DE3012799A1

DE3012799A1 - System zur regelung des treibstoffzuflusses zu einem gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE3012799A1
Application number: DE19803012799
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Arthur Lewis; Brian Edward Sparks
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1980-10-30
Also published as: JPS55139936A; US4300348A; IT8020750A0; FR2453978A1; IT1130993B

Description

Lucas Industries Limited

Great King Street

GB-Birmingham 1. April 1980

System zur Regelung des TreibstoffZuflusses zu einem Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung betrifft ein System zur Regelung des Treibstoffzuflusses zu einem Gasturbinentriebwerk.

Zur Regelung des Schubs eines Gasturbinentriebwerks ist es wünschenswert, daß ein Regelsystem für den Treibstoff auf den Luftdruck am Zugang zum Triebwerkskompressor und auf einen Abgangsdruck des Kompressors sowie auf die Betriebsstellung einer Einrichtung anspricht, mittels derer ^in Sollschub gewählt werden kann. Ein solches System ist aus der GB-PS 1.231.791 bekannt.

Es ist aus dieser Druckschrift ferner bekannt, daß dafür gesorgt werden kann, daß das Ansprechen des Systems auf den Zugangs- und Abgangsdruck des Kompressors durch eine Anzahl von Luftdruckregelventilen bewirkt wird, die auf die genannten Luftdrücke ansprechen und durch die Luft vom Triebwerkskompressor fließt. Tom Kompressor gelieferte Luft ist gewöhnlich heiß und kann Verunreinigungen enthalten und damit einen schädlichen Einfluß auf die Luftdruckregelventile haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem für den Treibstoff zu einem Gasturbinentriebwerk zu schaffen, bei dem der Treibstoffzufluß entsprechend einen Zugangsdruck und einem Abgangsdruck des Kompressors geregelt wird und bei dem die Verwendung von Luftdruckregelventilen

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vermieden wird.

Erfindungsgemäß ist ein System zur Regelung des Treibstoffzuflusses zu einem Gasturbinentriebwerk entsprechend einer Differenz zwischen einem Zugangsdruck und einem Abgangsdruck des Triebwerks gekennzeichnet durch eine Dosiereinrichtung mit einem Regelelement, Mittel zum Positionieren des Regelelements entsprechend einem Meßwert des Abgangsdrucks, Mittel zum Modifizieren des TreibstoffZuflusses durch die Dosiereinrichtung, eine drei-dimensionale-Kurvenführung, die in Erwiderung auf einen Sollschub des Triebwerks und auf einen der Drücke bewegbar ist und entsprechend rechnerischer Werte des anderen der Drücke profiliert ist, wobei die rechnerischen Werte einer Kombination des Sollschubs und des einen Drucks entsprechen, einen mit der Kurvenführung zusammenwirkenden Abgreifer und eine auf die Position des Abgreifers und auf einen Meßwert des anderen Drucks ansprechende Steuerung zur Betätigung der Mittel zum Modifizieren des TreibstoffZuflusses.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel weist die Dosiereinrichtung einen Körper auf, dem gegenüber das Regelelement axial bewegbar ist, und die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses weisen eine Hülse auf, die dem Körper und dem Regelelement gegenüber bewegbar ist und damit so zusammenwirkt, daß eine Regelbare Meßblende entsteht.

In einer Alternativausführung weisen die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses ein Überlaufventil auf, das so betätigbar ist, daß Treibstoff von der Seite der Dosiereinrichtung überläuft, die in Strömungsrichtung vor dieser liegt.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel spricht das Pilotventil auf die Druckdifferenz an der Dosiereinrichtung

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

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Treibstoffregelsystems nach der Erfindung ,

Fig. 2 ein Blockbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Treibstoffregelsystems,

Fig. 3 eine Einzelheit der Bauelementenblöcle des Systems nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 und 3.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, erhält ein Gasturbinentriebwerk 10 Treibstoff von einer Pumpe 11 durch eine Dosiereinrichtung, die ein Hülsenregelelement 12 aufweist, das axial in einem Körper 13 mittels eines Kolbens 14- verschiebbar ist. Das Regelelement 12 weist eine dreieckige Öffnung 15 auf, die in einer noch zu beschreibenden Weise mit einer Kante 16 des Körpers 13 und mit einer weiteren Hülse 17 zusammenwirkt, die die Hülse 12 umschließt, um eine regelbare Meßblende zu bilden.

Die Hülse 12 wird vom Kolben 14 entsprechend dem Druck in einer Kammer 18 positioniert, wobei dieser Druck vom Druck am Abgang der Pumpe 11 abgeleitet ist und der zwischen einer Durchflußdrosselstelle 19 und einem Ventil 20 ist. Der Durchfluß durch das Ventil 20 wird von zwei gekoppelten Faltenbalgen 21, 22 geregelt, wobei der Faltenbalg 21 unter Vakuum steht und außen von einem Zwischendruck P3 des Kompressors des Triebwerks 10 beaufschlagt wird. Der Faltenbalg hat einen größeren Durchmesser als der Balg 21 und wird innen von einem Druck P4p beaufschlagt, der der zwischen zwei Drosselstellen 23, 24 ist, die in Reihe zwischen eine Zugangszone und eine Abgangszone des Triebwerkskompressors geschaltet sind, wobei dort jeweils der Druck P1 bzw. P4

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herrscht. Eine Rückkoppltingsfeder 25 sitzt zwischen der Hülse 12 und einem Arm des Ventils 20.

iiine drei-dimensionale Verbund-Kurvenführung 26 ist mit der Hülse 12 zur axialen Bewegung mit dieser verbunden. Die Hülse 12 und die Kurvenführung 26 sind durch einen Hebel 27 entsprechend einem Sollschub θ des Triebwerks 10 drehbar. Die Kurvenführung 26 hat ein Profil, das rechnerischen Werten des Zugangsdrucks des Kompressors für eine Vielzahl von Werten des Abgangsdrucks P4 und des Sollschubs θ entspricht, die benutzt werden, um die Kurvenführung 26 axial bzw. im Winkel zu positionieren.

Ein Abgreifer 28 für die Kurvenführung wird durch eine Feder 30 gegen die Kurvenführung 26 gespannt. Ein Pilotventil 31 hat ein Hebelregelelement 32, das von einer Feder 33 in eine Richtung beaufschlagt ist, in der der Durchfluß durch das Ventil 31 erhöht wird. Die Feder 30 sitzt zwischen dem Abgreifer 28 und dem Regelelement 32, derart, daß dieses so beaufschlagt wird, daß der Durchfluß durch das Ventil verringert wird. Das Regelelement 32 ist zur Bewegung um ein Gelenk 34 gelagert und hat einen Arm 35, der an zwei gekoppelten Faltenbalgen 36, 37 angreift. Der Faltenbalg 36 steht unter Vakuum, und der Balg 37 ist innen durch den Zugangsdruck P1 des Kompressors beaufschlagt. Die Bälge 36 und 37 sind außen durch einen niedrigen Rücklauf-Treibstoff druck in einer Kammer 38 beaufschlagt, in die das Ventil 31 öffnet.

Eine Durchflußdrosselstelle 4-0 in Reihe mit dem Ventil 31 befindet sisch zwischen dem Abgang der Pumpe 11 und der Kammer 38. Ein Servodrucksignal zwischen dem Ventil 31 und der Drosselstelle 40 wird an einen Kolben 41 angelegt, der gegen dieses Servodrucksignal durch eine Feder 42 gespannt ist. Ein Hebel 43 ist zur Bewegung um ein Gelenk 44 gelagert und wirkt sowohl mit der Hülse 17 als auch mit dem Kolben

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41 zusammen, so daß eine Bewegung des Kolbens 41 den Durchfluß durch die Meßblende ändert, die von dem Regelelement 12, der Kante 16 und der Hülse 17 gebildet ist.

In Strömungsrichtung hinter der Dosiereinrichtung befindet sich eine Einheit 45, die auf den Druckabfall durch die Dosierblende und auf die Drehzahl N des Triebwerks so ansprdicht, daß der Dosierdruckabfall bei einer bestimmten

ρ Triebwerksdrehzahl im wesentlichen konstant ist und zu Ή proportional ist.

Im Einsatz wird das Hülsenregelelement 12 axial durch den Druck in der Kammer 18 entsprechend den Kräften positioniert, die auf die Faltenbälge 21, 22 einwirken, 'das heißt, es handelt sich um eine Kraft, die proportional zu P4p aP1 ist, wobei P4p ein Teil des Abgangsdrucks P4 des Kompressors und a die Differenz in den effektiven Beaufschlagungsflächen des Faltenbalgs 21 und 22 sind. Die axiale Bewegung des Regelelements 12 führt zur entsprechenden Bewegung der Kurvenführung 26, die ferner, wie vorstehend beschrieben, entsprechend einem Sollschub des Triebwerks 10 gedreht wird. Das Profil der Kurvenführung 26 ist derart, daß der Abgreifer um einen Weg bewegt wird, der einem reehnerischen Wert des Zugangsdrucks P1 für die Werte von P4 und θ entspricht, die durch die Kurvenführung 26 eingestellt sind. Wenn die Bewegung des Abgreifers 28 die Feder 30 ausreichend zusammendrückt, um den Druck P1 zu überwinden, der den Faltenbalg 37 beaufschlägt, d.h. wenn der Istdruck P1 niedriger als der ist, der von der Kurvenführung 26 angezeigt wird, bewegt sich das Regelelement 32 so, daß der Durchfluß durch das Ventil 31 verringert wird und damit das Servodrucksignal erhöht wird, das den Kolben 41 beaufschlagt. In dem Fall wird der Hebel 43 nach links bewegt und bewegt die Hülse 17 so, daß die effektive Durchflußfläche der Dosierblende verringert wird, um damit den Treibstoffdurchfluß und den Abgangsdruck P4 des Kompressors zu verringern,

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damit eine Üb ere inst immung mit dem Istwert des Zugangsdrucks P1 entsteht.

Es versteht sich ohne weiteres, daß dann, wenn der Istwert des Drucks P1 größer als der wäre, der von der Kurvenführung 26 angezeigt wird, die Hülse 17 so bewegt würde, daß der Treibstoffdurchfluß durch das Regelelement 12 und die Dosierblende erhöht wird, von dem sie einen Teil bildet.

Die beschriebene Anordnung sorgt also für eine Regelung des Triebwerkschubs, der effektiv als eine Punktion der Differenz zwischen den Drücken P4 und 1P1 angesehen werden kann, und sorgt auch für eine Modifizierung des Schubs bezogen auf den Zugangsdruck P1. Das Regelsystem spricht also auf Änderungen in der Höhe und in der Uingebungslufttemperatur an, die beide durch den Zugangsdruck P1 wiedergespiegelt werden.

Pig. 2 und 3 sind zusammen zu betrachten, wobei entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen haben. Wie in Pig. 2 dargestellt ist, erhält ein Gasturbinentriebwerk 50 Treibstoff von einer Pumpe 51 mittels einer Dosiereinrichtung 52, eines Absperrventils 53 und eines federbelasteten, auf Druck ansprechenden Ventils 54. Wie deutlicher in Pig. 3 gezeigt ist, hat die Dosiereinrichtung 52 ein Regelelement 55, das in Erwiderung auf Änderungen in einem Druck in einer Kammer 5b axial bewegbar ist. Der Druck in der Kammer 56 wird von dem am Ausgang der Pumpe 51 über ein Filter 57 abgeleitet und wird von einem Schieberventil 58 geregelt, das unter Einwirkung eines Hebels 59 steht. Der Hebel 59 ist dichtend zur Bewegung um ein Gelenk 60 gelagert. Eine Rückkopplungsfeder 61 verbindet den Hebel 59 mit dem Regelelement 55. Das Schieberventil 58 ist so betätigbar, daß die Verbindung der Kammer 56 zum Pilter 57 und zu einer Kammer 62 bei niedrigem Rückdrück geändert wird.

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Ein Faltenbalg 63 wird innen durch den Abgangsdruck P4 des Triebwerkskompressors beaufschlagt. Der Faltenbalg 63 und ein weiterer Faltenbalg 64 werden außen durch einen Zwischendruck P3 des Kompressors beaufschlagt. Die Faeltenbälge 63, 64 sind gelenkig an jeweiligen Enden einer Koppel 65 angeschlagen, deren Mittelpunkt gelenkig mit einem Ende des Hebels 59 verbunden ist. Ein einstellbarer Anschlag 66 begrenzt die Bewegung des Balgs 63 in Erwiderung auf eine Zunahme im Druck P3, und ein weiterer einstellbarer Anschlag 67 begrenzt die Bewegung des Balgs 64 in Erwiderung auf eine Abnahme des Drucks P3. Die Anordnung ist eine solche, daß über einem Sollwert des Verhältnisses P4/P3 die Ausdehnung des Balgs 64 durch den Anschlag 67 gestoppt wird, und die Koppel 65 schwenkt um ihre Verbindung mit dem Balg 64, so daß das Ventil 58 und das Regelelement 55 nur auf den Druck P4 ansprechen. Wenn das Verhältnis P4/P3 unter den genannten Sollwert abfällt, greift der Balg 63 am Anschlag 66 an, und der Balg 64 verschwenkt die Koppel 65 um deren Verbindung mit dem Balg 63, so daß das Regelelement 55 nur auf den Druck P3 anspricht.

Eine Stetig-Regeleinrichtung 70 ist im einzelnen in" Fig. 3 gezeigt. Eine drei-dimensionaleVerbundkurvenführung 71 ist von einem Kolben 72 axial bewegbar, der entsprechend dem Druck in einer Kammer 73 axial positioniert wird, wobei dieser Druck vom Druck am Filter 57 abgeleitet wird und der zwischen einer Durehflußdrosseisteile 74 und einem Ventil 75 ist, wobei das Ventil 75 von einem Faltenbalg 76 entsprechend dem Zugangsdruck P1 des Triebwerkskompressors positioniert wird. Die Kurvenführung 71 ist durch einen Hebel 77 entsprechend einem Sollwert θ des Schubs des Triebwerks 10 drehbar. Die Kurvenführung 71 hat ein Profil entsprechend rechnerischen Werten des Abgangsdrucks P4 des Kompressors und des Sollschubs Θ, die zum Positionieren der Kurvenführung 71 benutzt werden. Ein Abgreifer 77 für die Kurvenfüh-

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rung ist zur Bewegung um ein Gelenk 78 gelagert, das mit dem Regelelement 55 axial "bewegbar ist, und zwar mittels eines Schafts 79. Das eine Ende des Abgreifers 77 wird durch eine Feder 80 gegen die Kurvenführung 71 gespannt, und das andere Ende des Angreifers 77 legt sich gegen ein Hebelregelelement 81 für ein Ventil 82. Der Hebel 81 ist dichtend zur Bewegung um ein Gelenk 83 gelagert und wird von einer Feder in eine Richtung beaufschlagt, in der der Durchfluß durch das Ventil 82 verringert wird. Das Yentil 82 steht mit dem Filter 57 in Verbindung, und ein Membranventil 85 ist mit seinen beiden Seiten durch die Drücke in Richtung hinter dem Ventil 82 und hinter dem Absperrventil 53 beaufschlagt. Im Einsatz ist das Absperrventil 53 ganz geöffnet, so daß das Membranventil 85 effektiv auf den Druck am Ausgang der Dosiereinrichtung 52 anspricht.

Die Anordnung ist derart, daß dann, wenn ein Istwert des Abgangsdrucks P4 höher ist, als der des rechnerischen Werts von P4, der ύοπ der Kurvenführung 71 abgeleitet wird, der Abgreifer 77 sich nach links verschwenkt, um die Feder 84 zusammenzudrücken und den Durchfluß durch das Ventil 82 zu erhöhen, wobei die Druckdifferenz am Ventil 82 trotzdem gleich derjenigen an der Dosiereinrichtung 52 durch das Ventil 85 gehalten wird. Wenn in gleicher Weise der Istdruck P4 geringer als der entsprechende rechnerische Wert ist, der von der Kurvenführung 71 abgeleitet wird, wird der Durchfluß durch das Ventil 82 verringert.

Eine Servodruckregelanordnung 90 ist im einzelnen in Fig. 3 gezeigt und spricht auf den Druck in Strömungsrichtung hinter dem Membranventil 85 an. Diese Regelung 90 weist ein drehzahlabhängiges Ventil 91 in einer Bauart auf, die in der GB-PS 880.757 gezeigt ist, und es wird mit der Drehzahl M des Triebwerks 10 angetrieben. Der Treibstoff von einer Hochdruck-Zuleitung 92 fließt zucn Ventil 91 durch eine Dros-

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"5 ft· 1 ") U O ίϊ -_ 1 2 -

selstelle 95 "und vom Yentil 91 zu einer Hiederdruck-Rückleitung 94-· Das Yentil 91 "beaufschlagt eine Kammer 95 mit einem

ρ
Druck, der proportional zu N ist. Ein Pilotventil 96 hat ein Schieberregelelement 97, das axial bewegbar ist, um ein Servodrucksignal an einer Leitung 98 zu liefern, wobei dieses Servodrucksignal zwischen den Drücken in der Zugangsleitung 92 und in der Rückflußleitung 94 liegt. Das Regelelement 97 ist mit einem Kolben 99^! gekoppelt, der auf den Druck in einer Leitung 100 in Strömungsrichtung hinter dem Membranventil 85 anspricht. Das Regelelement 97 ist ferner mit einem Rotor 101 gekoppelt, der im treibenden Eingriff mit dem Ventil 91 steht, um von diesem gedreht zu werden. Der Rotor 101 ist mit Lamellen 102 versehen, die auf den Treibstoff in der Kammer 95 einwirken. Die Lamellen 102 lassen eine Zentrifugaldruckdifferenz entstehen, die von der Drehzahl des Rotors 101 und der Dichte des Treibstoffs in der Kammer 95 abhängt. Weil der Druck an der Peripherie des Rotors 101 derjenige innerhalb der Kammer 95 ist, folgt, daß der auf den Rotor 101 einwirkende Druck zum Beaufschlagen desselben in axialer Richtung die Differenz zwischen dem Druck in der Kammer 95 allgemein und der genannten Zentrifugaldruckdifferenz ist.

2 Das heißt, wenn der Druck in der Kammer 95 K₁ N ist, beträgt

2 2 der auf den Rotor 101 wirkende Druck K^ Ή .- KgN q, wobei K^ und Kp betreffende Konstante sind, die proportional zu den Drehzahlen des Yentils 91 und des Rotors 101 sind, und ^ die Treibstoffdrichte ist.

Eine fixe Durchflußdrosselstelle 105 befindet sich in Reihe zwischen der Leitung 100 und steht durch einen Kanal I04 und ein Membranventil 105 mit einem Miederdruckausgang 106 in Verbindung. Das Ventil 105 spricht auf den Druck in der Kammer 95 an und wird durch eine Zugfeder 110 gegen diesen Druck gespannt. Bei einem Wert der Triebwerksdrehzahl U, der dazu führt, daß der Druck in der Kammer 95 eine Feder 110 überwindet, schließt das Ventil 105, um den Druck in der Leitung 100 zu erhöhen,, und,wie noch zu erläutern sein wird, um den

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Überlauf zu erhöhen. Das Ventil 105 wirkt damit als Top-Speed-Begrenzer. Der Druck in der Leitung 100 hängt damit Ton der Durchflußmenge durch die Ventile 82, 85 und die Drosselstelle 103 ab, und dieser Durchfluß hängt von der Druckdifferenz an der Dosiereinrichtung 52 ab, modifiziert durch eine Differenz zwischen dem rechnerischen Wert und dem Istwert des Ausgangsdrucks P4 des Kompressors. Das Regelelement 97 des Pilotventils 96 ist, wie vorstehend beschrieben, entsprechend dem Druck in der Leitung 100 und dem dichtekorrigierten Druck positioniert, der auf den Rotor 103- einwirkt, und das Servodruoksignal an der Leitung 98 hängt damit von der Triebwerksdrehzahl N, der Treibstoffdiohte o, dem Dosierdruokabfall und der Differenz zwischen dem rechnerischen Wert und dem Istwert des Drucks P4 ab, wobei der rechnerische Wert von P4 wiederum vom Sollschub θ und dem Meßwert von P1 abhängt. Das Servodruoksignal in der Leitung 98 geht zu einem Überlaufventil 107, das zwischen den Abgang und den Zugang der Pumpe 51 geschaltet ist, wobei eine Erhöhung des Servodrucksignals in der Leitung 98 das Ventil 107 in eine Richtung eum Verringern des Überlaufs drückt.

Im Einsatz spricht die Servodruckregelung 90 auf die Triebwerksdrehzahl N und den Druck in der Leitung 100 an, um dia Treibstoffdruckdifferenz zwischen dem Zugang und dem Abgang der Dosiereinrichtung 52 im wesentlichen konstant für eine bestimmte Drehzahl N und einen bestimmten gewähltei Sohub β zu halten. Wenn der Meßwert des Drucks P4 jedoch höher als dessen rechnerischer Wert ist, der von der Kurvenführung 71 angezeigt wird, wird der Abgreifer 77 nach links verschwenkt, um die Peder 84 zusammenzudrücken und den Durchfluß durch das Ventil 82 zu erhöhen, wobei die Druckdifferenz am Ventil 82 trotzdem gleich der Druckdifferenz an der Dosiereinrichtung 58 gehalten wird. Diese Zunahme im Durchfluß durch das Ventil 82 erhöht den Druck in der Leitung 100 in Strömungsriohtung vor der Drosselstelle 103, und das Ventil 9β bewegt sich so, daß das Servodrucksignal in der Leitung 9B

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verringert wird, tun den Überlauf von der Pumpe 51 zu erhöhen und den Durchfluß durch die Einrichtung 52 zu verringern. Wenn entsprechend der Meßwert von P4 geringer als derjenige ist, der von der Kurvenführung 71 abgeleitet wird, verringert sich der Durchfluß durch das Yentil 82, und die dadurch hervorgerufene "Verringerung im Druck in der Leitung 80 erhöht das Regeldrucksignal in der Leitung 98 und verringert den Überlauf, so daß der Treibstoffzufluß zum Triebwerk erhöht wird, bis der Meßwert von P4 dem«jenigen entspricht, der von der Kurvenführung 71 angezeigt wird.

Die Servodruckregelung 90 weist ein auf Temperatur ansprechendes Ventil 108 und ein Membranventil 109 in Reihe auf, und zwar parallel zur Reihenanordnung der Ventile 103 und 105. Das Ventil 108 spricht auf die Temperatur T1 am Zugang zum Triebwerkskompressor an, derart, daß eine Abnahme in der Temperatur an diesem Zugang das Ventil 108 öffnet, um den Druck in der Leitung 100 zu verringern. Die daraus folgende Erhöhung des Servodrucks in der Leitung 98 verringert den Überlauf und liefert zusätzlichen Treibstoff zum Anlassen des Triebwerks im Kaltzustand.

Das in Pig. 4 gezeigte System ist eine Variante des Systems, das im Zusammenhang mit Pig. 2 und 3 beschrieben worden ist, und entsprechende Teile haben entsprechende Bezugszahlen. In dem System nach Pig. 4 tritt an die Stelle der Einrichtung 70 nach Fig. 2 und 3 eine Alternativausführung einer Stetig-Regeleinrichtung 120. Die Einrichtung 120 weist eine drei-dimensionale Verbundkurvenführung 121 auf, die durch einen Schaft 122 axial positioniert wird, der mit einem Regelelement der regelbaren Dosiereinrichtung 52 gekoppelt ist. Die Kurvenführung 121 ist durch einen Hebel 123 entsprechend einem Sollschub θ des Triebwerks 50 drehbar. Die Kurvenführung hat ein solches Profil, daß für eine Vielzahl rechnerischer Werte von Kompressorzugangsdruck P1 für eine Vielzahl von Werten des Abgangsdrucks P4 und des gewählten Schubs

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θ gesorgt wird, die zum Positionieren der ^.urvenführurj··" i:'l benutzt werden. Ein Ab greif er 124- für die iCurvenf unrund /'■'reift an dieser an, und eine druckfeder 125 sitzt zwischen dem Abgreifer 124 und einem linde eines Hebelre.releleient.". 126, das dichtend zur Bewe-run ■■>· um ein Gelenk 127 ."'ela^ert ist. Der Hebel 127 ist zur Re'.elun^ ci.es Durchflusses du rc ίο in Ventil 123 betäti :bar, das mit dem "ij'ilter 57 in Verbindung steht. Eine Ji'eder 129 spannt das Regelelement 126 in eine Richtung zum Verringern des Durchflusses durch daa Ventil 128. Ein .feltenbal;¹; 130 spricht auf eine Ernölum ; ii.i Zugan^sdruck P1 des Triebv/erksfcorapressors an, um das Re_;-'el Moment 126 in eine Richtung sum Verringern des Durchflusses durch das Ventil 128 zu drücken.

Ein Membranventil 131 spricht auf den Druck unmittelbar hinter dem Absperrventil 53 und auf den Druck hinter dem Ventil 128 an, um diese beiden Drücke im wesentlichen /^j;eleioh v,v halten. Die Druckdifferenz am Ventil 128 wird damit im wesentlichen gleich derjenigen an der Dosiereinrichtung 52 ·> erhalten. Die Ventile 128, 1 ;> 1 befinden sich in Reihe zwischen dem Ji¹Hter 57 und der Leitung: 100, die, wie vorstehend beschrieben, mit der Servodruckre.^elunp; 90 in Verbindung stehen.

Im Einsatz spricht die Dosiereinrichtung 52 auf die Kompreesordrücke P3 und P4 an., wie vorstehend beschrieben, um den treibstoffzufluß zum Triebwerk 50 zu regeln. Der Ab.f;reifer 124 bewirkt, daß die i^reder 125 ein Drehmoment auf da» ite;.c:.i.-element 126 ausübt, das von einem rechnerischen vVert den Drucks P1 für Istwerte des Drucks P4 und des rewählten o Θ abhängt, die benutzt worden sind, um die Kurvenführung zu positionieren, 'wenn das von der Feder 1.25 ausgeübte momant größer als das ist, das durch die !''altenbal 130 durch den Heßdruck P1 ausgeübt wird, erhöht das ;{e";elele ment 26 den Durchfluß durch das Ventil 28, um den Druck in der Leitung 100 zu erhöhen und das Servodrucksi⁽';nal in öct

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j leitung 98 zu verringern. Der Überlauf von der Pumpe 51 wird damit erhöht, und der Treibstoffzufluß zum Triebwerk 50 verringert sich. Wenn entsprechend ein Heßwert des Drucks P1 größer als der rechnerische Wert ist, der von der Kurvenführung 121 abgeleitet wird, verringert sich der Druck in der Leitung 100, der Überlauf verringert sich auch, und der Treibstoffzufluß zum Triebwerk nimmt zu.

Die beschriebene Ausführung der Erfindung ermöglicht es damit, die Treibstoffzufuhr zu einem Gasturbinentriebwerk entsprechend einer Differenz zwischen den Drücken am Zugang und am Ausgang des Triebwerkskompressors zu regeln. Weil der Triebwerkschub direkt proportional zum Umgebungsdruck und dem Verhältnis der Drücke am Abgang und Zugang des Kompressors ist, besteht keine Notwendigkeit, den Treibstoff- !•aifluß entsprechend der Umgebungstemperatur zu modifizieren, ferner enthält das Treibstoffregelsystem keine Ventile, durch die Gase vom Triebwerkskompressor fließen müssen, so daß die vorstehend genannten Probleme einer Überhitzung und Verunreinigung vermieden werden.

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Leerseite

Claims

Lucas Industries limited

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Ansprüche

■\J System zur Regelung des Treibstoffzuflusses zu einem Gasturbinentriebwerk entsprechend einer Differenz zwischen einem Zugangsdruck und einem Abgangsdruck des Triebwerks, gekennzeichnet duroh eine Dosiereinrichtung mit einem Regelelement, Mittel zum Positionieren des Regelelements entsprechend einem Meßwert des Abgangsdrucks, Mittel zum Modifizieren des TreibstoffZuflusses durch die Dosiereinrichtung, eine drei-dimensionale Kurvenführung, die in Erwiderung auf einen Sollschub des Triebwerks und auf einen der Drücke bewegbar ist und entsprechend rechnerischer Werte des anderen der Drücke profiliert ist, wobei die rechnerischen Werte einer Kombination des Sollschubs und des einen Drucks entsprechen, einen mit der Kurvenführung zusammenwirkenden Abgreifer und eine auf die Position des Abgreifers und auf einen Meßwert des anderen Drucks ansprechende Steuerung zur Betätigung der Mittel zum Modifizieren des TreibstoffZuflusses.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Modifizieren des Treibstoffzuflusses auf ein Servodrucksignal anspricht und daß die Steuerung ein Pilotventil aufweist, das auf die Position des Abgreifers zum Modifizieren des Servo*

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drucksignals anspricht.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dosiereinrichtung einen Körper aufweist, dem gegenüber das Regelelement axial bewegbar ist,und daß die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses eine Hülse aufweisen, die dem Körper und dem Regelelement gegenüber bewegbar ist und damit so zusammenwirkt, daß eine regelbare Meßblende entsteht.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses ein Überlaufventil aufweisen, das so betätigbar ist, daß Treibstoff von der Seite der Dosiereinrichtung überläuft, die in Strömungsrichtung vor dieser liegt.
5. System nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß das Pilotventil auf die Druckdifferenz an der Dosiereinrichtung anspricht.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung eine vom Abgreifer betätigbare Ventilanordnung zur Lieferung eines Regeldrucks aufweist, der von der Druckdifferenz und von einer Differenz zwischen dem Meßwert und dem rechnerischen Wert des anderen Drucks abhängt, wobei das Pilotventil auf Änderungen im Regeldruck anspricht.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung mit dem Regelelement zur Bewegung mit diesem in Erwiderung auf den Meßwert des Abgangsdrucks des Kompressors gekoppelt ist.
8. System nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 5 oder 6,

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dadurch, gekennzeichnet, daß der Abgreifer zur Bewegung um eine Schwenkachse gelagert ist, deren Position vom Wert des einen Drucks abhängt.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkachse des Abgreifers durch das Regelelement der Dosiereinrichtung bewegbar ist.
10. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung ein bei einem Sollwert der Drehzahl des Triebwerks betätigbares Ventil aufweist, derart, daß eine Änderung des Servodrucksignals in einem Sinne erfolgt, der die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses an der Erhöhung des Treibstoffzuflusses hindert.
11. System nach Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung ein weiteres Ventil aufweist, das bei einem niedrigeren Sollwert in der Temperatur des Triebwerks so betätigbar ist, daß eine Änderung des Servodrucksignals in einem Sinne erfolgt, der eine Verringerung des Treibstoffzuflusses durch die Mittel zum Modifizieren des Zuflusses verhindert.

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