DE2854781A1

DE2854781A1 - Gasturbinenantriieb

Info

Publication number: DE2854781A1
Application number: DE19782854781
Authority: DE
Inventors: Milton R Adams; Bruce S Anson; Frederic E Bolliger; Robert A Hatch; Klaus Huber; Harvey B Jansen; Leon D Lewis; George B Mattson; Warde L Parker; Ariz Phoenix; Palos Verdes Calif Rancho; James C Riple; Robert B Sumegi; Wilfried Wiher; Geoffrey Woodhouse
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2858279A1; SE8205710D0; SE8205704L; SE7812980L; SE444036B; DE2858280A1; SE8205709L; SE444031B; JPS5493709A; DE2858275C2; SE8205705D0; SE8205706L; SE8205707D0; SE8205708D0; SE8205709D0; IT7852402A0; IT1109251B; SE444030B; SE8205708L; SE8205704D0

Description

Titel: "Gasturbinenantrieb"
"Gasturbinenantrieb" Die Erfindung bezieht sich auf Gasturbinenantriebe und insbes. auf solche Gasturbinenantriebe, Verfahren und Steuerungen hierfür, die besonders zweckmäBig als Triebwerke für Bodenfahrzeuge verwendet werden.
Entwicklungen aus äüngerer Zeit in der Technik der Gasturbinenantriebe haben den Gesamtwirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit derartiger Motoren soweit verbessert, daS diese Art von Antrieb in vielen Fällen mit konventionellen Verbrennungsmotoren, z.B. Otto-oder Dieselmotoren in Konkurrenz treten konnte. Die Gasturbinentechnik ist bisher weitgehend für Triebwerke von Flugze-ugen angewendet worden. Es sind aber auch Versuche gemacht worden, Gasturbinenmotoren zu entwickeln, die mit den herkömmlichen Brennkraftmotoren bei der Massenherstellung von Bodenfahrzeugen, zB. Automobilen und schweren Lastwagen konkurrenzfäiiig sind. Die Gasturbine bietet wesentliche Vorteile in Form eines gleichwertigen oder besseren Wirkungsgrades im Betrieb, in Form von Brennstoffersparnis und geringerer Umweltverschmutzung, und ist ferner in der Lage, eine Vielzahl von unterschiedlichen Brennstoffen auf wirtschaftlicher Basis zu verwenden. Ferner wird mit dem Gasturbinenmotor in vielen Fällen insgesamt eine höhere Wirtschaftlichkeit über die gesamte Betriebslebensdauer eines Fahrzeuges erreicht.
Bei der Entwicklung von Gasturbinenmotoren und der Steuerung hierfür, insbes. für den Antrieb von Bodenfahrzeugen, ist davon auszugehen, daß es für den das Fahrzeug Bedienenden am zweckmäßigsten ist, wenn der Motor charakteristische Eigenschaften hat, die ganz ähnlich den Eigenschaften von Motoren mit hin- und hergehenden oder rotierenden Kolben ist. Auf diese Weise können die Fahrzeugführer von Bodenfahrzeugen direkt ihre Fahrpraxis und ihr Können ohne große Umstellung und Umschulung ihrer im Laufe der Zeit erworbenen, sicheren Fahrweise anwenden. Mit anderen Worten i es für den Einsatz von Gasturbinenmotoren bei Bodenfahrzeugen entscheidend, daß die Fahrzeugführer nicht einem entsprechenden intensiven Training unterzogen werden Pmüssens wie es erforderlich ist, wenn Flugzeugführer von Flugzeugen mit Kolbenantrieb auf solche mit Strahlantrieb umgeschnlt werden.
Die Betriebseienschaften von Gasturbinenmotoren ändern sich in bestimmte Weise gegenüber Kolbenmotoren ganz erheblich, wenn sie in einem Bodenfahrzeug angewendet werden. Insbesondere weist ein Gasturbinenmotor einen Gasgeneratorabschnitt auf, der einen hohen Drtickluftstrom an eine Verbrennungsvorrichtung ergibt, in der der Luftstrom mit Brennstoff gemischt und gezündet wird, um die Temperatur des resultierenden Gasstromes wesentlich zu erhöhen. Heißer Driickgasstrom treibt dann eine oder mehrere Turbinen an, um eine nutzbare, in Drehung umsetzbare mechanische Ausgangsleistung zu erzeugen. Normalerweise ist eine dieser Turbinen ein Teil des Gasgeneratorabschnittes zum Antrieb des Gebläses, das den Drucklufteinlaßstrom hohen Volumens ergibt. Stromabwärts gelegene Leistungsabgabeturbinen erzeugen dann die nutzbare mechanische Leistung. In herkömmlicher Weise treibt dann der Gasstrom hohen Volumens und hoher Geschwindigkeit aus dem Gasgenerator die Turbinen mit verhältnismäßig hohen Drehzahlen an. Andere Eigenschaften derartiger Gasturbinenmotoren beziehen sich auf die thermodynamischen und aerodynamischen Vorgänge, die in den Gasturbinenmotoren vor sich gehen, und die festlegen, daß der Wirkungsgrad des Motors im Betrieb mit zunehmender maximaler Temperatur des Gasstromes erheblich zunimmt.
Diese Betriebseigenschaften eines Gasturbinenmotors ergeben bestimmte Nachteile im Vergleich zu dem normalen Betrieb von Brennkraftmotoren mit hin- und hergehendem Kolben oder Drehkolben für Bodenfahrzeuge. Insbesondere liefert der Brennkraftmotor eine erhebliche Verzögerungsleistung für das Fahrzeug bei Reduzierung des Brennstoffdurchflusses aufgrund der Verzögerung, die durch den hin- und hergehenden Teil des Motors ausgeübt wird. Im Gegensatz hierzu liefert die hohe Drehträgheit der Turbinen des Gasturbinenmotors normalerweise keine derartige unmittelbare Bremsung verhältnismäßig hoher Leistung für ein Bodenfahrzeug lediglich bei Reduzierung des Brennstoffdurchflusses zum Brenner des Gasturbinenmotors. Um diesen Nachteil zu beheben, sind eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, um die Bremseigenschaften eines Gasturbinenmotors beim Einsatz in einem Bodenfahrzeug zu erhöhen bzw. zu verbessern. Hauptsächlicb beziehen sich diese Vorschläge auf das vollständige Ausschalten des Verbrennungsvorganges innerhalb des Brenners, um eine maximale dynamische Bremsung zu erzielen. Die Betriebslebensdauer eines Gasturbinenmotors wird jedoch erheblich durch fortlaufendes thermisches zyklisches Arbeiten des gesamten Motors reduziert, wie dies durch Ausschalten des Verbrennungsvorganges erzeugt wird. Ferner beeinflussen solche Vorkehrungen nachteilig die Duftverschmutzung. Andere Vorschläge, die sich auf die Verbesserung der dynamischen Bremseigenschaften eines Gasturbinenmotors beziehen, behandeln die Verwendung eines Gasturbinenmotors mit "fester Welle", wobei der Gasgeneratorabschnitt und der kraftgetriebene Abschnitt mechanisch miteinander verbunden sind, um das Fahrzeug anzutreiben. Während eine derartige Anordnung die dynamische Bremsung verbessert, reduziert sie in erheblichem Maße die Fähigkeit des Motors, verschiedene andere Vorgänge zum Antrieb eines Bodenfahrzeuges durchzuführen, und hat deshalb aufgrund dieser begrenzten Fähigkeit nur einen begrenzten Erfolg bei der Verwendung als Antrieb für ein in Massenherstellung gebautes Bodenfahrzeug. Ein Beispiel für eine derartige bekannte Anordnung ist US-PS 7.237.404. Der normale Vorgang des dynamischen Bremsens bei mit Gasturbinen angetriebenen Flugzeugen, die Schubumkehr, ist natürlich auf Bodenfahrzeuge nicht ohne weiteres anwendbar.
Bekannte Anordnungen für Gasturbinenmotoren für Bodenfahrzeuge haben auch den Nachteil, daB sie keine ausreichende, in hohem Maße ansprechende Beschleunigung im Vergleich zu Brennkraftmaschinen ergeben.
Ein freier Turbinenmotor erfordert normalerweise eine wesentlich längere Zeit, bis er das maximale Drehmoment abgeben kann, das während der Beschleunigung des Bodenfahrzeuges erforderlich ist. Bisherige Versuche, dieses Problem zu lösen, haben sich auf Methoden, wie z.B. den Betrieb des Gasgenerators bei konstanter, maximaler Drehzahl, oder andere Techniken, die in gleicher Weise für die Ausnutzung von Brennstoff unwirksam sind, konzentriert. Insgesamt gesehen haben bekannte Gasturbinenantriebe für Bodenfahrzeuge normalerweise den Nachteil eines geringeren Wirkungsgrades im Betrieb beim Versuch, die Beschleunigungs- oder Verzögerungseigenschaften des Motors zu verbessern, gehabt und/oder haben einen verringerten Wirkungsgrad ergeben, indem die Ttirbineneinlaßtemperatur des Gasturbinenmotors, die ein primärer Faktor beim Brennstoffverbrauch des Motors ist, wesentlich verändert worden ist. Ferner haben bekannte Versuche keine zuverlässige Steuerung ergeben, die bei allen Betriebsarten eines Gasturbinenmotors wirksam wäre, wenn dieser Motor ein Bodenfahrzeug antreibt, um sichere, zuverlässigere Betriebseigenschaften zu erhalten. Schließlich haben derartige Gasturbinenmotoren Steueranordnungen ergeben, die eine wesentliche Änderung in den erforderlichen Aktionen des Fahrzeugführers im Vergleich zum Antrieb eines Fahrzeuges mit Brennkraftantrieb ergeben.
Andere Probleme, die bei derartigen bekannten Versuchen aufgetreten sind, um einen Gasturbinenmotor für Bodenfahrzeuge zu schaffen, beziehen sich auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Steuereinrichtung bei verschiedenen Fehlerbetriebsarten, sichere und zuverlässige Steuerungen und bei dem Gesamtwirkungsgrad des Motors im Betrieb. Eine Vielzahl dieser Probleme kann als Ergebnis von Versuchen betrachtet werden, einen Gasturbinenmotor zu schaffen, der Betriebseigenschaften ergibt, die die gewünschten, Brennkraftmaschinen eigenen Vorgänge verdoppeln.
Es ist deshalb erwünscht, einen Gasturbinenmotor und diesem zugeordnete Steuerungen zu schaffen, die die gewünschten Betriebseigenschaften sowohl des Gasturbinenmotors als auch des Brennkraftmotors in sich vereinigen und gleichzeitig eine wirtschaftliche Anordnung zu erzielen, die zuverlässig und sicher beim Einsatz von in Massenproduktion hergestellten Bodenfahrzeugen arbeitet. Insbesondere soll der Gasturbinenmotor so beschaffen sein, daß er eine hohe Leitung, eine hohe lebensdauer, hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit gewährleistet, und daß andere erwünschte Eigenschaften erhalten bleiben, wie z.B. die Beibehaltung einer hohen Turbineneinlaßtemperatur, die Steuerung der Gastemperaturen an verschiedenen Stellen in urbinengasdurchflußpfad, damit ein hoher Motorwirkungsgrad erreicht wird, während der die Lebensdauer red uzierende thermische Zyklus verringert wird, ein möglichst geringer Brennstoffverbrauch bei bestimmten Betriebsbedingungen, z.B. während des Leerlaufes, und eine Vielzahl von notwendigen Sicherheitsmerkmalen einschließlich des fortgesetzten Motorbetriebes bei einem totalen Ausfall der Elektrik.
Der Aufbau bekannter Motoren der gattungsgemäßen Art ergibt sich aus der US-PS 3.237 .404; die US-PSen 3.660.976, 3.899.877 und 3.941.015 beziehen sich auf Methoden zur fibertragung von Antriebsenergie von dem Gasgenerator auf die Motorabgabewelle. Die US-PSen 3.688.505, 3.771.916 und 3.938,321 beziehen sich auf andere Vorschläge für Gasturbinenmotoren für Fahrzeuge. Beispiele für Motoren mit veränderlicher Düse ergeben sich aus den US-PSen 3.686.860, 3.780.52'7 und 3.777.479. Bekannte Brennstoffreglersteuerungen der der Erfindung zugrunde liegenden Art ergeben sich aus den US-PSen 3.400.535, 3.508.393, 3.568.439, 3.?12.055, 3.777.480 und 3.913.316, von denen keine Rücksetz- und Ub"ersteuerungseigenschaften, wie im Falle vorliegender Erfindung, zeigt. US-PS 3.521.456 gibt ein wesentlich komplizierteres Brennstoffrücksetzen als im Falle vorliegender Erfindung an. Beispiele für andere Brennstoffsteuerungen, die vorliegender Erfindung ferner stehen, ergeben sich aus US-PS 3.851.464 und 3.888.078. US-Patent 3.733.815 bezieht sich auf das Merkmal der automatischen Leerlaufrückstellung nach vorliegender Erfindung, während die US-PSen 2.976.683, 3.183.667 und 3.820.323 sich auf die Betriebsventilsteuerungen beziehen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es somit, einen Gasturbinenmotor für den Einsatz in Bodenfahrzeugen zu schaffen, der die erwünschten Betriebseigenschaften von Kolbenotoren besitzt, eine verbesserte Breunstoffausbeute bei einer Vielzahl von Vorgängen in einem durch einen Brennkraftmotor angetriebenen Bodenfahrzeug zu erzielen, verbesserte Beschleunigungs- und VerzögerZgseigenschaften für ein durch eine Gasturbine angetriebenes Bodenfahrzeug zu schaffen und einen zuverlässigeren Gasturbinenmotor mit höherer Lebensdauer für den Antrieb oder die Leistungserzeugung zu erzielen, sowie ein Verfahren hierfür anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Brennstoffdurchfluß zum Motor und/oder die Position der verstellbaren Leitschaufeln, die die Leistungsübertragung auf Turbinen des Motors steuern, so einstellbar ist, daß das Seitansprechen des Motors während des Beschleunigens und/oder Bremsens des Motors bei der Verzögerung ähnlich den Bedingungen bei Kolbenmotoren zum Antrieb von Bodenfahrzeugen ist, während die Steuerung der Gasdurchflußtemperatur und des Wirkungsgrades des Turbinenmotors im Betrieb aufrechtzuerhalten oder ein fortgesetzter, vom Fahrer steuerbarer Betrieb des Fahrzeuges in Falle eines elektrischen Ausfalles gewährleistet ist.
Ferner wird mit der Erfindung ein rekuperativer, freier Turbinenmotor mit getrennten Gasgenerator- und Leistungsturbinenabschnitten vorgeschlagen. Ein Brennstoffregler steuert den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung, um die Gasgeneratordrehzahl in bezug auf den Drosselhebel einzustellen. Rücksetzsolenoide können den Brenstoffdurchfluß übersteuern und in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern oder Bedingungen des Motorbetriebes einstellen.
Beispielsweise erhöht die Abhängigkeit von einer geringen Drehzahl an der Abgabewelle der Antriebsgetriebekupplung, die eine gewünschte Motorbeschleunigung für erhöhte Drehmomentabgabe anzeigt, ein Rücksetzsolenoid den Brennstoffdurchfluß und die Gasgenerator-Leerlaufdrehzahl, um die Zeitdauer wesentlich zu verkürzen, die für die Erhöhung der Motordrehmomentabgabe erforderlich ist. Ein Betriebsventil bzw. Planungsventil (scheduling valve) bewirkt die Steuerung des Brennstoffdurchflusses wahrend der Notorbeschleunigung, um das Auftreten einer übermäßigen Rekuperator Einlaßtemperatur zu verhindern und die DurbineneinlaBdmperatur auf einem im wesentlichen konstanten, hohen Wert für maximale Motorleistung zu halten. Das Betriebsventil spricht auf Brennereinlaßmeßdruck und -temperatur an und steuert ferner den Brennstoffdurchfluß während der Verzögerung in einer solchen Weise, daß die Verbrennung aufrechterhalten wirdq Die veränderlichen Turbinenleitschaufeln werden zerst in der Weise verschoben, daß die an den Gasgenerator während der Beschleunigung abgegebene Leistung ein Maximum wird, und werden anschließend in eine Position verschoben, in der eine maximale Leistung an den Leistungsturbinenabschnitt abgegeben wird. Die variable Leitschaufelsteuerung weist einen hydromechanischen Teil auf, der in der Lage ist, die Drehzahl im Leistungsturbinenabschnitt in bezug auf die Drosselposition zu steuern, und besitzt einen elektromechanischen Teil, der damit zusammenwirkt, um die Leitschaufeln in einen Bremsbetrieb für die Verzögerung zu bringen. Die Leistungsrückkopplung wird vorgesehen, um noch bessere Bremseigenschaften zu erzielen.
Wenn dies gewählt wird, wird die Gasgeneratordrehzahl automatisch eingestellt, damit sie sich der Leistungsturbinendrehzahl nähert, und dann werden über eine Kupplung verhältnismäßig geringer Nennleistung der Gasgenerator- und Leistungsturbinenabschnitt mechanisch miteinander so verbunden, daß die Rotationsträgheit des Gasgeneratorabschnittes dazu beiträgt, die Motorabgabewelle zu verzögern.
Mit vorliegender Erfindung wird eine maßgebliche Bremsung zu Verzögerungszwecken erreicht, während die optimalen Betriebseigenschaften einer freien Turbine eines Gasturbinenmotors zur Anwendung kommen, wobei der Gasgeneratorabschnitt mechanisch mit dem Leistungsturbinenabschnitt nur in einem bestimmten Fall einer von Hand ausgewählten "straffen" dritten Betriebsart des Verzögerungsbetriebes verbunden ist. Während aller Verzögerungsvorgänge und des Motorbetriebes wird ein kontinuierlicher' Verbrennungsvorgang in der Verbrennungseinrichtung aufrechterhalten. Somit tritt die wesentliche Verzögerung auf, ohne daß der Verbrennungsvorgang zum Erliegen kommt.
Weiter wird mit vorliegender Erfindung ein verbesserter Betriebszyklus für einen Gasturbinenmotor erreicht, der insbesondere zum Betrieb eines Bodenfahrzeuges in sicherer, gewohnter Weise geeignet ist, während die Vorteile eines Gasturbinenmotors aufrechterhalten werden.
Durch Verwendung eines Motors mit freier Turbine wird eine größere Anpassungsfähigkeit und Veränderbarkeit des Motorbetriebes erzielt.
Gleichzeitig kann der Motor während seines gesamten Betriebszyklus arbeiten, während ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang innerhalb der Verbrennungseinrichtung aufrechterhalten wird. Dieser meidet verschiedene Probleme bei Betrieb und Wartung, die bei wiederholter Einschaltung und Ausschaltung des Verbrennungsvorganges auftreten.
Werner wird mit vorliegender Erfindung ein Gasturbinenmotor vorgesciilagen, der insbesondere zun Antrieb eines Bodenfahrzeuges geeigrlet ist, wobei die Ansprechbeschleunigung ähnlich der durch einen BrennIraftmotor sowohl durch den automatischen hohen Leerlaufbetrieb als auch die Art und Weise der Beschleunigung des Gasturbinennotors erzielt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß zuerst die Arbeitsaufteilung zur Erzeugung einer maximalen Leistung für den Gasgeneratorabschnitt geändert wird. Die Betriebsventilsteuerung wirktdann regenerativ, um den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung so zu erhöhen, daß die Gasgeneratordrehzahl erhöht wird, während eine im wesentlichckonst'te maximale Turbineneinlaßtemperatur aufrechterhalten wird, wodurch eine maximale Beschleunigung ohne Uberhitzang des Motors erzielt wird.
Des weiteren wird mit vorliegender Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verzögerung des Fahrzeuges in einem dreistufigen Betrieb erreicht, wobei zuerst der Brennstoffdurchfluß reduziert, dann die Leitschaufeln in den Bremsbetrieb gebracht und dann von Hand der Leistungsrückkopplungsbetrieb ausgewählt wird.
Ferner wird mit der Erfindung ein Verfahren zum automatischen Einstellen und Rückstellen der Leerlaufdrehzahl des Gasgeneratorabschnittes erreicht, so daß der Motor in hohem Maße auf die Erzeugung einer Erhöhung der Abgabeenergie anspricht, z.B. wenn eine Beschleunigung des Fahrzeuges beabsichtigt ist. Auch wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses auf hydromechanischem Wege in bezug auf die Gasgeneratordrehzahl wie auch die Ubersteuerung des Steuervorganges bei normaler Drehzahl des Brennstoffreglers vorgeschlagen, um den Brennstoffdurchfluß in Abhängigkeit von dem Auftreten verschiedener Bedingungen zu erhöhen oder zu verringern.
Auch wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung während der Beschleunigung erreicht, so daß die konstante Turbineneinlaßtemperatur dauernd aufrechterhalten bleibt, während ferner der Brennstoffdurchfluß während der Verzögerung gesteuert wird, um ein Erlöschen des Verbrennungsvorganges innerhalb einer Verbrennungseinrichtung zu vermeiden.Schließlich wird mit der Erfindung auch vorgeschlagen, die Position der Leitschaufeln in einer derartigen Maschine sowohl durch hydromechanische Betätigung, um die Drehzahl eines Rotors, zum Beispiel der Turbinenräder zu steuern, als auch durch einen elektrischen Übersteuerungsbetrieb, abhängig von der Höhe der Erregung des Proportional-Solenoids, zu steuern.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Gasturbinenmotors und einer Antriebsübertragung nach der Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Energierückgewinnungs-Antriebsübertragung des Gasturbinenmotors, von dem Teile im Umriß dargestellt sind, Fig. 3 eine teilweise schematische Teilschnittansicht der Energierückgewinnungskupplung und der zugeordneten hydraulischen Einrichtung längs der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. S eine teilweise schematische Querschnittsansicht der rotierenden Gruppe des Gasturbinenmotors, wobei zugeordnete Steuerungen in schematischer Blockschaltbild-Darstellung gezeigt sind, Fig. 5 eine perspektivische Vorderansicht (von rechts) eines Teiles des Gehäuses, der Leitungskanäle und der Verbrennungseinrichtung des Gasturbinenmotors, wobei zur besseren Darstellung Teile weggebrochen gezeichnet sind, Fig. 6 eine teilschematische Schnittansicht des Brennstoffreglers, wobei Teile zur Verdeutlichung der Arbeitsweise perspektivisch dargestellt sind, Fig. 6a eine Teilschnittansicht der Brennstoffpumpe in vergrößertem Maßstab, längs der Linie 6a-6a der Fig. 6, Fig. 6b, 6c, 6d Schnittansichten eines Teiles der Brennstoffreglersteuerung im vergrößerten Maßstab, wobei unterschiedliche Betriebspositionen des Solenoids dargestellt sind, Fig. 7 eine schematische Schnitt- und perspektivische Funktionsdarstellung des Betriebsventiles 62, Fig. 8 eine Schnittansicht durch einen Teil des Betriebsventiles, Fig. 9 eine Schnittansicht des Betriebsventiles längs der Linie 9-9 der Fig. 8, Fig. 10 und 11 in vergrößertem Maßstab Ansichten von Teilen des Ventils, wobei die Wechselbeziehung der Brennstoffzumeßkanäle nach den Linien 10-10 und 11-11 der Fig. 7 gezeigt ist, 66 Fig. 12 eine schematische Schnittansicht der Leit- schaufelsteuerung, Big. 13 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Leit- schaufeln und der Betätiger gelenkverbindung, Fig. 14, 15 und 16 Unifangsansichten, die die verschiedenen Betriebszusammenhänge zwischen den variablen Leit- - schaufeln und den teistungsturbinenblättern zeigen, Fig. 17 eine schematische logische Darstellung eines Teiles der elektronischen Steuereinrichtung 9, Fig. 18 eine graphische Darstellung des Flächenverhältnisses an den Leistungsturbinen als Funktion des Leit-schaufelwinkels, Fig. 19 eine graphische Darstellung der gewünschten Gasgeneratorabschnitts- und Leistungsturbinenabschnitt-Drehzahlen, die in Hinblick auf die Drosselposition ausgewählt sind, und Fig. 20 eine graphische Darstellung der Beziehung des Brennstoffflusses, der durch das Betriebsventil zugelassen wird, in Abhängigkeit von dem Druck der Verbrennungseinrichtung längs Linien konstanter Brennereinlaßtemperatur.
In Zusammenhang mit den Figuren werden nachstehend die Abkürzungen angegeben, die in der nachfolgenden Beschreibung zur Bezeichnung verschiedener Parameter verwendet werden: Npt = Ngg = Drehzahl der Leistungsturbine 54, Drehzahl des Gasgenerators 52, Ngg = Drehzahl des Gasgenerators 52, # Ngg+ = Drehzahl des Vorgewählte Gasgenerators 52, Nti = Drehzahl der Getriebeeingangswelle 3G, e = vorbestimmte minimale Drehzahl der Übertragungseingangswelle 36, Wf = Brennstoffdurchfluß, B = Winkel der Statorschaufel 120, 122, B+ = vorbestimmter Statorschaufelwinkel, a = Position der Drosselklappe 184, = = vorbestimmte Drosselklappenposition, T2 = Kompressoreinlaßtemperatur, P2 = Umgebungsdruck, T3,5 = Brennereinlaßtemperatur P 5 = Brennerdruck 23,5+ = vorgewählter Zwischenwert des Brennerdruckes, T4 = Turbineneinlaßtemperatur, T6 = Turbinenauslaßtemperatur.
0 Motor 30 In den Zeichnungen ist ein Gasturbinenmotor allgemein mit 30 bezeichnet. Wie in der Fig. 1 gezeigt, ist der Motor mit einer Antriebsübertragung herkömmlicher Ausführung für ein Fahrzeug, insbes. einen Lastwagen mit einer Motorleistung von 450 bis 600 PS gekoppelt, und es ist eine Abgabeleistungswelle 32 als Eingang in eine Antriebsübertragungskupplung 34 vorgesehen. Eine Getriebeeingangswelle 36 ist zwischen Kupplung 34 und Wechselgetriebe 38 eingeschaltet. Das Wechselgetriebe 38 ist ein von Hand betätigbares Zahnradgetriebe, es können jedoch auch andere, die Drehzahl ändernde Getriebe vorgesehen sein. In herkömmlicher Weise hat das Getriebe 38 eine Vielzahl von unterschiedlichen Positionen, nämlich mehrere Vorwärtsgänge, einen Rückwärtsgang und eine neutrale Position. In der neutralen Position wird keine Leistung zwischen der Getriebeeingahewelle 36 und der Getriebeabgabewelle 40 übertragen, die in herkömmlicher Weise zum Achsantrieb 42 und den Antriebsrädern 44 des Fahrzeuges führt. Die Auswahl der gewünschten Übersetzung erfolgt über einen Handschalthebel 46, und ein Drehzahlmesser 48 erzeugt ein Signal, das die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 36 angibt. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist und nachstehend näher ausgeführt wird, kann der Drehzahlmesser 48 in beliebiger Weise ausgeführt sein, soweit er mit dem Steuermedium des Motors 30 verträglich ist. Vorzugsweise erzeugt der Drehzahlmesser ein elektrisches Signal, das durch die Leitung 50 auf die elektronische Steuereinheit des Motors übertragen wird.
In den Figuren 1 bis 4 ist der Motor 30 eine Freilaufturbine mit Rückgewinnung, mit einem Gasgeneratorabschnitt 52, einer Leistungsturbine 54, die auf einer Welle befestigt ist, die getrennt von der des Gasgenerators 52 ist, und einem Rekuperator 56, der Abwärme von dem Auslaßstrom aus dem Motor rückfördert, um das komprimierte Strömungsmittel aufzuheizen, bevor es in den Verbrennungsvorgang eingeführt wird. Der Motor weist ferner eine Brennstoff quelle 58, einen Brennstoffregler 60, der eine Brennstoffpumpe enthält, ein Betriebsventil 62 zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses in normaler Weise während der Beschleunigung oder Verzögerung des Motors durch eine Brennstoffleitung 64, die zum Gasgeneratorabschnitt 52 führt, und eine Steuerung 66 zum variablen Positionieren veränderlicher Statorschaufeln, die im Leistungsturbinenabschnitt 54 vorhanden sinn, eine elektronische Steuereinheit 68 nimmt verschiedene Eingangsparametersignale auf, und verarbeitet sie, und erzeugt Ausgangssteuersignale zum Regler 60 und zur Schaufelbetätigersteuerung 66.
Es ist eine elektrische Speicherbatterie 70 und ein zugeordneter Anlassermotor 72 vorgesehen, der vorzugsweise sowohl mit dem Gasgenerator 52 als auch mit einer Anlasserluftpumpe 72 gekoppet ist. Während des Anlaufvorganges wird der Motor 72 so gesteuert, daß er sowohl eine Anlasserluftpumpe 74 wie auch die Hauptgasgeneratorwelle 76 antreibt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Antriebsübertragung 78, die der Gasgeneratorwelle 76 zugeordnet ist, und eine weitere Antriebsübertragung 80, die einer Hauptwelle 82 der Leistungsturbine 54 zugeordnet ist und von der Hauptwelle 82 angetrieben wird, auf. Die beiden Antriebsübertragungen 78 und 80 sind über eine hydraulische Kupplung 84 verhältnismäßig geringer Leistung selektiv miteinander in Eingriff bringbar. Diese Eupplung wird üblicherweise als die Leistungsrückkopplungskupplung bezeichnet, und ihr Aufbau ist in Verbindung mit Fig. 3 im einzelnen beschrieben, während ihre Funktion in Verbindung mit dem Leistungsrückkopplungsvorgang nach der Erfindung erläutert ist.
Der Gasgenerator 52 hat normalerweise einen entsprechend gefilterten Lufteinlaß 86, durch den Umgebungsluft einem Paar von in Serie geschalteten Zentrifugalkompressoren 88 und 90 aufgegeben wird. Die Verbilungsleitung 92 führt den komprimierten Luftstrom aus dem ersten Kompressor 88 zum zweiten Kompressor 90. Der Gasgenerator 52 weist ferner eine Leittingsaiiordnung 94 auf, die in Fig. 5 dargestellt ist und die den komprimierten Luftstromauslaß aus dem kreisförmigen Umfang des zweiten Kompressors 90 umgibt und sammelt, sowie diesen komprimierten Luftstrom in zwei Zuführleitungen 95 zum Relçuperator in einer nichtmischenden Wärmeaustauschbeziehung zum Rekuperator führt. Während verschiedene Ausführungsformen von Rekuperatorausgestaltungen in Verbindung mit vorliegender Erfindung verwendet werden können, ist eine beispielsweise Ausführungsform in US-PS 3.894.581 beschrieben. Obgleich es für das VerstiLnis vorliegender Erfindung nicht unbedingt notwendig sein mag, wird auf dieses Patent in Zusammenhang mit einer detaillierten Beschreibung eines Rekuperators und seines Arbeitsvorganges bezug genommen. Für die Zwecke vorliegender Erfindung reicht es aus, festzuhalten, daß der komprimierte Luftstrom aus den Leitungen 95 im Rekuperator durch die Abwärme aus dem Auspuffstrom der Maschine vorgeheizt wird. Der vorgeheizte, komprimierte Luftstrom wird dann über die Leitung 96 an einen kannenartigen Brenner 98 geführt. Wie sich am besten aus der Fig. 5 ergibt, gelangt der aufgeheizte Strom aus dem Rekuperator durch eine Vielzahl von Öffnungen 97 in einen Auffüllteil der Leitung 96, dann durch Öffnungen 97A in einen Teil der Gehäuseanordnung, der den Brenner 98 aufnimmt.
Der Brenner 98 hat einen perforierten inneren Belag 99 und der Luftstrom aus den Öffnungen 97A gelangt in die Zone zwischen dem inneren und dem äußeren Belag, und strömt dann durch den perforierten Innenbelag 99 in die Brennerzone. Ein oder mehrere elektrische Zündkerzen 100 sind mit einer Hochspannungsquelle in herkömmlicher Weise verbunden. Die Zündkerze ist so betätigbar, daß sie einen kontinuierlichen Verbrennungsvorgang im Inneren des Brenners aufrechterhält, in welchem der von der Leitung 64 gelieferte Brennstoff gemischt und mit dem komprimierten Luftstrom aus der Leitung 96 verbrannt wird.
Der Gasgenerator 52 weist ferner eine Gasgeneratorturbine 102 mit radialem Zufluß auf. Der komprimierte, aufgeheizte Gasstrom aus dem Brenner 98 wird über die Turbineneinlaßdrosseldüsen 104, die in kreisförmiger Anordnung um den ringförmig gestalteten Einlaß 106 angeordnet sind, zum Gasgeneratorturbinenabschnitt abgegeben. Während des Motorbetriebes halten die Düsen 104 den Druck im Brenner 98 auf einem Wert, der höher ist als der der Umgebung. Der Fluß dieses aufgeheizten komprimierten Gases durch die Turbine 102 beu wirkt eine Drehung der Turbine aer Gasgeneratorhauptwelle 76 mit hoher Drehzahl. Diese Drehung treibt die beiden Zentrifugalkompressoren 88 und 90 an. Die Welle ist durch Lager 108 mit dem stationären Gehäuse 110 des Motors befestigt.
Der Leistungsturbinenabschnitt 54 weist einen Leitungsabschnitt 112 und entsprechende Schaufeln 114 auf, um den Gasfluß aus der Gasgenerator-Leistungsturbine 102 gegen zwei axiale Leistungsturbinen 116 und 118 zu richten, die mit der Leistungsturbinen-Hauptwelle 82 befestigt sind. Der Leistungsturbinenabschnitt besitzt ferner Sätze 120 und 122 * mit veränderlich positionierbaren Führungsschaufeln, die stromabwärts in bezug auf die zugeordneten Axialturbinen 116, 118 und ihre zugeordneten Schaufeln 117, 119 angeordnet sind. Wie in Fig. 13 gezeigt, ist jeder Satz von veränderlichen Fuhrungsschaufeln 120 und 122 in einer ringförmigen Anordnung innerhalb des Gasflußpfades angeordnet, und beide sind mit einem gemeinsamen Betätigungsmechanismus 124 *Leit- bzw.
befestigt. Der Betätigungsmechanismus 124 weist zwei Zahnkränze 12u und 128, und zwar jeweils einen für j jeden Satz von veränderlichen Schaufeln, sowie ein Gelenk 129 auf, das mit dem Zahnkranz 126 verbunden und mit dem Zahnkranz 123 über die Platte 129a befestigt ist.
Nit dem Gehäuse ist ein Winkelhebel 130 schwenkbar befestigt, und entgegengesetzte Enden eines verwandenen Gelenkes lyl sind scilvenkbar mit dem Gelenk 129 und einem Arm des Winkelhebels 130 verbunden.
Eine linear verschiebbare bingabewelle 368 wirkt über ein Drehgelenk 132 und einen weiteren Arm des Winkelhebels, und bewirkt eine Drehung des Hebels 130 um seine Achse 133 und infolgedessen eine gleichzeitige Drehung beider Zahnkränze 126, 128. Eine Drehung der Eingabewelle 3G8 versetzt jeden der Zahnkränze 126, 128 um eine Achse in Drehung, die mit der Drehachse der kraftgetriebenen Welle 82 zusammenfällt, damit die beiden Sätze von Führungsschaufeln gemeinsam in verschiedene Positionen relativ zu der Richtung des hindurchströmenden Gasflusses gedreht werden. Wie in den Figuren 14 bis 16 gezeigt, sind die Führungsschaufeln 120 in einer zentralen oder "neutralen" Position der Fig. 14 angeordnet und ergeben ein maximales Flächenverhältnis und ein minimales Druckverhältnis an den stromabwärts gelegenen Leistungsturbinenradschaufeln 117 des Rades 116, damit die durch den Gasfluß in die Drehung der Turbine 116 übertragene Leistung auf einem Minimum gehalten wird. Die Position nach Fig. 14 ist graphisch durch die willkürlich mit Oo in Fig. 18 bezeichnete Position dargestellt. Die Führungsschaufeln 120 sind variabel gegen die in Fig. 15 gezeigte Position, die als die +20°-Position in Fig. 18 bezeichnet ist, angeordnet, wobei das Hochdruckverhältnis an den Schaufeln 117 besteht und eine maximale Energie von dem Gasfluß zur Turbine 116 übertragen wird, um letztere in Drehung zu versetzen und eine maximale Leistung auf die Wile 82 zu übertragen.
Ferner sind die Schaufeln in entgegengesetzter Richtung in die Position nach Fig. 16 drehbar, die als die -950-Position der Fig. 18 bezeichnet ist, wobei der Gasfluß durch die variablen Schaufeln 120 so gerichtet wird, daß er der Drehung des Rades 116 entgegenwirkt und diese Drehung zu verzögern versucht. Während in den Figuren 14 bis 16 nur Schaufeln 120 und Blätter 117 dargestellt sind, gelten entsprechende identische Betriebsbedingungen zwischen den Schaufeln 122 und den Turbinenblättern 119 der Turbine 118. Der Gasfluß beim Austritt aus der letzten Axialturbine 118 wird in einer Auslaßleitung 134 gesammelt, die zum Rekuperator 56 führt. Die Leistungsturbinen-Abgabewelle 82 ist ein Teil der Leistungsabgabewelle 32 des Motors und ist antriebsmäßig über ein entsprechendes Drehzahluntersetzungsgetriebe verbunden. Ein Luft- oder Wasserkühler 87 ist ferner vorgesehen, um die Schmierflüssigkeit im Motor 10 zu kühlen, und steht mit dem Strömungsmittelbehälter 89 durch den Schlauch 91 in Verbindung.
Brennstoffregler 60 Nach den Figuren 4, 6, 6A-6D nimmt der Brennstoffregler 60 Brennstoff aus der Speisequelle 58 über ein entsprechendes Filter 136 in eine Einlaßöffnung 138 eines Brennstoffpumpengehäuses 140 auf. Das Gehäuse 140 ist mit einem anderen Teil des Hauptmotorgehäuses 110 verbunden und kann integral damit ausgebildet sein. Der Regler ist so betätigbar, daß er die Brennstoffflußabgabe durch eine oder beide der Abgabe-Leitungen 142, 144 zur Abgabe an das Betriebsventil 62 bereitstellt.
Der Regler 60 ist ein hydromechanischer Regler, der in der Lage ist, auf von außen aufgegebene mechanische und elektrische Signale anzusprechen, und weist eine entsprechende Antriebsverbindung auf , die schematisch durch die Leitung 146 dargestellt ist, sowie ein zugeordnetes Drehzahluntersetzungsgetriebe 148, wie es erforderlich ist, um ein Zaluirad 150 und eine Antriebswelle 152 anzutreiben. Die Welle 152 treibt eine Brennstoffpumpe in Form einer Rotationszahnradpumpe 154 mit positiver Verdrängung an, die Brennstoff aus der Einlaßöffnung 138 aufnimmt und ihn mit einem wesentlich höheren Druck durch eine Abgabeleitung 156 transportiert. Wie in Fig. 6A dargestellt, weist die Zahnradpumpe zwei miteinander kämmende Zahnräder 158 und 160 auf, deren eines von der Antriebswelle 152 angetrieben wird und deren anderes mit einer Leerlaufwelle 162 befestigt ist, die innerhalb des Gehäuses 140 gelagert ist. Drei Durchflußkanäle, nämlich die Abgabeleitung 142, die B§assbohrung 164 und der Hauptflußzumeßkanal 166 werden in parallelem Durchfluß aus der Abgabeleitung 156 gespeist. In der Bypassbohrung 164 ist ein den Bypass regulierender Ventilkegel 168 innerhalb der Bohrung 164 so verschiebbar angeordnet, daß überschüssiger Durchfluß aus der Ausgangsleitung 155 in veränderlicher Weise an einen Rückführkanal 170 zugemessen wird, der zur Brennstoffeinlaßöffnung 138 zurückverbunden wird. Der Druck des Brennstoffes in der Bohrung 164 bewegt den Ventilkegel 168 nach unten, so daß der Bypaßfluß durch den Kanal 170 vergrößert wird, während eine Spiraldruckfederanordnung 172 gegen den Druck des Brennstoffs wirkt, damit der Kegel 168 nach oben gedrückt und das Durchflußvolumen aus der Bohrung 164 zum Kanal 170 reduziert wird. Durch einen Druckkanal 182 steht das untere Ende der Bypassbohrung 164 in Verbindung mit der Brennstoffspeiseleitung 64. Somit wird ein Strömungsmitteldruck in der Leitung 64 auf die Unterseite des Bypass-Ventilkegels 168 ausgeübt, der die Feder 172 dabei unterstützt, daß der Kraft entgegengewirkt wird, die durch das Hochdruckströnungsmittel in der Abgabeleitung 156 erzeugt wird. Der Kanal 166 endet in einer Zumeßdüse 174, die durch die Platte 176 mit dem Gehäuse befestigt ist und die eine Öffnung 178 mit verringertem Durchmesser hat, die mit einem zentralen Hohlraum 180 in Verbindung steht.
Der Brennstoffregler 60 weist ferner einen Handdrosseleingang in Form eines Drosselhebels 184 auf, der zwischen entgegengesetzten einstellbaren Anschlägen 186, 188 verschiebbar ist, welche einstellbar mit dem Gehäuse 140 befestigt sind. Durch ein entsprechendes Lager 190 ist eine Welle 192, die innerhalb des Innenhohlraumes 180 angeordnet ist, relativ zum Gehäuse 140 drehbar. Ein Nockenabschnitt 194 mit offenen Seiten ist integral von der Welle 192 aufgenommen; in diesen Nockenabschnitt sind mit Preßsitz zwei Stummelwellen 196 eingesetzt, die die Rollen 198 aufnehmen. Die Rollen 198 können mit der unteren Schulter eines Federanschlages 200 so in Eingriff gebracht werden, daß eine Drehung des Drosselhebels 184 und der Welle 192 eine entsprechende Drehung der Stummelwellen 196 ergibt, die nicht mit der Hauptrotationsachse der Welle 192 ausgerichtet sind, und damit eine Vertikalverschiebung des Federanschlages 200 durch die Rollen 198. Während der vertikalen oder Längsverschiebung wird der Federanschlag 200 durch einen Führungsstab 202 geführt, der einen oberen 2ilrungsbolzen 204 aufweist, welcher sich gleitend durch eirlf zentrale Bohrung des Federanschlages 200 erstreckt. Die Führungsstange 202 wird durch Schraubverbindung im Gehäuse 140 ausgenommen und mit dem Gehäuse 140 befestigt, z.B. durch eine Sperrmutter 206.
Der Regler 60 besitzt ferner einen mechailischen Drehzahlmesser, der einen zur Drehung mit der Welle 152 starr befestigten Fliehgewichtträger 208 aufweist. Mit dem Träger 208 laufen eine Vielzahl von regelmäßig versetzten Fliehgewichten 210 um, die so befestigt sind, daß sie eine Schwenkbewegung an den Bolzen 212 ausführen können, welche die Fliehgewichte 210 an dem Träger 208 festlegen. Abhängig von der Drehzahl der Welle 152 bewirkt die Zentrifugalkraft eine Drehung der Fliehgewchte 210 um die Bolzen 212, wobei die inneren Enden sich nach unten bewegen, wie in Fig. 6 gezeigt, und den inneren umlaufenden Laufring 214 einer Rollenlageranordnung ebenfalls nach abwärts antreiben. Über Kugellager 216 wird diese nach abwärts gerichtete Kraft auf den nichtumlaufenden äußeren Laufring 218 der Lageranordnung übertragen, wodurch eine nach abwärts gerichtete Verschiebung eines nichtumlaufenden Segmentes 220 erzielt wird. Am unteren Ende nimmt das Segment 220 eine Federanschlagschulter 222, und eine Antriebsfeder 224 erstreckt sich antriebsmäßig zwischen dem Anschlag 222 des Segmentes 220 und dem Federanschlag 200, der dem Drosseleingangsmechanismus zugeordnet ist. Durch Vorbelastung der Feder 224, die auf das Segment 220 wirkt, werden die Fliehgewichte normalerweise nach oben in die Null- oder Niedrigdrehzahlposition gedrückt, wie in Fig. 6 dargestellt. Eine Erhöhung der Drehzahl der Welle 152 bewirkt eine Verschiebung des Segmentes 220 nach abwärts. Daraus ergibt sich, daß der Drosselhebel 184 im wesentlichen so wirkt, daß die Gasgeneratordrehzahl gewählt wird, die durch die Drehzahl der Welle 152 bestimmt ist, da die Kompression der Feder 224 durch Drehen des Drosselhebels 184 eingestellt wird und ihr dann durch die durch Drehung der Welle 152 erzeugte Zentrifugalkraft entgegengewirkt wird. Die vertikale Position des Segmentes 220 gibt deshalb eine Anzeige der Differenz zwischen der ausgewählten Drehzahl (Position der Eingangsdrossel 184) und der tatsächlichen Gasgeneratordrehzahl, wie sie durch die Fliehgewichte210 festgestellt wird. Fig. 19 zeigt die Wirkung der Feder 224 bei der Anforderung unterschiedlicher Werte der Gasgeneratordrehzahl Ngg, wenn die Drossel durch verschiedene Positionen a bewegt wird.
Der Regler 60 weist ferner einen Hauptbrennstoffdrosselhebel 226 auf, der über den Bolzen 228 schwenkbar mit dem Gehäuse 140 befestigt ist.
Ein Arm 230 des Hebels 226 endet in einem kugelförmigen Ende 230 innerhalb einer Aufnahmenut 232 auf dem Segment 220 der Drehzahlfehlersignalvorrichtung. Ein entgegengesetzter Arm 234 des Hebels 226 ist auf die Zumeßmündung 178 zu und von ihr weg in Abhängigkeit von der Verschiebung des Segmentes 220 beweglich, damit der Brennstoffluß aus dem Kanal 166 in den Innenraum 180 auf variable Weise zugemessen wird. Der regulierende Ventilkegel 168 wird in variabler Weise in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen dem Kanal 168 und der Leitung 64 stromabwärts in bezug auf die Zumeßmündung 178 positioniert, damit der Bypass-Strömungsmittelfluß durch den Kanal 170 in variabler Weise zugemessen wird, um einen im wesentlichen konstanten Druckunterschied an der Strömungsmittelzumeßmündung aufrechtzuerhalten, der zwischen der Zumeßöffnung 178 und dem Arm 234 des Brennstoffhebels 226 erzeugt wird. Somit ist die Geschwindigkeit des Brennstoffdurchflusses, der aus dem Kanal 166 in den Raum 180 und die Ausgangsleitung 144 abgegeben wird, im wesentlichen nur eine Punkt tion der Position des Armes 234 relativ zu der Zumeßöffnung 178, wenn letztere der den Brennstoffdurchfluß steuernde Parameter ist.
Zweckmäßigerweise kann eineDämpfungsmündung 236 in die Druckabfühlleitung 182 eingeschaltet sein, um die Bewegung des Bypass-Ventilkegels 168 zu stabilisieren.
Ein in einer Richtung wirkendes, proportional arbeitendes Solenoid 239 hat ein äußeres Gehäuse 238 integral mit der Platte 176 oder in sonstiger Weise stationär mit dem Gehäuse 140 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 238 ist eine Spule 240 und ein zentrisch angeordneter Anker 242 vorgesehen. Eine zentrische Kolbenwelle 244, deren oberes Ende mit dem Hebelarm 234 in Eingriff kommt, ist starr befestigt und bildet einen Teil des Ankers 242. Federn 246, 248 mit linearem Gradienten sind zwischen Anschlägen am Gehäuse 238 so angeordnet, daß sie mit zugeordneten Schultern auf der Kolbenwelle 244 in Eingriff kommen, um letztere normalerweise in ihre dargestellte entregte Position zu drücken. Eine Erregung des Solenoids durch entsprechende elektrische Leitungen 250 bewirkt eine Verschiebung des Ankers 242 und der Kolbenwelle 244 nach oben, so daß letztere in Eingriff mit dem Hebelarm 234 kommt und eine nach oben gerichtete Kraft auf diesen Hebelarm ausübt, die der Kraft, die von der Feder 224 auf den Hebel 226 ausgeübt wird, entgegengerichtet ist und sich von ihr subtrahiert.
Während die Kolbenwelle 244 erforderlichenfalls direkt in Eingriff mit dem Hebelarn 234 kommen kann, wird bei der bevorzugten Ausfahrungsform fir den Arm 234 eine Anordnung mit "scwebender Fläche" verwendet. Bei dieser Anordnung wird eine schwebende, ebene, tellerförmige Fläche 252 innerhalb des Armes 234 mit der Zumeßöffnung 178 ausgerichtet aufgenommen. Diese schwebende Fläche ist normalerweise gegen die Zumeßmündung federvorspannt, und das obere Ende der Kolbenwelle 244 kann damit in Eingriff kommen. Der Zweck der schwebenden Fläche 254 besteht darin, Herstelltoleranzen zu kompensieren und sicherzustellen, daß eine verhältnismäßig ebene Oberfläche direkt mit der Zumeßöffnung 178 ausgerichtet ist und senkrecht zum Strömungsmitteldurchfluß aus der Oeffnung liegt, damit eine einwandfreie Zumessung des Brennstoffs sichergestellt ist. Die Feder 254 spannt die schwebende Fläche 252 gegen die Öffnung 178 vor. Eine Verschwenkung des Armes 234 gegen die Feder 254 zur Erhöhung des Brennstoffflusses wird solange zugelassen, bis die Fläche 252 in Kontakt mit dem oberen Ende des Kolbens 244 kommt. Dieser Hub des Armes 234 ist sehr begrenzt, reicht jedoch aus, um eine Durchflußsättigung der ringförmigen Mündung zu erzielen, die zwischen der Öffnung 173 u4d der Solche 252 definiert ist.
Auf der entgegengesetzten Seite des Hebelarmes 234 in bezug auf das Solenoid 239 ist ein Gehäuse 256 eines weiteren richtungsabhängigen Einweg-Solenoids 257 angeordnet, das in den Figuren 6B-6D gezeigt ist.
Das Solenoid 257 besitzt eine Spule 258, einen Anker 260 und eine Kolbenwelle 262, die beweglich damit befestigt ist. Über entsprechende Anschläge drücken normalerweise Zentrierfedern 264, 266 die Kolben welle 262 in die dargestellte entregte Position. Bei Erregung der Spule 258 über entsprechende Zuleitungen 268 werden der Anker 260 und die Kolbenwelle 262 nach abwärts so verschoben, daß die Kolben welle in Eingriff mit dem Hebelarm 234 kommt, derart, daß eine Kraft darauf ausgeübt wird, die sich zu der Kraft hinzuaddiert, welche durch die Feder 224- und den Hebel 226 erzeugt wird, um den Arm 234 von der Oeffnung 178 weg zu verscheben. Das Gehäuse 256 des Solenoids 257 ist beispielsweise durch Schrauben 272 starr mit der Befestigungsplatte 176 verbunden. ähnlich der schwebenden Fläche 252 kommt in der bevorzu-gten Ausführungsform der Kolben 262 nicht direkt mit dem Hebelarm 234 in Eingriff, sondern wirkt vielmehr über einer schwebend in Eingriff kommenden Bolzen 272, damit eine Kraft auf den Arm 234 ausgeübt wird. Der Bolzen 272 ist durch eine Feder 274 zur Erzielung einer schwebenden Wirkung darauf vorgespannt, um zu gewährleisten, daß der Kolben 262 in einwandfreier Weise mit dem Hebelarm 234 in Eingriff kommen und auf ihn eine Kraft ausüben kann, unabhängig von Änderungen in den Herstelltoleranzen und/oder der Position des Hebels 226 relativ zu der Schwenkwelle 228.
Beide Solenoids werden in ihre entregte Position durch Federn mit linearem Gradienten bewegt, und ungleiche digitale Solenoide mit Ein-Aus-Zustand, Änderung in der Stron- und/oder Spannungseingabe an ihre Spulen ergeben eine analoge Positionierung des Kolbens 244 des Solenoids 2,9 in Zuwachsschritten und bewegen den Kolben 262 in die Position nach Fig. 6C oder 6D.
Der Kolben 262 des Solenoids 257 kann aus dem entregten Zustand nach Fig. Cß in zwei verschiedene erregte Zustände nach den Figuren 6G und 6D verschoben werden. Ein elektrisches Eingangs signal vorgewählter Leistung bewirkt, daß der Anker 260 sich in die Position nach Fig. 6C verschiebt, wobei der Kolben 262 soweit bewegt wird, bis die Fläche der einstellbaren Ans chlagsmutt er 263 in Kontakt mit dem Federanschlag 267 lionst. Diese Bewegung des Kolbens 262 drückt gegen den Stößel 272 und komprimiert die Feder 274, so daß der Arm 234 von der Öffnung 178 weg verschoben wird und der Brennstoffdurchfluß erhöht wird, bis die Gasgeneratordrehzahl auf einen Wert angestiegen ist, der der durch das Solenoid 257 erzeugten Signalkraft entspricht.
Somit trägt die Anordnung aus Stößel 272 und Feder 274 dazu bei, daß ein kleineres als das maximale Leistungssignal zur Erzeugung einer Kraft vorbestimmter Größe auf den Arm 234 möglich ist.
Ein weiteres elektrisches Eingangssignal größerer Leistung bewirkt, daß der Anker sich zum Ende seines Hubes versdiebt, wobei die Fläche 261 die benachbarte Anschlagfläche 259 des Gehäuses 256 berührt, wie in Fig. 6D gezeigt. Diese Bewegung bewirkt, daß der Kolbenstößel 262 die Zentrierfeder 266 komprimiert und bewirkt, daß das untere Ende in direktem Kontakt mit dem Arm 234 kommt und letzteren so beaufschlagt, daß ein maximaler Durchfluß durch die Mündung ermöglicht wird, die zwischen Öffnung 178 und Kolben 252 ausgebildet ist. Wie im einzelnen weiter unten noch beschrieben wird, ist die Erregung des Solenoids 257 in die Position nach Fig. 6D im wesentlichen ein falsches Drosselsignal, das die Drehzahl verdoppelt, die aus dem Gasgenerator erwünscht ist, wenn die Drossel in die Position maximalen Brennstoffdurchflusses und maximaler Leistung niedergedrückt wird.
Betriebsventil 62 Nach den Figuren 7 bis 11 weist das Betriebsventil 62 ein Gehäuse 276 auf, das einteilig mit dem Gehäuse 140 und dem stationären Motorgehäuse 110 sein kann. Vorzugsweise ist das Gehäuse 276 in unmittelbarer Nähe sowohl des Brennstoffreglers 60 als der Verbrennungseinrichtung 98 angeordnet. Das Gehäuse 276 weist eine Innenbohrung 278 auf, in die die beiden Brennstoffleitungen 142, 144 wie auch die Brennstoffleitung 64 und eine Niederdruckrückführleitung 280, die den Brennstoff in die Speisequelle zurückführt, münden.
Ein Zumeßventil 282, das fensterartige, unregelmäßig geformte Öffnungen 284, 286 besitzt, die in den hohlen Innenraum 288 des Ventiles 282 münden, sind in Längsrichtung verschiebbar und drehbar in der Bohrung 278 befestigt. Die Brennstoffleitung 144 steht dauernd in Verbindung mit dem Innenraum 288. Das Ventil 282 besitzt ferner eine Öffnung 290, die dauernd in Verbindung mit der Brennstoffleitung 64 steht. Das Verzögerungsfenster 286 ist mit der Brennstoffleitung 142 ausgerichtet, und das Beschleunigungsfenster 284 ist mit der Öffnung 290 ausgerichtet. Die spezielle Gestalt eines jeden Fenster 284, 286 ist im einzelnen in den Figuren 10 und 11 gezeigt.
Das Zumeßventil 282 wird in Längsrichtung durch eine Vorspannfeder 292 beaufschlagt, die Wegen das Gehäuse 276 über einen Federanschlag 294 anliegt, der auf einen Ausrichtpunkt 296 als abgedichteten Block 298 wirkt, welcher mit dem Gehäuse 276 , beispielsweise über einen Schnappring 00 befestigt ist. Die bevorzu-gte Konstruktion ist in Fig .9 gezeigt; die Ausrichtpunktanordnung, die eine Drehung des Ventils 282 relativ zum Gehäuse 276 am Ende der Feder 292 ermöglicht, kann jedoch auch über eine Kugelanordnung 302 erzielt werden, wie schematisch in Fig. 7 gezeigt. Am entgegengesetzten Ende des Ventiles 282 ist eine Kugel 304 vorgesehen, die eine Drehung des Ventiles 282 relativ zu einem in der Bohrung 278 aufgenommenen Kolben 306 ermöglicht. Mit dem Gehäuse 276 ist ein temperaturempfindliches Element 312, 308 verbunden, z.B. ein thermisch ansprechender Zylinder, dessen Länge in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, die durch das Gas oder ein-anderes Strömungsmittel in der Temperaturabfühlkammer 310 innerhalb des Zylinders 312 aufgegeben wird. Das Gehäuse 276 ist relativ zum Motor so befestigt, daß ein Teil davon, insbes. der Zylinder 312 und die zugeordnete Kammer 310 in Verbindung miteinander stehen und auf der gleichen Temperatur, T7 5, gehalten werden, wenn der komprimierte SuftCluR in die Verbrennungseinrichtung abgegeben wird. Thermisch isolierendes Material 311 wird vorgesehen, wo dies erforderlich ist, um eine Uberhitzung des Ventiles 62 zu vermeiden. Beispielsweise können das rechte Ende der Fig. 9 und die perforierte zylindrische Wand 312 am Lufteinlaß zur Verbrennungseinrichtung und/oder an der Leitung 96 angeordnet sein und Luftáus dem Rekuperator 56 zur Verbrennungseinrichtung 98 führen. In jedem Fall ist das Betriebsventil so ausgelegt, daß der Zylinder 312 sich in Längsrichtung bei Erhöhung und Erniedrigung der Brennereinlaßtemperatur aus-dehnt und zusammenzieht. Das Ventil 288 wird antriebsmäßig von dem thermisch ansprechenden Element 312 über einen weitgehend nichtthermisch ansprechenden Keramikstab 308 beaufschlagt. Demgemäß wird das Ventil 288 in Längsrichtung relativ zur a Eingangsöffnung 152 und Öffnung 290 in bezug auf die abgefühlte Brennereinlaßtemperatur verschoben. Somit wird der Zumeßbrennstofffluß, der durch das Fenster 284 erzielt wird, in bezug auf die abgefühlte Brennereinlaßtemperatur variiert, wenn dieses Fenster sich in Längsrichtung in bezug auf die Öffnung 290 bewegt.
Das Gehäuse 276 weist ferner eine andere Querbohrung 314 auf, die die Längsbohrung 276 kreuzt und schneidet. Eine Stangen-Kolben-Anordnung 316 ist innerhalb der Querbohrung 314 in Längsrichtung hin-und herbewegbar befestigt. Diese Anordnung 316 weist zwei membranförmige Dichtungen 318, 320 auf, deren äußere Enden starr mit dem Gehäuse 276 dadurch befestigt sind, daß sie zwischen dem Gehäuse, einem Zwischenabschnitt 322 und einem Verschlußglied 324, das mit dem Gehäuse 276 verschraubt oder in sonstiger Weise befestigt ist, komprimiert werden. Die Abdichtung 323 in Verbindung mit dem Endverschlußglied 324 legt eine InnPndrucabfühlkairuncr 326 fest, zea ein Ende des Kolbens 31G ausgesetzt ist. Über eine AbSühlleitung 328 wird der Brennerdruck Po,5' z,B. als Brennereinlaßdruck, in die Kammer 326 übertragen, damit er auf ein Ende des Kolbens 316 einwirkt. Am entgegengesetzten Ende der Bohrung 314 wirkt eine Vorspannfederanordnung 330 mit Spiralfeder, die mit dem Gehäuse 276 über einen stationären Anschlag 332 geerdet ist, so, daß die Stangen-Kolben-Anordnung 316 den Druck in der Kammer 326 entgegenwirkt. Das entgegengesetzte Ende 334 der Anordnung 316 wird mit Atmosphärendruck über eine entsprechende Öffnung 335 verbunden. Eine schematisch mit 335 dargestellte Abdichtung, die ähnlich im Aufbau sein kann wie die Abdichtung 318, 320 und der Abschnitt 348 ist an diesem entgegengesetzten Ende 334 ebenfalls vorgesehen. Somit wirkt der Meßdruck in der Verbrennungseinrichtung, d.h. die Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem in der Verbrennungseinrichtung 98 aufrechterhaltenen absoluten Druck, auf den Druck 316, um letzteren innerhalb der Bohrung 314 zu verschieben.
Ein Arm 338 ist durch Schraubverbindung innerhalb einer Querbohrung im Zumeßventil 282 am einen Ende befestigt, und am anderen Ende der Stange 338 ist eine Kugel 340 befestigt, die in einer Nut 342 in der Stangen-Kolben-Anordnung 316 aufgenommen ist. Eine Verschiebung der Stangen-Eolben-Anordnung 316 innerhalb der Bohrung 314 wird somitin.
eine Drehung des Zumeßventiles 282 über seine größere Langsachse umgesetzt. Damit werden die entsprechenden Öffnungen zwischen den Fenstern 284 und 286 und den Eingangsöffnungen 142 und der Öffnung 290 in bezug auf die Größe des Meßdruckes in der Verbrennungseinrichtung 98 aufgrund dieser Umlaufübersetzung des Zumeßventiles 282 variiert. Die Nut 342 ermöglicht eine axiale Übersetzung des Armes 338 zusammen mit dem Ventil 282. Während die Stangen-Kolben-Anordnung 316 in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein kann, weist die bevorzugte Ausführungsform nach Fig. 8 einen Gewindeendabschnitt 344 auf, der über entsprechende Räume 346 so wirkt, daß die inneren Enden der Abdichtungen 318, 320 mit der Stange 316 über einen Zwischenabschnitt 348 komprimiert und befestigt werden.
Das Betriebsventil wirkt somit als ein mechanischer, analog arbeitender Computer bei der Vervielfachung der Parameter des Verbrennungsdruckes P3,5 und der Brennereinlaßtemperatur, T3,5, derart, daß die Positionierung des Ventiles 282 und der Fenster 284, 286 eine Punkt tion der Produktgröße de Brennerdruckes multipliziert mit der Brennereinlaßtemperatur ist.
Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die Steuerung für den Motor 30 ferner ein normalerweise offenes, solenoidbetätigtes Brennstoffzuordnungs-Solenoidventil 350 wie auch ein von Hand oder elektrisch solenoidbetätigtes Abschaltventil 352 auf. Diese Ventile sind stromabwärts in bezug auf das Betriebsventil 62 angeordnet und können in der bevorzugten Ausführungsform innerhalb und/oder in der Nähe des Gehäuses 276 des Betriebsventiles 62 vorgesehen sein.
Die Konfiguration eines jeden Fensters 284, 286 nach den Figuren 8 und 9 wird so bestimmt, daß eine qualitative empirische Formel der nachstehenden Form gelöst wird: Wf = (K1 - K2 T3,5) P3,5 + K3 T3,5 wobei Kl, K2 und K3 konstante Größen sind, die durch Betriebseigenschaften eines bestimmten Gasturbinenmotors festgelegt und durch die Ausgestaltung des Fensters 284 und der zugeordneten Oeffnung 290 bestimmt sind.
Durch entsprechende Auslegung des Fensters 284 und der Öffnung 290 hält die Lösung für diese Gleichung, wie sie durch das Betriebsventil 62 erhalten wird, eine konstante maximale Turbin-eneinlaßtemperatur T4 während der gesamten oder wenigstens eines Teiles der Gasgeneratorbeschleunigung. Wenn das Fenster 284 der Steuerparameter für den Brennstoffdurchfluß ist, steuert das Betriebsventil 62 empirisch durch mechanische Analogie den Brennstoffdurchfluß, um eine weitgehend konstante Turbineneinlaßtemperatur T4 aufrechtzuerhalten.
Das Fenster 284 ist der primäre Betriebsparameter während der Beschleunigung des Motors, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird. Im Gegensatz hierzu ist das Fenster 285 der Steuerparameter während der Motorverzögerung. Während das Beschleunigungsfenster 284 so beschaffen ist, daß es eine im wesentlichen konstante maximale Gasgeneratorturbineneinlaßtemperatur aufrechterhält, um eine maximale Beschleunigungsleistung innerhalb der Temperaturgrenzen des Motors zu erzielen, ist das Verzögerungsfenster 286 so ausgelegt, daß es den Strömungsmitteldurchfluß begrenzt und steuert, um einen Verbrennungsverlust zu verhindern, während eine erhebliche Verzögerung des Motors auftritt. Eine nähere Erörterung der Arbeitsweise einer derartigen Art von Turbineneinlaßtemperaturberechnungsventil, das einen absoluten Wert statt des Meßwertbrennerdruckes verwendet, kann der US-PS 4.057.960 entnommen werden.
leit schaufelbetätigungsvorricbtung 66 Einzelheiten der Leitschaufelbetätigungssteuerung 66 sind in den Figuren 12 und 13 dargestellt. Die Leitschaufelsteuerung ist hydromechanischer Art und weist ein Gehäuse 354 mit zwei Hydraulik-druck-Strömungsmittelspeiseöffnungen 356, 358 auf, die druckaufgeladenes Strömungsmittel aus einer Hochdruckpumpenquelle 360 und einer Niederdruckpumpenquelle 362 aufnehmen, deren jede über das Zusatzenergiesystem des Motors angetrieben werden. Die Pumpen 360, 362 können verschiedene andere Funktionen innerhalb des Motors durchführen, z.B. die Schmierung.
Das Gehäuse 354 besitzt einen inneren, Itrömungsmittel aufnehmenden Zylinder 364, in welchem ein Kolben 366 hin- und herbewegbar befestigt ist, der den Zylinder in entgegengesetzte Strömungsmitteldruckkammern teilt. Die Stant e oder Welle 368, die von dem Kolben 366 aufgenommen wird, erstreckt sich aus dem Gehäuse 354 heraus und ist antriebsmäßig mit dem Winkelhebel 130 der Fi". 13 so verbunden, daß, wie bereits früher beschrieben, die lineare Hin- und Herbewegung der Stange 368 eine Drehung des Winkelhebels 130, der Zalmlcränze 126, 128 und der Sätze von veränderlichen Leitschaufeln 120, 122 bewirkt.
Hydraulisches IIochdruckströmungsmittel aus der Einlaßöffnung 356 wird in eine Bohrung 370 innerhalb des Gehäuses 354 gebracht, die in der Nähe des Zylinders 364 angeordnet ist. An im Abstand versetzten Stellen längs der Bohrung 370 sind sich schneidend eine Hochdruckströmungsmittelauslaßleitung 372 und zwei Strönunsmittelarbeitsleitungen 374, 376 vorgesehen, die mit dem Zylinder 364 auf entgegengesetzten Seiten 366 in Verbindung stehen. Hin- und herbewegbar innerhalb der Bohrung 370 ist ein Richtungsströmungsmittelsteuerventilelement 380 vorgesehen, das in die dargestellte offene Mittenposition gebracht werden, in der das hydraulische Hochdruckströmungsmittel aus der Leitung 356 nur mit der Auslaßöffnung 372 in Verbindung steht. Eine Reihe von Zentrierfedern.382, 383, 384, 385 drückt n-ormalerweise das Ventil 380 in die gezeigte Position. Das Ventil 380 ist ein Vierwegventil und ist in einer Richtung verschiebbar, damit Hochdruckströmungsmittel aus der Öffnung 356 in die Leitung 374 und die obere Seite des Kolbens 356 gerichtet werden kann, während über die Leitung 376 die untere Seite des den Zylinder aufnehmenden Kolbens 366 auf eine Niederdruckrückführung 386 über die Bohrung 370 belüftet ist und mit der Leitung 388 in Verbindung steht.
Das Ventil 380 ist in entgegengesetzter Richtung verschiebbar, damit Druckmittel aus dem Einlaß 356 in die Leitung 376 und die untere Seite des Kolbens 366 gerichtet werden kann, während die Leitung 174 mit der Rückführung 386 über eine Kammer 378 und die Rückführleitung 379 in Verbindung steht. Der Kolben 366 wirkt mit dem Gehäuse 354 zusammen, z.B. über einen kreisförmigen Wandansatz 390, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Kammer 378 und dem Zylinder 364 zu verhindern.
Die Feder 382 wirkt so, daß sie die Position des Kolbens 366 und den Leitschaufelwinkel erfüllt, und ferner als Rückkopplungsvorrichtung bei der Beaufschlagung des Ventil es 380. Die relativen Kompressionskonstanten der Feder 382 im Vergleich zu denen der Federn 383-385 ergeben ein Ansprechen mit hoher Verstärkung, was eine große Bewegung des Kolbens 366 (z.B. das 14fache) erforderlich macht, damit eine Anfangsbewegung des Ventils 380 entgegengewirkt und das Ventil in seine Mittenposition zurückgeführt wird. Daraus ergibt sich, daB der Kolben 366 in einer servoartigen Nachlaufbewegung zur Bewegung eines "Eingabekolbens" in Form des Ventiles 380 wirkt.
In der Bohrung 370 ist ein Kolbenmechanismus 392 mit abgestuftem Durchmesser in Abhängigkeit von der Höhe des Strömungsmitteldruckes aus einer Leitung 384 verschiebbar, die auf eine Schulter 393 des Kolbens 392 wirkt. Der Kolben 92 stellt einen einstellbaren Anschlag zur Veränderung der Kompressionskraft der Feder 383 dar. Dem auf eine Schulter 393 wirkenden Druck wird von einer Feder 385 entgegengewirkt. Eine Stange 395 erstreckt sich gleitend durch die Mitte des Elementes 392. Die Stange 395 wirkt als ein veränderlich positionierbarer Anschlag auf die Feder 384, die zwischen dem oberen Ende der Stange 395 und dem Ventil 380 verläuft. Die Stange 395 ist in Längsn richtung in Abhägigkeit von der Drehung eines Drehhebels 396 verschiebbar, der schwenkbar mit dem Gehäuse 354 an der Schwenkstelle 398 befestigt ist.
Die Leitschaufelbetätigersteuerung 66 weist ferner eine weitere Bohrung 400 auf, in der ein Steuerdruck-Drosselventil 402 angeordnet is-t. Ein Eingang aus dem Drosselhebel 184 des Motors wirkt in d-er Weise, daß ein veränderlich positionierbarer Federanschlag 404 niedergedrückt wird, um die Kraft zu erhöhen, die durch die Kompressionsfeder 406 bei der Beaufschlagung des Ventiles 402 nach abwärts ausgeübt wird. Ber Feder 406 wirkt eine Spiralfeder 408 mit Kompressionsgradienten entgegen. Das Ventil 402 ist in veränderlicher Weise so positionierbar, daß der hydraulische Fluß aus der Leitung 358 der Leitung 410 zugemessen wird. Die Leitung 410 steht ferner mit dem unteren Ende eines Drosselventiles 402 über eine Leitung 412 in Verbindung, die eine Dämpfungsmündung 414 aufweist. Die Leitung, 410 führt zu der größeren Fläche eines abgestuften Kolbens 416, der hin- und her beweglich innerhalb einer weiteren Bohrung 413 im Gehäuse 354 befestigt ist. Z>in Ende der Bohrung 418 steht in begrenzter Strömungsmittelverbindung mit der Rückführung 377 über eine Mündung 419. Der Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des abgestuften Kolbens 416 nimmt druckaufgeladenes Strömungsmittel aus der Leitung 420 auf. Uber eine entsprechende Auslaßleitung 424 werden der Zwischenabschnitt des abgestuften Kolbens wie auch das obere Ende des Ventils 402 zur lederdruckrückführung 386 über die Leitung 388 reduziert.
Die Leitung 420 ergibt ein hydraulisches Signal, das die Drehzahl der Leistungsturbinenwelle 82 angibt. Hierzu weist der Leitschaufelbetätiger eine hydraulische Pumpe mit nichtpositiver Verdrängung, z.B. eine Zentrifugalpumpe 422 auf, die an der Leistungsturbinenwelle 82 befestigt und zusammen mit ihr gedreht wird. Die Pumpe 422 erzeugt einen druckaugeladenen hydraulischen Druck durch die Leitung 420, derart, daß der auf dem kleineren Durchmesser des abgestuften Kolbens 416 aufrechterhaltene Druck eine quadratische Funktion der Drehzahl der Leistungsturbinenwelle 82 ist. In ähnlicher Weise erzeugt die Wirkung des Drosselventiles 402 einen Druck auf dem großen Durchmesser des Kolbens 416 in bezug auf eine erwünschte oder ausgewählte Drehzahl, die durch die Position der Drossel 184 wiedergegeben wird.
Das Ventil 402 und der Kolben 416 wirken als Eingangssignalvorrichtung und als Vergleichsvorrichtung, um die Kompressionskraft der Feder 384 als Funktion der Differenz oder des Fehlers zwischen der tatsächlichen Leistungsturbinendrehzahl und der Leistungsturbinendrehzahl, die durch die Drosselposition angefordert wird. Die angeforderte Drehzahl Npt ist graphisch in Fig. 19 dargestellt.
Die Leitschaufelbetätigersteuerung 66 weist ferner einen linearen, proportional arbeitenden Solenoidbetätiger 426 auf, der antriebsmäBig über elektrische Verbindungsleitungen 427 mit einer elektronischen Steuerbaueinheit 68 verbunden ist. Der Betätiger 426 besitzt ein Gehäuse 428, das eine Spule 430 einschließt, sowie einen zentrisch angeordneten Anker, der ein hydraulisches Richtungssteuerventil 432 aufnimmt. Das Ventil 432 wird durch die Feder 434 normalerweise nach oben in die Position bewegt, in der die Leitung 394 mit der Rückführung 386 in Verbindung steht. Das Ventil 432 ist proportional in Abhängigkeit von der Höhe des Erregersignales nach abwärts verschiebbar, um die Verbindung zwischen den Leitungen 372 und 794 während der abnehmenden Verbindung zwischen der Leitung 394 und dem Auslaß proportional erhöht wird. Infolgedessen wächst der Druck in der Leitung 394 proportional der Größe des elektronischen Signales, wobei ein solcher Druck bei Fehlen eines Erregungssignales zum Solenoid 426 Null oder annähernd gleich Null ist. Ein minimaler Druck in der Leitung 394 ermöglicht, daß die Federn 383 und 385 eine maximale, nach oben gerichtete Kraft auf das Ventil 380 ausüben, und daß ein zunehmender Druck in der Leitung 394 den Kolben 392 nach abwärts verschiebt, um die durch die Federn 383, 385 auf das Ventil 380 ausgeübte Kraft zu reduzieren, so daß eine tbersteuerungskraft in Form einer reduzierten Kraft von der Feder 383 erzeugt wird.
Beim Fehlen eines elektrischen Signales zum Solenoid 426 wird ein minimaler Druck auf die Schulter 393 ausgeübt und bewirkt, daß die Leitschaufeln durch die Leistungsturbinendrehzahl gesteuert werden.
Somit nehmen die Leitschaufeln während des Anlaufens die in Fig. 14 gezeigte Position ein, und werden bei anderen Bedingungen des Motorbetriebes normalerweise in eine Position maximaler Leistung (Fig. 15) gebracht.
Wie in Fig. 18 gezeigt, ist der Schaufelbetätiger 66 so betätigbar, daß er den Leitschaufelwimkel B von 0° bis +200 variiert, um' das positive Auftreten des Gasflusses auf die teistungsturbinenblätter zu ändern und damit die vom Gasfluß übertragene Leistung zu ändern, um die Leistungsturbinenräder in einer Richtung zu drehen, in der eine Antriebskraft auf das Fahrzeug übertragen wird. Der Schaufelbetätiger 66 ist ebenfalls betätigbar und verschiebt die Leitschaufeln in eine negative Auftreffposition und moduliert und Leitschaufelposition innerhalb der Zone "d" der Fig. 18. Bei diesen negativen Auftreffpositionen wird der Gasfluß so gerichtet, daß er die Drehung der Hauptturbinenräder zu verzögern versucht.
Elektronische Steuerung 68 Ein Teil der Steuerlogik der elektronischen Steuerbaueinh-eit 68 ist in Fig. 17 gezeigt. Die elektronische Steuereinheit nimmt elektrische Eingangssignale, die der Leistungsturbinendrehzahl t entsprechen, über einen Zerhacker 436 auf, der mit der Leistungsturbinenwelle 82 befestigt ist, sowie ein entsprechendes magnetisches Monopol 438, das ein elektronisches Signal, das der Leistungsturbinendrehzahl entspricht, über die Leitung 440 überträgt. In ähnlicher Weise wird die Gasgeneratordrehzahl Ngg über einen Zerhacker 442, ein Monopol 444 und die Zuführleiter 446 abgefühlt. Wandler 448, 450 und 452 erzeugen elektrische Eingangssignale, die die davon abgefühlte entsprechende Temperatur anzeigen, nämlich die KompressoreinlaStemperatur T2, die '2urbineneinlaßtemperatur T4 und die Turbinenauslaßtemperatur T6.
Wie dargestellt, werden diese Temperatursignale über Leitungen 454, 456 und 458 übertragen. Die elektronische Steuerbaueinheit nimmt ferner aus einem Umgebungsdrucksensor 460 und eine zugeordnete Leitung 462 ein elektrisches Signal auf, das den Umgebungsdruck P2 anzeigt. Die elektronische Stuerbaueinheit nimmt ferner aus einer entsprechenden Abfühlvorrichtung ein elektrisches Signal über die Leiter 464 auf, das die Position der Drossel 184, nämlich "a" anzeigt. Ferner ist ein Schalter 466 von Hand durch den das Fahrzeug Bedienenden einstellbar, wenn die Leistungsrückkopplungsbremsung, (die weiter unten im einzelnen erläutert ist) erwünscht ist. Ein Wandler 544 erzeugt ein Signal und gibt dieses Signal an einen Inverter 546, wenn die variablen Leitschaufeln an einer vorbestimmten Position B* vorbeibewegt werden.
Die elektronische Steuerbaueinheit weist mehrere Ausgangssignale zum Erregen und/oder Entregen der verschiedenen Logiksolenoide und Relais einschließlich des Solenoids 518 über die Leitung 519, des Solenoids 257 über die Leitung 268, des Brennstoffolgesolenoids 350 über die zugeordnete Leitung 351, des Brennstofftrimmsolenoids 239 über die Leitung 250 und des Schaufelsolenoids 426 über die Leitung 427. Die elektronische Steuerbaueinheit besitzt ferner Funktionsgeneratoren 514, 550 und 552. Das Kästchen 514 wird als "Leistungsgrads chätzunge - und Drehmomentbegrenzungs"-Funktion bezeichnet und erzeugt ein Signal, das die maximal zulässige Gasgeneratordrehzahl als eine Funktion von Umgebungsbedingungen T2 und P2 sowie der Leistungsturbinendrehzahl Npt anzeigt. Das Eleraent 515 überträgt das Drosselposi-tionssignal "a" in ein elektronisches Gasgeneratordrehzahlanfragesignal, und der Funktionsgenerator 552 erzeugt ein Signal als eine Funktion der Gasgeneratordrehzahl Ngg aus der Leitung 46. Der Baustein weist ferner Vergleichsvorrichtungen 497, 534, 540, 554, 555 wie auch die logischen Glieder 493, 500 und 538 auf. Die logischen Glieder sind so ausgelegt, daß das niedrigste Gewind, d.h., daß sie das algebraische niedrigste Eingangssignal durchlassen.
Das logische Glied 498 wählt aus den Signalen 536 und 542 aus, die in den Vergleichsvorrichtungen 534 und 540 erzeugt worden sind, wodurch der Betrag der Über- oder Untertemperatur für T4 und T6 angezeigt wird. Ein zusätzlicher Eingang aus 456 ist für das logische Glied 498 so vorgesehen, daß eine Anzeige der überschüssigen T4-Zahlen im Falle eines fehlerhaften 24-Sensorsignales erhalten wird. Das logische Glied 500 nimmt Eingänge 497 und 498 auf. Die Vergleichsvorrichtung 497 vergleicht die elektronische Drehzahlanfrage mit der tatsächlichen Gasgeneratordrehzanl 446, um zu bestimmen, wenn der Motor angefragt worden ist, zu beschleunigen, oder einen stetigen Zustand aufweist. Der Ausgang des logischen Gliedes 500 wird dem Inverter 546 zugeführt, wodurch ein entsprechendes Signal in der Solenoidtreiberschaltung 558 erzeugt wird, das dann das Trimmsolenoid 426 um einen Abstand proportional der Größe des Signales 427 bewegt.
Das logische Glied 538 nimmt seine Eingänge aus den Vergleichsvorrichtungen 554 und 556, dem logischen Glied 498 und einem Differentiator 548 auf. Das logische Glied 4538 gibt den unteren der beiden Temperaturfedern T4 und T6 an. Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 556 ist der Fehler zwischen der vom Bedienenden angeforderten Leistungsturbinendrehzahl llpt und der tatsächlichen Leistungsturbinendrehzahl Npt. Der Ausgang der Vergleichsvorrichtung 554 gibt die Differenz zwischen der maximal möglichen Gasgeneratordrehzahl, die durch den Funktionsgenerator 514 und die tatsächliche Gasgeneratordrehzahl 446 bestimmt wird, an. Das logische Glied 5,8 wählt das algebraisch niedrigste Signal und gibt es an die Solenoidtreiberschaltung 560 mit einem ausgang aus der Leitung 250, der Z>Li Reglerrücksetzabnahmesolenoid 2,9 in der Brennstoffsteuerung 60 gegeben wird.
Wie in Fig. 17 gezeigt, weist die elektronische Steuerbaueinheit eine Vergleichsvorrichtung 468 sowie Synthetisierer oder Funktionsgeneratoren 470, 472 und 474 auf. Der Funktionsgenerator 470 erzeugt ein Ausgangssignal in der Leitung 478, das angibt, ob die Differenz zwischen der Leistungsturbinendrehzahl und der Gasgeneratordrehzahl kleiner als ein vorgegebener maximaler Wert ist, z.B. 5',%. Der Funktionsgenerator 472 erzeugt ein Signal in der Leitung 480, das angibt, ob die Leistungsturbinendrehzahl größer ist als die Gasgeneratordrehzahl oder nicht, während der Funktionsgenerator 474 ein Signal in der Leitung 482 erzeugt, das zeigt, ob die Gasgeneratordrehzahl größer als 45% der maximalen Drehzahl ist oder nicht. Die Steuerlogik weist ferner einen Funktionsgenerator 486 und 488 auf, der Signale in der zugeordneten Leitung 490 und 492 erzeugt, die zeigen, ob eine Übertragungseingangsdrehzahl über einem vorbestimmten Minimum "e" und die Drosselposition unterhalb einer vorgewählten Drosselposition a* ist oder nicht. Die Drosselposition "a" wird aus einem entsprechenden Positionssensor, z.B. einem Potentiometer mit veränderlichem Widerstand erhalten. Somit gibt das Ausgangs signal 464 die Drosselposition "a" an.
Die elektronische Steuerbaueinheit besitzt ferner die logischen Glieder 502, 504, 506, 508 und 562. Das logische UifD-Glied 502 nimmt Eingänge aus der Leitung 478 und dem UND-Glied 506 auf, um ein Ausgangssignal an die Solenoidtreiberschaltung 516 zu erzeugen, damit die IJeistungsrückkopplungskupplung 84 aktiviert wird. Das logische UND-Glied 506 nimmt seine Eingänge aus der Leitung 482, dem Schalter 466 und der Leitung 492 auf, und erzeugt ein Eingangssignal an die UND-Glieder 502 und 504. Das logische JIiD-Glied 504 nimmt einen Eingang aus der Leitung 418 und den invertierten Eingang aus der Leitung 478 auf. Der Ausgang erzeugt ein 50%iges Gasgeneratordrehzahlsignal, und beaufschlaft auch die Solenoidtreiberschaltung 564 über das ODER-Glied 562, damit das "a" Signal in der Leitung 268 erzeugt wird, welches das Ergebnis eines konstanten, 50%igen Signales plus dem Ausgang des Elementes 566 ist. Das Signal 268 aktiviert dann d as Solenoid 257 für die Reglerrücksetzerhöhung in der Brennstoffsteuerung 60. Das logische UND-Glied 508 nimmt seine Eingänge aus den Leitungen 490 und 492 auf. Sein Ausgangssignal erzeugt ein 20%iges Gasgeneratorsignal über den Funktionsgenerator 568, das dem konstanten 50;ó Signal durch den Summierer 570 hinzuaddiert ein Schnelleerlaufsignal (70% Gasgeneratordrehzahl) für das Solenoid 257 ergibt. Der Ausgang des UND-Gliedes 508 erzeugt ferner das Beaufschlagungssignal zur Solenoidtreiberschaltung 564.
Leistungsrückkopplungskupplung 84 Während verschiedene Kupplungsformen für die Leistungsrückkopplungskupplung 84 verwendet werden können, weist die bevorzugte Ausführungsform nach Fig. 3 eine "nasse", hydraulisch betätigte Kupplung auf, die eine Welle 520 von der Übertragung 78, die der Gasgeneratorwelle 75 zugeordnet ist, sowie eine Welle 522, die mit der der Leistungsturbinenabgabewelle 82 zu-geordneten Übertragung 80 verbunden ist, auf. Die Kupplung arbeitet in einem kontinuierlichen Bad eines schmierenden Kühlmittels. Die Gasgeneratorwelle 520 treibt eine Vielzahl von Scheiben 524 an, die zwischen Scheiben 526 gesetzt sind, welche mit der Abgabewelle 522 verbunden sind. Der Eupplungsbetätiger hat die Form eines solenoidbetätigten hydraulischen Richtungssteuerventils 518, das in der dargestellten erregten Position durckaufgeladenes Strömungsmittel, z.B. aus der Speiseouelle 762, in eine Strömungsmitteldruckkammer 528 führt, mm den Kolben 530 gegen die Einwirkungen einer Rückführfeder 532 zu beaufschlagen, damit die Platten 524, 526 in Eingriff gebracht werden, derart, daß die Energie von der Welle 522 in die Gasgeneratorwelle 520 zurückgeführt wird, damit die Bremswirkung unterstützt wird. Wenn der Sol-enoidbetätiger 518 entregt wird, wird die Kammer 528 auf einen Ablauf niedrigen Druckes entspannt, damit die Feder 532 den Kolben 530 von der dargestellten Position weg verschieben und die Platten 524, 526 außer Eingriff bringen kann.
Arbeitsweise Anlauf In konventioneller Weise wird der Anlassermotor 72 elektrisch erregt, um eine Drehung der Gasgenerator-Antriebswelle 76 und der iingabe 152 des Brennstoffreglers 60 in Drehbewegung zu setzen.
Die Steuerbaueinheit 68 erregt das normalerweise offene Brennstofffolgesolenoid 350, und das Solenoid 352 nimmt ebenfalls eine offene Position ein, um die Brennstoffleitung 64 zur Abgabe an die Verbrennungseinrichtung freizuhalten. Eine pneumatische Zusatzpumpe 74 gibt druckaufgeledene Luft in die Verbrennungseinrichtung 98 zusammen mit der Wirkung von Zündkerzen 100. Der Motor 72 dient zum Antrieb der verschiedenen beschriebenen Bestandteile, bis der Gasgeneratorabschnitt seine sich selbsthaltende Drehzahl erreicht hat, normalerweise im Bereich von etwa 40% der maximalen Nenndrehzahl des Gasgenerators.
Während des anfänglichen Drehens und Startens des Motors kann die niedrige Drehzahl der Brennstoffreglerantriebswelle 152 die Vorspannung 224 nicht überwinden, und so wird der Brennstoffhebel 226 von der Mündung 178 weg und diese freigehalten, damit ein Brennstofffluß von der Leitung 166 zur Ausgangsleitung 144 gelangen kann.
Während des anfänglichen Startens sind die Brennertemperatur (T3,5) und der Brennerdruck (P3,5) verhältnismäßig niedrig, so daß das Betriebsventil 52 auch einen wesentlichen Brennstoffdurchfluß durch die Leitung 64 zur Verbrennungseinrichtung ermöglicht.
Niedrige Leerlaufdrehzahl Wenn die Drehzahl der Gasgeneratorwelle 76 über die selbsthaltende Drehzahl steigt, wird der Anlaßmotor 72 abgeschaltet und der Verbrennungsvorgarrg ermöglicht einen selbsthaltenden Betrieb des Gasgenerators. Die Feder 224 wird normalerweise so eingestellt, daß sie eine niedrige Leerlaufdrehzahl von etwa 50% der maximalen Gasgenerator-Nenndrehzahl aufrechterhält. Entsprechend arbeitet der mechanische Flienkraftregler entgegengesetzt der Feder 224, um den Brennstoffhebel 226 einzustellen und den Brennstoffluß durch die Mündung 178 aufrechtzuerhalten, damit die Gasgeneratordrehzahl auf einem Wert von 50/o der maximalen Drehzahl gehalten wird. Diese 50/Age niedrige Leerlaufdrehzahl tritt ein, wenn das Proportionalsolenoid 257 den entregten Zustand nach Fig. 6 einnimmt.
Die elektronische Steuerbaueinheit 68 hält normalerweise das Solenoid 257 im entregter Zustand, um die niedrige Leerlaufdrehzahl des Gasgenerators auszuwählen, wenn die Übersetzungs-Eingabenwellendrehzahl der Welle 36, die durch den Drehzahlmesser 48 festgestellt wird, umläuft. Dies ist normalerweise der Fall, wenn die Kupplung 34 zenit der Übersetzung 38 in der neutralen Position in Eingriff steht, oder wenn das Fahrzeug sich bewegt, unabhängig davon, ob die Kupplung 34 eingelegt oder gelöst ist oder nicht. Während des Leerlaufes, wenn nicht der Beschieunigung des Motors entgegengewirkt wird, stellt somit die Vergleichseinrichtung 486 der elektronischen Steuerbaueinheit 68 fest, daß die Drehzahl der Welle 36 über einem vorbestimmten Minimum " liegt, derart, daß kein Signal aus der Vergleichseinrichtung 486 in das UND-Glied 508 übertragen wird. Das Solenoid 257 bleibt entregt, und die Gasgeneratordrehzahl wird durch den Regler auf etwa 5o der maximalen Drehzahl gesteuert.
ilohe Leerlaufdrehzahl Maximale Leistung mu3 normalerweise aus einem Motor, der ein Bodenfahrzeug antreibt, dann entwickelt werden, wenn die Beschleunigung des Fahrzeuges von einem stationären oder im wesentlichen stationären Start aus eingeleitet wird. Als natürliche Folge der normalen Notorbetätigung beim Starten aus einem stationären Start kommt die Übertragungseingangswelle 3c auf eine Nulldrehzahl oder eine sehr niedrige Drehzahl, wenn die Kupplung 34 gelöst ist, während der Schalthebel 46 so angelenkt ist, daß er die Übertragung in das Getriebe verschiebt. Wenn die Drehzahl der Jelle 36 unter eine vorbestimmte Drehzahl e gefallen ist, erzeugt aie Vergleichseinrichtung 486 der elektronischen Steuerbaueinheit ein Ausgangs signal zum UND-Glied 508. Da der Beschleunigungshebel 134 noch seine Leerlaufposition einnimmt, erzeugt der der Leitung 464 zugeordnete Sensor ein Signal, über das die Vergleichseinrichtung 488 erregt wird und ein positives Signal an das UND-Glied 508 gibt. Der Ausgang aus dem UND-Glied 508 erregt den Funktionsgenerator 568 und addiert 20io zu dem konstanten Leerlaufbefehl von 5OVo, so daß der Bluamierer 570 ein 70% Befehlssignal an den Solenoidtreiber 564 gibt, der über den Ausgang des UND-Gliedes 508 und des ODER-Gliedes 562 wirksam gemacht worden ist. Somit wird das Solenoid 257 über ein entsprechendes Stromsignal durch die leitung 268 erregt und in die in Fig. 6C gezeigte Position verschoben. In dieser Position ist das Solenoid 257 genügend erregt worden, um die Welle 252 und den Stößel 272 in Fig. 6C nach abwärts zu bewegen und eine Kraft auf den Brennstoffhebel 226 auszuüben, der letzteren von der Mündung 178 weg dreht und die Öffnung der Mündung vergrößert. Die zusätzliche durch das Solenoid 257 ausgeübte Kraft reicht aus, um den Brennstoffdurchfluß durch die Mündung 178 zu vergrößern und die Gasgeneratordrehzahl auf einen vorbestimmten höheren Wert, z.B. 70% der maximalen Gasgeneratordrehzahl zu erhöhen. Der Fliehkraftregler arbeitet er in der Weise, daß die Gasgeneratordrehzahl auf diesem Wert konstant hält.
Auf diese Weise wird die Leerlaufdrehzahl des Gasgeneratorabschnittes auf einen höheren Wert vor einer gewünschten Beschleunigung rückgesetzt, so daß augenblicklich mehr Energie zur Beschleunigung des Fahrzeuges zur Verfügung steht. Gleichzeitig ist, wenn eine Beschleunigung nicht erwartet wird, wie dies dadurch festgelegt ist, ob eine Üb'ertragungseingabewelle 36 umläuft oder stationär ist oder nicht, die elektronische Steuerbaueinheit 68 so betätigbar, daß das Solenoid 257 entregt wird und die Gasgeneratordrehzahl auf einen niedrigeren Leerlaufwert gerade über dem Wert reduziert wird, der erforderlich ist, um einen selbsthaltenden Betrieb des Gasgeneratorabschnittes aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise steht die für die Beschleunigung notwendige Energie zur Verfügung, wenn sie benötigt wird; während anderer Leerlaufvorgänge wird jedoch der Brennstoffdurchfluß und damit der Brennstoffverbrauch des Motors auf einem wesentlich niedrigeren Wert gehalten. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Signal für minimale Drehzahl der Welle 36 erzeugt wird, das ein späteres Signal vorwegnimmt (Drehung des Beschleunigerhebels 184), welches eine wesentliche Erhöhung der zum Antrieb des Fahrzeuges übertragenen Leistung erfordert.
Beschleunigung Die Beschleunigung des Gasturbinenmotors wird von Hand durch Niederdrücken des Beschleunigers 184 gewählt. Für den Brennstoffregler 60 erzeugt dies ein Gasgeneratorabschnitt-Drebzahlfehlersignal insoferne, is das Niederdrücken des Hebels 184 die Welle 192 dreht, um eine Kompression der Feder 224 über die Kraft hinaus, die von dem mechanischen Fliehkraft-Drehzahlmesser erzeugt wird, zu erhöhen. Der Brennstoffhebel 226 dreht sich in einer Richtung, die die Öffnung 178 im wesentlichen freigibt, um den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungse-inrichtung zu erhöhen.
Gleichzeitig erzeugt ein Niederdrücken des Drosselhebels 184 ein Leistungsturbinenabschnitt-Drehzahlfehlersignal für die Schaufelbetätigersteuerung 66. Insbesondere komprimiert das Niderdrücken der Drossel 184 die Feder 406, wodurch das Ventil 402 nach abwärts verahoben und der Druck, der in der Kammer 418 wesentlich über dem gehalten wird, der durch den i"ydraulischen Drehzalllsignalgenerator des durch die Pumpe !W22 erzeugten Druckes auftritt und auf die andere Seite des Stufenkolbens 416 ausgeübt wird, erhöht wird. Der Hebel 396 wird dadurch im Uhrzeigersinn um seine Schwenkstelle 398 in Fig. 12 gedreht, wodurch erforderlichenfalls ein nach abwärts gerichtetes Einziehen des Stößels 395 und eine Reduzierung der Kompression an der Feder 384 ermöglicht wird.
Der Summier 4r:)7 des elektronischen Steuerbauteiles bestimmt eine große Verschiedenheit zwischen der Beschleunigerposition und der Gasgeneratordrehzahl, um ein elektronisches S ,nal für das Element 500 zu erzeugen, das andere Signale an dieses Element steuert und das Signal in der Leitung 427 auf Null reduziert, damit das Solenoid 426 der Leitschaufelsteuerung 66 entregt wird. Die Federvorspannung drückt den Stößel 4,0 und dasVentil 432 in die in Fig. 12 gezeigte Position, damit der hydraulische Druck, der in der Leitung 394 erzeugt wird und der auf die Kolbenschulter 393 ausgeübt wird, so klein wie möglich wird. Wie vorstehend bei der Beschreibung der Schaufelsteuerung 66 ausgeführt, positinnieren die Federn 382-385 das Ventil 380 so, daß eine Nachfolgebewegung des Kolbens 365 in seine Nennposition oder "neutrale" Position erhalten wird. In dieser Position des Schaufelkolbens 366 und des Stößels 368 sind die Leitschaufeln 120 in ihrer Position in Fig. 14 angeordnet, bei der der Gasfluß aus der Verbrennungseinrichtung auf die Leistungsturbinenschaufeln so gerichtet wird, daß die Leistungsübertragung auf die Leistungsturbinenschaufeln ein Minimum wird. Insbesondere sind die Leitschaufeln 120 in der Position in Fig. 14 so angeordnet, daß der Druckabfall oder das Druckverhältnis an den Turbinenschaufeln 117 auf einen minimalen Wert reduziert wird; diese Position entspricht der Nullgradposition der Fig. 18.
Da die Düsen 104 die Verbrennungseinrichtung 98 in einem gedrosselten Zustand halten, ergibt diese Verringerung des Druckverhältnisses an den Turbinenschaufeln eine wesentliche Erhöhung des Druckverhältnisses an der Radialzuflußturbine 101 des Gasgeneratorabschnittes. Vtsprechend ändert eine Positionierung der Leitschaufeln in ihrer Position nach Fig. 14 dadurch, daß die dern 382-385 das Ventil 380 und den Kolben 366 in die "neutrale" Position bringen, die Leistungsaufteilung zwischen der Gasgeneratorturbine 102 und den Leistungsturbinen 116, 118, derart, daß ein vorgewählter maximaler Teil der Leistung aus dem sich bewegenden Gasfluß in die Gasgeneratorturbine 102 übertragen wird. Dadurch wird eine maximale Beschleunigung des Gasgeneratorabschnittes von seiner niedrigen oder hohen Leerlaufdrehzahleinstellung in Richtung auf die maximale Drehzahl erzielt.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die Forderung nach bevorstehender Beschleunigung abgefüllt worden, und der Motor ist normalerweise bereits auf seiner Leerlaufdrehzahleinstellung, so daß die Gasgeneratordrehzahl sich rasch ihrem maximalen Wert nähert.
Wenn die Gasgeneratordrehzahl zunimmt, nimmt der Brennerdruck P3,5 entsprechend zu. Dies bewirkt eine Drehung des Zumeßventiles 282 der Brennstoffprogrammsteuerung 62, um die Größe der Überlappung zwischen dem Beschleunigungsprogrammfenster 284 und der Öffnung 298 in dem Brennstoffbetriebsventil bzw. Brennstoffprogrammventil zu vergrößern. Eine Vergrößerung dieser Öffnung bewirkt eine entsprechend Vergrößerung des Brennstoffflusses zur Verbrennungseinrichtung 98 und ergibt letztlich eine Erhöhung der Einlaßtemperatur T3,5 durch Wirkung des Rekuperators 56.
Für die Arbeitsweise des Motors 30 hat eine Erhöhung von T3,5 praktisch den gleichen Effekt wie eine weitere Erhöhung des Brennstoffdurchflusses. Zur Lösung der vorbeschriebenen Gleichung verschiebt das Fenster 284 sich somit so, daß der Brennstoffdurchfluß mit sich vergrößerndem T3,5 reduziert wird, damit ein effektiver Brennstoffdurchfluß erzeugt wird, d.h. ein solcher Durchfluß, der die Einflüsse des tatsächlichen Brennstoffdurchflusses und der Einlaßtemperatur T3,5 bei dem abgefühlten Meßdruck P3,5 kombiniert, um eine gewünschte Brennerauslaß- oder Gasgeneratorturbineneinlaßtemperatur T4 zu erzeugen.
Diese Zunahme in Brennstoffdurchfluß, die durch Drehen des Ventiles 282 erzeugt wird und die durch eine axiale Translation des Ventiles kompensiert wird, ergibt einen tteffektiven" Brennstoffdurchfluß, der die Leistung; erhöht, die von dem Gasdurchfluß zur Gasgeneratorturbine 102 erzeugt und übertragen wird. Dies ergibt dann eine weitere Erhöhung der Gasp-"eneratordrehzahl, und der Brennerdruck P3,5 nimmt wiederum zu. Das Betriebsventil wirkt somit regenerierend, um den Gasgeneratorabschnitt weiter zu beschleunigen. Wie weiter oben ausgeführt, ist das Betriebsventil so ausgelegt, daß es der weiter oben erörterten Gleichung genügt und eine fortgesetzte Erhöhung des Druckes P3,5 ermöglicht, während die Brennerauslaßtemperatur T4 auf einem verhältnismäßig konstanten, hohen Wert gehalten wird. Auf diese Weise wird der Gasgeneratorabschnitt sehr rasch und mit maximal em Wirkungsgrad beschleunigt, da die Turbineneinlaßtemperatur T4 auf einem hohen, konstanten Wert gehalten wird.
Während das Beschleunigungsfenster 284 und die Öffnung 290 so angeordnet und beschaffen sein können, daß eine konstante Temperatur T4 während der gesamten Beschleunigung aufrechterhalten wird, sieht eine bevorzugte Ausführungsform die Beibehaltung einer im wesentlichen konstanten l'emperatur T4 vor, wenn die Leistungsturbine die drehung begonnen hat, während die Turbinenauslaß- oder Rekuperatoreinlaßtemperatur während eines ersten Teiles des Beschleunigungsvorganges begrenzt wird. Auf diese Weise wird eine zu hohe Temperatur T6 vermieden, wenn der Leistungsturbinenabschnitt am Abwürgen oder in der Nähe des Abwürgens arbeitet. Insbesondere ist festzuhalten, daß bei einer Beschleunigung des Fahrzeuges beim Starten der freie Leistungsturbinenabschnitt 34 und seine Welle 82 stationär sind oder sich mit einer sehr geringen Drehzahl aufgrund der Trägheit des Fahrzeuges drehen. Somit ist ein geringer Temperaturabfall im Gasdurchfluß vorhanden, während er durch den Leistungsturbinenabschnitt fließt, und die Rekuperatoreinlaßtemperatur T6 beginnt sich der Temperatur des Gasflusses zu nähern, der aus der Gasgenerator-Radialturbine 102 austritt. Wenn die Brennerauspuff- oder Gasgeneratorturbineneinlaßtemperatur T4 zu diesem Zeitpunkt auf dem maximalen konstanten Wert gehalten wird, ist es möglich, daß die Temperatur T in Fällen von hoher Trägheitsbelastung übermäßig hoch wirkt, was die Zeitdauer dieses wesentlichen "Abwürge-"Zustandes am Le i stungsturbinenab s cnnitt verlängert. wenn der Leistungsturbinenabschnitt die Trägheit überwindet und höhere Drehzahlen erreicht, nimmt natürlich der Temperatursbfall an der Leistungsturbine zu, damit die Rekuperatoreinlaßtemperatur T6 niedergehalten wird.
Für solche Motoren mit freier Turbine sind normalerweise komplizierte und teuere Steuerungen, elektronischer undSoder mecnanischer Art, erforderlich, um eine übermäßig hohe Temperatur T6 zu vermeiden, während eine Ansprechbeschleunigung unter den in Frage kommenden Bedingungen erzielt wird. Ein wesentlicher Punkt nach vorliegender Erfindung besteht, wie mit dem Betriebsventil 62 dargestellt, in der Erzielung einer extrem einfachen, wirtschaftlichen, mechanischen Anordnung, die in der Lage ist, die Temperatur T6 während der kritischen Turbinenabschnittabwürgperiode zu begrenzen, jedoch eine sehr stark ansprechende IIotorbeschleuniDung zu unterstützen. Gleichzeitig hat diese verbesserte Anordnung die Notwendigkeit einer Kompensation wesentlicher Veränderungen in Umgebungsdruck und damit die Notwendigkeit der Kompensation von Änderungen in der Höhe eliminiert, von denen erwartet wird, daß sie bei einem Bodenfahrzeug angetroffen werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwarten, daß der absolute Brennerdruck P3,5 der Parameter bei der Lösung der vorbeschriebenen Gleichung sein muß, derart, daß das Betriebsventil in zuverlässiger Weise die Turbineneinlaßtemperatur T4 berechnet, die durch eine bestimmte Kombination von Brennerdruck P3 5 und Einlaßtemperatur T3,5 erzielt wird.
Mit vorliegender Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß durch geeignete Auswahl der konstanten Größen Kl, E2, wie sie in Größe und Konfiguration der Öffnungen 284, 290 vorliegen, und durch Ausnutzung des Brennermeßdruckes anstatt des Brennerabsolutdruckes eine mechanisch einfache und wirtschaftliche Anordnung mit minimalem Steuerungsaufwand die gewünschte Steuerung sowohl von T6 als auch T4 während der Beschleunigung ergeben kann. Das Fenster 284 und die Öffnung 290 sind so zueinander angeordnet, daß dann, wenn das Ventil 232 sich auf ein Minimum von P3,5 dreht, eine leichte Überlappung zwischen dem Fenster und der Öffnung verbleibt. Somit wird ein minimaler Brennerstoffdurchfluß Wf bei diesem Zustand aufrechterhalten, der eine Funktion von T3,5 ist, da das Ventil 282 noch in der Lage ist, in axialer Richtung eine Translationsbewegung auszuführen. Dies gibt Anlaß für dan dritten Ausdruck K3 T3,5 in der oben angegebenen Gleichung und diktiert einen Anfangszustand des Brennstoffdurchflusses, wenn das Fenster 284 der steuernde Brermstoffdurchtluorsparameter bei einer Anlaßbeschleunigung wird.
Die konstanten Größen K1, K sind gewählt, die tatsächlichen Werte werden durch die aerodynamischen und thermodynamischen Eigenschaften des Motors bestimmt, derart, daß ein vorgewählter Wert P3 5* zwischen den Maximum- und Minimumwerten das Beschleunigungsfenster den Brennstoffdurchfluß zur Aufrechterhaltung einer konstanten Größe T4 steuert. Bei Brennerdrücken unterhalb dieses vorgewählten Wertes ergibt das Beschleunigungsfenster einen Brennstoffdurchfluß, der ermöglicht, daß T4 bis unter den vorgewählten maximalen gewünschten Pegel fällt. Es wurde festgestellt, daß eine natürliche Funktion der Verwendung des Meßsteuerdruckes anstelle des absoluten Druckes in Verbindung mit diesen gewählten Werten von Kl, K2 und einem vorgewählten minimalen Brennstoffdurchfluß bei minimalen P3 5 wie durch K3 bestimmt, darin besteht, daß der Brennstoffdurchfluß durch das Beschleunigungsfenster gesteuert wird, um zu verhindern, daß die Rekuperatoreinlaßtemperatur T6 einen vorgewählten Wert übersteigt.
Diese Annäherung verwendet die einfache Geometrie des Fensters 284 und 290, die beide rechtwinkelig sind, wobei mechanisch das Produkt von T3,5 multipliziert mit P3,5 berechnet wird. Bei Drücken kleiner als P3,5*, die charakteristisch für die Bedingungen sind, unter denen das "Turbinenabschnitt-Abwürgen" auftritt, verhindert die Verwendung des Meßbrennerdruckes möglicherweise eine Beschädigung des überschüssigen T6. Der kritische Konstruktionspunkt für das Fenster 284 ist natürlich der Zustand der maximalen Fahrzeugträgheit, die an der Turbinenwelle 82 auftritt, wobei kleinere Werte für eine solche Trägheit natürlicherweise eine raschere lurbinenwellendrehzahlerhöhung und eine geringere Zeitdauer im "Abwürg"-Zustand, wie vorstehend beschrieben.
Aus der Betrachtung der Gleichung, die durch das Ventil 282 gelöst wird, ergibt sich, daß der Brennstoffdurchfluß Wf eine lineare oder geradlinige Funktion von P3,5 ist, wie in Fig. 20 gezeigt, mit einer durch K1 und K2 festgelegten Neigung, einer durch K3 gegebenen Unterbrechung, und die durch den Punkt geht, der die vorgewählte Turbineneinlaßtemperatur T4 an dem ausgewählten Zwischenwert P3,5* erzeugt.
Eine Schar derartiger geradliniger Kurven von Wf in Abhängigkeit von P3,5 ergibt unterschiedliche Werte von T3,5. Während der erwünschten, falls die dem Fenster 284 und der Öffnung 290 entsprechende Kurve verwendet werden kann, um T4 auf genau dem gleichen Wert bei Drücken von und über dem ausgewählten Zwischendruck P3,5 * ZU halten, wird bei der bevorzugten Ausführungsform die zusammengesetzte Kurvenkrümmung des Fensters und der Öffnung nicht verwendet. Vielmehr haben Fenster und Öffnung eine rechteckförmige Konfiguration, so daß ermöglicht wird, daß T4 bei Verbrennungsdrücken über P3,5* in sehr geringem Maße zunimmt. Es wurde jedoch festgestellt, daß eine solche Anordnung eine ausgezeichnete praktische Annäherung an die theoretisch gewünschte exakte Konstante T,, ergibt, was zu dem praktischen Ergebnis führt, daß eine im wesentlichen Konstante C4 bei einem gewünschten maximalen Wert aufrechterhalten wird, wenn der Brennermeßdruck den vorgewählten Pegel P3,5* überschreitet. Somit begrenzt vorliegende Erfindung die Rekuperatortemperatur T6, um das Problem des Überhitzens des Rekuperators zu lösen, wenn mit der Beschleunigung einer hohen Trägheitsbelastung begonnen wird, hält jedoch eine maximale Temperatur T4 für hohen Motorwikungsgrad während des gesamten übrigen Teils der Beschleunigung aufrecht, wenn die Trägheit im wesentlichen überwunden ist, und über den größten Teil der Zeit während der Beschleunigung. Gleichzeitig und im Gegensatz zu dem, was normalerweise erwartet würde, wird der Notwendigkeit einer Höhenkompensation begegnet, da ein minimaler Brennstoffdurchfluß bei minimalem Druck des Brenners vorhanden ist und der minimale Brennstoffdurchfluß sich linear mit der Brennereinlaßtemperatur T3,5 5 ändert. Somit ergibt vorliegende Erfindung eine einfache mechanische Lösung für die gegenseitig abhängigen und komplexen Probleme der Begrenzung zweier unterschiedlichen Temperaturen 4, T6 ur unterschiedliche Zwecke, d.h.
das Vermeiden einer Rekuperatorüberhitzung, während ein hoher Motorbetriebswirkungsgrad und damit eine in hohem Maße ansprechende Beschleunigung gewährleistet ist.
Wenn der Gasgenerator sich weiter beschleunigt, beginnt der Fliehkraftregler 208 des Brennstoffreglers 260, eine größere nach abwärts gerichtete Kraft auszuüben, um der Vorspannung der Feder 224 entgegenzuwirken. Entsprechend beginnt der Brennstoffhebel 226 sich im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 6 zu drehen, damit mit dem Zumessen des Brennstoffdurchflusses durch die Öffnung 178 begonnen wird.
Wenn die Öffnung 178 kleiner wird als die, die durch das Zumeßfeinster 284 im Betriebsventil 62 vorliegt, wird die Arbeitsweise des Betriebsventiles übersteuert, und der Brennstoffregler 60 beginnt mit der Steuerung des Brennstoffdurchflusses zu der Verbrennungseinrichtung in solcher Weise, daß die Gasgene-ratordrehzahl so getrimmt wird, daß si. ncr Drehzahl angepaßt wird, die durch Drehung der Welle 192 ausgewählt ist, welche dem Beschelunigungshebel 184 im Brennstoffregler 60 zugeordnet ist.
In ähnlicher Weise wird diese Erhöhung der Gasgeneratordrehzaill in der elektronischen Steuerbaueinheit 6u durch den Summierer 497 SO abgefühlt, daß dann, wenn die GasgeneratordrehzaI1 Ngg sich der nähert, die durch die Position des Beschleunigerpedales ausgewählt wird, wie sie elektronisch über die Leitung 464 festgestellt wird, das von dem Summierer 467 erzeugte Übersteuerungssignal abgeschnitten wird. In Abhängigkeit davon kann das Element 500 ein Signal erzeugen, das das Proportionalsolenoid 426 der Leitschaufelsteuerung 66 erregt. Das Ventil 432, das dem Solenoid 426 zugeordnet ist, wird so verschoben, daß der von der Kolbenschulter 393 ausgeübte Druck erhöht wird, damit der Kolben 366 und die Leitschaufeln sich aus der Position nach Fig. 14 in die Position nach Fig. 15 verschieben.
Diese Verschiebung der Leitschaufeln aus der Position nach Fig. 14 in die nach der Position 15 ändert wiederum die Arbeitsteilung zwischen der Gasgeneratorturbine 102 und den Leistungsabgabeturbinen 116, 118, derart, daß die größere Energie an den Abgabeturbinen erzeugt und auf die Abgabewelle 82 übertragen wird, während ein klein erer Teil auf die Turbine 102 übertragen wird.
Daraus ergibt sich, daß eine Beschleunigun£.-1 des Motors und des Fahrzeuges dadurch auftritt, daß zu-erst die Arbeitsaufteilung so geändert wird, daß die maximale Leistung an der Gasgeneratorturbine 102 erzeugt wird, daß dann der Brennstoffdurchfluß nach einem vorgewählten Schema erhöht wird, um regenerativ die an dem Gasgenerator erzeugte Leistung weiter zu erhöhen, während die furbinenbrennerauslaßtemperatur T4 auf einem im wesentlichen konstanten, vorgewählten Maximum gehaltne wird. Wenn einmal eine wesentliche Beschleunigung des Gasg eneratorabs-chnittes erreicht worden ist, werden die Leitschaufeln so gedreht, daß sie die Leistung oder Arbeitsaufteilung verändern, so daß ein rößerers Druckverhältnis an den Leistungsturbinen 116, 118 erzeugt und mehr Leis-tung auf die Beistungsturbinen 116, 118 und die Leistungsabgabewelle 82 übertragen wird.
Fahren mit Reisegeschwindigkeit Während des normalen Betriebes mit P.eisegeschwindigkeit (d.h. Fahren mit konstanter Geschwindigkeit oder Leistungsabgabe3 wirkt die Leitschaufelsteuerung 66 hauptsäclllich in der Weise, daß die Arbeitsteilung zwischen der Gasgeneratorturbine 102 und den Leistungsabgabeturbinen 116, 118 so geändert wird, daß eine im wesentlichen konstante Brennerabgastemperatur T4 aufrechterhalten wird. Dies wird durch die elektronische Steuerbaueinheit erreicht, die einen Summierer 534 aufweist, der ein Ausgangssignal in der Leitung 536 an die logische Einrichtung 498 erzeugt, die die Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Turbineneinlaßtemperatur 14 angibt. Insbesondere wird das Solenoid 426, wie vorstehend ausgeführt, normal erregt gehalten, damit ein maximaler Druck auf die Kolbenschulter 393 des Leitschaufelbetätigers erzeugt wird. Beispielsweise sei angenommen, daß T4 über dem vorgewählten gelihschten Wert liegt; es wird dann ein Signal zur Leitung 536 und zur Einrichtung 498 erzeugt, um die Größe des elektrischen Signales durch die Leitung 427 zum Solenoid 426 zu reduzieren. Die Federvorspannung 434 des Solenoids beginnt das Ventil 432 in einer Richtung zu beaufschlagen, in der die Strömungsmittelverbindung zwischen den Leitungen 392 und 394 reduziert wird, während entsprechend die Verbindung zwischen der Leitung 394 und der Auslaßleitung 386 entsprechend erhöht wird. Die Verringerung des Druckes, der auf den Kolben 303 ausgeübt wird, errnöglicht somit, laß die Feder 385 die Federvorspannung der Feder )i59 erhöht, damit eine Bewegung des Ventiles 3'ßO nach oben und entsprechend eine Bewegung d-es Kolbens oi96 nach unten erzielt wird, um die Schaufeln nach rückwärts von ihrer Position nach Fig. 15 (plus 200 Position der Fig. 13) in eine weitere Öffnung anzutreiben, wobei das Flächenverhältnis vergrößert und das Druckverhältnis an den Schaufeln der Turbinen 116, 118 reduziert wird.
In Abhängigkeit von der T4 Übertemperatur werden die Leitschaufeln etwas geöffnet, um das Druckverhältnis an den Turbinen 116, 118 zu reduzieren. In Abhängigkeit davon bewirkt das vergrößerte Druckverhältnis an der Gasgeneratorturbine 102 eine Erhöhung der Gasgeneratordrehzahl. Eine derartige Erhöhung der Gasgeneratordrehzahl wird dann durch den Fliehkraftregler 208 des Brennstoffreglers 60 festgestellt, und eine Drehung des Brennstoffhebels 226 im Gegenuhrzeigersinn erzielt sowie der Brennstoffrückfluß durch die Öffnung 178 reduziert.
Die Reduzierung des Brennstoffs zur Verbrennungseinrichtun- 98 reduziert entsprechend die Brennerauslaß- oder Turbineneinlaßtemperatur auf den vorgewählten Wert zu. Somit arbeitet die Leitscnaufelsteuerung in der Weise, daPç die Leitschaufeln in der erforderlichen Weise eingestellt werden, und bewirkt eine sich daraus ergebende Einstellung des Brennstoffdurchflusses durch den Brennstoffregler 60 aufgrund der Änderung der Gasgeneratordrehzahl Ngg, damit die Brennerauslaßtemperatur T4 auf dem vorgewählten maximalen Wert gehalten wird. Aus Vorstehendem ergibt sich ferner, daß eine Reduzierung der Turbineneinlaßtemperatur T4 unter den vorgewählten gewünschten Wert eine entsprechende Bewegung der Leitschaufeln 120, 122 bewirkt, daß das Druckverhältnis an den Leistungsturbinen 116, 118 erhöht wird. Dies bewirkt eine Reduzierung des Druckverhältnisses an der Gasgeneratorturbine 102, um die Gasgeneratordrehzahl zu reduzieren. Abhängig davon verschiebt der Brennstoffregler den Brennstoffhebel 226 im Uhrzeigersinn nach Fig. 6, um den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung zu vergrößern und damit die Turbineneinlaßtemperatur T4 zurück auf den gewünschten Wert zu erhöhen.
Die Änderung der Leitschaufelposition ändert auch direkt die Brennerauslaßtemperatur T4 aufgrund der Differenz des daraus austretenden Luftstromes, jedoch wird die größere änderung der Brennerauslaßtemperatur dadurch erzielt, daß der Brennstoffdurchfluß in der vorbeschriebenen Weise geändert wird.
Während des Betriebes mit Reisegeschwindigkeit wirkt der Brennstoffregler 60 in der Weise, daß er den Brennstoffdurchfluß in solcher Weise einstellt, daß eine Gasgeneratordrehzahl in bezug auf die Position des Beschleunigerhebels 184 aufrechternalten wird. Der Brennstoffregler 60 arbeitet in Verbindung mit oder unabhängig von der Schaufelsteuerung 66, nur von der Gasgeneratordrehzahl Ngg abhängig.
Während die elektronische Steuerbaueinheit das Leitschaufelsteuers-olenoid 426 so beaufschlagt, daß die 'lurbineneinlaßtemlDeratur T4 während des Betriebes mit Reisegeschwindigkeit getrimmt wird, wirkt der hydrodynamische Teil der Leitschaufelsteuerun0 66 in einer direkteren Rückkopplungsschleife, un die Drehzahl der Leitstungsturbinenabgabewelle 82 zu trimmen Insbesondere wird die tatsächliche Leistungsturbinendrehzahl, wie sie durch den in der Leitung 420 erzeugten Druck festgestellt wir'l, fortlaufend mit der Beschleunigerhebelposition verglichen, wie sie sich durch den in der Leitung 410 erzeugten Druck ergibt0 Eine graphische Darstellung der Wirkung des Ventils 4-02 und des Kolbens 416 beim Komprimieren der Feder 384 und der Anforderung unterschiedlicher gewünschter Leistungsturbinendrehzahlen Npd in bezug auf die Drosselposition a ist in Fig. 19 gezeigt In Abhängigkeit vnn einer Erhöhung der Drehzahl der Leistungsturbinenwelle 82 über die durch die Drehung des Beschleunigerh-ebels 184 hinaus wird der Druck am unteren Durchmesser des Kolbens 416 wesentlich größer als der an der größeren Stirnseite zu-r Drehung des Hebels 396, so daß die Kompression der Vorspannfeder 384 vergrößer wird, die auf das Ventil 380 wirkt0 Die resultierende Aufwärtsbewegung des Ventiles 380 bewirkt eine entsprechende Abwärtsbewegung des Kolbens 366 und verscniebt entsprechend die Leitschaufeln in die Position nach Fig. 14, d.h., öffnet die Leitschaufeln in der Weise, daß das Flächenverhältnis erhöht und das Druckverhältnis an den Schaufeln 111', 119 der beiden Leistungsturbinenräder reduziert wird. Dies reduziertÄle von dem Gasfluß auf das Leistu¼sturbinenrad übertragene Energie und bewirkt damit eine geringe Abnahme der Leistungsturbinenabgabewellendrehzahl zurück zu der durch den Beschleunigerhebel 184 ausgewählten Drehzahl. wenn die Drehzahl der Leistungsturbinenwelle 82 unter der durch den Beschleunigerhebel 18# gewählten Drehzahl liegt, wird die Kompression der Feder 384 so reduziert, dann sie das Druckverhältnis an d.en Leistungsturbinenschaufeln 117, ll, zu erhöhen und damit die Leistungsturbinendrehzahl Mpt zu erhöhen versucht.
Der Teil der Schaufelsteuerung 66 zum Trimmen der Leistungsturbinendrehzahl in bezug auf die Beschleunigerposition ist vorzugsweise hauptsächlich digital in der Wirkung, da, wie in Fig. 19 gezeigt, eine geringere Änderung der Drosselhebelposition die geforderte Drehzahl Npt von 25% auf 100% erhöht. Diese Wirkungen des Ventiles 402, des Kolbens 416 und des Stößels 395 sind so, daß dann, wenn der Beschleuniger eine Position einnimmt, die größer ist als a*, dieser Teil der Steuerung kontinuierlich etwa 105% Leistungstur binendrehzahl Npt anfordert. Über einen kleinen Teil der Drehung des Beschleunigers unter a* ergibt die Steuerung eine Anforderung der Leistungsturbinendrehzahl proportional der Beschleunigerposition Die Positionierung des Beschleunigers in einen Winkel unterhalb die ses kleinen Bogens bewirkt, daß die Steuerung nur etwa 25% der maximalen Drehzahl Npt anfordert.
Bei normalem Betrieb mit Reisegeschwindigkeit arbeitet die Leitschaufelsteuerung in Verbindung mit dem Brennstoffregler in der Weise, daß eine weitgehend konstante Turbinenauslaßtemperatur T4 aufrechterhalten wird; der Brennstoffregler 60 arbeitet in der Weise, daß die Gasgeneratordrehzahl Ngg auf einen Wert getrimmt wird, der durch den Beschleunigerhebel 184 ausgewählt ist, und der hydrodynamische 'Peil der Leitschaufel 66 arbeitet so, daß die Leistungsturbinenabgabedrehzahl Npt auf einen Pegel in bezug auf die Position des Beschleunigerpedals 184 getrimmt wird. Ferner ergibt sich, daß während des Betriebes mit Reisegeschwindigkeit die an der Öffnung 178 des Brennstoffreglers erhaltene Mündung wesentlich kleiner ist als die Öffnungen für den Brennstoffdurchfluß, die in dem Betriebsventil 62 vorgesehen sind, so daß das Betriebsventil 62 normalerweise ricit in die Steuerung des Motors i dieser Phase eingreift.
SicherheitsübQrsteuerung Während des Betriebes mit Reisegeschwindigkeit oder während anderer Betriebsarten des Motors sind laufend verschiedene Sicherheitsübersteuerungen betriebsbereit. Beispielsweise arbeitet das Solenoid 239 des Brennstoffreglers 60 in der Weise, daß es den Einfluß der Feder 224 wesentlich reduziert oder ihm entgegenwirkt und dar eine sich daraus ergebende Reduzierung- des Brennstoffdurchflusses aus der Mündung 178 bewirkt wird, indem eine Kraft auf den Brennstoffhebel 226 ausgeübt wird, die versucht, den Hebel 226 in Gegenuhrzeigerrichtung in Fig. 6 zu drehen. Wie in Fig. 17 dargestellt, weist die elektronische Steuerbaueinheit ein logisches Element 538 auf, das auf die Leistungsturbinendrehzahl Npt, die Gasgeneratordrehzahl Ngg, die Turbineneinlaßtemperatur T4 und die Turbinenauslaß- oder Rekuperatoreinlaßtemperatur T6 aufweist. Wenn somit die Turbineneinlaßtemperatur T4 das vorgewählte Maximum übersteigt, wird ein proportionales elektrisches Signal auf die Leitungen 250 übertragen, um das Solenoid 239 zu erregen und den Brennstoffdurchfluß zum Motor zu reduzieren. In ähnlicher Weise ergibt eine übermäßige Turbinenauslaßtemperatur T6 eine proportionale Erregung des Solenoids 239, um den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung zu reduzieren und damit letztlich die Turbinenauslaßtemperatur 26 herabzusetzen. Ferner spricht das logische Element 438 auf die Leistungsturbinendrehzahl an, so daß das Solenoid 239 proportional erregt wird, wenn die Leistungsturbinendrehzahl ein vorgewähltes Maximum übersteigt. In ähnlicher Weise arbeitet die elektronische Steuerbaueinheit so, daß ein Solenoid 239 erregt wird, wenn die Gasgeneratordrehzahl einen vorgewählten maximalen Wert übersteigt, der durch den Funktionsgenerator 514 als Funktion von P2, T2 und Npt aufgebaut wird. Normalerweise liegen die vorgewählten maximalen Parameterwerte, die in Zusammenhang mit diesen Sicherheitsübersteuerungsvorgängen erwähnt worden sind, geringfügig über den normalen Betriebswerten der Parameter, so daß das Solenoid 239 normalerweise nicht betätigbar ist, ausgenommen in den Fällen, in denen einer dieser Parameter den gewünschten Wert wesentlich übersteigt. Beispielsweise während eines Betriebes mit Reisegeschwindigkeit oder während eines Auslaufbetriebes, wenn das Fahrzeug bergab fährt und bis zu einem gewissen Grad von seiner eigenen Trägheit angetrieben wird, ist das Solenoid 239 in Abhängigkeit von der Erhöhung der Drehzahl der Leistungsturbinenabgabewelle 82 über die hinaus, die erwünscht ist, um den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung zu drosseln und damit die Leistungsturbinenabgabedrehzahl zu steuern.
Während in bezug auf den Betrieb des Fahrzeuges mit Reisegeschwindigkeit die Leitschaufelsteuerung normalerweise auf die Brennerauslaßtemperatur T4 anspricht, wie sie im Signalgenerator durch das Element 435 wiedergegeben wird, spricht die logische Einrichtung auch auf die tXurbinenauslaßtemperaLr T6 im Vergleich zu einem vorgewählten maximum an, wie es durch den Summierer 340 bestimmt ist, der ein Signal über die Leitung 542 zur logischen Einrichtung 498 erzeugt, wenn die Turbinenauslaßtemperatur D6 das vorgewählte Maximum übersteigt. Die logische Einrichtung 498 spricht auf ein Signal aus der Leitung 542 oder 536 an, um die Größe des elektronischen Signales zu reduzieren, das über die Leitung 427 zum Solenoid 426 gelangt und damit das Druckverhältnis an den Turbinenrädern 116, 118 reduziert. Wie weiter oben bereits au-sgeführt, tendiert diese Ende rung im Druckverhältnis dahin, die Gasgeneratordrehzahl zu vergrößern und reduziert in Abhängigkeit vom Brennstoffregler 60 den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung, so daß die Turbinenauslaßtemperatur T6 daran gehindert wird, über eine vorgewählten maximalen Grenzwert hinaus zuzunehmen.
Wie erwünscht, kann das Solenoid 239 in Abhängigkeit von anderen tibersteuerungsparametern erregt werden. Beispielsweise kann zum Schutz des Rekuperators 56 gegen übermäßige thermische Beanspruchungen die logische Einrichtung 538 einen Differentiator 548 aufweisen, der dem Signal aus der Turbinenauslaßtemperatur T6 so zugeordnet ist, daß ein Signal erzeugt wird, das die Änderungsgeschwindigkeit der Turbinenauslaßtemperatur 26 anzeigt. Die logische Einrichtung 538 kann somit ein Signal erzeugen, das das Solenoid 239 erregt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Turbinenauslaßtemperatur 6 ein vorgewähltes Maximum übersteigt. Auf diese Weise kann das-Solenoid 239 die maximale Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur im Rekuperator und damit die darauf einwirkende thermische Beanspruchung steuern. In ähnlicher Weise kann die logische Einrichtung 538 so arbeiten, daß die maximale Leistung, die an den Leistungsturbinen- und/oder Gasgeneratorwellen erzeugt wird, begrenzt wird.
Gangschaltung Weil die Turbine 30 eine freie Turbine ist, bei der die Leistungsabgabewelle 82 nicht direkt mit der Gasgeneratorwelle 76 verbunden ist, tendiert die Leistungsturbinenwelle 82 normalerweise zum starken Überdrehen während eines Gangschaltvorganges, bei dem durch das Lösen der Antriebskupplung 34 zur Erzielung der Gangschaltung im Getriebe 38 im wesentlichen die gesamten rägheitsverzögerungsbelastungen von der Leistungsturbinenantriebswelle 82 und der zugeordneten Leistungswelle 32 entfernt werden. Während des normalen Handbetätigungsvorganges beim Gangschalten wird der Beschleunigerhebel 184 freigegeben, so daß der Brennstoffregler 60 sofort mit der Reduzierung des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung 98 beginnt. Wegen der hohen Drehträgheit der Leistungsturbinenwelle 82 wie auch des hohen volumetrischen Gasdurchflusses aus der Verbrennungseinrichtung tendiert die Leistungsturbinenwelle immer noch zum Überdrehen.
Das Steuersystem nach vorliegender Erfindung verwendet demgemäß die Leitschaufelbetätigersteuerung 66 zum Verschieben der Leitschaufeln 120, 122 in ihre in Fig. 16 gezeigte '^ungekehrte" Position, derart, daß der Gasfluß aus dem Motor entgegengesetzt auf die Schaufeln 117, 119 der Leistungsturbinenräder auftrifft, und zwar so, daß der Drehung dieser Leistungsturbinenräder entgegengewirkt wird. Somit wird der Gasfluß aus dem Motor zur Verzögerung statt zum Antreiben der Turbinenwelle 82 verwendet. Daraus ergibt sich, daß die Leistungsturbinenwelle in der Drehzahl bis zu einem Wert abnimmt, bei dem eine synchrone Verschiebung des Wechselgetriebes 38 und infolgedessen ein erneuter Eingriff der Antriebskupplung 36 einfach und rasch ohne Beschädigung des Motors oder des Antriebes erreicht werden kann.
Insbesondere ist der hydromechanische Teil der Leitschaufelsteuerung 66 so ausgelegt, daß bei einer Freigabe des Beschleunigerhebels 184, z.B. während des Gangschaltens, ein sehr großes Fehlersignal durch den hohen Druck aus der Leistungsturbinendrehzahlsensorleitung 420 erzeugt wird, um den Hebel 396 in Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen und die Kompression der Feder 384 stark zu vergrößern. Durch ausreichende Kompression der Feder 384 wird das Ventil 380 nach oben gedrückt und treibt den Kolben 366 nach unten in die in Fig. 12 gezeigte Position an. Diese Position des Kolbens 366 entspricht der Positionierung der Leitschaufeln 120, 121 in ihrer Anordnung nach Fig. 16. Der Gasfluß aus der Verbrennungseinrichtung wird dann durch die Leitschafel über die Turbinenradschaufeln 117, 119 entgegengesetzt zu der Drehung gerichtet, um die Leistungsturbinenwelle 82 zu verz-ögern. Da die Antriebskupplung 34 während des Gangschaltvorganges ausgerückt bzw. gelöst wird, verzögert die Leistungsturbinenwelle 82 ziemlich rasch aufgrund des entgegenwirkenden Gasstromes, der durch die Positionierung der Leitschaufeln 120 in ihrer Position nach Fig. 16 erzeugt wird. Insbesondere bewirkt die Anordnung der Federn 406, 408 und der relativen Größe des in der Leitung 410 und 420 erzeugten Druckes, daß der hydrodynamische Teil der Schaufelbetätigersteuerung 66 in der vorbeschriebenen Weise arbeitet, um die Leitschaufeln 120 in ihre negative oder umgekehrte Anordnung nach Fig. 16 zu verschieben und die Leitschaufelposition innerhalb der Zone "d" der Fig. 18 in bezug auf die Größe von Npt Ueberschuß zu modulieren, wenn der Beschleunigerhebel 184 auf weniger als eine vorgewählte Beschleunigerhebelposition a* bewegt worden ist. Wenn die Drehzahl der Leistungsturbinenwelle 82 sich verringert, beginnt der Kolben 460 sich in einer entgegengesetzten Richtung zu bewegen, und es wird die Kompression der Feder 384 reduziert, wenn die Turbinendrehzahl sich auf einen vorgewählten Wert verringert hat. Die Wirkung des Kolbens 416 ist in der bevorzugten Ausführungsform in der Lage, den Kompressionsgrad der Feder 384 in bezug auf die Größe des N t-Fehlers zu modulieren.
Je größer der Drehzahlfehler ist, umso mehr werden die Leitschaufeln in eine "härtere" Bremsposition gedreht. Somit werden die Positionen der Leitschaufeln in einen Umkehrbremsbetrieb aufrechterhalten und durch die Zone 'tod" in der Nähe der maximalen Bremsposition -95° der Fig. 18 in bezug auf den Leistungsturbinendrehzahlfehler moduliert.
Wenn der Gangwechselvorgang abgeschlossen ist, arbeitet das Steuersystem über den vorbeschriebenen Beschleunigungsvorgang, um die Leistungsturbinendrehzahl wieder zu erhöhen.
Verzögerun; Eine erste Betriebsart der Verzögerung des Gasturbinenmotors wird dadurch erreicht, daß der Brennstoffdurchfluß nach dem Verzögerungsschema, das durch das Verzögerungsfenster 286 des Betriebsventiles 62 bestimmt wird. Insbesondere bewirkt die Freigabe des Verzögerungshebels 184, daß der Brennstoffregler 60 den Brennstoffdurchfluß durch die Öffnung 178 stark begrenzt. Infolgedessen wird der minimale Brennstoffdurchfluß zum Gasturbinenmotor durch Verzögerung in der Brennstoffleitung 142 und dem zugeordneten Verzögerungsfenster 286 des Betriebsventiles erzielt. Wie bereits erwähnt, ist das Verzögerungsfenster 286 in der Konfiguration dem Gasturbinenmotor angepaßt, so daß der Brennstoffdurchfluß fortlaufend nach einem Schema reduziert werden kann, das die Verbrennung in der Verbrennungseinrichtung 98 aufrechterhält, d.h. im wesentlichen längs der Betriebslinie des Gasturbinenmotors, um die Verbrennung aufrechtzuerhalten, jedoch unter dem Wert zu halten, der erforderlich ist, damit der Gasturbinenmotor längs der Betriebslinie arbeitet. Wie bereits erwähnt, kann das Solenoid 279 auch ohne Drehung des Beschleunigerhebels 184 in bestimmten Fällen erregt werden, um ein falsches Beschleunigerhebelsignal zum Brennstoffhebel 226 zu erzeugen, damit eine Verzögerung durch starke Begrenzung des Brennstoffflusses erreicht wird.
Diese Verzögerung durch Begrenzung des Brennstoffdurchflusses wird durch Zurückführen des Beschleunigerhebels in eine Position erreicht, die auf oder gerade über einer vorgewählten Beschleunigerposition a* liegt. Diese Beschleunigerposition liegt normalerweise knapp über der minimalen Beschleunigerposition, und entspricht der Position des Beschleunierhebels während des Auslaufvorganges, bei dem der Motor von der Trägheit des Fahrzeuges etwas angetrieben wird, z.B., wenn das Fahrzeug bergab ausläuft. Da die Verzögerung durch Begrenzung des Brennstoffdurchflusses nur über den Regler 60 wirkt, ergibt sich, daß die Leitschaufelsteuerung dadurch nicht beeinflußt wird und in den vorbeschriebenen Betriebsarten und mit den vorbeschriebenen Bedingungen arbeitet. Dies trifft insbesondere zu, da der Beschleuniger auf die vorgewählte Bescbleunigerposition a*, jedoch nicht unter diese Position gebracht worden ist, auf die der hydromechanische Teil des Schaufelbetätigers 66 anspricht.
Bei einer weiteren Drehung des Beschleunigerhebels 184 unter die Position a* und gegen die minimale Position tritt eine zweite Betriebsart der Verzögerung oder Bremsung des Fahrzeuges auf. In dieser Betriebsart bewirkt die Bewegung des Beschleunigerhebels unter die Position a*, daß der hydrodynamische Teil des Leitschaufelbetätigers 66 ein ziemlich großes Fehlersignal in Hinblick auf die Leistungsturbinendrehzahl erzeugt, so daß die Leitschaufeln 120 in ihre umgekehrte oder "Brems"-Position nach Fig. 16 gedreht werden.
Insbesondere bewirkt, wie vorstehend in Zusammenhang mit dem Gangwechselvorgang des Fahrzeuges beschrieben, dieses große Fehlersignal der Leistungsturbinendrehzahl im Vergleich zu der Beschleunigerhebelposition eine ziemlich große Drehung des Hebels 396 im Gegenuhrzeigersinn und infolgedessen eine Kompression der Feder 384.
Dadurch werden der Kolben 366 und die Leitschaufeln in die in Fig. 16 gezeigte Position angetrieben. Der Gasfluß aus dem Gast>arbinenmotor wirkt der Drehung der Turbinenräder 116, 118 infolgedessen entgegen und erzeugt eine Tendenz zur Verzögerung der Abgabewelle 82. Es wurde festgestellt, daß für einen Gasturbinenmotor im Bereich von 450 bis 600 PS diese Umkehrung der Leitschaufeln in Verbindung mit einem minimalen Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungeeinrichtung, wie er durch das Verzögerungsfenster 286 ermöglicht wird, eine Bremskraft in der Grö?aenordnung von 200 oder mehr PS auf die Turbinenabgabewelle 82 ergibt.
Während dieser zweiten Verzögerungsart wie auch während des Gangwechselvorganges, der vorstehend erläutert wurde, da die Leitschaufeln nunmehr in einer reversierten Anordnung stehen, die durch die elektronische Steuerbaueinheit 68 erzielte Logik für die Steuerung des Solenoids 426 zu r Verhinderung einer Übertemperatur von T4 oder T6 nunmehr entgegengesetzt der gewünschten ist. Die elektronische Steuerlogik weist ferner einen Wandler 544 auf, der feststellt, wenn die Fuhsungsschaufeln über die Mitte hinausgehen, wie durch den vorbestimmten Winkel B* nach Fig. 18 bestimmt ist, und in einer negativen Auftreffposition stehen. Dieses Signal, das von dem Wandler 544 erzeugt wird, erregt eine Reversiereinrichtung, z.B. einen Inverter 546, der das Signal zum Solenoid 426 reversiert.
Wenn insbesondere während dieses Beschleunigungsvorganges, wenn die Leitschaufeln in der negativen Auftreffposition nach Fig. 16 stehen, tritt eine zu hohe Brennerauslaßtemperatur T4 oder eine- zu hohe Turbinenauslaßtemperatur T6 auf, und das von dem Element 500 zur Reduzierung der Größe des laufenden Signales erzeugte Signal wird durch das Element 546 reversiert. Das Auftreten einer hohen Temperatur T4 oder einer hohen Temperatur T erzeugt, während das Element 546 erregt wird, ein elektrisches Signal zunehmender Stärke zum Solenoid 426. In Abhängigkeit davon treibt das Solenoid 426 das Ventil 432 in einer Richtung zunehmenden Druckes in der Leitung 394 und auf die Schulter 393 an. Dies reduziert die Stärke der Vorspannfeder 383 und bewirkt, daß das Ventil 380 sich nach abwärts bewegt. In einer folgenden Bewegung verschiebt sich der Kolben 366 nach oben und reduziert die Kompression der Feder 382. Somit werden die Leitschaufeln 120 in entgegengesetzter Richtung von der maximalen Bremsposition nach Fig. 16 weg zurück in die neutrale Position der Fig. 14 getrimmt. Diese Bewegung reduziert natürlich die Größe der von dem Gasstrom in entgegengesetzter Drehrichtung der Leitschaufeln 117 übertragenen Leistung, wodurch eine Reduzierung des Brennstoffdurchflusses in der vorerläuterten Weise erhalten wird. Der reduzierte Brennstoffdurchfluß reduziert dann die Größe des Parameters der Übertemperatur 114 oder T6. Eine derartige Wirkung zur Steuerung von T4 oder T6 tritt nur auf, wenn der zur Verbrennungseinrichtung abgegebene Brennstoffdurchfluß lililier ist als der, der durch das Verzögerungsschema 286 zugelassen wird. Somit tritt eine solche Wirkung wahrscheinlicher während des "Auslauf"-Betriebes als während des harten Bremsens bei der zweiten Betriebsart der Beschleunigung ein. Dies ist für die Arbeitsweise des Motors natürlich, da während der harten Verzögerung der Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung ein Minimum ist und die Brennerauslaßtemperatur verhältnismäßig hoch ist. Während unüblicher Bedingungen Jedoch und selbst bei Führungsschafeln mit einer negativen Auftreffposition arbeitet die elektronische Steuerbaueinhei-t immer noch in der Weise, daß sie die Leitschaufeln in ihre neutrale Position zurückführt, damit Übertemperaturbedingungen reduziert werden.
Energierückkopplungsbremsung Eine dritte Betriebsart der Verzögerung des Fahrzeuges kann von Hand durch den Fahrzeugführer ausgewählt werden. Er tritt normalerweise auf, wenn nach der Einleitung der beiden ersten Betriebsarten der Verzögerung, die vorstehend beschrieben wurden, das Fahrzeug immer noch aufgrund seiner eigenen Trägheit mit zu hoher Drehzahl angetrieben wird, d.h. die Drehzahl Np der Leistungsturbinenwelle immer noch zu hoch ist. Somit kann die Leistungsturbinenwellendrehzahl nut in einem Bereich von etwa 90% der maximalen Drehzahl liegen, während die Gasgeneratordrehzahl Ngg auf oder in die Nähe der Leerlaufdrehzahl von etwa 50% der maximalen Gasgeneratordrehzahl gebracht worden ist.
Diese dritte Verzögerungsmethode, die als Ezergierückkopplungsbremsung bezeichnet wird, wird von Hand durch Schließen des Energierückkopplungsschalters 466 ausgewählt. In Abhängigkeit darvon erzeugt die elektronische Steuerbaueinheit 68 Signale, die letztlich eine mechanische Zwischenverbindung der Gasgeneratorwelle mit der Leistungsturbinenwelle ergeben, derart, daß die Trägheit der Gasgeneratorwelle auf den Antrieb des Fahrzeuges einwirkt, um zusätzliche Bremseffekte zu erzeugen. Insbesondere erzeugt beim Schließen des Schalters 466 das USD-Glied 506 ein Signal an das UND-Glied 504, da der Beschleunigerhebel unter einem vorgewählten Punkt a* liegt, der bewirkt, daß der Funktionsgenerator 488 ein Signal an das UND-Glied 506 erzeugt, und da der Gasgenerator mit einer Drehzahl oberhalb 45% des Nennwertes, wie er durch das Element 474 bestimmt wird; arbeitet. Das Element 472 erzeugt ein Signal über die Leitung 480 zum UND-Glied 504, da die Leistungsturbinendrehzahl größer ist als die Gasgeneratordrehzahl bei dieser Betriebsart. Das Element 470 stellt auch fest, daß die effektiven Relativdrehzahlen der Gasgeneratorwele und der Leistungsturbinenwelle außerhalb eines vorgewählten Grenzwertes liegen, z.B. des + oder - 5/Wertes, der von der Vergleichseinrichtung 470 festgestellt wird. Entsprechend erzeugt das Element 470 kein Signal an die UND-Glieder 502, 504.
Insbesondere vergleicht das Element 470 nicht notwendigerweise die tatsächlichen Relativdrehzahlen der Gasgenerator- und der Leistungsturbinenwellen. Stattdessen ist das Element so ausgelegt, daß es nur ein Signal an die UND-Gatter 502, 504 erzeugt, wenn die Relativdrehzahlen der Wellen 520, 522 in der Energierückkopplungskupplung 84 innerhalb der vorgewählten, vorbestimmten Grenzen zueinander liegen. Somit kompensiert die Vergleichs einrichtung 468 in der erforderlichen Weise Unterschiede in den tatsächlichen Drehzahlen der Gasgeneratorwelle und der Leistungsturbinenwelle, wie auch die Ü'bersetzungsverhältnisse der beiden entsprechenden Antriebsübertragungen 78 und 80, die den beiden Wellen 502, 522 der Rückkopplungskupplung 84 zugeordnet sind.
Auf grund des Unterschiedes zwischen Npt und Ngg wird kein Signal aus dem Element 470 in das UND-Glied 502 oder das UND-Glied 504 übertragen. Wie schematisch durch den Kreis dargestellt, der dem Eingang aus dem Element 470 zum UND-Glied 504 zugeordnet ist, wird dieser Eingang -invertier-t und das UND-Glied 504 ist nunmehr so wirksam, daß es ein Ausgangssignal erzeugt, da kein Signal aus dem Element 470 kommt und da Signale von dem UND-Glied 506 und dem Element 472 aufgenommen werden. Das Ausgangssignal aus dem UND-Glied 504 erfüllt zwei Funktionen. Erstens wird ein Signal von der Größe von 50% von Ngg im Funktionsgenerator 566 erzeugt und dem konstanten 50% Vorspannsignal des Summierers 570 hinzugefügt. Das resultierende Signal entspricht einem 100% Ngg Drehzahlbefehl.
Zweitens gelangt der Ausgang aus dem UND-Glied 504 durch das ODER-Glied 562, um ein Signal an das Solenoid 257 zu erzeugen. Dieses Signal hat eine ausr-eichende Größe, um das Solenoid 257 in die Position nach Fig. 6D zu verschieben, wobei die Öffnung 178 für einen wesentlichen Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung freigegeben wird. Die volle Erregung des Solenoids 2,7 in die Position nach Fig. 6D ist im Grunde ein falsches Beschleunigerhebelsignal zun Brennstoffhebel 226, das bewirkt, daß der Hebel 226 sich in eine Position dreht, die normalerweise durch Niederdrücken eines Beschleunigungshebels 184 in seine maximale Durchflußposition bewirkt wird. Zweitens ist das Signal aus dem Summierer 57Q auch ein Eingang in das Element 497, so daß ein künstliches Signal voller Drosselung-erzeugt wird, das das Erregungssignal übersteuert, welches die Leitschaufeln in ihrer Bremsposition nach Fig. 16 während des zweiten Verzögerungseetriebes hält. Die Erregung des Leitschaufelsolenoids 426 ergibt eine Erhöhung des Druckes in der Leitung 394, wodurch die Federn 382-385 den Kolben 86 und die zugeordneten Leitschaufeln in ihre "neutrale" Position nach Fig. 17 versch ?5 einen.
Daraus ergibt sich, daß das Signal aus dem UND-Glied 504 ein Beschleunigungssignal an den Motor erzeugt und die Führungsschaufeln 120, 122 in ihre neutrale Position bringt, so daß das maximale Druckverhältnis an der Gasgeneratorturbine 102 erzeugt wird und gleichzeitig der Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung 98 wesentlich vergrößert wird, In Abhängigkeit davon beginnt der Gasgeneratorabschnitt, seine Drehzahl rasch auf einen Wert zu erhöhen, bei dem die Drehzahl 522 der Rückkopplungskupplung sich der Drehzahl der anderen Welle 520 nähert.
Wenn die Leistungsturbinen- und Gasgeneratorwellendrehzahlen entsprechend angepaßt sind, so daß die beiden 520 und 522 der Rückkoppl-ungskupplung innerhalb der vorgewählten Grenzen liegen, die durch das Element 470 der elektronischen Steuerbaueinheit festgelegt sind, erzeugt die elektronische Steuerbaueinheit ein positives Signal an beiden U:-Gliedern ,-02 und 504. Dieses positive Signal stoppt sofort das Ausgangssignal aus dem UifD-Glied 504 und entregt das proportionale Solenoid 257 des ßrennstoffreglers und reduziert wiederum den Brennstofffluß auf einen minimalen Wert zurück; gleichzeitig unterbindet es das Übersteuerungssignal zum Element 500, so daß die Beitschaufeln 120, 122 wiederum in ihre Bremsposition nach Fig. 16 entsprechend der vorbeschriebenen Arbeitsweise in Zusammenhang mit der zweiten Verzögerungsbetriebsart rückbewegt werden.
Das UND-Glied 502 erzeugt nunmehr ein positives Ausgangssignal, um die Treiberschaltung 516 zu betätigen und das linpplungsbetätic,ersolenoidventil 518 zu erregen. In Abhängigkeit davon wird die KuDplung 84 eingerückt, damit die Wellen 520 und 522 wie auch die Gasgenerator- und Leistungsturbinenwellen 76, 82 mechanisch verriegelt werden. Die Einführung des logischen Elementes 470 in die elektronische Steuerbaueinheit zusätzlich zu den anderen vorbeschriebenen Funktionen gewährleistet ferner, daß - da die beiden Wellen 520, 522 nanezu synchrone Drehzahl naben - eine verhältnismäßig kleine Drehmoment-Fehlanpassung an den Platten 524, 526 der Kupplung auftritt. Deshalb kann die Dimension der Kupplung 84 ziemlich klein sein. Daraus ergibt sich, daß die elektronische Steuerbaueinheit 68 automatisch in der Weise arbeitet, daß zuerst die Gasgeneratordrehzahl erhöht wird, damit sie weitgehend der Leistungsturbinendrehzahl angepaßt wird, und daß dann die Leitschaufeln automatisch in ihre Bremsposition nach Fig. 16 gleichzeitig mit dem Einrücken der Kupplung 84 zurückgeführt werden.
Diese Verbindung der Gasturbinenmotor-Antriebsübertragung mit der Gasgeneratorwelle 76 bewirkt, daß die Drehträgheit des Gasgenerators 76 zur Verzögerung des Fahrzeuges beiträgt. Es wurde festgestellt, daß für einen Motor der beschriebenen Art von ca. 450 bis 600 PS dieser Leistungsrückkopplungsbremsbetrieb in der Größenordnung von 200 bis 250 PS Bremsleistung zusätzlich zu den 200 PS Bremsleistung beiträgt, die durch die Positionierung der Leitschaufeln 120, 122 in die Position nach Fig. 16 erzeugt werden. Weil der Brennstoffregler den Durchfluß durch die Mündung 178 stark begrenzt, wird der Brennstoffdurchfluß durch das Verzögerungsfenster 286 gesteuert, das ermöglicht, daß der Gasgenerator verzögert wird, während der Verbrennungsvorgang in der Verbrennungseinrichtung 98 aufrechterhalten wird. Somit ergibt eine Reduzierung des Brennstoffdurchflusses den Verzögerungseffekt der Drehträgheit des Gasgenerators auf die Antriebsübertragung des Fahrzeuges.
Ans Vorstehendem ergibt sich, daß mit Vorschlägen der Erfindung eine erhebliche Bremsung zu Verzögerungszwecken erreicht wird, walirend die optimalen Betriebseigenschaften eines Gasturbinenmotors mit freier Turbine nutzbar gemacht werden, wobei der Gasgeneratorabschnitt mechanisch mit dem Leistungsturbinenabschnitt nur in einem bestimmten Fall einer von Hand gewählten "harten" dritten Betriebsart des Verzögerungsbetriebes verbunden ist.
Während der gesamten Verzögerungsbetriebsarten und des gesamten Motorbetriebes wird ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang in der \Terbrennungseinricht:ung aufrechterhalten. Somit tritt eine wesentliche Verzögerung ein, ohne daß der Verbrennungsvorgang zum Stillstand kommt.
Dieser Leistungsrückkopplungsbremsvorgang kann auf verschiedene Weise entschärft werden: Von Hand durch Öffnen des Schalters 46s, um das Ausgangssignal aus dem UND-Glied 506 zu unterbinden, was ein NICHT-Signal ergibt, um die Treiberschaltung 516 abzuschalten und das Solenoid 518 so zu beaufschlagen, daß die Kupplung 84 ausgeübt wird. Wenn der Handschalter nicht geöffnet ist und der Motor mit seiner Verzögerung fortfährt, arbeitet das Element 474 auch in der Weise, daß der Leistungsrückkopplungstrieb unterbunden wird, wemi die Gasgeneratordrehzahl N sich auf einen Wert unter 45, gg der maximalen Drehzahl verringert. Auch unterbindet ein ìiederdrücken des Beschleunigers auf einen Wert über a* den Leistungsrückkopplungsbetrieb durch Unterbinden eines Ausgangssignales aus dem UND-Glied 506.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß vorliegende Erfinden, einen verbesserten Arbeitszyklus für einen Gasturbinenmotor vorschlägt, der insbesondere geeignet ist, um ein Bodenfahrzeug sicher und in gewohnter Weise anzutreiben, während die Vorteile des Gasturbinenmotorc ö eib ehalt en werden. Insbesondere ist die Verwendung eines Motors mit freier Turbine größerer LnDa Jbarteit und Variabilität des Motorbetriebes voreseen. Gleichzeitig kann der Motor über seinen gesamten Arbeitszyklus arbeiten, während ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang innerhalb der Verbrennungseinrichtung 98 beibehalten wird. Damit werden viele Probleme des Betriebes und der Wartung, die mit dem Anlassen und Anhalten des Verbrennungsvorganges verbunden sind, ausgeschaltet. Der vorgeschlagene Zyklus sieht die Ausiiutzung einer Verbrennungseinrichtung 98 mit gedrosselten Düsen 102 vor, damit ein veränderlicher Druck innerhalb der Verbrennungseinrichtung erreicht werden kann, wenn die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes sich ändert. Die Gasgeneratorabschnittdrehzahl wird normalerweise auf einen vorgewählten Wert relativ zu der Position des Beschleunigerhebels 184 getrimmt, während die Leitschaufeln 120, 122 so arbeiten, daß sie die Turbineneinlaßtemperatur T4 auf einen vorgewählten, im wesentlichen konstanten Wert trimmen, um einen hohen Motorbetriebswirkungsgrad aufrechtzuerhalten< Ferner arbeitet die Leitschaufelsteuerung indirekt so, daß der Brennstoffdurchfluß durch den Brennstoffregler 60 geändert wird, indem die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes geändert wird, derart, daß die verschiedenen Steuerungen in integraler Weise betätigbar sind, ohne daß sie einander entgegenwirken. Gleichzeitig wird durch die Leitschaufelsteuerung 66 ein Trimmen der Leistungsturbinenwellendrehzahl Bpt erreicht.
Mit vorliegender Erfindung wird ferner ein Gasturbinenmotor erhalten, der insbesondere für den Antrieb eines Bodenfahrzeuges geeignet ist, bei dem eine Ansprechbeschleunigung ähnlich der erzeugt wird, die von einer Brennkraftmaschine erhalten wird, und zwar sowohl während des automatischen Betriebes mit hoher Leerlaufdrehzahl wie auch bei der Beschleunigung des Gasturbinenmotors.
Dies wird dadurch erreicht, daß zuerst die Arbeitsaufteilung geändert wird, um eine maximale Leistung zum Gasgeneratorabschnitt zu entwickeln. Die Betriebsventilsteuerung 62 wirkt dann in regenerativer Weise, um den Brennstoffdurchfluß zu der Verbrennungseinrichtung so zu vergrößern, daß die Gasgeneratordrehzahl erhöht wird, während eine im'wesentlichen konstante maximale Turbineneinlaßtemperatur D4 aufrechterhalten wird, wodurch eine maximale Beschleunigung ohne Überhitzung des Motors erreicht wird. Das Betriebsventil begrenzt weiterhin die Temperatur T6 während des anfänglichen Teils der Beschleunigung, wenn "Abwürg-"Bedingungen der Turbinen herrschen. Die Beschleunigung wird dann beendet, wenn eine wesentliche Beschleunigung des Gasgeneratorabschnittes erreicht ist, indem die Leistungsatifteilung erneut geäandert wird, urn eine höhere Leistung an den Leistungsturbinenrädern 116, 118 zu entwickeln.
Vorliegende Erfindung sieht auch ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Verzögern des Fahrzeuges in einem dreistufigen Betrieb vor, bei welchem zuerst der Brennstoffdurchfluß verringert, dann die Leitschaufeln im Bremsbetrieb angeordnet, und schließlich die Leistungsrückkopplung durch Handauswahl gewahrt wird.
Die primären Betriebselemente des Brennstoffreglers 60, das Betriebsventil 62 und die Leitschaufelsteuerung 66, sind hydrodynamischer Art. In Verbindung mit der Arbeitsweise des Solenolds 426 der Leitschaufelsteuerung, die normalerweise erregt wird, ergibt dies ein Hotor- und Steuersystem, das insbesondere geeignet ist, um einen sicheren Motorbetrieb im Falle verschiedener Fehlerbetriebsarten zu gewährleisten. Insbesondere wird im Falle eines vollständigen Ausfalls der elektrischen Energie an der elektronischen Steuerbaueinheit 68 der mechanische Teil des Brennstoffreglers den Brennstoffdurchfluß in bezug auf den durch den Beschleunigerhebel 184 gewählten weiterhin einstellen. Das Betriebsventil 62 wird in keiner Weise von einem solchen elektrischen Fehler beeinflußt und ist in der Lage, die Beschleunigung und/oder die Verzögerung zu steuern, um sowohl ein tiberhitzen des Motors während der Beschleunigung zu hindern als auch eine Verbrennung während der Verzögerung aufrechtzuerhalten. Der hydromechanische Teil der Schaufelbetätigersteuerung arbeitet immer noch im Falle eines elektrischen Fehlers einwandfrei und ist in der Lage, die Leitschaufeln so einzustellen, um den funktionierenden Motorbetrieb aufrechtzu-erhalten. Bei einem elektrischen Fehler wird das Solenoid 426 der Leitschaufelsteuerung entregt, wodurch ein Druckverlust auf der Fläche 393 des Steuerkolbens 392 auftritt. Die Drehzahlsteuerung, die durch den Hebel ,J6 erhalten wird, wird weiterhin aufrechterhalten, und die Leitschaufeln können entsprechend positioniert werden, um den funktionierenden Motorbetrieb während des Fehlers des elektrischen Systems aufrechtzoerhalten. Ta hrend bestimmte erwünschte Eigenschaften der Motorsteuerung im Falle des Auftretens eines Fehlers in der Elektrik verloren gehen, kann der Motor immer noch einwandfrei mit entsprechender Beschleunigung und Verzögerung arbeiten, so daß das Fahrzeug sicher betrieben werden kann, obgleich mit einem geringeren liJirkungsgrad und mit einer geringeren Fähigkeit, einen Leistungsrückkopplungsbremsbetrieb zu ergeben.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß mit vorliegender Erfindung ein verbessertes Verfahren zum automatischen Einstellen und Rücksetzen des Leerlaufs des Gasgeneratorabschnittes erreicht wird, so daß der Motor in hohem Maße auf die Erzeugung einer Erhöhung der Abgabeleistung anspricht, z.B., wenn eine Beschleunigung des Fahrzeuges vorgenommen werden soll. Ferner wird mit vorliegender Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses auf hydromechanischem Wege in bezug auf die Gasgeneratordrehzahl erreicht, wie auch eine Übersteuerung des i3ormaldrehzahlsteuerbetriebes des Brennstoffreglers, um den Brennstoffdurchfluß in Abhängigkeit vom Auftreten verschiedener Bedingungen zu erhöhen oder zu verringern, die eines der Solenoide 239, 257 erregen. Ferner sieht vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses an eine Verbrennungseinrichtung während der Beschleunigung vor, so daß eine konstante Turbineneinlaßtemperatur T4 dauernd aufrechterhalten wird, während ferner der Brennstoffdurchfluß während der Verzögerung gesteuert wird, um zu vermeiden, daß der Verbrennungsvorgang innerhalb einer Verbrennungseinrichtung unterbunden wird. Mit vorliegender Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Steuerung der Position der Leitschaufeln in einem solchen Motor vorgeschlagen, sowohl durch hydromechanischen Betrieb zur Steuerung der Drehzahl eines Rotors, z.B. Turbinenräder 116, 118, als auch durch elektrIsche Übersteuerung abhängig von der Höhe der Erregung des proportionalen Solenoids 426.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum mechanischen/hydraulischen/elektrischen Steuern der Arbeitsweise eines ein Bodenfahrzeug antreibenden Gasturbinenmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurchfluß zum Motor und%der die Position der veränderlichen Leitschaufeln, die die Leistungsübertragung zu den Turbinen des Motors steuern, so eingestellt wird, daß das Zeitansprechen des rotors während des Beschleunigens und/oder Bremsens des rotors bei der Verzögerung ähnlich den Bedingungen wird, die bei Kolbenmotoren zum Antrieb von Bodenfahrzeugen vorliegen, während die Steuerung der Gasdurchflußtemperatur und des Wirkungsgrades des Turbinenmotors aufrechterhalten oder ein fortgesetzter vom Fahrer steuerbarer Betrieb des Fahrzeuges im Falle eines elektrischen Ausfalles durchgeführt wird.
2. ,inrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurchfluß zum Motor und/oder die Position der verönderlichen Leitschaufeln, die die Leistungsübertragung zu den Turbinen des Motors steuern, so einstellbar ist, daß das eitansprechen des Motors während des Beschleunigens und/oder dremsens des Motors bei der Verzögerung ähnlich den bei Kolben motoren zum Antrieb von Bodenfahrzeugen vorlieyenden Bedingungen ist, während die Steuerung der Gasdurchflußtemperatur und des liirkungsgrades des Turbinenmotors aufrechterhalten oder ein fortgesetzter, vom Fahrer steuerbarer Betrieb des Fahrzeuges im Falle eines ele!trischen Ausfalles durchgeführt wird.
t. Verfahren nach Anspruch 1, zur Verzögerung eines L:oCenfahrzeugr:, das von einem Gasturbinenmotor mit einem Gasgeneratorabschnitt unc einem freien Turbinenausgangsleistungsabschnitt und einem Casstrom aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben wird, dadurch gekennzeich, net, daß das Auftreffen des gasstromes aus dem Gasgeneratorabschnitt auf den freien rurbinenabschnitt geändert wird, wobei der Gasstrom der Drehung des freien Turbinenabschnittes entgegenwirkt, und daß selektiv und mechanisch die oasenerator- und die freien Turbinenabschnitte miteinander verbunden werden, wobei die Drehträgheit des Gasgeneratoranschnittes den freien Turbinenabschnitt verzögert.
v. Verfahren nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß der $@renn stoffstrom zum Gasgenerator reduziert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder zE, dadurch gekennzeichnet, da er ürennstoffstrom reduziert wird, bevor das Auftreffen des Gastrone geändert wird.
o. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der &-eduzierschritt das Aufrechterhalten eines genügend hohen Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt einschließt, um einen kontinuierlichen Verbrennungsvorgang darin aufrechtzuerhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der finderungsschritt vor dem Verbinden der Gasgenerator- und freien Turbinenabschnitte miteinander durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes vor der Durchführung der Verbindung erhöht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehen zahlen der Gasgenerator- und Leistungsturbinenabschnitte festgestellt wird und daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes so modifiziert wird, daß die festgestellten Drehzahlen innerhalb vorbestimmter Grenzen zueinander gebracht werden, bexo r die Verbindung durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierschritt durch Einstellen des Brennstoffdurchflusses in bezug auf die festgestellten Drehzahlen durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierschritt die Erhöhung des Brennstoffdurchflusses zur Vergrößerung der Gasgeneratordrehzahl umfaßt, um die Drehzahlen in die vorbestimmten Grenzen zu bringen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreffen des Gasdurchflusses auf den freien Turbinenabschnitt geändert wird, um die Leistung, die auf den freien Turbinenabschnitt während des Nodifizierschrittes übertragen wird, auf einem Minimum gehalten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurciifluß zum Gasgenerator bei Beendigung des Zwischenverbindungsschrittes reduziert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anderung des Auftreffens des Gasdurchflusses wiederholt wird, um der Drehung des freien Turbinenabschnittes bei einer Beendigung des Zwischenverbindungsschrittes entgegenzuwirken.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der xeduzierschritt mitein-schließt, daß ein ausreichender Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt aufrechterhalten wird, um darin einen kontinuierlichen Verbrennungsvorgang aufrechtzuerhalten.
16. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 15 zur Erzielung einer Verzögerung eines durch einen Gasturbinenmotor angetriebenen Bodenfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß dem rotor ein Steuersystem und ein Gasgeneratorabschnitt zugeordnet wird, der einen Gasdurchfluß zum Antrieb eines Leistungsabgabeabschnittes der freien Turbinen erzeugt, derart, daß das Auftreffen des Gasdurchflusses aus dem Gasgenerator auf den freien Turbinenabschnitt geändert wird, wobei der Gasdurchfluß der Drehung des freien Turbinenabschnittes entgegenwirkt, und daß selektiv und mechanisch der Gasgeneratorabschnitt und der freie Turbinenabschnitt miteinander verbunden werden, wobei die Dreh-Trägheit des Gasgeneratorabschnittes den freien Turbinenabschnitt zu verzögern versucht.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anderungsschritt vor dem Zwischenverbindungsschritt durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Erhöhung der Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes vor dem Zwischenverbindungsschritt durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Gasgenerator- und Leistungsturbinenabschnitte festgestellt werden, und daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes modifiziert wird, um die festgestellten Drehzahlen innerhalb vorbestimmter Grenze zueinander zu bringen, bevor der Zwischenverbindungsschritt durchgeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Nodifizierschritt im wesentlichen durch Einstellung des Brennstoffdurchflusses in bezug auf die festgestellten Drehzahlen durchge führt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Modifizierschritt die Erhöhung des Brennstoffdurchflusses zur Vergrößerung der Gasgeneratordrehzahl umfaßt, um die Drehzahlen innerhalb die vorbestimmten Grenzen zu bringen.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreffen des Gasdurchflusses auf den freien Turbinenabschnitt geändert wird, um die Energie so klein wie möglich zu halten, die auf den freien Turbinenabschnitt während des Nodifizierschrittes übertragen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurchflu3 zum Gasgenerator bei Beendigung des Zwischenverbindungsschrittes reduziert wird.
24. Verfahren nach Anspruch23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des ändern des Auftreffens des Gadurchflusses, um der Drehung des freien Turbinenabschnittes entgegenzuwirken, bei Beendigung des Zwischenverbindungsschrittes geändert wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der reduziert schritt das Aufrechterhalten eines ausreichenden b'rennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt umfaßt, um einen kontinuierlichen Verbrennungs vorgang darin aufrechtzuerhalten.
26. Verfahren nach Anspruch 1, zur Verzögerung eines Bodenfahrzeuges, das von einem Gasturbinenmotor mit einem Gasgeneratorabschnitt und einem feien Turbinen-Leistungsabgabeabschnitt, welcher von dem Gasdurchfluß aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben wird, beaufschlatjt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurchfluo reduziert wird, um die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes zu verringern und die Leistung zu verringern, die von den Leistungsturbinenabschnitt übertragen wird, um einen ersten Verzögerungsbetrieb zu erzielen, daß das Auftreffen des Gasdurchflusses aus dem Gasgeneratorabschnitt auf den freien Turbinenabschnitt so geändert wird, daß der Gasdurchfluß der Drehung des freien Turbinenabschnittes entgegenwirkt, um einen zweiten Verzögerungsbetrieb zu erzielen, daß die drehzahlen des Gasgenerator und des freien Turbinenabschnittes festgestellt werden und daß von Hand ein dritter Verzögerungsbetrieb ausgewählt wird, der folgende Stufen umfallt: a) Einstellen des Strömungsmitteldurchflusses zur Fiodifizierung der Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes, um die Drehzahlen des Gasgenerators und der freien Turbine innerhalb vorbestimmte Grenzen zu bringen, b) iindern des Auftreffens des Gasdurchflusses auf den freien Turbinenabschnitt, um die Leistung so gering wie möglich zu halten, die auf den freien Turbinenabschnitt während des Einstellschrittes übertragen wird, c) Nechanisches Verbinden des Gasgenerator- und des freien Turbinenabschnittes miteinander, wenn die Drehzahlen innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegen, d) Wiederholen des Schrittes zum Reduzieren des Brennstoffdurchflusses und des Anderungsschrittes nach dem Zwischenverbindungsschritt, und e) Trennen des Gasgenerator und des freien Turbinenabschnittes, wenn die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes auf einen vorbestimmten Wert reduziert worden ist.
27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftstrom komprimiert wird, die kombinierte Luft in einer Verbrennungseinrichtung erhitzt wird, um Brennstoff an die Verbrennungseinrichtung abzugeben und einen Verbrennungsvorgang darin zu unterstützen, eine erste Antriebswelle und eine zweite Leistungsabgabewelle durch das abgas aus der Verbrennungseinrichtung getrennt angetrieben werden, Energie aus der ersten Antriebswelle für den Kompressionsschritt ausgenutzt wird, die Drehzahlen der ersten und zweiten Wellen festgestellt werden, die zweite Welle durch selektives Steuern des Brennstoffdurchflusses verzögert wird, der in die Verbrennungseinrichtung abgegeben wird, um die Differenz der Drehzahlen auf ein vorgewähltes Maximum zu reduzieren, damit mechanisch die ersten und zweiten Wellen miteinander in Eingriff gebracht werden, wenn der Drehzahlunterschied kleiner ist als das vorgewdhlte Maximum, und ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang während der gesamten Verzögerungsstufe aufrechterhalten wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsschritt das Andern der Richtung des Gasdurchflusses aus dem Gasgenerator einschließt, wobei der Gasdurchfluß einer Drehung der zweiten Welle vor dem Schritt des Steuerns des Brennstoffdurchflusses und im Anschluß an den Verbindungsschritt entgegenwirkt, und wobei der Gasdurchfluß die Leistung, die von dem Gasdurchfluß zum Antrieb der zweiten Welle während der Steuerungs- und Verbindungsschritte Ubertragen wird, so gering wie möglich hält.
29. Verfahren nach Anspruch 4 oder 25, dadurch gekennzeichnet, da13 in einer Verbrennungseinrichtung des Gasgenerators ein Lufteinlaßstrom und der Brennstoffstrom aufgenommen werden, um in der Einrichtung einen Verbrennungsvorgang aufrechtzuerhalten, daß der Reduzierschritt mit einsclie3t, daß der in der Verbrennungseinrichtung aufrechterhaltene Druck festgestellt wird, und daß der Brennstoffluß zur VerbrennuqFeinrichtung nach einem vorgewählten empirischen Schema als Funktion des festgestellten Druckes zugemessen wird, um den Brennstoffluß ohne Unterbrechung des Verbrennungsvorganges rasch zu reduzieren.
30. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Kompressor anordnung zum Komprimieren des Gasdurchflusses, eine Verbrennungsvorrichtung, die den Gasdurchfluß aus der Icompressoranordnung zum Aufheizen des Gasdurchflusses aufnimmt, eine Vorrichtung zum Abgeben von Brennstoff an die Verbrennungseinrichtung, erste und zweite Turbinen, die durch den Gasdurchfluß aus der Verbrennungseinrichtung angetrieben sind, eine erste Weller die antriebsmäßig mit der Kompressoranordnung und der ersten Turbine verbunden ist, wobei die erste Turbine die Kompressoranordnung antreibt, eine zweite Abgabewelle, die antriebsmäßig so gekoppelt ist, daß sie von der zweiten Turbine angetrieben wird, eine Kupplungsvorrichtung, die antriebsmäßig zwischen die erste und die zweite Welle eingesetzt ist, und die selektiv zum Verbinden der ersten und zweiten Welle in Eingriff bringbar ist, eine Vorrichtung zum Feststellen des Drehzahlunterschiedes zwischen der ersten und der zweiten Welle, und eine Steuervorrichtung, die antriebsmäßig mit der Feststellvorrichtung , der Kupplungsvorrichtung und der Vorrichtung zum Abgeben des Brennstoffes gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung bei Einschalten so betätigbar ist, daß sie den Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungsvorrichtung steuert, damit der Drehzahlunterschied auf ein vorgewöhltes Maximum reduziert wird, und damit die Kupplungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Verringerung des Drehzahlunterschiedes auf das vorgewählte Maximum in Eingriff kommt.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von dem Eingriff der supplungsvorrichtung so betätigbar ist, daß der Brennstoffdurchflutz verringert, damit die erste und die zweite Welle verzögert werden, ohne dafs der Verbrennungsvorgang unterbrochen wird.
32. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gasgeneratorabschnitt, einen freien Turbinenleistungsabgabeabschnitt zum Antrieb des Fahrzeuges, wobei der freie Turbinenabschnitt so ausgelegt ist, daJ er von dem gasstrom aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben wird, eine Vorrichtung zur onderung des Auftreffens des Gasstromes auf den freien Turbinenabschnitt, wobei der Gasstrom der Drehung des freien Turbienabschnittes entgegenwirkt und das Fahrzeug zu verzögern versucht, und eine Vorrichtung zum selektiven mechanischen Verbinden des Gasgenerators und des freien Turbinenabschnittes, wobei die Drehträgheit des Gasgeneratorabschnittes eine Verzögerung des Fahrzeuges bewirkt.
33. Einrichtung nach Anspruch 3L, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Abgabe eines Brennstofflusses an den Gasgeneratorabschnitt vorgesehen ist, um einen Verbrennungsvorgang in ihm aufrechtzuerhalten.
34. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Verringerung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgenerator vorgesehen ist, um die Verzögerung des Fahrzeuges ohne Unterbrechung des Verbrennungsvorganges zu bewirken.
35. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, das der freie Turbinenabgabeabschnitt ein umlaufendes Turbinenrad mit einer Vielzahl von Turbinenschaufeln aufweist, die im strom des Gasdurchflusses aus dem Gasgeneratorabschnitt angeordnet sind.
36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Änderung des Huftreffens des Gasdurchflusses einen a tz von nichtumlaufenden, veräncierlichen Leitschaufeln aufweist, die stromauf-wvrts in bezug auf die Turbinenschaufeln angeordnet sind, und da3 eine Vorrichtung zum Einstellen des Auftreffens der Leitschaufeln relativ zum Gasdurchflul3 vorgesehen sind.
37. Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum selektiven mechanischen Verbinden des Abschnittes eine kupplung mit Leistungseingabe- und Leistungsabgabewellen aufweist, daß erste und zweite Antriebsübertragungen antriebsmäßig die Leistuneingabewelle mit dem freien Turbinenabschnitt verbinden, und daß die zweite Antriebsübertragung die Leistungsabgabewelle mit dem Gasgeneratorabschnitt verbindet.
38. Einrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahlen der Eingangs- und Ausgangswellen der kupplung vorgesehen ist.
39. Einrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung zum Erregen der Kupplung vorgesehen ist, die mit der Eingabe- und der Abgabewelle in Eingriff kommt, daß die Steuereinrichtung einen handauswählschalter aufweist, daß eine Vorrichtung auf den Auswähischalter anspricht,um den Brennstoffdurchfluß zum Gasgenerator in Abhängigkeit von den festgestellten Eingabe- und Abgabedvehzahlen zur Kupplung einzustellen, um die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes einzustellen und damit die festgestellten Drehzahlen innerhalb vorbestimmte Grenzen zueinander zu bringen, und daß daraufhin der Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt verringert wird, um das Fahrzeug ohne Unterbrechung des Verbrennungsvorganges darin zu verzögern.
40. Einrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung antriebsmäßig mit der Vorrichtung zur Einstellung der Leitschaufeln gekoppelt ist, daß die Steuereinrichtung, die bei einer Betätigung durch Auwähischalter so beaufschlagt wird, daß die LeSschaufeln in eine Position gebracht werden, in der das Auftreffen des Gasdurchflusses auf den freien Turbinenabschnitt die auf den freien Turbinenabschnitt übertragene Energie auf ein Minimum bringt.
41. Einrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung bei Kupplungseingriff so betätigbar ist, daß die Leitschafeln in eine Portion gebracht werden, in der der Gasfluß der Drehung des freien Turbinenabschnittes entgegenwirkt.
42. Einrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgeneratorabschnitt eine Lufteinlaßvorrichtung, zwei in Serie geschaltete Zentrifugalkompressoren, eine Verbrennungseinrichtung zur Aufnahme eines druckaufgeladenen Luftstromes aus den Kompressoren und eines Brennstoffdurchflusses aus der den Brennstoffdurchfluß abgehenden Vorrichtung aufweist, daß die Verbrennungsvorrichtung ferner eine Vorrichtung aufweist, die darin einen kontinuierlichen Verbrennungsvorgang aufrechterhält, daS eine Radialzuflußturbine von dem Auspuffgasstrom aus der Verbrennungsvorrichtung angetrieben ist, und daß eine Wellenanordnung mechanisch die Turbine und den ersten und den zweiten Kompressor miteinander verbindet.
43. Einrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, da' der freie Turbinenabschnitt eine Vielzahl von Turbinenrödern aufweist, an denen Schaufeln im Flußpfad des Gasstromes in Reihe stromabwärts in bezug auf die Gasgeneratorradialzuflußturbine angeordnet sind, da3 die Turbinenräder auf einer gea!einsamen Leistungsabgabewelle befestigt ist, und daß die Vorrichtung zur Pnderung des Auftreffens des Gasdurchflusses einen Satz von verunderlichen Leitschaufeln besitzt, die jedem der Turbinenröder zugeordnet sind und die stromaufwärts in bezug auf das zugeordnete Turbinenrad angeordnet sind.
44. Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Feststellen des in der Verbrennungseinrichtung aufrechterhaltenen Druckes vorgesehen ist, daß die Steuervorrichtung ein Betriebsventil (Programmventil) aufweist, das auf die Druckfeststellvorrichtung zum Zumessen des Brennstofflusses in die Verbrennungseinrichtung nach einem vorgewählten empirischen Schema als Funktion des festgestellten Druckes anspricht, um die Reduzierung des Brennstofflusses zur Verzögerung der Wellenvorrichtung ohne Unterbrechung des Verbrennungsvorganges anspricht.
45. Verfahren nach Anspruch 1, zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zur Verbrauchseinrichtung eines Gasgeneratorabschnittes eines Gasturbinenmotors, der erhitzte, druckaufgeladene Luft aus einem Kampressor aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Einlaßluft, die der Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, festgestellt wird, daß der innerhalb der Verbrennungseinrichtung aufrechterhaltene Druk festgestellt wird, daß der Durchfluß des druckaufgeladenen Brennstoffes durch zwei Leitungen in paralleler Durchflußanordnung einem Brennstoffbetriebsventil mit einem einzigen Ausgangskanal zugeführt wird, der den Durchfluß des druckaufgeladenen Brennstoffes in die Verbrennungseinrichtung richtet, daß der Brennstoffdurchfluß durch eine der beiden Leitungen stromaufwärts in bezug auf das Betriebsventil in Abhängigkeit von einem Eingangssignal zugemessen wird, wobei ein weitgehend unbegrenzter maximaler durchfluß durch die eine Leitung zu dem Betriebsventil während des Beschleunigungsvorganges ermöglicht wird, und ein stark begrenzter minimaler Durchfluß durch die die eine Leitung zum Betriebsventil während des Verzögerungsbetriebes des Motors zugelassen wird, daß die Temperatur des Gases, das aus der Verbrennungseinrichtung bei einem konstanten Pegel während wenigstens eines Teiles des 3eschleunigungsvorganges dadurch aufrechterhalten wird, da!) der Brennstoffdurchfluß durch den einzigen Ausgangskanal des Betriebsventiles entsprechend einem ersten vorgewählten, empirischen Schema als einer vorbestimmten Funktion der festgestellten Temperatur und des festgestellten Druckes auFrechterhalten wird, und daf3 ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang innerhalb der Verbrennungseinrichtung während des Verzögerungsbetriebes aufrechterhalten wird, indem der Brennstoffdurci1flu3, der durch die andere Leitung des Leitungspaares in dem Betriebsventil abgegeben wird, nach einem zweiten, vorgewählten, empirischen Schema als eine zweite vorbestimmte Funktion des festgestellten Druckes abgegeben wird.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Verbrennungseinrichtung austretende Gas zum Antrieb eines Leistungsturbinenabschnittes expandiert wird, daß das erste empirische Schema vorgewählt wird, wobei die Temperatur des Gasdurchflusses, der aus dem Leistungsturbinenabschnitt austritt, während eines anderen Teiles des Beschleunigungsvorganyes unterhalb eines vorgewählten Pegels gehalten wird.
47. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Brennstoffsteuersystem für den Gasturbinenmotor zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses an eine Verbrennungseinrichtung eines Gasgeneratorabschnittes, der erhitzte druckaufgeladene Einlaßluft aus einem Kompressor des Gasturbinenmotors aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung die Temperatur der Einlaßluft abfühlt, die in die Verbrennungseinrichtung eingespeist wird, und den Druck des Gases innerhalb der Verbrennungseinrichtung feststellt, daß eine quelle druckaufgeladenen Brennstoffes einen Brennstoffdurchfluß durch zwei Auslaßleitungen im parallelen Durchfluß abgibt, daß ein orennstoffbetriebsventil einen BrennstoffdurchfluS aus den Auslaileitungen aufnimmt und einen einzigen Auslaßkanal besitzt, der mit der Verbrennungseinrichtung in Verbindung steht, daß ein Brennstoffregler in einer der Auslaßleitungen zum Zumessen des Brennstoffdurchflusses vorgesehen ist, daß der Regler zwischen der Speisequelle und dem Uetriebsventil angeordnet ist, daß der Regeler so positionierbar ist, daß ein weitgehend unbegrenzter maximaler Grennstoffdurchflu.i und ein stark begrenzter minimaler Brennstoffdurchfluß durch die eine Auslaßleitung während des Beschleunigungs- und Verzögerungsvorganges des rotors ermöglicht wird, daß das t3etriebsventil antriebsmaßig mit der Abfühlvorrichtung zum Zqmessen des Brennstoffdurchflusses zu dem einigen Ausgangskanal wahrend der Beschleunigung des Motors nach einem ersten vorgewählten, empirischen Schema als vorbestimmte Funktion der abgefühlten Temperatur und des abgefühiten Druckes gekoppelt ist, um zu verhindern, daß die Temperatur des aus der Verbrennungseinrichtung austretenden Gases einen vorbestimmten ert übersteigt, und daß das Betriebsventil so betätigbar ist, daß es den Brennstoffdurchfluß zumi3t, der durch die andere Auslaßleitung während der Verzögerung des Motors nach einem zweiten vorgewählten empirischen Schema als eine zweite vorbestimmte Funktion des abgefühlten Druckes abgegeben wird, um eine rasche Verringerung des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung während der Verzögerung zu ermöglichen, während ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang darin aufrechterhalten wird.
48. Einrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das erste empirische Schema so vorgewählt ist, daß die Temperatur des aus der Verbrennungseinrichtung austretenden Gases im wesentlichen bei dem vorgewähiten Pegel konstant gehalten wird, wenn der abgefühlte Druck über einem vorbestimmten Wert liegt.
49. Einrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsventil ein Gehäuse mit einer darin angebrachten Axialbohrung, ein hohles Ventilbauteil, das in der Bohrung befestigt ist, wobei beide Auslaßleitungen und der eine Auslaßkanal mit der bohrung in im Abstand angeordneten Positionen in Verbindung steht, eine Vorrichtung, die antriebsmäßig der Abfühlvorrichtung zugeordnet ist, um das Ventil in der Bohrung in bezug auf einen der abgefühlten Temperatur- und Druckparameter in axialer Richtung zu verschieben, sowie eine Vorrichtung aufweist, die gasventil in der Bohrung in bezug auf den anderen der abgefühlten Temperatur- und Druckparameter dreht.
50. Einrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verschieben des hohlen Ventilbauteiles in axialer Richtung innerhalb der Bohrung ein thermisch ansprechendes Element aufweist, das der Temperatur der Einlaßluft ausgesetzt ist, die der Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, wobei das Ventilbauteil in axialer Richtung relativ zur Temperatur der Einlaßluft zur Verbrennungseinrichtung verschoben wird, und daß die Vorrichtung zum Drehen des Ventilbauteiles auf den abgefühlten Druck anspricht, wobei das Ventil in bezug auf den abgefuhlten Druck gedreht wird.
51. Einrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch ansprechende Element antriebsmäßig in Eingriff mit dem hohlen Ventilbauteil Uber einen nicht thermisch ansprechenden Stab betätigbar ist, der sich zwischen dem Element und dem Ventilbauteil erstreckt.
5;. Einrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daB eine der Auslaßleitungen dauern in Verbindung mit dem Inneren des hohlen Ventilbauteiles steht, daß das Ventilbauteil Leschleunigungs-und Verzögerungsfensteröffnungen aufweist, die mit dem innern verbunden sind und die in der Nähe des einen Auslankanules unc der anderen der Auslaßleitungen stehen.
53. Einrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, da as Beschleunigungsfenster empirisch ausgebildet ist, wobei bei einer Drehung und einer axialen l'in- und Herbewegung des Ventilbauteiles die Fläche der Offnung zwischen dem Beschleunigungsfenster und dem Auslaßkanal sich nach dem ersten vorgewühiten empirischen Schema als eine Funktion der abgefühlten Temperatur und des abgefühlten Druckes ändert.
54. Einrichtung nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsfenster so ausgebildet ist, daß die Öffnungsflüche zwischen dem Verzögerungsfenster und der anderen der Auslaßleitungen sich nach dem zweiten empirischen Schema als Funktion des abyefühlten Druckes ändert, um eine Verringerung des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung während der Verzögerung zu ermöglichen, während ein kontinuierlicher Verbrennungsvorgang darin aufrechterhalten wird.
55. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Brennstoffsteuerventil zur Steuerung des drackaufgeladenen Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung des Gasturbinenmotors, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer axialen Bohrung, ersten und zweiten Einlaßleitungen für den druckaufgeladenen Brennstoff und einer einzigen Auslaßleitung, wobei jede der Leitungen an Stellen längs der Leitung in die Bohrung mUndet und die Auslaßleitungen mit der Verbrennungseinrichtung in Verbindung stehen, ein hohles Ventilelement, das innerhalb der Bohrung angebracht ist und eine Hin- und Herbewegung sowie eine Drehbewegung darin ausführen kann, wobei die erste Einlaßleitung dauernd in Verbindung mit dem Inneren des Ventilelementes steht, und wobei das Ventilelement Beschleunigungs-und Verzögerungs-Fensteröffnungen besitzt, die mit dem Inneren in Verbindung stehen und in unmittelbarer Nähe zu der Auslaßleitung und der zweiten Einla'.leitung angeordnet sind, ein längliches, thermisch ansprechendes Element, das der Temperatur des Einlaßdurshflusses in die Verbrennungseinrichtung ausgesetzt ist und antriebsmäßig mit dem Ventilelement in Eingriff kommt, um letzteres in Längsrichtung innerhalb der Bohrung zu verschieben und das Beschleunigungsfenster relativ zu der Auslaßleitung in bezug auf die Temperatur des Einlaßluftstromes zur Verbrennungseinrichtung zu positionieren, einaeun/fJruck ansprechenden Kolben, der hin- und herbeweglich in einer Bohrung in dem Gehäuse angeordnet ist, das sich quer zu der Axialbohrung erstreckt, wobei der Kolben mit dem Gehäuse zur Festlegung einer Druckkammer zusammenwirkt, eine Vorrichtung zur übertragung des Druckes innerhalb der Verbrennungseinrichtung auf die Druckkammer, wobei der Kolben in variabler Weise in der Querbohrung relativ zu dem Druck in der Verbrennungseinrichtung positioniert ist, und eine Betätigungsvorrichtung, die sich zwischen Kolben und Ventilelement erstreckt und letzteres innerhalb der axialen Bohrung in bezug auf den Druck in der Verbrennungseinrichtung dreht, wobei die Postition des Beschleunigungsfensters relativ zum Ausißventil und die Position des Verzögerungsfensters relativ zur zweiten Einlaßleitung beide in Abhöngigkeit von dem abgefühlten Druck in der Verbrennungseinrichtung verändert werden.
56. Einrichtung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet,daß das Beschleunigungsfenster so ausgelegt ist, daß es mit der Auslaßleitung in der Weise zusammenwirkt, daß eine Öffnungsfläche dazwischen für den Brennstoffdurchfluß zur Auslaßleitung und der Verbrennungseinrichtung definiert wird, die ein vorgewähltes, empirisches Schema sowohl der festgestellten Temperatur als auch des festgestellten Druckes ist, wobei das empirische schema so vorgewählt ist, daß die Temperatur cies aus der Verbrennungseinrichtung bei einem im wesentlichen konstanten, vorgewählten Pegel während wenigstens eines Teiles der Beschleunigungsphase des Rotors austretenden Gases beibehalten wird.
57. Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewählte empirische Schema einen Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung als Funktion der Produktyrö3e der abgefühlten Temperatur multipliziert mit dem abgefuhlten Drtc k ergibt.
50. Einrichtung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigunysfensteröffnung eine vorgewühlte sonfiguration besitzt, die mit der zweiten Einlaßleitung zusammenwirkt, um eine fvffnungsfläche dazwischen zum Zumessen des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung während der Verzögerung des Motors zu definieren, wobei das Verzögerungsfenster so ausgestaltet ist, daß der Brennstoffdurchfluß nach einem vorgewählten, empirischen Verzögerungsschema als Funktion des festgestellten Druckes zugemessen wird, wobei der Brennstoffdurchfluß in die Verbrennungseinrichtung rasch während der Verzögerung ohne Unterbrechung des darin stattfindenden Verbrennungsvorganges reduziert wird.
59. Einrichtung nach Anspruch 5v, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungsfenster so ausgelegt ist, daß es mit der Ausla3-leitung zusammenwirkt, und eine Öffnungsfläche dazwischen für den Brennstoffdurchfluß in die Auslaßleitung und die Verbrennungseinrichtung definiert wird, die ein vorgewähltes empirisches Beschleunigungsschema sowohl der festgestellten Temperatur als auch des festgestellten Druckes ist, wobei das empirische Beschleunigungsschema so vorgewählt ist, dal3 die Temperatur des Gases, das aus der Verbrennungseinrichtung bei einem im wesentlichen konstanten, vorgewählten Wert während wenigstens eines Teiles der Beschleunigung des Motors austritt, beibehalten wird.
60. Einrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß durch das vorgewählte empirische Beschleunigungsschema ein Strömungsmitteldurchfluß zur Verbrennungseinrichtung als Funktion der Produkt größe des festgestellten Druckes multipliziert mit der festgestellten Temperatur ergibt.
61. Einrichtung nach Anspruch o0, dadurch gekennzeichnet, daß die Betutigungsvorriclatung eine etätigerstange aufweist, die zur Bewegung mit dem Kolben in der Querbohrung festgelegt ist, daß die Betätigerstange eine Nut enthält, und daß ein die Bewegung übertragendes Gelenk an einem Ende mit dem Ventilelement befestigt ist und ein kugelförmig gestaltetes entgegengesetztes Ende besitzt, das in der Nut der Betätigungsstange aufgenommen ist, wobei eine lineare Bewegung der Stange in der Querbohrung eine Drehung des Gelenkes und des Ventilelementes in der axialen Bohrung ergibt.
62. tinrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigerstange mit dem Gehäuse so zusammenwirkt, daß eine zweite Druckkammer festgelegt wird, die so ausgebildet ist, daß Druck in ihr eine Kraft ausübt, die der Kraft entgegenwirkt, welche von der ersterwähnten Druckkammer ausgeübt wird, wobei die zweite Druckkammer auf Umgebungsdruck gehalten wird, so daß das Ventilelement in der axialen Bohrung in bezug auf den Meßdruck in der Verbrennungseinrichtung gedreht wird.
63. Einrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, da3 eine Vorspannvorrichtung eine Kraft auf die Betätigerstange ausübt, die der <raft entgegenwirkt, welche von dem festgestellten Druck in der ersterwühnten Kammer ausgeübt wird.
64. Einrichtung nach Anspruch 6r, dadurch gekennzeichnet, daß das empirische Beschleunigungsschema so vorgewählt ist, daß die Temperatur des Gases, das aus der Verbrennungseinrichtung austritt, bei dem vorgewöhlten Wert im wesentlichen konstant ist, wenn der festgestellte Druck über einem vorgewählten Wert liegt.
65. Einrichtung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß das empirische Beschleunigungsschema so vorgewählt ist, daß die Temperatur des Gases, das aus der Verbrennungseinrichtung austritt, auf Werten gehalten wird, die kleiner sind als der vorgewählte Wert, wenn der festgestellte Druck unter dem vorgewählten Wert dafür liegt.
66. Einrichtung nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßiuftdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung durch einen Rekuperator vorgeheizt ist, der im Pfad des Austrittsgasstromes aus dem Motor angeordnet ist, wobei das empirische Beschleunigungsschema so vorgewählt ist, daß die Temperatur des Abgasdurchflusses aus dem Motor, der in den Rekuperator eintritt, unter einem vorgewählten Wert gehalten ist, der verschieden von dem vorgewählten Wert fUr die Temperatur des aus der Verbrennungseinrichtung austretenden Gases ist.
67. Einrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß das empirische Beschleunigungsschema einen minimalen Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung abgibt, wenn der festgestellte Druck einen vorgewählten minimalen Wert hat, wobei der minimale Brennstoffdurchfluß sich in Abhängigkeit von der festgestellten Temperatur geändert.
68. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit einem Gasgeneratorabschnitt, der eine Speisequelle vorgeheizter, druckaufgeladener Einlaßluft aufnimmt, und der eine Verbrennungseinrichtung besitzt, die einen Brennstoffdurchfluß aufnimmt, mit einem Leistungsturbinenabschnitt, der durch den Áusla3gasfluS aus der Verbrennungseinrichtung angetrieben ist, und mit einem Kekuperator, der als Einlaßgasfluß das Gas, das aus dem Turbinenabschnitt austritt, aufnimmt und die Einlaßluft in den Gasgeneratorabschnitt vorheizt, und mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses in die Verbrennungseinrichtung, gekennzeichnet durch eine- Vorrichtung zum Feststellen der Temperatur der Einlaßluft zur Verbrennungseinrichtung und zum Feststellen des he3druckes, der innerhalb der Verbrennungseinrichtung aufrechterhalten wird, und ein Betriebsventil, das antriebsmäßig mit der Feststellvorrichtung gekoppelt ist, um einen BrennstoffdurchfluS in die Verbrennungseinrichtung während der 5,otorbeschleunigung längs eines vorbestimmten empirischen Schemas als Funktion der festgestellten Temperatur und des festgestellten Steuerdruckes zumeist.
69. Einrichtung nach Anspruch dóg dadurch gekennzeichnet, daß das empirische Schema so vorgewählt ist, daß ein Brennstoffdurchfluß zugemessen wird, um die Temperatur des Einlaßgasdurchflusses in den Rekuperator unter einem vorgewählten maximalen Wert zu halten, wenn der festgestellte Steuerdruck kleiner ist als ein vorgewöhlter erst, wobei der Brennstoffdurchfluß so zugemessen wird, daß die Temperatur des Gasdurchflusses, der aus der Verbrennungseinrichtung austritt, auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird, der größer ist als der maximale Wert der Rekuperator-Einlaßtemperatur, wenn der festgestellte Steuerdruck größer ist als der vorgewählte Wert.
70. Einrichtung nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düsen anordnung am Auslaß der Verbrennungseinrichtung vorgesehen ist, die eine feste Fläche für den Gasdurchflu3 darstellt, welcher die Verbrennungseinrichtung verläßt, wodurch die Verbrennungseinrichtung auf einem Druck gehalten wird, der höher ist als der Umgebungsdruck.
71. Einrichtung nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil eine Auslaßöffnung und ein in verschiedenen richtungen in Abhängigkeit von der festgestellten Temperatur und dem festgestellten Druck bewegliches Element aufweist, und da3 das bewegliche Element eine Beschleunigungsfensteröffnung besitzt, die mit der Auslal30ffnung zum Zumessen des Brennstoffdurchflusses zusammenwirkt.
72. Einrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Urennstof fäurchfludgeschwind igkeit zur Verbrennungseinrichtung durch den vberlappungsbereich der der Beschleunigungsfensteröffnung und der Auslaßöffnung bestimmt ist.
73. Einrichtung nach aspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungsfenster und der damit zusammenwirkende Teil der Auslaßöffnung im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind.
74. Verfahren nach Anspruch 1, zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zu einem rekuperativen Gasturbinenmotor mit freier Turbine mit einer Verbrennungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßluftdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung dadurch vorgeheizt wird, da3 er durch einen Rekuperator in Wärmeaustauschbeziehung zu dem Abgasfluß aus dem Motor vorgeheizt wird, daß der Auslaßdurchfluß aus der Verbrennungseinrichtung begrenzt wird, um den Druck in der Verbrennungseinrichtung Uber Umgebungsdruck zu halten, daß die Temperatur des Einlaßluftdurchflusses zur Verbrennungseinrichtung und der Steuerduck, der in der Verbrennungseirrichtung aufrechterhalten wird, festgestellt werden, und daß der Brennstoffdurchfluß während der Motorbeschleunigung als Funktion der festgestellten Temperatur und des festgestellten Druckes zugemessen wird.
75. Verfahren nach Anspruch 74, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffdurchflu! so zugemessen wird, daß die Rekuperator-EinlaB-temperatur unter einem vorgewöhlten maximalen Wert gehalten wird, wenn der festgestellte Steuerdruck unter einen vorgewählten Pegel gefallen ist, und damit die Temperatur des Ausinßdurchflusses der Verbrennungseinrichtung auf einem konstanten, maximalen Wert gehalten wird, wenn der festgestellte Steuerdrucl über dem vorgewählt Wert liegt.
76. Einrichtung noch Anspruch 2, mit einer Brennstoffsteuereinrichtung fürden Gasturbinenmotor, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Einlaß zur Aufnahme von druckaufgeladenem Brennstoffdurchfluß und einem Auslaß für die Abgabe des Brennstoffdurchflusses zum Motor, eine Vorrichtung, die im Gehäuse eine veränderliche MUndung zum variablen Zumessen des Brennstoffdurchflusses zum Auslauf festlegt, und die ein einstellbares Element zur Veränderung der Größenabmessung der Rundung aufweist, eine Vorrichtung zum fortlaufenden Feststellen eines vorgewöhlten Parameters, des Motorbetriebes und zum AusUben einer ersten Kraft auf das Element in bezug auf den Wert des abgefUhlten Parameters, eine Drosselvorrichtung zum kontinuierlichen Ausüben einer verändert lichen zweiten Kraft auf das Element, die der ersten Kraft entgegenwirkt, und die einen gç ünschten Wert fUr den vorgewählten Parameter anzeigt, eine Vorrichtung zum selektiven AusUben einer dritten, der zweiten Kraft entgegenwirkenden Kraft auf das Element beim Auftreten eines vorgewdhlten Zustandes des Motorbetriebes, und eine Vorrichtung zum selektiven Ausüben einer vierten Kraft auf das Element beim Auftreten eines anderen vorgewählten Zustandes des Motorbetriebes, wobei das Element so betätigbar ist, daß es mechanisch die erste bis vierte Kraft summiert.
77. Einrichtung nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung auf dem Brennstoffdruck stromaufwärts und stromabwärts in bezug auf die Rundung anspricht, um die Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit zur Mündung zu ändern, damit ein konstanter Druckunterschied aufrechterhalten wira.
7. Einrichtung nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Parameter die tiotordrehzahl ist.
79. Einrichtung nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor unabhängig voneinander drehbare Gasgenerator- und Leistungsturbinenabschnitte aufweist, wobei der vorgewählte Parameter die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes ist.
80. Einrichtung nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Feststellen des vorgewählten Parameters einen mechanischen Fliehkraftdrehzahlmesser aufweist, der die erste Kraft mit einer Größe proportional der Drehzahl des Gasgeneratorabschnitts entwickelt.
81. Einrichtung nach Anspruch 80, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung einen von Hand einstellbaren Drosselhebel aufweist, daß eine Kompressionsfeder antriebsmäßig zwischen den Drosselhebel und das einstellbare Element geschaltet ist, um die zweite Kraft auszuüben, daß eine Bewegung des Drosselhebels die Kompression der Feder verändert, um den gewünschten Wert der Gasgeneratordrehzahl auszuwählen, wobei das einstellbare Element in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Kräften die Mündung verändert, um die Drehzahl des Gasgeneratorabschnitts auf dem gewünschten Wert zu halten.
8E. Einrichtung nach Anspruch 81, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuerung ein erstes elektrisches Signal beim Auftreten des einen Zustandes des Motorbetriebes erzeugt, daß die Vorrichtung die dritte Kraft ausübt, die einen ersten elektromechanischen Wandler besitzt, der betätigbar ist, wenn er durch das erste elektrische Signal erregt wird, uni die dritte mechanische Kraft auf das einstellbare Element auszuüben, wobei der Brennstoffdurchfluß so geändert wird, da:3 die Drehzahl des Gasgeneratoreabschnitts auf einen Wert zurückgeführt wird, der kleiner ist als der gewUnschte Wert, der durch die Drosselhebelposition ausgewählt ist.
-3. Einrichtung nach Anspruch EL, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung ei zweites elektrisches Signal beim Auftreten des anderen Zustandes des Motorbetriebes erzeugt, daß die Vorrichtung, die die vierte Kraft ausübt, einen zweiten elektromechanischen Wandler aufweist, der betätigbar ist, wenn er durch das zweite elektrische Signal erregt wird, um die vierte mechanische Kraft auf das einstellbare Element auszuüben, wobei der Brennstoffdurchfluß so geändert wird, daß die Gasgeneratordrehzahl auf einen Wert geändert wird, der größer ist als der gewünschte Wert, der durch die Drosselhebelposition ausgewählt ist.
ö':. Einrichtung nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten elektromechanischen Wandler erste und zweite Solenoide sind, die zugeordnete Kolben aufweisen, welche so verschiebbar sind, daß sie mit dem einstellbaren Element in Eingriff kommen und die dritte und vierte Kraft auf das einstellbare Element ausüben.
85. Einrichtung nach Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Solenoid ein proportional ansprechendes Solenoid ist, wobei die Größe der dritten Kraft sich mit der Höhe des ersten elektrischen Singales mindert.
86. Einrichtung nach Anspruch 8t, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Solenoid einen Vorspannbauteil aufweist, der in Eingriff mit zugeordneten Kolben kommt und dessen Bewegung entgegenwirit, wenn das zweite Solenoid durch das zweite elektrische Signal erregt wird.
87. Einrichtung nach Anspruch dr6, dadurch gekennzeichnt, daß die elektronsche Steuerung ein drittes elektrisches Signal beim Auftreten eines dritten vorgewählten Zustandes des Motorbetriebes erzeugt, um die Größe der vierten Kraft zu erhöhen, damit das Vorspannbauteil des zweiten Solenoids überwunden wird, und ferner den zugeordneten Stößel so bewegt, daß die Gasgeneratordrehzahl auf einen vorgewählten maximalen Wert unabhängig von der Drossel hebelposition geändert wird.
3. Einrichtung noch Anspruch 84, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Element einen Brennstoffhebel besitzt, der schwenkbar mit dem Gehäuse befestigt ist, wobei erste und zweite Arme sich entgegengesetzt zu dem Schwenkpunkt erstrecken, und wobei der erste Arm auf eine Öffnung zu und von ihr weg bewegbar ist, die den Brennstoffdurchfluß führt, um die veränderliche Mündung festzulegen.
;89. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Element einen Brennstoffhebel aufweist, der schwenkbar mit dem Gehäuse befestigt ist, wobei erste und zweite Arme sich entgegengesetzt vom Schwenkpunkt erstrecken, und wobei die ersten Arme auf eine Öffnung zu und von ihr weg beweglich sind, die den Brennstoffdurchfluß aufnehmen, um die verönderliche Mündung festzulegen.
90. Einrichtung nach Anspruch 8o oder cJ9, dodurch'gekennzeicIinet, daß die ersten und zweiten Kräfte entgegengesetzt zueinander auf einen der ersten und zweiten Arme ausgeUbt werden, und daß die dritten und vierten Kräfte entgegengesetzt zueinander auf den anderen der ersten und zweiten Arme ausgeübt werden.
91. Einrichtung nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kräfte auf den zweiten Arm einwirken, und daß die dritten und vierten Kräfte auf den ersten Arm einwirken.
92. Einrichtung nach Anspruch 2, dessen Gasturbinenmotor gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse mit einem Einlaß zur Aufnahme eines druckaufgeladenen Brennstoffdurchflusses und eines Auslasses zum Abgeben von Brennstoffdurchfluß zum Motor, eine Vorrichtung, die eine veränderliche Mündung im Gehäuse festlegt, um den Brennstoffdurchfluß zum Auslaß in varidder Weise zuzumessen, sowie mit einem einstellbaren Element zur Veränderung der Größe der MUndung, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Feststellen eines vorgewählten Parameters des Motorbetribes und zum Ausüben einer ersten Kraft auf das Element in bezug auf den Wert des festgestellten Parameters, eine Drosselvorrichtung zum kontinuierlichen Ausüben einer veränderlichen zweiten Kraft auf das Element, die der ersten Kraft entgegenwirkt, wobei die zweite Kraft einen gewünschten Wert fUr den vorgehalten Parameter anzeigt, eine elektronische Steuerung zur Erzeugung erster und zweiter elektrischer Signale beim Auftreten von ersten und zweiten vorgewählten Bedingungen des Motorbetriebes, und eine Vorrichtung, die auf die ersten und zweiten elektrischen Signale anspricht, um dritte und vierte Kräfte auf das einstellbare Element entgegengesetzt zu den zweiten und ersten Kräften auszuüben.
93. Einrichtung nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Parameter die Motordrehzahl ist.
94. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einer Strömungsmitteldurchflußzumeßeinrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem Einlaß, der druckaufgeladenen Strömungsmitteldurchfluß aufnimmt, einem Auslaß und einer Öffnung, die den Strömungsmitteldurchfluß von dem Einlaß zum Auslaß richtet, ein einstellbares Element, das auf die Öffnung zu und von der Öffnung weg verschiebbar ist, und eine Vorrichtung, die eine in veränderlicher Weise neigbare ebene Fläche auf dem Element besitzt, die mit der Öffnung zusammenwirkt, um eine Mündung mit veränderlicher Fläche und Ringform dazwischen festlegt, um den Strömungsmitteldurchfluß zum Auslaß zuzumessen, wobei die Vorrichtung automatisch durch den Strömungsmitteldurch fluß geneigt wird, um die Oberfläche etwa senkrecht zur Richtung aus der Öffnung austretenden Strömungsmitteldurchflusses zu halten.
95. Einrichtung nach Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Element schwenkbar mit dem Gehäuse befestigt ist, um die Oberfläche im spitzen Winkel zu und von der Öffnung weg zu drehen, wobei die Vorrichtung so betätigbar ist, daß sie die Oberfläche in der senkrechten Position hält, so daß die im spitzen Winkel erfolgende Drehung der Oberfläche kompensiert wird.
96. Einrichtung nah Anspruch 94, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Tellerventil aufweist, das die Oberfläche enthält, daß das Tellerventil lose durch das Element aufgenommen ist, und daß eine Federvorrichtung zwischen dem Tellerventil und dem Element angeordnet ist, die die Oberfläche gegen die Öffnung gedrückt.
97. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Brennstoffregler zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses in einem Gasgeneratorabschnitt eines Gasturbinenmotors mit freier Turbine, und mit einem Leistungsabyabeabschnitt, der unabhängig von einer Antriebswelle des Gasturbinenabsclinittes drehbar ist, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer Einloßöffnung, die an eine Brennstoffquelle angeschlossen ist, einer Auslaßöffnung zur Abgabe des Brennstoffdurchflusses in den Gasgeneratorabschnitt, und einem inneren Kanal, der ethan Durchfluß von druckaufgeladenem Brennstoff aus der Einlaßöffnung aufnimmt und der in einer Öffnung endet, durch die zugemessener Brennstoffdurchfluß an die Auslaßöffnung abgegeben wird, eine Keglerwelle, die im Gehäuse gelagert ist und die von der Welle des Gasgeneratorabschnittes angetrieben wird, einen schwenkbar mit dem Gehäuse befestigten Hebel, der erste und zweite Arme aufweist, die sich entgegengesetzt von dem Schwenkpunkt aus erstrecken, wobei der erste Arm auf die Öffnung zu und von der Öffnung weg bei einer Hebelverschwenkung verschiebbar ist, um in variabler Weise einen Brennstoffdurchfluß in die Auslaßöffnung zuzu messen, einen Drehzahisensor, der antriebsmäßig der Reglerwelle und dem zweiten Arm zugeordnet ist, um eine erste Kraft auf den Hebel in bezug auf die Drehzahl der Gasgeneratorwelle auszuüben, wobei die erste Kraft in einer Richtung wirkt, die den Brennstoffdurchfluß verringert, eine elastisch nachgiebige Vorspannvorrichtung, die eine zweite Kraft auf den zweiten Arm ausgibt und die der ersten Kraft entgegenwirkt, eine elektronische Steuerung, die elektrische Befehlssignale erzeugt, ein erstes Solenoid, das mit dem Gehäuse auf einer Seite des ersten Armes befestigt ist und in Abhöngigkeit von einem ersten Befehlssignal oni aus einer elektr/schen Steuerung erregt wird, wobei das erste Solenoid einen Stößel besitzt, der in Eingriff mit einer Seite des ersten Armes verschiebbar ist, damit eine dritte Kraft auf den Hebel ausgeübt wird, die der zweiten Kraft in Abhüngigkeit von dem ersten Befehlssignal entgegenwirkt, und ein zweites Solenoid, das mit dem Gehäuse auf einer entgegen gesetzten beite des ersten Armes befestigt ist, und in Abhängigkeit von einem zweiten Befehlssignal aus der elektronischen Steuerung erregt wird, wobei das zweite Solenoid einen zugeordneten Stößel besitzt, der in Eingriff mit der entgegengesetzten Seite des ersten Armes verschiebbar ist, um eine vierte Kraft auf den Hebel auszuüben, die der ersten Kraft in Abhäqpgkeit von dem zweiten Befehissignal enbegenwirkt.
9o. Einrichtung nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Solenoid ein Vorspannbauteil besitzt, das mit dem zugeordneten Stößel bei dessen Bewegung in Abhängigkeit von dem zweiten Befehlssignal in Eingriff kommt und einer weiteren Bewegung des Stößels entgegenwirkt.
99. Einrichtung nach Anspruch 98, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung so betätigbar ist, dai3 sie ein drittes Befehlssignal erzeugt, das stürker ist als das zweite Befehlssignal, und das ausreicht, um das Vorspannbauteil zu überwinden, und daß eine weitere Bewegung des zugeordneten Stößels und eine größere vierte Kraft auf den Hebel erzeugt.
100. Einrichtung nach Anspruch 97, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel und eine zwischen Drossel und elastisch nachgiebiger Vorspannvorrichtung angeordnete Nockenvorrichtung vorgesehen sind, wobei die Größe der zweiten Kraft in Abhängigkeit von der Position der Drossel verändert wird.
101. Einrichtung nach Anspruch 2 mit einem Gasturbinenmotor, gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung zum selektiven Aufrechterhalten der Drehzahl des Motors auf einer ersten ausgewöhlten minimalen Leerlaufdrehzahl, und eine zweite Vorrichtung, die selektiv erregbar ist, um die Motordrehzahl auf einer zweiten vorgewählten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die erste Leerlaufdrehzahl.
102. Einrichtung nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ein erstes Signal erzeugt, das eine wesentliche Erhöhung der Abgabeenergie des Motors anfordert, und daß eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signales vor dem ersten Signal vorgesehen ist, wobei die zweite Vorrichtung automatisch in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erregt wird, um die Motordrehzahl normalerweise auf die zweite Leerlaufdrehzahl vor der Erzeugung des ersten Signales einzustellen.
103. Einrichtung nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgeneratorabschnitt und ein Leistungsabgabeabschnitt mit freier Turbine vorgesehen sind, die durch einen Gasdurchfluß aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben sind und unobhöngigp;,, drehbar sind, und daß die erste und die zweite Vorrichtung so betätigbar sind, daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes bei den ersten und zweiten Leerlaufdrehzohlen beibehalten werden.
104. Einrichtung nach Anspruch 103, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Abgabe von Brennstoff an den Gasgeneratorabschnitt vorgesehen ist, und daß die erste und die zweite Vorrichtung so betätigbar sind, daß sie den Brennstoffdurclafluß zum Gasgeneratorabschnitt stw ern, um die Gasgeneratorkel1zahl zu steuern.
105. Einrichtung nach Anspruch 104, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zumeßventil vorgesehen ist, um den Brennstoffdurchfluß in den Gasgeneratorabschnitt einzustellen, und da3 die erste Vorrichtung eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Gasgeneratordrehzahl, eine Vorrichtung, die eine erste Kraft ausübt, um das Zumeßventil in einer Richtung in Abhöngigkeit von der festgestellten Gasgeneratordrehzahl zu bewegen, und eine Vorrichtung, die eine zweite vorgewählte Kraft ausübt, um das Zumeßventil in einer entgegengesetzten Richtung zu bewegen, aufweist.
106. Einrichtung nach Anspruch 105, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Vorrichtung besitzt, die so erregbar ist, daS sie eine dritte vorgewählf Kraft ausübt, die das Zumeßventil in der entgegengesetzten Richtung beaufschlagt.
107. Einrichtung nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß die erregbareVorrichtung ein elektrisch erregbares Solenoid aufweist.
108. Einrichtung nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die die zweite ausgewählteKraft ausübt, eine Feder besitzt, die das Zumeßventil in der entgegengesetzten Richtung beaufschlagt und daß der Motor ferner eine Drossel besitzt, die so betätigbar ist, daß sie die Kompression der Feder bei einer Bewegung der Drossel von der Leerlaufposition weg erhöht.
109. Einrichtung nach Anspruch 103, gekennzeichnet durch eine Arbeitswelle, die von dem freien Turbinenabschnitt ausgeht, und eine Kupplungsvorrichtung, die Eingangs- und Ausgangswellen besitzt, wobei die Eingangswelle von der Arbeitswelle angetrieben wird.
110. Einrichtung nach Anspruch 108 oder 109, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitswelle von dem freien Turbinenabschnitt ausgeht, und dai3 eine Kupplungsvorrichtung Eingabe- und Abgabewellen aufweist, wobei die Eingabewelle von der Arbeitswelle angetrieben wird.
111. Einrichtung nac aspruch 109, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten Signals eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der upplungsabgabewelle und zur Erzeugung des zweiten Signals aufweist, wenn die Drehzahl der i(upplungsabgabewelle kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
112. Einrichtung nach Anspruch 110, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten Signales eine Vorrichtung zum Feststellen der Drosselposition und zur Erzeugung des zweiten Signales aufweist, wenn die Drossel im wesentlichen ihre Leerloufpositlon einnimmt und die xupplungseingangswellendrehzahl keiner ist als der vorbestimmte Wert.
113. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einer Gasturbinenbrennstoffsteuerung, gekennzeichnet durch eine erste Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses, um normalerweise den Motor auf einer ersten, vorbestimmten Leerlaufdrehzahl zu halten, und eine zweite Vorrichtung zum selektiven Steuern des Brennstoffdurchflusses, um den Motor auf einer zweiten, vorgewühlten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die erste Drehzahl.
114. Einrichtung nach Anspruch 113, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten Signales, das eine wesentliche Erhöhung der Augongsenergle des Motors anfordert, und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signales vor dem ersten Signal, die automatisch in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erregt wird, um normalerweise die Motordrehzahl auf die zweite Leerlaufdrehzahl einzustellen, bevor das erste Signal erzeugt wird.
115. Einrichtung nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, daB ein Gasgeneratorabschnitt und ein Leistungsausgangsabschnitt mit freier Turbine vorgesehen ist, der von einem Gosdurchfluß aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben wird und unabhängig davon drehbar ist, wobei die erste und die zweite Vorrichtung so betätigbar sind, da13 sie die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes bei den ersten und zweiten Leerlaufdrehzahlen aufrechterhalten.
116. Einrichtung nach Anspruch 115, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zumeßventil zum Einstellen des Brennstoffdurchflusses in den Gasgeneratorabschnitt vorgesehen ist, daß die erste Vorrichtung eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Gasgeneratordrehzahl besitzt, daß eine Vorrichtung eine erste Kraft ausübt, die das Zumeßventil so beaufschlagt, daß es sich in einer Richtung in Abhängigkeit von der festgestellten Gasgeneratordrehzahl bewegt, und daß eine Vorrichtung eine zweite vorgewählte Kraft ausübt, die das Zumess-Ventil in einer entgegengesetzten Richtung bewegt.
117. Einrichtung nach Anspruch 116, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Vorrichtung aufweist, die so erregbar ist, daß eine dritte vorgewählte Kraft ausgeübt wird, die das Zumeßventil in der entgegengesetzten Richtung verschiebt.
118. Einrichtung nach Anspruch 117, dadurch gekennzeichnet, daß die erregbare Vorrichtung ein elektrisch erregbares Solenoid aufweist.
119. Einrichtung nach Anspruch 117, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die eine zweite vorgewählte Kraft ausübt, eine Feder besitzt, die das Zumeßventil in der entgegengesetzten Richtung verschiebt, wobei der Motor ferner eine Drossel besitzt, die so betätigbar ist, daß sie die Kompression der Feder bei einer Bewegung der Drossel von der Leerlaufposition weg vergrößert.
120. Einrichtung nach Anspruch 114, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitswelle von dem freien Turbinenabschnitt ausgeht, daß eine Kupplungsvorrichtung Eingangs- und Ausgangswellen besitzt, und daß die Eingangswelle von der Arbeitswelle angetrieben ist.
121. Einrichtung nach Anspruch 120, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten Signales eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der Kupplungsausgangswelle und zur Erzeugung des zweiten Signales aufweist, wenn die Drehzahl der Kupplungsausgungswelle kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
122. Einrichtung nach Anspruch 119, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten Signales eine Vorrichtung zum Feststellen der Drosselposition und zur Erzeugung des zweiten Signales aufweist, wenn die Drossel auf ihrer Leerloufposition steht und die Kupplungsausgongswellendrehzahl kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
123. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei das Bodenfahrzeug mit Bodenrädern gekennzeichnet ist durch einen Endantrieb mit einer Übertragung zur Abgabe von Leistung an die Räder, einen Gasturbinenmotor mit einem Gasgeneratorabschnitt und einem Leistungsousgangsabschnitt mit freier Turbine, der durch den Gasfluß aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben und unabhängig davon drehbar ist, eine Arbeitswelle, die von dem freien Turbinenabschnitt ausgeht, eine Kupplungsvorrichtung mit Eingangs- und Ausgangswellen, die antriebsmäßig mit der Arbeitswelle und dem Endantrieb verbunden sind, eine Vorrichtung zur Abgabe des Brennstoffdurchflusses an den Gasgeneratorabschnitt, um darin einen Verbrennungsvorgang aufrechtzuerhalten, eine erste Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses, um die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes auf einer ersten vorbestimmten Leerlaufdrehzahl zu halten, und eine zweite Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses, um die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes auf einer zweiten vorgewählten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die erste Drehzahl.
124. Einrichtung nach Anspruch 123, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Steuerung eines ersten Signales vorgesehen ist, das eine wesentliche Erhöhung der Ausgangsleistung des Rotors anfordert, und daß eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signales vor dem ersten Signal vorgesehen ist, die automatisch in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erregt wird, um normalerweise die Flotordrehzahl auf die zweite Leerlaufdrekzahl vor der Erzeugung des ersten Signales einzustellen.
125. Einrichtung nach Anspruch 124, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zumeßventil zur Einstellung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt vorgesehen ist, daß die erste Vorrichtung eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Gasgeneratordrehzahl aufweistr daß eine Vorrichtung eine erste Kraft ausübt, die das Gumeßventil so verschiebt, daß es sich in einer Richtung in Abhängigkeit von der festgestellten Gasgeneratordrehzahl bewegt, und daß eine Vorrichtung eine zweite vorgewählte Kraft ausübt, die das Zumeßventil in eine entgegengesetzte Richtung verschiebt.
126. Einrichtung nach Anspruch 125, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Vorrichtung aufweist, die so erregbar ist, daß sie eine dritte vorgewählte Kraft ausübt, die das Zumeßventil in die entgegengesetzte Richtung verschiebt.
127. Einrichtung nach Anspruch 126, dadurch gekennzeichnet, daß die erngebare Vorrichtung ein elektrisch-erregbares Solenoid aufweist.
128. Einrichtung nach Anspruch 126, dadurch gekennzeichnet, daS die Die zweite vorgewählte Kraft ausüben Vorrichtung eine Feder aufweist, die das Zumeßventil in die entgegengesetzte Richtung verschiebt, und da? der totor eine Drossel besitzt, die so betätigbar ist, daß die Kompression der Feder bei einer Bewegung der Drossel von der Leerlaufposition weg erhöht wird.
12-9. Einrichtung nach Anspruch 124, dacurch gekennzeichnet, da?> die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten Signals eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der Kupplungsausgangswelle zur Erzeugung des zweiten Signales aufweist, wenn die Drehzahl der supplungsabgabewelle kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
130. Einrichtung nach Anspruch 128, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des zweiten kanals eine Vorrichtung zum Feststellen der Drosselposition und zur Erzeugung des zweiten Signales aufweist, wenn die Drossel ihre Leerlaufposition einnimmt, und die xupplungsausgangswellendrehzahl kleiner als der vorbestimmte Wert is-t.
131. Verfahren nach Anspruch 1, zur Erzielung einer Ansprechbeschleunigung für ein Bodenfahrzeug, das von einem Gasturbinenmotor mit freier Turbine angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Motors selektiv auf einer ersten vorbestimmten minimalen Leerlaufdrehzahl gehalten wird, und daß die Motordrehzahl automatisch auf eine zweite vorbestimmte Leerlaufdrehzahl eingestellt wird, die wesentlich größer ist als die erste Leerlaufdrehzahl.
13-. Verfahren nach Anspruch 131, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal erzeugt wird, das eine wesentliche Erhöhung der Abgabeleistung des rotors anfordert, und daß vor der Erzeugung des ersten Signales ein zweites Signal erzeugt wird, wobei der automatische Einstellschritt auf die Erzeugung dieses zweiten Signales anspricht.
133. Verfahren nach Anspruch 132, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung zwischen Motor und Endantriebsubertragung des Fahrzeuges eingeschaltet wird, wobei die Eingabe- und Abgabewellen mit dem Motor und der Endantriebsübertragung verbindbar sind, und da. aas zweite Signal erzeugt wird, wenn die Drehzahl der Kupplungsabgabewelle kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
134. Verfahren nach Anspruch 133, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel einstellbar so positioniert wird, daß die Leistungsabgabe, die von dem Motor angefordert wird, geändert wird, und daß das zweite Signal erzeugt wird, wenn die Drossel im wesentlichen auf ihrer Leerlaufposition steht und die Drehzahl der Kupplungsabgabewelle kleiner ist als der vabestimmte Wert.
135. Verfahren nach Anspruch 1, zum Steuern des Brennstoffdurchflusses an einen Gasturbinenmotor mit freier Turbine während seines Leerlaufs, und zum Anrieb eines Bodenfahrzeuges mit einem Endantrieb zur Abgabe der Leistung an die mit dem Boden in Kontakt stehenden köder, wobei eine Kupplung mit Eingangs- und Ausgangswelle mit dem Motor und dem Endantrieb in Verbindung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die btotordrehzahl und die Kupplungsabgabewellendrehzahl festgestellt werden, und daß der Brennstoffdurchfluß so eingestellt wird, da3 die Motordrehzahl auf einem ersten Leerlaufpegel und einem zweiten höheren Leerlaufpegel aufrechterhalten wird, wenn die Kupplungsabgabewellendrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet und unterschreitet.
136. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit Freistrahlturbine, gekennzeichnet durch einen Gasgeneratorabschnitt mit einem Lufteinlaß und einer Antriebswelle, eine Vorrichtung zum Abgeben von Brennstoff an den Gasgeneratorabschnitt, um einen Verbrennungsvorgang darin aufrechtzuerhalten, und einen antreibenden Gasausgangsstrom- daraus zu erzeugen, einenLeistungsturbinenabschnitt, der von dem Ausgangsgasstrom angetrieben wird und eine Leistungsabgabewelle besitzt, eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der Antriebswelle des Gasgeneratorabschnittes und der Temperatur des antreibenden Gasstromes, der aus dem Leistungsturbinenabschnitt abgegeben wird, eine Vorrichtung zum Einstellen des Auftreffens des antreibenden Gasstromes auf d en den Leistungsturbinenabschnitt, um die Leistung zu ändern, die zum Antrieb der Antriebswelle des Leistungsturbinenabschnittes Ubertragen wird, eine Steuervorrichtung zum Steuern des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt, die so betätigbar ist, daß sie die Drehzahl des Gasgenerators auf einer ersten, vorgewöhlten minimalen Leerlaufdrehzahl während des Leerlaufbetriebes hält, wobei die Steuervorrichtung eine Vorrichtung zum selektiven Erregen aufweist, um die Gasgeneratordrehzahl auf einer zweiten, vorgewählten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die kette Leerlaufdrehzahl, und wobei die Steuervorrichtung so betätigbar ist, daß sie den Brennstaffdurchfluß in bezug auf die festgestellte Drehzahl der Antriebswelle des Gasgeneratorabschnittes steuert, und dne Vorrichtung zum Feststellen der Temperatur des antreibenden Gasstromes, der aus dem Leistungsturbinenabschnitt abgegeben wird, welcher antriebsmaßig mit der Einstellvorrichtung gekoppelt ist, wobei das Auftreffen des antreibenden Gas stromes auf den Leistungsturbinenabschnitt in bezug auf die festgestellte Abgastemperatur eingestellt wird, um zu verhindern, dbß die Abgastemperatur einen wrbestimmten maximalen Wert Ubersteigt, während die Steuervarrichtung den Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt steuert, um die Drehzahl des letzteren auf der ersten oder der zweiten vorgehalten Leerlaufdrehzahl zu halten.
137. Einrichtung nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, das ein Lnanrieb vorgesehen ist, der ein Vechselgetriebe aufweist, das Leistung an die mit dem Boden in Eingriff stehenden iLiC er abgibt, daß eine Kupplung Lingangs- und Ausgangswellen besitzt, cie mit der Antriebswelle des Leistungsturbinenabschnittes und dem Endantrieb verbindbar sind, daß eine Vorrichtung die Drehzahl der Kupplungsausgangswelle abfühlt, und daß eine Vorrichtung die erregbare Vorrichtung erregt und entregt, wenn die Drehzahl der Kupplungsausgangswelle entsprechend unter un unter einem vorbestimmten ert liegt.
13v. Linrichtung nach Anspruch 137, durch gekennzeichnet, daß die zteuervorrichtung einen Brennstoffhebel für das Zumessen des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt aufweist.
139. Einrichtung nach Anspruch 136, dadurch gekennzeichnet, dc3 c):ie selektiv erregbare Vorichtung Ein-Richtungs-Solenoid mit einem Stößel aufweist, der mit dem Brennstoffhebel bei Erregung des Solenoids in Eingriff kommt.
140. Einrichtung nach Anspruch 139, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erregen des Solenoids eine elektrische Steuerung zur Erzeugung elektrischer Befehissignale an das Solenoid in bezug auf die Drehzahl der Kupplungsausgangswelle aufweist.
141. Einrichtung nach Anspruch 140, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen Satz von Leitschaufeln mit veränderlichen Auftreffwinkel aufweist, die im Weg des antreibenden Gasflusses angeordnet sind.
14:. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem Gas-turt)inenmotor mit Freistrahlturbine, gekennzeichnet durch einen Gasgeneratorabschnitt mit einem Lufteinlaß und einer s.ntri.ebswelle, eine Vorrichtung zum Abgeben von Brennstoff an aen Gasgeneratorabschnitt, um einen Verbrennungsvorgang darin aufrechtzuerhalten und einen antreibenden Gasausgongsstrom araus zu erzeugen, einen Leistungsturbinenabschnitt, der von dem Ausgangsstrom angetrieben wird und eine Leistungsabgabewelle besitzt, eine Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der Antriebswelle des Gasgeneratorabschnittes um: der Temperatur des antreibenden Gasstromes, der aus dem Leistungsturbinenabschnitt abgegeben wird, eine Vorrichtung zum Einstellen des Auftreffens des antreibenden Gasstromes auf den Leistungsturbinenabschnitt, um die Leistung zu ändern, die zum antrieb der Antriebswelle des Leistungsturbinenabschnittes übertragen wird, eine wteuervorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt in bezug auf die festgestellte rehzahl des Gasgeneratorabschnittes und zur Steuerung der Einstelivorrichtuny in bezug auf die festgestellte Temperatur des antreibenden Gasausgangsflusses, und eine Vorrichtung zum Feststellen der Temperatur des antEibenden Gasflusses, der aus em Leistungsturbinenabschnitt entnommen wird, wobei die Steuervorrichtung so betätigbar ist, daß sie die Einstelivorrichtung in Abhängigkeit von der festgestellten Temperatur des antreibenden Gasflußeinlasses in den Leistungsturbinenabschnitt und die Temperatur des antreibenden Gasflusses, der von dem Leistungsturbinenabschnitt entnommen wird, einstellt.
143. Einrichtung nach Anspruch 142, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung so betätigbar ist, daß sie die Einstellvorrichtung in der Weise einstellt, daß die festgestellte Temperatur des antreibenden Gasflußeinlasses in den Leistungsturbinenabschnitt auf ein m im wesentlichen konstanten, vorgewühlten ert hält.
144. Einrichtung nach Anspruch 14n, dadurch gekennzeichnet, da3 die Steuervorrichtung so betätigbar ist, daß sie die Einstellvorrichtung in der Weise steuert, daß jede der festgestellten beiden Temperaturen daran gehindert ist, vorbestimmte, unterschiedliche maximale inerte zu übersteigen.
145. Verfahren nach nspruch 1, zum Betreiben eines Gasturbinenmotors mit Freistrahlturbine, mit einem Gasgenerutorabschnitt und einem Leistungsturbinenabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daiJ der Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt in der Weise abgegeben wird, daß ein Verbrennungsvorgang darin aufrechterhalten wird, und daß ein antreibender Gasausgangsfluß daraus erzeugt wird, um den Leistungstirbinenabschnitt anzutmiben, daß das t;uFtreffen des antreibenden Gasausla3flusses auf den Leistungsturbinenabschnitt selektiv eingestellt wird, um die Leistung zu ändern, die auf den Leistungsturbinenabschnitt übertragen wird, daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes, die Temperatur des antreibenden Eingangsgasflusses, der in den Leistungsturbinenabschnitt abgegeben wird, und die Temperatur des antreibenden Gasflusses, der aus em Leistungsturbinenabschnitt entnommen wird, festgestellt wird, da der Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt in bezug auf die festgestellte Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes gesteuert wird, und daß das Auftreffen des antreibenden Ausgangs flusses auf den Leistungsturbinenabschnitt in bezug auf die festgestellten Einlaß- und Auslaßtemperaturen des antreibenden Gasflusses eingestellt werden, um beide festgestellten Temperaturen unterhalb vorgewählter, unterschiedlicher maximaler Werte zu halten.
146. Verfahren nach Anspruch 1, zur Änderung des Auftreffens eines beweglichen Gasdurchflusses auf einen Leistungsturbinenabschnitt eines Gasturbinenmotors mit freier Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des LeistungsturbinenobschnittesWechanisch festgestellt wird, daß das Auftreffen des Gasdurchflusses auf den Leistungsturbinen abschnitt mechanisch festgestellt wird, daß ein mechanisches Eingangssignal erzeugt wird, das eine gewünschte Drehzahl des Leistungsturbinenabschnittes anzeigt, daß die festgestellte Drehzahl mit dem gewünschten Drehzahleingungssignal verglichen und ein mechanisches Drehzahlfehlersignal erzeugt wird, das die Differenz zwischen der festgestellten und der gewünschten Drehzahl angibt, da3 das festgestellte Auftreffen des Gasdurchlusses mit dem Drehzahlfehlersignal verglichen wird und ein mechanisches Ausgangssslgnal erzeugt wird, das die Differenzen zwischen dem feststellten Auftreffen und dem Drehzahlfehlersignal anzeigt; und daß das Auftreffen des Gasdurchflusses auf dz Leistungsturbinenabschnitt in bezug auf das mechanische Ausgangssignal so eingestellt wird, daß das Drehzahlfehlersignal auf ein Minimum gebracht wird.
147. Verfahren nach Anspruch 146, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Signal in bezug auf einen Parameter des Motorbetriebes, der verschieden von der Drehzahl des Leistungsturbinenabschnit tes ist, erzeugt wird, und daß das elektrische Signal in ein entsprechendes mechanisches Ubersteuerungssignal umgewandelt wird, das das Ausgangssignal übersteuern kann, um das Auftreffen des Gasflusses in bezug auf den Parameter unabhängig von dem Drehzahlfehlersignal einzustellen.
148. Verfahren nach Anspruch 147, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandlungsschritt so durchgeführt wird, daß bei Verlust an elektrischer Energie das Auftreffen des Gasstromes in bezug auf das mechanische Ausgangssignal eingestellt wird.
142. Einrichtung nach Anspruch , mit einer Steuerung zur instellung c;er Position der Leitschaufeln, um das Auftreffen des antreibenden Gasstromes auf einen Rotor eines Gasturbinenmotors geändert wird, gekennzeichnet durch ein Abgabebauteil, das antriebsmäßig mit den Leitschaufeln in Eingriff kommt und so verschiebbcr ist, daß die Position der Leitschaufeln eingestellt wird ein cingabobauteil, das so beweglich ist, daß eine Verschiebung des Abgabebauteils erzielt wird, eine Vorrichtung zum Feststollen der Brehzahl des motors, eine Qrossclvorrichtung zur Erzeugung eines mechanischen Signales, das eine gewünschte iirehzaiil für den Motor anzeigt, eine mechanische Vergleichsvorrichtung, die auf die Drehzchlfeststellvorrichtung und das mechanische Signal der Drosselvorrichtung anspricht, und die antriebsmäßig mit dem Eingabebauteil verbunden ist, um eine mechanische Eingangskraft darauf auszuüben, die die Differenz zwischen der gewünschten Drehzahl und der festgestellten Drehzahl anzeigt, und eine mechanische kückkopplungsvorrichtung, die antriebsmäßig die Eingabe- um Abgabebauteile zur ausübung einer mechanischen Rüch kopplungskraft auf das Eingabebauteil entgegengesetzt zu der mechenischen Eingabekraft in bezug auf die Position des Bauteiles ausübt, wobei die kückkopplungds- und Eingabekrükräfte das Bauteil so bewegen, dai3 eine entsprechende Verschiebung des Abgabebauteiles- und der Leitschaufeln erzielt wird, um die ifferenz zwischen den gewünschten festgestellten Rotordrehzahlen so gering wie möglich zu halten.
150. Einrichtung nach Anspruch 149, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Motor mit freier Turbine ist, der einen Gasgeneratorabschnitt und einen unabhängig von dem Gasgeneratorabschnitt drehbaren Leistungsturbinenabschnitt besitzt, wobei der Rotor eine Turbinen im Leistungsturbinenabschnitt ist.
151. Einrichtung nach Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Steuerung zum Feststellen eines von der }otordrehzahl verschiedenen Parameters des Mat orbetriebes und zur Erzeugung eines den Parameter anzeigenden elektrischen Signales vorgesehen ist, und daß ein Wandler auf das elektrische Signal anspricht und antriebsmäßig dem Eingabebauteil zugeordnet ist, um eine mechanische öbersteuerungskraft auf das Eingabebauteil in bezug auf das elektrische Signal auszuüben, wobei die wbersteuerungskraft in der Lage ist, Eingaoekraft zu übersteuern, um das Eingabebauteil in bezug auf den Parameter unabhangig von der Differenz zwischen der gewünschten und der festgestellten Drehzahl zu bewegen.
152. Einrichtung nach Anspruch 151, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler so ausgelegt ist, daß bei Verlust an elektrischer energie für die elektronische Steuerung das Eingabebauteil durch die Rücickopplungs- und Eingabekräfte bewegt wird.
153. Einrichtung nach Anspruch 152, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter die Temperatur des Gad urchflusses ist, der aus dem Leistungsturbinenabschnitt austritt.
154. Einrichtung nach Anspruch 152', dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter ein vorgewählter Zustand des Motorbetriebes ist.
155. Einrichtung nach Anspruch 152, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgeneratorabschnitt eine Verbrennungseinrichtung zur Erzeugung des antreibenden Gasstromes ist, und da3 der Parameter die Temperatur des antreibenden Gasstromes ist, der aus der Verbrennungseinrichtung austritt.
156. Einrichtung nach Anspruch 155, dadurch gekennzeichnet, da3 der Wandler so betätigbar ist, daß er eine Ubersteuerungskraft abnehmender Größe bei zunehmender Temperatur des Abgasstromes aus der Verbrenuungseinrichtung erzeugt, und daß die Übersteuerungskraft so betätigbar ist, uaAJ sie die Position der Leitschaufeln zur Begrenzung der Abgastemperatur der Verbrennungseinrichtung steuert.
157. Einrichtung nach Anspruch 156, dadurch gekennzeichnet daß der Wandler so ausgelegt ist, dafl der maximale Wert der Übersteuerungskraft auftritt, wenn das elektrische Signal einen minimalen inert hat.
15J. Einrichtung nach Anspruch 157, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Anschlag vorgesehen ist, da-3 eine kompressible Vorspannvorrichtung zwischen diesem Anschlag und dem Eingabebauteil angeordne-t ist und die Übersteuerungskraft auf das Lingabebauteil ausübt, daß der Wandler so betätigbar ist, daß er den Anschlag in einer richtung und verschiebt, in der die Kompression der Vorspannvorrichtung/die Größe der Übersteuerungskraft verringert wird, wenn die Höhe des elektrischen Signals zunimmt, und daß ein Vorspannelement eine Vorspannkraft auf den Anschlag ausübt, die letzteren in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, wodurch die Kompression der Vorspannvorrichtung und aie Größe der Übersteuerungskraft erhöht wird.
159. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmittelquelle vorgesehen ist, daß der einstellbare Anschlageeinen Oberflüchenbereich besitzt, der einer Strömungsmittelkammer ausgesetzt ist, und daß der Wandler ein Solenoid mit einem Ventilbauteil aufweist, das in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal positioniert ist, um die Strömungsmittelverbindung der Quelle zu der Kammer zu steuern und damit den Strömungsmitteldruck in der Kammer als Funktion des elektrischen Signales zu ändern.
160. Einrichtung nai Anspruch 159, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler eine Feder aufweist, die das Ventilbauteil entgegengesetzt dem elektrischen Signal und gegen eine Position beaufschlagt, in der ein maximaler Strömungsmitteldruck in der Kammer erzeugt wird.
161. Einrichtung nach Anspruch 160, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilbauteil so betätigbar ist, daß der strömungsmitteldruck in der Kammer reduziert wird, wenn die Temperatur der Abgase der Verbrennungseinrichtung zunimmt.
162. Einrichtung nach Anspruch 149, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle druckaufgeladenen Strömungsmittels vorgesehen ist, daß ein Gehäuse Einlaß- und Ausla30ffnungen sowie einen Innenzylinder besitzt, daß das Abgabebauteil einen doppelt wirkenden Kolben aufweist, der sich in dem Zylinder bewegt und letzteren in Kammern mit entgegengesetztem veränderlichen Volumen unterteilt, und daß eine Gelenkverbindung vorgesehen ist, die antriebsmößig den Kolben und die Leitschaufeln miteinunder verbindet.
163. Einrichtung nach Anspruch 162, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabebauteil ein Vierwegventil aufweist, das in einer Bohrung im Gehäuse verschiebbar ist, um eine Strömungsmittelverbindung der Einlaß- und Auslaböffnungen mit den entgegengesetzten Kammern veräncerlichen Volumens zu steuern.
164. Einrichtung nach Anspruch 163, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsvorrichtung eine zusammendrückbare Vorspannfeder aufweist, die sich zwischen dem Kolben und dem Vierwegventil erstreckt, das die Rüclckopplungskraft ausübt, um das Ventil in einer ersten wichtung zu beaufschlagen.
165 Einrichtung nach Anspruch 164, dadurch gekennzeichnet, da Vergleichsvorrichtung eine zweite Feder aufweist, die die Eingangskraft aufbringt, um das Vierwegventil in einer zweiten, entgegen gesamten Richtung zu bewegen.
166. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit Freistrohlturbinen, mit einem LeistungsturbinFnabschnittt der von einem antreibenden Gasdurchfluß angetrieben wird, welcher durch einen Gasgeneratorabschnitt des Motors erzeugt wird, gc!-ennzeichnet aurch veröndlicher einstellbare Leitschaufeln, die in dem Gasdurchfluß angeordnet sind, um das Auftreffen auf den Leistungsturbinenubscr'inib zu ändern, eine quelle druckaufgelodenen gtrömungsmittels., ein Gehäuse mit einer Strömungsmittelauslaßöffnung, einer Einlaßöffnung, die mit der quelle in Verbindung steht, einem Innenzylinder und einer Innenbohrung, die mit den Einlaß unc Auslaßöffnungen verbunden ist, einen Kolben, der im Zylinder beweglich angeordnet ist und den Zylinder in entgegengesetzte Strömungsmittelkammern unterteilt, die mit der bohrung an im Abstand voneinander versetzten Stellen verbunden sind, eine Gelenkverbindung, die antriebsmäßig den Kolben und die Leitschaufeln miteinander verbindet, wobei die Leitschaufeln in bezug auf die Position des Kolbens angeordnet sind, ein Vierwegventil, das innerhalb der Bohrung beweglich angeordnet ist, um die Verbindung der entgegengesetzten Kammern mit den Einlaß-und Auslaßöffnungen zu steuern, eine erste Rückkopplungsfedervorrichtung, die sich zwischen dem Kolben und dem Vierwegventil erstreckt, um letzteres in deiner ersten Richtung in bezug auf die Position des Kolbens zu beaufschlagen, einen ersten Anschlag, der beweglich in dem Gehäuse befestigt ist, eine zweite Eingabefedervorrichtung, die sich zwischen dem ersten Anschlag und dem Vierwegventil erstreckt, um letzteres in einer zweiten entgegengesetzten Richtung in bezug auf die Position des ersten Anschlags zu beaufschlagen, unci eine Eingabevorrichtung zum Einstellen der Position des ersten Anschlags.
167. Einrichtung nach Anspruch 166, dadurch gekennzeichnet, aai3 die Eingabevorrichtung einen zweiten, Strömungsmittel betätigten tolben aufweist, der in einer zweiten Bohrung im Gehäuse angeordnet ist und antriebsmäßig in eingriff mit dem ersten anschlag steht, und eine manuelle Signalvorrichtung zum ausüben einer ersten Strömungsmittelkraft auf den zweiten oben, wobei letzterer in einer Richtung bewegbar ist, in der die Beaufschlagungen der Eingabefedervorrichtung auf das Vierwegventil reduziert werden.
16. Linrichtung nach Anspruch 167, dadurch gekennzeichnet, daß jie manuelle Signalvorrichtung eine manuell einstellbare Drossel und ein zweites Ventil zum Zumessen des Strömungsmitteldurchflusses auf eine Seite des zweiten Kolbens aufweist, um den Strömungsmitteldruck zu variieren, der auf diese eine Seite in bezug auf die Drossel position ausgeübt wird.
169. Einrichtung nach Anspruch 160, dadurch gekennzeichnet, da die Eingabevorrichtung ferner eine Drehzahlfeststellevorrichtung aufweist, die dem Leistungsturbinenabschnitt zugeordnet ist, um eine zweite Strömungsmittelkraft auf eine entgegengesetzte Seite des zweiten Kolbens entgegengesetzt zu der ers-ten Strömungsmittelkraft auszuüben, wobei die Größe der zweiten Strömungsmittelkraft die Drehzahl des Leistungsturbinenabschnittes anzeigt.
170. Einrichtung nach Anspruch 169, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfeststellvorrichtung so betätigbar ist, daß sie den otrömungsmitteldruck verändert, der aufdie entgegengesetzte Seite des Kolbens in bezug auf die Drehzahl des Leistungsturbinenabschnittes ausgeübt wird.
171. Einrichtung nach Anspruch 17û, dadurch gekennzeichnet, da @ eine elektronische Steuerung zum Feststellen eines Parameters des totorbetriebes, der von der Leistungsturbinendrehzahl verschieden ist, und zum Erzeugen eines elektrischen Sigl ales, das den Parameter anzeigt, sowie eine Wandlervorrichtung, die auf das elektrische Signal anspricht und dem Vierwegventil zum Ausüben einer mechanischen | bersteuerungskraft auf das Vierweyventil in bezug auf das elek trische Signal zugeordnet ist, aufweist, wobei die Übersteuerungskraft in der Lage ist, die Eingabefedervorrichtung zu übersteuern, um das Vierwegventil in bezug auf den Parameter zu verschieben.
17. Einrichtung nach Anspruch 171, dadurch/gekennzeichnet, daß die Wandlervorrichtung so ausgelegt ist, daß bei Verlust von elektrischer Energie an die elektronische Steuerung das Vierwegventil durch die Rückkopplungsfeder und die Eingabefeder bewegt wird.
173. Einrichtung nach Anspruch 172, dadurch gekennzeichnet, daß die ancilervorrichtung so ausgelegt ist, daß der maximale Wert der ibersteuerungskraft auftritt, wenn das elektrische Signal ein minimum ist.
174. Einrichtung nach Anspruch 173, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter einstellbarer Anschlag vorhanden ist, daß eine dritte Feder sich zwischen dem zweiten Anschlag und dem Vierwegventil erstreckt, um die Übersteuerungskraft auf das Vierwegventil auszuüben, daß der Wandler so betätigbar ist, daß er den zweiten Anschlag in einer Richtung bewegt, die die Kompression der dritten Feder und die Größe der Übersteuerungskraft reduziert, wenn die Höhe des elektrischen ignales zunimmt, und da?> eine vierte Feder eine Vorspannkraft auf den zweiten Anschlag ausübt, wobei er zweite Anschlag in einer entgegengesetzten Richtung beaufscbiagt win und die Kompression der dritten Feder und die Größe der Übersteuerungskraft erhöht wird.
175. Einrichtung nach Anspruch 174, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite einstellbare Anschlag einen abgestuften kolben in der ersten Bohrung mit einer Fläche, die einer anderen Strömungsmittelkammer ausgesetzt ist, aufweist, und daß der Wandler ein solenoid besitzt, das ein drittes Ventilbauteil aufweist, das in @bhängigkeit von dem elektrischen Signal positioniert wird, um die Strömungsmittelverbindung der quelle mit zur anderen | Kammer zu steuern und d£n ruc des Strömungsmittels in der anderen Rammer als Funktion des elektrischen Signales zu ändern.
176. Einrichtung nach Anspruch 175, dadurch gekennzeichnet, daß der Wanddie ler eine fünfte Feder aufweist, /das dritte Ventilbauteil entgegengesetzt zu dem elektrischen Signal und in eine Position beaufschlagt, bei der der maximale Strömungsmitteldruck in der anderen Kammer erzeugt wird.
177. Einrichtung nach Anspruch 176, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ventilbauteil so betötigbar ist, daß es den Strömungsmitteldruck in der anderen Kammer betätigt, wenn das elektrische Signal zunimmt.
178. Einrichtung nach Anspruch 175, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag einen Stöße besitzt, der antriebsmäßig mit dem zweiten Kolben in Eingriff kommt, daß der Stößel sich durch eine Bohrung im zweiten Anschlag erstreckt und unabhängig davon beweglich ist, und daß zweite und dritte Federn konzentrisch angeordnet sind und in Kontakt mit dem gleichen Ende des Vierwegventils kommen.
179. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit einem Leistungsturbinenabschnitt, der von einem von dem Motor erzeugten Gasfluß drehbar angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vorrichtung die Drehzahl des Motors selektiv auf einer ersten vorgewählten minimalen Leerlaufdrehzahl hält, daß eine zweite Vorrichtung selektiv erregbar ist, um die Motordrehzahl auf einer zweiten vorgewählten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die erste Leerlaufdrehzahl, daß eine Vorrichtung ein erstes Siqnal erzeugt, das eine wesentliche Erhöhung der Ausgangsleistung des Motors anfordert, daß eine Vorrichtung ein zweites Signal vor dem ersten Signal erzeugt, wobei die zweite Vorrichtung automatisch durch das zweite Signal erregt wird, und daß eine Vorrichtung das Auftreffen des Gasflusses auf den Leistungsturbinenabschnitt zwischen der ersten und der zweiten Anordnung, die minimale und maximale Druckverhältnisse an dem Leistungsturbinenabschnitt erzeugen, einstellt, wobei die Einstellvorrichtung auf das erste Signal zur Einstellung des Auftreffens des Gasflusses auf die zweite Anordnung anspricht.
180, Einrichtung nach Anspruch 179, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgeneratorabschnitt zur Erzeugung des Gasflusses vorgesehen ist, der den Leistungsturbinenabschnitt antreibt, daß der Gasgeneratorabschnitt eine erste Turbinenstufe aufweist, die stromaufwärts in bezug auf den Leistungsturbinenabschnitt angeordnet ist und von dem Gasfluß angetrieben wird, und daß die Einstellvorrichtung in der Weise betätigbar ist, daß die erste Anordnung ein vorgewähltes maximales Druckverhältnis an der ersten Turbinenstufe erzeugt.
181. Einrichtung nach Anspruch 180, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung eine Brennstoffregelsteuerung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt aufweist.
182. Einrichtung nach Anspruch 181, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signalvorrichtung eine Drossel zur Auswahl einer gewünschten Gasgeneratordrehzahl aufweist, daß der Brennstoffregler ein Brennstoffzumeßelement besitzt und daß eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Gasgeneratordrehzahl und zur Einstellung des Brennstoffzumeßelementes vorgesehen ist, um die Differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Drehzahl auf einem Minimum zu halten.
183. Einrichtung nach Anspruch 182, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung ein Solenoid besitzt, das einen Stößel aufweist, der mit dem-Brennstoffzumeßelement bei Erregung des Solenoids in Eingriff korr,mt.
184. Einrichtung nach Anspruch 183, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung Leitschaufeln mit veränderlichen Auftreffwinkeln aufweist, die im Weg des Gasdurchflusses angeordnet sind.
185. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit freier Turbine zum Antrieb eines Bodenfahrzeuges mit einem Endantrieb, mit einem Wechselgetriebe zur Abgabe von Energie an die mit dem Boden in Eingriff kommenden Räder, und mit einer Kupplung, die Eingangs- und Ausgangswellen aufweist, wobei die Ausgangswelle Energie an den Endantrieb abgibt, gekennzeichnet durch einen Gasgeneratorabschnitt mit einem Lufteinlaß, einem Kompressor zum Komprimieren von Luft aus dem Einlaß, und einer Turbine zum Antreiben des Kompressors über eine Antriebswelle, eine Vorrichtung zur Abgabe des Brennstoffes an den Gasgeneratorabschnitt, um einen Verbrennungsvorgang aufrechtzuerhalten und einen antreibenden Gas fluß daraus zu erzeugen, einen Leistungsturbinenabschnitt mit einer Leistungsabgabewelle, die frei von der Gasgeneratorwelle drehbar ist und die antriebsmäßig mit der Kupplunyseingangswelle verbunden ist, wobei die Gasgeneratorturbine und der Leistungsturbinenabschnitt von dem antreibenden Gasfluß angetrieben und relativ zu diesem Gas fluß in Reihe angeordnet sind, eine Drossel, die von einer Leerlaufposition aus in eine maximale Leistungsposition verschiebbar ist, eine Brennstoffsteuervorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses an den Gasgeneratorabschnitt, der auf den Drehzahlregler der Gasgeneratorwelle und die Drossel anspricht, wobei die Brennstoffsteuerung ferner eine erste Vorrichtung aufweist, die die Drehzahl der Gasgeneratorwelle auf einer ersten, vorgewählten minimalen Leerlaufdrehzahl hält, wen die Drossel die Leerlaufposition einnimmt, einen Drehzahlmesser für die Kupplungsabgabewelle, eine selektiv erregbare Vorrichtung, die bei Erregung zur Einstellung des Brennstoffdurchflusses betätigbar ist, um die Drehzahl der Gasgeneratorwelle auf einer zweiten, vorgewählten Leerlaufdrehzahl zu halten, die wesentlich höher ist als die erste Leerlaufdrehzahl, wenn die Drossel diese Leerlaufposition einnimmt, wobei die Erregervorrichtung antriebsmäßig mit dem Drehzahlmesser der Kupplungsausgangswelle gekoppelt ist, und erregt und entregt wird, wenn die Drehzahl der Kupplungsausgangswelle unter bzw. über einen vorbestimmten Wert liegt, und eine Vorrichtung zur Einstellung des Auftreffens des antreibenden Gasflusses auf den Leistungsturbinenabschnitt, um den Teil der Leistung zu ändern, der von dem Gasdurchfluß zur Gasgeneratorturbine und zum Leistungsturbinenabschnitt übertragen wird, wobei die Einstellvorrichtung auf die Bewegung der Drossel in die maximale Leistungsposition anspricht, um das Auftreffen des Gasdurchflusses einzustellen und einen vorgewählten maximalen Teil der Leistung an die Gasgeneratorturbine während der Motorbeschleunigung zu übertragen.
186. Einrichtung nach Anspruch 185, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgeneratorabschnitt einen Brenner aufweist, der einen Brennstoffdurchfluß aufnimmt, daß eine Vorrichtung zum Feststellen der Temperatur des Einlaßluftstromes in den Gasgenerator und zum Feststellen des Druckes im Brenner vorgesehen ist, und daß die Brenn-5 Loffsteucrvorrichtung ein Programmierventil aufweist, das antriebsmäßig der Temperatur- und Druckfeststellvorrichtung zugeordnet ist, um den Brennstoffdurchfluß zum Brenner als eine vorgewählte empirische Funktion des fstgestellten Druckes und der festgestellten Temperatur währand der M>torbeschleunigung zuzumessen.
187. Einrichtung nach Anspruch 2, mit einem Gasturbinenmotor mit freier Turbine, gekennzeichnet durch einen Gasgeneratorabschnitt mit einer Antriebswelle und einem Lufteinlaß, eine Vorrichtung zur Abgabe eines Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt, um einen Verbrennungsvorgang darin aufrechtzuerhalten und einen antreibenden Abgabefluß daraus zu erzeugen, einen Leistungsturbinenabschnitt, der von dem Abgabegasfluß aus dem Gasgeneratorabschnitt angetrieben ist und eine Leistungsabgabeantriebswelle besitzt, eine Vorrichtung zum Verstellen der Drehzahlen der Gasgenerator- und Leistungsabgabe- Antriebswellen, eine Vorrichtung zur Einstellung des Auftreffens des antreibenden Gasflusses auf den Leistungsturbinenabschnitt, um die an die Antriebswelle des Leistungsturbinenabschnittes übertragene Energie zu ändern, und eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt in bezug auf die festgestellte Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes, und zur Steuerung der Einstellvorrichtung in bezug auf die festgestellte Drehzahl der Leistungsturbinenwelle.
188. Einrichtung nach Anspruch 187, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasturbinenabschnitt eine Vielzahl von in Reihe angeordneten, drehbaren Leistungsturbinenrädern aufweist, deren jedes einen Satz von Turbinenschaufeln besitzt, die im Weg des Gasdurchflusses angeordnet sind, welcher aus dem Gasgeneratorabschnitt abgegeben wird, wobei die Einstellvorrichtung Sätze von nichtdrehenden, variablen Auftreff-Leitschaufeln, die stromaufwärts in bezug auf die Leistungsturbinenräder angeordnet sind, und eine Vorrichtung zur Einstellung der Anstellung der Leitschaufeln relativ zum Gasdurchfluß aufweist.
189. Einrichtung nach Anspruch 187, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtunq zum Feststellen der Temperatur des antreibenden Gasausgangstromes vorgesehen ist, und daß die Einstellvorrichtung antriebsmäßig mit der Temperaturfeststellvorrichtung gekoppelt ist, um das Auftreffen des Gasflusses so zu steuern, daß die Temperatur des antreibenden, an den Leistungsturbinenabschnitt abgegebenen Gasdurchflusses unter einem vorgewählten maximalen Wert gehalten wird.
190. Einrichtung nach Anspruch 189, dadurch qekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Regler aufweist, der antriebsmäßig mit der Vorrichtung zum Feststellen der Drehzahl der Antriebswelle des Gasgeneratorabschnittes gekoppelt ist, daß ein von Hand bedienbarer Brennstoffhebel mit dem Regler gekoppelt ist, um eine gewünschte Gasgeneratordrehzahl auszuwählen, und daß der Regler in Abhängigkeit von der Gasgeneratordrehzahl und der Position des Hebels betätigbar ist, um den Brennstoffdurchfluß zum Motor einzustellen und die Gasgeneratordrehzahl auf einem Wert zu halten, der die Position des Handbrennstoffhebels anzeigt.
191. Einrichtung nach Anspruch 187, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung und die Steuervorrichtung mechanische Vorrichtungen sind.
192. Einrichtung nach Anspruch 191, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum mechanischen Feststelleii des Druckes und der Temperatur des Verbrennungsvorganges vorgesehen ist, und daß ein mechanisches Betriebsventil den Brennstoffdurchfluß zum Gasgeneratorabschnitt während der Beschleunigung und der Verzögerung des Motors nach vorgewählten empirischen Beschleunigungs- und Verzögerungsschemen steuert.
193. Einrichtung nach Anspruch 190, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffhebel ferner mit der Einstellvorrichtung so gekoppelt ist, daß eine gewünschte Leistungsturbinendrehzahl ausgewählt wird, und daß die Steuervorrichtung so betätigbar ist , daß sie die Einstellvorrichtung steuert und die auf den Leistungsturbinenabschnitt übertragene Energie in der Weise ändert, daß die Leistungsturbinendrehzahl auf einem Wert gehalten wird, der die Position des Brennstoffhebels anzeigt.
194. Einrichtung nach Anspruch 193, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung so betätigbar ist, daß sie den antreibenden Gasdurchfluß in einen negativen Auftreffwinkel auf den Leistungsturbinenabschnitt einstellt, der der Drehung entgegenwirkt, wenn die festgestellte Leistungsturbinendrehzahl wesentlich größer ist als die gewünschte Drehzahl, wie sie durch den Brennstoffhebel angezeigt wird.
195. Einrichtung nach Anspruch 194, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung und die Steuervorrichtung mechanische Vorrichtungen sind.
196. Einrichtung nach Anspruch 195, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum mechanischen Feststellen von Druck und Temperatur des Verbrennungsvorganges und ein mechanisches Betriebsventil zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zum Gasgeneratorabschnitt während der Beschleunigung und der Verzögerung des Motors nach vorgewählten empirischen Beschleunigungs- und Verzögerungsschemen.
197. Verfahren nach Anspruch 1, zur Beschleunigung eines Gasturbinenmotors von einer minimalen Leerlaufdrehzahl, wobei der Motor einen Gasgeneratorabschnitt mit einer Verbrennungseinrichtung aufweist, die einen Brennstoffdurchfluß und einen Einlaßluftstrom aufnimmt, und wobei der Gasgeneratorabschnitt so betrieben wird, daß er einen Gasdurchfluß zum getrennten Antreiben des Gasgenerators und eines Leistungsabgabeturbinenabschnittes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal zur Anforderung der Beschleunigung des Motors erzeugt wird, daß automatisch ein zweites Signal vor dem ersten Signal erzeugt wird, daß die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes auf eine zweite Leerlaufdrehzahl erhöht wird, die wesentlich höher ist als die minimale Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von dem zweiten Signal, wobei die Drehzahl des Gasgeneratorabschnittes vor der Erzeugung des ersten Signales auf der zweiten Leerlaufdrehzahl steht, daß die Temperatur des Einlaßluftstromes zur Verbrennungseinrichtung und der in der Verbrennungseinrichtung aufrechterhaltene Druck festgestellt werden, und daß der Brennstoffdurchfluß zur Verbrennungseinrichtung nach einem vorgewählten empirischen Schema als Funktion der festgestellten Temperatur und des festgestellten Druckes in Abhängigkeit von dem ersten Signal zugemessen wird, um die Temperatur des aus der Verbrennungseinrichtung abgegebenen Gasflusses während wenigstens eines Teils der Beschleunigung des Motors auf einem im wesentlichen konstanten Pegel zu halten.
198.Verfahren nach Anspruch 197, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftreffen des Gasflusses auf den Leistungsturbinenabschnitt in Abhängigkeit von dem ersten Signal geändert wird, um einen vorgewählten maximalen Teil der Leistung aus dem Gasfluß zum Gasgeneratorabschnitt zu übertragen.
199. Verfahren nach Anspruch 198, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasturbinenmotor ein Bodenfahrzeug mit einem ein Wechselgetriebe aufweisenden Endantrieb und einer Kupplung mit Eingabe- und Abgabewellen antreibt, die mit dem Leistungsturbinenabschnitt und mit dem Endanblieb verbindbar sind, wobei das Erzeugen des zweiten Signales das Feststellen der Kupplungsabgabewellendrehzahl und das automatische Erzeugen des zweiten Signales einschließt, wenn die Kupplungsabgabewellendrehzahl kleiner als ein vorgewählter Wert ist.