drucksignal an, das von der Triebwerksdrehzahl und vom Druckabfall an dem Treibstoffdosierventil 14 abhün;;i;'j ist. Dieses letztere Drucksi^jnal wird vom Pumpenförderdruck in der Kammer 46 und vom Druck in einex' Leitung 83 abgeleitet, die mit der Niederdruck-Rücklaufleitun; 19 in Verbindung steht. Die Anoi'dnunc ist eine solche, daß für eine bestimmte Triebwerksdrehzahl der Druckabfall an den Treibstoffdosierventil 14 im wesentlichen konstant gehalten wird.

Eine Stell^liedanordnun,; 90 ist in ihren Einzelheiten in Fif;. 4 ^ezei^t und v/eist einen doppeltwirkenden Kolben 91 auf, dessen Ausbau; ;sstanre 92 mit den Statorschaufeln des Triebwerkkonpressors verbinden ist. Der Kolben 91 kann auf seinen r-e-

enüborliesenden Seiten mittels eines dritten Pilotventils ⁽J5 nit Druck beaufschlagt werden, das ein Steuerkolbenelement 94 hat, welches durch einen Schaft 95 bewegbar ist, der einen festen jjoabandteil des Steuerkolbenelements 43 bildet. Der Schaft 95 λ/irlct mit dem Steuerkolben 94 mittels Hebel 96, 97 zusammen. Der Hebel 97 greift ^elenlci^ sowohl am Steuerkolben 94 als auch an der Stange des Kolbens 91 an. Eine Rolle 98 sitiit zv;iseilen den Hebeln 96, 97 und kann durch einen Kniehebel 99 entsprechend der Ansaugtemperatur T1 des TriebwerksiO positioniert werden. Das Ansprechen des Steuerkolbens 94 auf Bewo ;un;;en des Schafts 95 spricht damit auf die Ansau^temperatur T1 des Triebwerks an. Der Steuerkolben 94 ist so betatijbar, daß ei· den Pumpenförderdruck zu einer gewählten Seite des Kolbens 91 leitet, wobei dieser Druck durch die Leitung 47, den kanal 46 und eine Leitunc 100 kommt. Die andere Seite den Kolbens 91 ist dem Druck in einer Kammer 101 ausgesetzt, die i:iit der Hiederdruck-Rück2;iußleitun<j 19 über eine Leitung

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102 und eine Leitung 83 in Verbindung steht. Die Verbindung des Hebels 97 mit dem Kolben 91 und dem Steuerkolben 94 hat den Efefekt, daß die Bewegung des Kolbens 91 den Steuerkolben 94 in eine Richtung entgegengesetzt zu der drückt, die ursprünglich die Kolbenbewegung hervorruft.

Im E»insatz wird das Dosierventil 14 mittels der Faltenbalgeinheiten 67, 68 und des Pilotventils 17 entsprechend den Kompressordrücken P2 und P3 positioniert. Die Rückkopplung vom Treibstoffventil 14 zum Pilotventil 17 hängt von der Position der Rolle 61 ab, die als ein Multipliziervelement zwischen den Hebeln 62, 63 wirkt. Das Ansprechen des Treibstoffventils auf die Kompressordrücke P2, P3 wird damit entsprechend der Differenz zwischen der Isttriebwerksdrelizalil K und der Solltriebwerksdrehzäi. θ getrimmt. Die Positionen der Statorschaufeln des Triebwerkkompressors werden durch die Stellgliedanordnung 90 entsprechend der Triebwerksdrehzahl und der Ansaugtemperatur eingestellt.

Das in Fig. 5 bis 7 gezeigte Ausführungsbeispiel ist dem in Fig. 1 bis 4 gezeigtenähnlich, weist jedoch eine Anordnung auf, mittels der die Rolle, die die Rückkopplungskraft vom Hauptdosierventil zu seinem Pilotventil modifiziert, durch ein Servodrucksignal positioniert wird, anstatt direkt durch eine mechanische Kopplung. Das Ansprechen der Anordnung auf Änderungen in der Solldrehzahl ist auch durch eine elektrische Trimrnvorrichtung veränderlich.

In dem in Fig. 5 bis 7 gezeigten Ausfülirungsbeispiel wird ein Gasturbinen-Triebwerk 110 mit Treibstoff von einer Pumpe 111 über eine Dosier- und Drosselventilanordnung 112 versorgt, die im einzelnen in Fig. 6 gezeigt ist. Der Auslaß der Pumpe 111 steht mit einer Niederdruck-Rücklaufleitung 113 über ein Rückschlagventil 114 in Verbindung. Treibstoff von der Pumpe 111 wird über einen Fließweg 115 zu einem Dosierventil 116 geleitet. Das Ventil 116 spricht auf einen ersten Servodruck

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in einer Kammer 117 an. Die Kammer 117 steht mit dem Fließweg 113 über eine Drosselstelle 118 und auch mit einem ersten Pilotventil 119, das noch zu beschreiben sein wird, über einen Fließweg 120 in Verbindung

Ein Überlaufventil 121 ermöglicht ein überlaufen von Treibstoff aus dem Fließweg 115 zur Rücklauf leitung 113. Das Überlaufventil 121 wird durch den Druck im Fließweg 115 auf Gedrückt und durch einen Servodruck in einer Kammer 122 zugedrückt. Ein Ventil 123, das noch zu beschreiben sein wird, liefert diesen Servodruck mittels einer Leitung 124«

Uin Drosselventil 125 ist in Reihe zwischen dem Dosierventil 116 und einen Auslaßkanal 126 angeordnet, durch den Treibstoff 7.U. den Hauptbrennern des Triebwerks 110 fließen kann. Das Drosselventil 125weist eine Kolbenpartie auf, die auf den Druck in einer Kammer 127 anspricht, ivobei dieser Druck von denjenigen in dem Auslaßkanal 126 mittels einer Drosselstelle 128, einer Leitung 129 und eines Regelventils abgeleitet v/ird, das von einem Drehmomentenmotor 131 betätigt wird, der auf die V/ertc von Triebwerksdrehzahl und Brennraumtemperatur anspricht, wobei ein unzulässiger Anstieg in diesen Werten ein öffnen des Ventils 130 bewirkt, so daß das Drosselventil 125 sich nacli unten bewegt, wie in Yi'.*. 6 dargestellt, um den Treibstoff strom zum Auslaßkanal 126 zu drosseln. Das Ventil 130 öffnet in eine Kammer 132, die mit der ITiederdruck-^Hicklaufleitun ; 113 in Verbindung stellt, üin von Hand bedienbares Ventil 153 ermöglicht die Herstellung einer Verbindung zwischen der Kammer 127 mittels einer Leitung 134 und der Kammer 132, so daß dadtirch das Drosselventil 125 bewegt wird, um den Treibstoff strom zum Auslaßkanal 126 vollständig zu unterbrechen, üine liückkopplungsfeder 1355 wirkt mit dem Dorsselventil und den Regelventil 130 zusammen, so daß eine Bewegung des Ventils 125 eine Änderung im Servodruck in der Kammer 127 bewirkt, der sich dieser Bewegung entgegenstellt.

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Im normalen Betriebszustand (dargestellt) des von ^and bedienbaren Ventils 135 steht der Auslaßkanal 126 über eine Leitung 136, das Ventil 133, eine Drosselstelle 137 und einen Kanal 15S mit den Zündbrennern des Triebwerks 110 in Verbindung.

Im geschlossenen Zustand des Ventils 133 ist die Kaminer 127, wie vorstellend erwähnt, mit dem Niederdruck verbunden, und der Treibstoff strom zu den Zündvorrichtungen ist unterbrochen, und %der Auslaßkanal 126 steht mit einer Abflußverbindun^ 13^CJ in Verbindung. Ein Hubma^netventil 140 ist beim Triebweksanfahren betätijbar, \xra die Drosselstelle 137 im Webenctroiu zu passieren und die richtige Iien;;e an Zündun:;f3treibstoff zum Triebwerk 110 zu liefern.

Eine Hülse 141» die das Drosselventil 125 umschließt, spricht auf den Treibstoffdnick unmittelbar hinter der iiejjelblende des Drosselventils an, und sie ist durch eine Feder 142 »;e ;en diesen Druck stromabwärts vor-;espannt, um ein Druckbeaufschlaj'iunjsventil zu schaffen, wenn das Drosselventil 125 offen ist.

V/ie in der Drehzahlreo'elanordnun;; nach Fi;;. 7 /,ezei ;t ist, wird eine Re^leranordnun_t; 150 mit der Drehzahl IT des Triebwerks 110 angetrieben und v/eist einen Ventilschieber 151 auf, der in einem Lochschaft 152 verschiebbar ist, welcher einen Teil eines Kolbens 153 bildet. Der Schieber 151 und der Schaft 152 wirken zusammen, um ein Ventil zu bilden, das sich in Reihe mit einer Leitung 154 zwischen dem Auslaß der Pumpe 111 und einer liiederdruckkammer 155 befindet. Eine Seite des Kolbens v/ird vom Druck in der Leitung 154 beaufschlagt, die andere Seite des Kolbens 153 v/ird von einem Druck zwischen dem Druck in der Leitung 154 und dem Druck in der Kammer 155 beaufschlagt. Der Ventilschieber 151 und der Kolben 155 bilden damit eine Nachlauf-Servoanordnunfi, um den Koleben 153 entsprechend der Drehzahl N des Triebwerks 110 zu positionieren. Die Profile

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der Gewichte des Reglers 150 können derart sein, daß der Kolben 153 eine Position direkt proportional zur Drehzahl N des Triebwerks einnimmt, wie das vorstehend unter Bezugnahme auf Figc 5 beschrieben worden ist_P

Ein Ring 156 umschließt den Schaft 152 des Kolbens 133, und dieser wirkt mit einem Kanal 157 im Schaft 152 zusammen, um ein Regelelement 158 für einen Servokolben 159 zu bilden. Das Ventil 150 befindet sich in Reihe mit einer Drosselstelle 160 zwischen der Leitung 154 und der Hiederdruckkammer 155.

Der Ring 156 sitzt entsprechend der Solldrehzahl des Triebwerks, und er wird durch eine Koppel 161 positioniert, von der ein Ende gelenkig an einem Kniehebel 162 angreift, der in einem ortsfesten Gelenk 163 gelagert ist. Das andere Ende der Koppel 161 greift an einem Arm I64 mittels eines Gelenkbolzens 173 an. Ein Ende des Arms 164 bewegt sich mit dem Kolben 159, und das andere Ende 174 des Arms 164 hat die Form einer Kurvenführung, die in einer Gabel im Ring 156 sitzt. DiesKurvenführungsende 174 des Arms 164 ist derart, daß eine Bewegung des Arms I64 nach rechts um den Bolzen 173 den Ring I56 nach rechts drückt und eine Bewegung des Arms 164 nach links eine Bewegung des Rings 156 nach links hervorruft. Ein Kurvenabgreifer 165 ist um das ortsfeste Gelenk 163 mittels eines Piloten-Drehzahlwählhebels 166 bewegbar. Der Kurvenabgreifer I65 ist in Anlage an die Kurvenfläche 167 durch eine Feder 168 gespannt, und eine Bewegung des Kurvenabgreifers 165 wird auf den Ring I56 durch eine weitere Koppel I69, den Kniehebel 162 und die Koppel 161 übertragen. Der Schaft 152 wird entsprechend der Triebwerksdrehzahl U positioniert, und der Ring I56 wird unter anderem entsprechend der Solltriebwerksdrehzahl positioniert. Der Arm 164 liefert eine Rückkopplung, die auf die Bewegung des Kolbens 159 anspricht, um den Ring 156 in eine Richtung zu bewegen, die den Servodruck im Kanal 157 in einem Sinn ändert, daß er sich der Bewegung des Kolbens 159 entgegenstellt. Der KoI-

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ben 159 wird damit entsprechend der Differenz zv/ischen der Soll- und der Isttriebwerksdrehzahl positioniert. Die Position der Kurvenfläche 167 relativ zum Gelenk 165 ist durch einen Elektromotor 170 einstellbar, der die Kurvenfläche 167 an einstellbaren Supports 171, 172 verschiebeen kann. Ein Hebel180 ist durch den Koleben 159 um ein ortsfestes Gelenk

181 bewegbar. Eine Bewegung des Kolbens 159 wird auf den Hebel 180 durch federgespannte Buchsen 182 übertragen. Eine Bewegung des Hebels 180 in Erwiderung auf Unterschiede zwischen der Soll- und Isttriebwerksdrehzahl wird durch Kniehebel 183, 184 begrenzt, die in Anlage an betreffende Kurvenprofile am Schaft 152 durch eine Peder 185 gespannt werden. Die Buchsen

182 ermöglichen ein IJberwandern des Kolbens 159 nach Angreifen des Hebels 180 an einem der Kniehebel 183, 184. Der Kniehebel 183 wirkt als ein Beschleunigungsanschlag, und der Kniehebel 184 wirkt als ein Verzögerungsanschlag.

Gemäß der Darstellung in Pig. 6 wirkt der Hebel 180 mit einem Arm 186 zusammen, an dessen freiem Ende eine Rolle 187 sitzt. Die Rolle 187 sitzt zwischen eÄinem Hebel 190 und einem v/eiteren Hebel 191» der ein Regelelement für das Pilotventil 119 bildet. Eine Peder 192 sitzt zv/ischen dem Hebel 190 und dem Regelventil 116, um eine Positionsrückkopplungssignal vom Ventil 116 zu liefern.per Hebel 191 erstreckt sich dichtend in eine Kammer 193, und auf ihn wirken zwei Paltenbalgeinheiten 194, 195 ein. Die Faltenbalgeinheit 194 steht unter Vakuum, und die Paltenbalgeinheit 195 spricht auf einen Druck P3P an, der vom Förderdruck P3 des Triebwerkkomprsfessors abgeleitet wird· Die Kammer 193 enthält einen Druck P2, der von einer Zwischenstufe des Triebwerkkompressors kommt. Das Hebelregelelement 191 des Pilotventils 119 wird damit entsprechend den Triebwerkkompressordrücken P3 und P2 positioniert, und das Positionsrückkopplungssignal, das von der Peder 192 geliefert wird, wird entsprechend der Differenz; zwischen der Isttriebwerksdrehzahl N und der Solltriebwerksdrehzahl durch die Rolle 187 modifiziert.

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Zu Fige 7 zurückkehrend, ist zu erkennen, daß der Servodruck in der Leitung 124 zum Positionieren des Überlaufventils 121, wie vorstehend angegeben, vom Ventil 123 geregelt wird. Das Ventil 125 ist ein Schieberventil, das zwischen die Leitung 154 und eine Hiederdruckkammer 195 geschaltet ist. Der Schieber des Ventils 123 wird von einer Regleranordnung 196 positioniert, die von der Regleranordnung 150 getriteben wird. Eine Erhöhung in der Triebwerksdrehzahl N bewirkt ein Wandern des Schiebers des Ventils 123 in eine Richtung zur Erhöhung des Drucks in der Leitung 124, um damit den Überlauf zu verringern. Die Regleranordnung 196 legt sich gegen einen Kolben 197, der auf den Druck in einer Leitung 198 anspricht, wobei eine Erhöhung in dem Druck in der Leitung 198 ebenfalls so wirkt, daß der Druck in der Leitung 124 erhöht wird.

Die Leitung 198 steht mit dem Auslaß des Dosierventils 116 über eine Drosselstelle 200 und außerdem mit dem Auslaßkanal 126 über eine Öffnung 201 in Verbindung, die durch einen Teil 202 des Drosselventils 125 geschlossen v/erden kann, wenn sich dieses in seiner voll geöffneten Position befindet. V/enn also das Drosselventil ganz offen ist und die Öffnung 201 geschlossen ist, ist der Druck in der Leitung 198 derjenige am Auslaß des Do3ierventils 116. In diesem Zustand hängt der Druck in der Leitung 124 für eine bestimmte Triebwerksdrehzahl N vom Druck am Auslaß des Dosierventils 116 ab, und das Überlaufventil wird folglich entsprechend dem Druckabfall am Dosierventil positioniert. In allen anderen Zuständen des Drosselventils 125 ist die Öffnung 201 mindestens teilweise offen, so daß der Druck in der Leitung 198 vom Druck im Auslaßkanal 126 abhängt. Unter diesen Bedinungen spricht das Überlaufventil 121 auf den Druckabfall an der Reihenanordnung aus dem Dosierventil 116 und dem Drosselventil 125 an.

Das Drosselventil 125 ist so dimensioniert, daß es in seinem ganz geöffneten Zustand nur eine sehr geringe Drosselung im Treib-

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stoff strom zum Triebwerk erbringt, v/ob ei dieser Strom fast ausschließlich durch das Dosierventil 116 reguliert v/ird, Das Regelventil 130 v/ird durch den Drehmomentenmotor 131 ;_;;eöffnet, um den Druck in der Kammer 127 zu senken und damit das Drosselventil in eine Schließrichtun^· nur in Erwiderung auf einen unzulässigen Anstieg in entv/eder der Triebwerksdrehzahl oder der Brennraurat cmp er atur zu bewegen. Im nornalen Betrieb bleibt das Überlaufventil 121 also auf den Druckabfall aia Dosierventil 116 allein ansprechend, \1enn sich das Drosselventil 125 in einer Schließrichtunc bewegt, bewegt der dadurch hervorgerufene Druck£\bfall in der Leitung 198 den Schieber des Ventils 123 nach rechts, um den Druck in der Leitung; 124 zu verringern und damit einen erhöhten Überlauf zu ermöglichen,

Ein Schaft 203 aerstreckt sich vom Kolben 153 nnd stellt eine Stellßliedanordnun^; 204, die der itellcliedanordmui;;; 90 entspricht, die zuvor im Zusammenhang mit Fi^. 4 beschrieben worden ist, und die die Statorschaufeln des Triebwerkkompressors stellt.

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Claims

COHAUSZ & FIiOBACK

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SCHUMANNSTR. 97 . D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (02 11) 683346 Telex: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE : Dipl.-Ing. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Lucas Industries Limited

ilreat Kinj Street

^B-Birmingham 10. Oktober 1977

Ansprüche

\1 .J Treibstoffregelsystem für Gasturbinentriebwerk, β e kennzeichnet durch ein Treibstoffdosierventil, das auf ein erstes Servodrucksi^nal anspricht, ein erstes Pilotventil zum Re.^ulieren des ersten Servodrucksißnals, ein Regelelement, das in Erwiderung auf ein zweites Servodrucksi/'-nal bewegbar ist, ein zweites Pilotventil zur Re;;elunj des zweiten Servodrucksijnals, auf die Triebwerksdrehzahl ansprechende Mittel zum Positionieren des zweiten vilotventils, v/ähli.iittel zur Bewegung in Erwiderung auf ώι-derunjen in einer Solldrehzahl des Triebwerks und auf die Position des Regelelements und auf die Position der Wähliiiittel ansprechende iiittel ζπτ Re^eluntj des ersten Pilotventils.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Rückkoppluivjsmittel zum Ausüben einer Kraft auf das erste Pilctventil in Abhängigkeit von der Betriebsposition des Treibst of f dosierventil, wobei die Mittel zur Redes ersten Pilotventils Mittel zur iinderung der Kraft sen, die von den Rückkopplungsrnittein ausgeübt wird.

'}. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückkopplungsmittel einen ersten

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Hebel aufweisen, der federnd iiiit dem Treibstoffdosierventil gekoppelt ist, das erste Pilotventil einen zweiten Hebel aufweist, der zxim Regulieren des ersten Servodrucksignals bewegbar ist, und die Mittel zur Änderung der Kraft ein Transmissionsglied aufweisen, das am ersten und zweiten Hebel angreift und zur Änderung seines Ai griffspunkts an einem der Hebel bewegbar ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Transmissionsglied zur Änderung seines Angriffspunkts mit beiden Hebeln bev/egbar ist.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Ta nsmissionsglied eine Rolle ist.

6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch auf die Position des Regelelements ansprechende Mittel zur Begrenzung der Bewegung des Transmissionsglieds.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch auf Änderungen in einem Druck am Triebwerkskomprressor ansprechende Mittel zur Betätigung des ersten Pilotventils.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Triebwerksdrehzahl ansprechenden Mittel zum Einstellen der Position des zweiten Pilotventils und der Position des Regelelements in direkter Proportionalität zur Triebwerksdrehzahl eingerichtet sind,

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u rc h gekennzeichnet , daß das Regelelement einen Kolben aufweist und daß das zweite Pilotventil ein gleitend

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am Kolben angreifendes Element aufweist, das mit Öffnungen darin zum Regulieren des zweiten Servodrucksignals zusammenwirkt .

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn-

zeichnet durch ein auf ein drittes Servodrucksignal ansprechendes Überlaufventil zum Überlaufenlassen von Treibstoff aus dem Einlaß des Treibstoffdosierventils und ein drittes SPilotventil zum Erzeugen des dritten Servodrucksignals in Erwiderung auf eine Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Dosierventils.

11. Systora nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein Drosselventil in Reihe mit dem Treibstoffdosierventil und auf die Betätigung des Drosselventils ansprechende liittel zum Ansprechendlassen des Überlaufventils auf die Druckdifferenz an dem Dosierventil allein dann, wenn das Drosselventil ganz geöffnet ist, und auf deie Druckdifferenz an der Reihenanordnung aus dem Dosierventil und dem Drosselventil in allen anderen Zuständen des Dorsselventils.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Pilotventil auf den Druck am Einlaß des Treibstoffdosierventils und auf einen Signaldruck anspricht, der vom Druck am Auslaß des Treibstoffdosierventils abhängt, wobei eine Durchflußdrosselstelle und eine Regelöffnung in Reihe zwischen die Auslässe des Treibstoffdouiei-ventils und des Drosselventils geschaltet sind, der Sijnaldruck derjenige zwischen der Drosselstelle und der Regelöffnung ist und die auf die Betätigung des Drosselventils anspreeilenden Mittel einen Teil des Drosselventils aufweisen, der zum Schließen der Öffnung betätigbar ist, wenn das Drosselventil Jan:·: geöffnet ist.

15. System nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet d u r c Ii ein viertes Pilotventil zum Ansprechen auf

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einen unzulässigen Anstie;; in einen Betriebszustand den Triebwerks zum Regeln einen vierten oervodrucksi;;nnls, wobei das Drosselventil auf das vierte Servodiaicksiaial anspi'icht.

1Ί. Systein nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h U e k e η η s e i c ]ι η e t , daß die Mittel zur Re,;;eltur; des ersten Pilotventils federnd mit dem Regelelement ,'jckoppelt sind.

15. U;/st cn nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ;; e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Mittel zur ile.jelun^" des ersten Pilotventils ein dem Regelelement ..e.jenüber verschiebbares Glied aufv/eisen, das mit diesem zum Bilden eines Druckre^ulierventils zusammenv/irkt, ferner ein Stellglied zum Ansprechen auf einen von dem Re^ulierventil ^;ere;;elten Druck und Mittel zum Stellen des Glieds relativ zum Regelelement entsprechend der Position des Stellglieds, wobei das erste Pilotventil auf die Position des Stellglieds anspricht.

16. System nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine federnde Kopplung zwischen dem Stellglied und dem ersten Pilotventil.

17. Syst era nach Anspruch 15 oder 16, ,; e Ic e η η s e i c h net durch Mittel zum Positionieren des Glieds in ]3rwiderun_w auf eine "^ev/e ;un_;·; der V/ühlrnittol.

18. System nach Anspruch 17, .:; e Ic e η η π e i c h η e t durch Mittel zuin Ändern des Ansprechens des (rlieds auf die Bewe^unj der Wälilmittel.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dai3 die Mittel zum jindern des Ansprechens mit dem Glied und den Wählmitteln zusammenwirkende Auflaufmittel zur Änderun;; der relativen Positionen derselben über

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deren i3ev/er"un,₁'sbereiche hinweg und Mittel sum Einstellen der Positiin der Auflaufmittel aufweisen.

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