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GEBIET DER
ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem ersten
Kompressor, einer Verbrennungskammer und einer ersten Turbine, wobei
die Turbine für
einen Antrieb des Kompressors über
eine erste Welle ausgelegt ist. Die Gasturbine ist zur Verdichtung
des Gases in dem Kompressor, zur Erhitzung des verdichteten Gases
in der Verbrennungskammer und zur Expansion der erhitzten Gases
in der Turbine ausgelegt. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Verfahren zum Motorbremsen einer solchen Gasturbine.
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Gasturbinen
werden beispielsweise als Motoren für Fahrzeuge und Luftfahrzeuge
und als Antriebe in Schiffen und in Kraftwerken zur Herstellung von
Elektrizität
verwendet.
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Die
Gasturbine wird nachstehend in einem Fall beschrieben, in dem sie
eine freie Leistungsturbine umfasst. Dies ist bevorzugt, jedoch
in keiner Weise die Anwendung der Erfindung beschränkend. Die
Anordnung des Kompressors, der Turbine zum Antrieb des Kompressors über die
erste Welle und die Verbrennungskammer werden normalerweise als Gasgenerator
bezeichnet. Die mit einer Antriebswelle verbundene Leistungsturbine
ist stromabwärts
der ersten Turbine angeordnet und für einen Antrieb durch das Gas
von der ersten Turbine ausgelegt. Mit anderen Worten sind der Gasgenerator
und die Leistungsturbine nur durch die expandierten heißen Gase
verbunden.
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Die
Gasturbine ist vorzugsweise von der rückgewinnenden oder regenerativen
Art, d. h. sie umfasst einen Wärmetauscher,
der zur Wiedergewinnung von Energie aus den heißen Abgasen ausgelegt ist.
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Durch
ihre große
Leistung in Bezug auf ihr Gewicht sind Gasturbinen sehr zum Antrieb
von Fahrzeugen geeignet, und dies gilt insbesondere für Gasturbinen
mit zwei Wellen, von denen eine die freie Leistungsturbine über ein
Fahrzeuggetriebe mit einer Antriebswelle des Fahrzeugs verbindet.
Ein Problem bei den Fahrzeuganwendungen besteht darin, eine Motorbremsfunktion
zu schaffen. Dies gilt insbesondere für den Fall von Schwerlastfahrzeugen,
wie z. B. Lastwagen. Die Erfindung wird nachstehend für einen
Fall beschrieben, in dem sie in einem Fahrzeug für dessen Antrieb angewendet
wird. Dies ist eine bevorzugte jedoch auf keine Weise beschränkende Anwendung
der Erfindung.
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Bei
Gasturbinen mit einem durch eine Turbine angetriebenen Kompressor
und einer zwischen diesen angeordneten Verbrennungskammer ist es bereits
bekannt, die Kraftstoffzufuhr zu der Verbrennungskammer zum Zwecke
der Reduzierung/Bremsung der Drehzahl des Motors zu reduzieren oder gänzlich abzustellen.
Dieses Verfahren zur Drehzahlverringerung/Motorbremsung ist jedoch
relativ langsam, einerseits aufgrund der Tatsache, dass die innere
Reibung der Gasturbinen sehr gering ist und andererseits aufgrund
der Tatsache, dass ein relativ großer Teil der bei der Verdichtung
in dem Verdichter durchgeführten
Arbeit wiedergewonnen wird, wenn die darauf folgende Expansion in
der Turbine stattfindet.
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Eine
Gasturbine mit einem Ablassventil für verdichtete Luft ist in der
US-A-3 710 576 offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Motorbremssystem
für einen
Gasturbinenmotor zu schaffen, die die Möglichkeiten für eine schnelle
Reduzierung der Drehzahl des Motors schafft und die kraftstoffeffizient
ist.
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Dieses
Ziel wird gemäß Anspruch
1 erreicht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfasst das Ablassventil eine federbelastete Öffnungseinrichtung
zur Regelung des Öffnungsbereichs.
Dies ist eine hinsichtlich der Konstruktion einfache Lösung. Es
ist darüber
hinaus möglich,
durch Wahl einer geeigneten Federkraft für die Feder die Öffnungscharakteristik
zu bestimmen.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Ablassventil stromaufwärts der Verbrennungskammer
angeordnet. Dies schafft die Möglichkeit
zur Regelung der Gaszufuhr und der Kraftstoffzufuhr zu der Verbrennungskammer auf
optimale Weise während
des Motorbremsens. Bevorzugt wird die Kraftstoffströmung zu
der Kraftstoffkammer reduziert und nur ein ausreichend großer Teil
des durch den Kompressor verdichteten Gases der Verbrennungskammer
zugeführt,
um eine solche Flamme in der Verbrennungskammer aufrecht zu erhalten,
dass die Temperatur der Teile, die während des Betriebs der Gasturbine
heiß sind, über einer
vorher bestimmten Temperatur gehalten wird. Auf diese Weise wird
die Abkühlung
der Verbrennungskammer verringert und eine Möglichkeit geschaffen, eine
gewünschte
Leerlauftemperatur der Turbine aufrecht zu erhalten.
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Gemäß einer
Entwicklung der vorhergehenden Ausführungsform umfasst die Gasturbine
einen Wärmetauscher,
der zwischen dem Kompressor und der Verbrennungskammer angeordnet
ist. Die oben beschriebene Abzweigung des Gases an der Verbrennungskammer
vorbei ist besonders in diesem Fall vorteilhaft, da ansonsten eine
große
Luftströmung
den Wärmetauscher
kühlen
würde,
was zu einer Verkürzung
der Lebensdauer aufgrund einer thermischen Ermüdung führen würde und auch den Kraftstoffverbrauch
erhöhen
würde,
da der Wärmetauscher
wieder erwärmt
werden muss, wenn die Motordrehzahl wieder erhöht wird. Durch diese Anordnung
wird deshalb eine Abkühlung
des Wärmetauschers
verringert. Dies sorgt auch dafür,
dass die Lebensdauer des Wärmetauschers
verlängert
wird, da er weniger thermischer Ermüdung unterworfen wird, und
auch für
eine Erhöhung
des Gesamtwirkungsgrads der Gasturbine, da große Temperaturschwankungen des
Wärmetauschers
vermieden/verringert werden.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Gasturbine eine Leistungsturbine, die
zum Antrieb einer zweiten Welle ausgelegt ist, wobei die Leistungsturbine
stromabwärts
der ersten Turbine angeordnet ist und so ausgelegt ist, dass sie
durch Gas von dieser angetrieben wird. Durch Expansion des Gases
in zwei Stufen, zuerst in der Turbine und dann in der Leistungsturbine, wird
der Druckabfall über
jede Turbine verringert. Außerdem
wird die Möglichkeit
für eine
Optimierung der Leistungsturbine bezüglich einer gewünschten
Drehmomentcharakteristik beispielsweise im Falle eines Antriebs
von Fahrzeugen geschaffen.
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Die
Gasturbine umfasst außerdem
vorzugsweise ein Getriebe für
ein selektives Zusammenkoppeln der zweiten Welle und der ersten
Welle und/oder eine Einrichtung für eine variable Regelung der
Strömung
zu der Leistungsturbine. Auf diese Weise kann der Motorbremsbetrieb
geregelt und in größerem Ausmaß variiert
werden. Dadurch, dass mittels des Ablassventils ein Teil der Gasströmung, die
durch den Kompressor verdichtet wurde, an der Turbine und der Leistungsturbine
vorbei abgezweigt wird, tragen diese weder zum Antrieb des Kompressors
noch zum Antrieb des Fahrzeugs bei. Wenn ein Motorbremsen stattfindet,
wird der Antrieb des Kompressors dadurch bewirkt, dass die Antriebsenergie
des Fahrzeugs umgewandelt und über
das Getriebe auf die Welle zum Antrieb des Kompressors übertragen wird.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Gasturbine einen zweiten Kompressor, der
in Reihe und stromabwärts
des ersten Kompressors angeordnet ist, und das Ablassventil ist
stromaufwärts
des zweiten Kompressors angeordnet. Auf diese Weise kann in Verbindung
mit dem Motorbremsen die ganze oder ein Teil der Gasströmung von
dem ersten Kompressor an dem zweiten Kompressor vorbei geführt werden. Dies
führt seinerseits
dazu, dass die bei dem Druckaufbau in dem ersten Kompressor durchgeführte Arbeit
zu einem Bremsen der Gasturbine führt.
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Ein
zweites Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Motorbremsen
einer Gasturbine zu schaffen, das die Möglichkeit einer schnellen Reduzierung
der Drehzahl des Motors schafft. Die Erfindung zielt außerdem in
der Schaffung eines Verfahrens, das zu einer Gasturbine führt, die
hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs effektiv ist.
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Dieses
Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zum Motorbremsen einer Gasturbine
mit einem ersten Kompressor, einer Verbrennungskammer und einer
ersten Turbine, wobei die Turbine zum Antrieb des Kompressors über eine
erste Welle ausgelegt ist, wobei ein Teil des durch den Kompressor
verdichteten Gases an der ersten Turbine während des Motorbremsens an
der ersten Turbine vorbeigeführt
wird. Die Wärmeverluste,
die sich aus der Abkühlung
der heißen
Teile des Motors ergeben, können
hierdurch reduziert werden. Durch die Tatsache, dass ein Teil der
durch den Kompressor verdichteten Luft an der Turbine zur gleichen
Zeit vorbeigeführt
wird, zu der die Kraftstoffzufuhr zu der Verbrennungskammer auf eine
Strömung
verringert ist, die geringer ist, als die Strömung bei normalem Leerlauf,
was als Pilotströmung
bekannt ist, kann ein Kühlen
der heißen
Teile des Motors weiter reduziert werden.
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Andere
vorteilhafte Ausführungsformen
und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden detaillierten
Beschreibung erkenntlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen
und der beigefügten Figuren
beschrieben, in denen
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1 schematisch
eine Gasturbine gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt,
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2 schematisch
eine Gasturbine gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt,
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3 im
Querschnitt eine Seitenansicht eines Ablassventils für eine Gasturbine
zeigt, und
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4 schematisch
eine Gasturbine gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
schematisch eine Doppelwellengasturbine 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform. Die
Gasturbine 1 umfasst einen ersten Kompressor 2 mit
einem Kompressoreinlass 3 und einem Kompressorauslass 4 und
einen zweiten Kompressor 5 mit einem zweiten Kompressoreinlass 6 und
einem zweiten Kompressorauslass 7. Der Kompressoreinlass 3 mündet über einen
Luftfilter (nicht gezeigt) in die Atmosphäre. Zwischen dem Kompressorauslass 4 des ersten
Kompressors 2 und dem Kompressoreinlass 6 des
zweiten Kompressors 5 ist ein Zwischenfühler 9 angeordnet,
dessen Funktion darin besteht, die durch den ersten Kompressor 2 verdichtete
Luft zu kühlen,
bevor ein weiterer Druckanstieg in dem zweiten Kompressor 5 stattfindet.
Der Zwischenkühler 9 ist
an ein separates Kühlsystem
(nicht gezeigt) angeschlossen.
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Jeder
Kompressor 2, 5 umfasst außerdem ein Laufrad, wobei die
Laufräder
miteinander über eine
Welle 10a, 10b miteinander und mit einem Turbinenrad
drehfest verbunden sind, das in einer Turbine 11 angeordnet
ist.
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Stromabwärts des
Kompressorauslasses 7 des zweiten Kompressors 5 befindet
sich ein Ablassventil 12, das so ausgelegt ist, dass es
abhängig
von Betriebsbedingungen in Verbindung mit einem Motorbremsen die
verdichtete Luft zu einem Abgasauslass 13 oder in Verbindung
mit seinem Betrieb zu einem Wärmetauscher 14 zur
Rückgewinnung
von Abgaswärme
führt.
Die Anordnung des Ablassventils 12 stromabwärts des
zweiten Kompressorauslasses 7 und stromaufwärts des
Turbineneinlasses 15 der Turbine 11 ermöglicht es
in Verbindung mit dem Motorbremsen, die Gasströmung durch die Turbine 11 auf ein
gewünschtes,
relativ niedriges Niveau zu regeln. Dies führt seinerseits dazu, dass
die Antriebsleistung für
die Kompressoren 2, 5 von der Turbine 11 beträchtlich
reduziert wird, weshalb die Gasturbine 1 gebremst wird.
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Die
verdichtete Luft wird dann einer Verbrennungskammer 16 über deren
Gaseinlass 17 zugeführt,
wobei Kraftstoff 18 der Kammer mittels eines Kraftstoffsystems
(nicht gezeigt) zugeführt
und darin mit Hilfe der heißen
verdichteten Luft verbrannt wird. Die heißen Verbrennungsgase werden über den Gasauslass 19 der
Verbrennungskammer 16 der Turbine 11 zugeführt, wo
eine erste, begrenzte Expansion der Verbrennungsgase für den Antrieb
der Kompressoren 2, 5 stattfindet. Die endgültige Expansion in
die Nähe
des Atmosphärendrucks
herunter findet in einer Leistungsturbine 20 statt, die
stromabwärts der
Turbine 11 angeordnet ist. Dadurch, dass die Verbrennungsgase
schließlich
von der Leistungsturbine 20 durch den Wärmetauscher 14 geführt werden, kann
Energie rückgewonnen
werden, bevor die Gase dem Abgasauslass 13 zugeführt werden,
was zu einem erhöhten
Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine 1 beiträgt.
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Das über das
Ablassventil 12 abgeführte Gas
wird deshalb nicht der Leistungsturbine 20 sondern direkt
der Atmosphäre
oder alternativ über
einen Wärmetauscher
der Atmosphäre
zugeführt.
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Da
eine Ausgangswelle 21 von der Leistungsturbine 20 über ein
Getriebe 22 mit einer Antriebswelle 23 des Fahrzeugs
verbunden ist, dient die Gasturbine 1 zum Antrieb. Die
Antriebswelle 23 ist ihrerseits mit einem Differential 24 gekoppelt,
dass das Antriebsdrehmoment auf die Antriebsräder 25, 26 des
Fahrzeugs verteilt.
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Durch
die Tatsache, dass ein Getriebe 27 über die Ausgangswelle 21 der
Leistungsturbine zwischen der Antriebswelle 23 des Fahrzeugs
und der Welle 10a, 10b angeordnet ist, kann die
Bewegungsenergie des Fahrzeugs in Verbindung mit einem Motorbremsen
zum Antrieb der Kompressoren 2, 5 verwendet werden,
wodurch sowohl die Gasturbine 1 als auch das Fahrzeug wirksam
gebremst werden können.
Das Getriebe 27 umfasst ein erstes Zahnrad 28, das
drehfest auf der Ausgangswelle 21 der Leistungsturbine
angeordnet ist und in Eingriff mit einem zweiten Zahnrad 29 steht,
das drehfest auf einer ersten Zwischenwelle 30 angeordnet
ist. Die erste Zwischenwelle 30 kann mittels einer steuerbaren
Kupplung 31, vorzugsweise einer Reibungskupplung, wahlweise
mit einer zweiten Zwischenwelle 32 gekoppelt werden, auf
der ein drittes Zahnrad 33 angeordnet ist, das in Eingriff
mit einem vierten Zahnrad 34 steht, das drehfest auf der
Welle 10b angeordnet ist.
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Aufgrund
des Ablassventils 12 ist es möglich, während des Motorbremsens einen
kleineren Teil der verdichteten Luft durch die Gasleitung und die
Verbrennungskammer 16 zu führen und eine geringe Menge
an Kraftstoff in der Verbrennungskammer zu verbrennen, um ein Ausgehen
der Verbrennungskammer zu verhindern und um die Temperatur der Gasleitung
ausreichend hoch zu halten, um Wärmespannungen
zu minimieren. Es ist außerdem
erwünscht,
solch eine Flamme in der Verbrennungskammer aufrecht zu erhalten,
dass einer starken Abkühlung
der heißen
Teile der Gasturbine entgegengewirkt wird. Mit anderen Worten wird
die Temperatur dieser heißen
Teile über
einem vorher bestimmten Wert gehalten. Mit heißen Teilen sind u. a. die Verbrennungskammer,
der Wärmetauscher
und die Gasleitung gemeint. Es gibt somit Bestrebungen, einer starken
Abkühlung
der heißen
Teile der Gasturbine entgegen zu wirken. Hierfür wird der Großteil des Gases
an der Verbrennungs kammer vorbeigeführt. Die Menge des eingeführte Kraftstoffes
ist so, dass sie die Turbineneinlasstemperatur über einem spezifischen Wert
im Wesentlichen konstant hält.
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Bezugnehmend
auf 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Gasturbine 1 beschrieben, bei
der das Ablassventil 12, im Gegensatz zu der obigen Beschreibung,
stromabwärts
des Kompressorauslasses 4 des ersten Kompressors 2 und
stromaufwärts
des Kompressoreinlasses 6 des zweiten Kompressors 5 angeordnet
ist. Auf diese Weise kann die gesamte oder ein Teil der Gasströmung von
dem ersten Kompressor 2 an dem zweiten Kompressor 5 in
Verbindung mit einem Motorbremsen vorbeigeführt werden. Dies führt seinerseits
dazu, dass die beim Druckaufbau in dem ersten Kompressor 2 durchgeführte Arbeit
zu einem Bremsen der Gasturbine 1 führt.
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3 zeigt
im Querschnitt eine Seitenansicht eines Ablassventils 12 das
zur Verwendung in einem Motorbremssystem für eine Gasturbine 1 bestimmt
ist. Das Ablassventil 12 umfasst einen Ventileinlass 35 der
zur Verbindung mit einem Kompressorauslass 4, 7 bestimmt
ist, einen ersten Ventilauslass 36, der zur Verbindung
mit dem Abgasauslass 13 bestimmt ist, und einen zweiten
Ventilauslass 37, der zur Verbindung mit dem Wärmetauscher 14 oder
abhängig
von der Ausführungsform
mit dem Kompressoreinlass 6 des zweiten Kompressors 5 bestimmt ist.
Das Ablassventil 12 umfasst außerdem eine Öffnungseinrichtung
in Form eines Scheibenventils 38, dessen Hin und Herbewegung
durch eine pneumatische Druckzelle 39 gesteuert wird. Die
Druckzelle 39 umfasst einen durch eine Membrane 41 abgedichteten
Kolben 40, der zusammen mit einem Druckdeckel 42 einen
geschlossenen Raum 43 bildet, an den eine Druckleitung 44 angeschlossen
ist. Die Druckleitung 44 ist ihrerseits über ein
Elektromagnetventil (nicht gezeigt) mit dem Kompressorauslass 7 verbunden. Durch
die Tatsache, dass der Kolben 40 so ausgelegt ist, dass
er sich gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 45 bewegt,
ist es möglich,
durch Auswahl der Federkennlinie den gewünschten Arbeitsdruck in der Leitung
zu den Komponenten stromabwärts
des Auslassventils aufrechtzuerhalten, d. h. in dem Ventilauslass 37.
Die Gasmenge, die an der Verbrennungskammer vorbeigeführt wird,
wird abhängig
von dem Druck in dem Gas von dem Kompressor geregelt, d. h. es findet
eine automatische Regelung statt. Das von dem Kompressor verdichtete
Gas, das an der Verbrennungskammer vorbeigeführt wird, wird in diesem Fall
direkt in die Atmosphäre
abgeführt.
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4 zeigt
schematisch eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Diese
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einigen Dingen.
Die Gasturbine 1 umfasst eine Einrichtung 45 für eine variable
Regelung der Strömung
zu dem Kompressor 2 zur Regelung der Bremswirkung. Hierbei
besteht die Einrichtung 45 aus variablen Einlassfüh rungsschaufeln.
Die Führungsschaufeln
sind zur Veränderung
des Winkels der Strömung
angeordnet, um den Druckaufbau in dem Kompressor zu verändern.
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Es
sind außerdem
zwei Antriebsturbinen 20, 20' an der Antriebswelle 23 angeordnet.
Jede von diesen ist mit einer Einrichtung 40, 40' für eine variable
Regelung der Strömung
zu der Leistungsturbine 20, 20' ausgestattet. Diese Einrichtungen
bestehen aus einem variablen Stator oder Führungsschaufeln. Die Führungsschaufeln
sind so ausgelegt, dass sie die Gasmenge zu der Leistungsturbine
regeln können
und auf diese Weise die Turbineneinlasstemperatur steuern können.
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Nach
dem Ablassventil ist außerdem
ein Schalldämpfer 46 an
der Leitung angeordnet, die zur Atmosphäre führt.
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Ein
bevorzugtes Beispiel eines Verfahrens zum Motorbremsen der in 4 gezeigten
Gasturbine wird nachstehend beschrieben.
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Bei
normalem Betrieb, d. h. wenn die Gasturbine das Fahrzeug antreibt,
ist jeder der drehbaren Statoren 40, 40' der Antriebsturbinen 20, 20' in Antriebsrichtung
angeordnet, das Ablassventil 12 ist geschlossen, die Kupplung 31 zwischen
dem Gasgenerator und der Antriebsturbine ist ausgerückt und
die Einlassführungsschaufeln 45 des
Kompressors 2 befinden sich in einer offenen Stellung,
d. h. nahe 0 Grad. Mit anderen Worten wird der Kompressor nicht gedrosselt,
sondern liefert seine maximale Massenströmung für die betreffende Drehzahl.
Der Gasgenerator dreht mit einer Drehzahl zwischen Leerlauf und maximaler
Leistung, und die Drehzahl der Antriebsturbine wird durch die Drehzahl
der Antriebsräder und
den betreffenden Gang bestimmt.
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Wenn
die Öffnung
der Drossel verringert wird, passiert folgendes: Die Kraftstoffströmung von der
Verbrennungskammer 16 verringert sich. Die Drehzahl des
Gasgenerators fällt
ab, die Leistung verringert sich, das Fahrzeug fährt langsamer, die Leistung
geht jedoch immer noch von dem Motor zu den Antriebsrädern 25, 26.
Der Winkel der Führungsschaufeln 45 des
Kompressors 2 wird auf eine geschlossenere Stellung eingestellt,
was bedeutet, dass sich die Massenströmung verringert. Alternativ oder
zusätzlich
kann ein anderer Betriebsparameter als die Öffnung der Drossel zur Initiierung
des Motorbremsens erfasst werden. In diesem Fall wird die Öffnung der
Drossel durch eine Drosselsteuerung gesteuert, wie z. B. einem Gaspedal,
das seinerseits die Drehzahl des Gasgenerators und somit die dem
Motor zugeführte
Luftmenge steuert.
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Wenn
die Öffnung
der Drossel weiter auf den Leerlaufzustand reduziert wird passiert
folgendes: Die Kraftstoffströmung
verringert sich auf Leerlaufströmung,
was bedeutet, dass Kraftstoff nur der Pilotdüse der Verbrennungskammer 16 zugeführt wird. Die
Führungsschaufeln 40, 40' der Antriebsturbine 20, 20' werden auf
Bremsstellung angewinkelt und die Antriebsturbine wird gebremst.
Die Leistung geht dann von den Antriebsrädern 25, 26 zu
dem Motor (Motorbremse).
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Eine "aktives" Motorbremsen wird
durch Betätigung
einer Bremssteuerung in Form eines Bremspedals oder einer anderen
Art von Bremssteuerung initiiert, wie z. B. einer Handsteuerung.
Der Stator 40 der Antriebsturbine 20 ist in einer
Bremsstellung angeordnet, und die Antriebsturbine 20 wird
dann mit dem Gasgenerator gekoppelt, indem die Scheibenkupplung 31 aktiviert
wird. Vorzugsweise wird die Kupplung kurz eingerutscht, um die Drehzahl
der Wellen 10b, 23 zu synchronisieren und wird
daraufhin mit vollem Druck gesperrt. Das Ablassventil 12 wird
dann geöffnet.
Die Kraftstoffströmung
zu der Verbrennungskammer wird auf die geringe Luftmenge eingestellt,
die durch die Verbrennungskammer und die Gasleitung strömt, so dass
eine geeignete Temperatur aufrecht erhalten wird und eine starke Abkühlung der
heißen
Teile vermieden wird. Die Führungsschaufeln 45 des
Kompressors 2 befinden sich in einer geschlossenen Stellung,
d. h. die Massenströmung
des Kompressors ist so klein wie möglich bei der betreffenden
Drehzahl, wodurch bei Ablassen des Kompressors die geringste Bremswirkung
beim Motorbremsen geschafft wird.
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Die
maximale Motorbremse wird dann dadurch erreicht, dass die Führungsschaufeln 45 des Kompressors 2 in
die vollständig
offene Stellung geöffnet
werden.
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Die
Motorbremswirkung kann natürlich
durch Variierung der Stellungen der Führungsschaufeln der Antriebsturbine
und die Führungsschaufeln
des Kompressors variiert werden.
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Die
Erfindung ist nicht als auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
zu betrachten, sondern es sind eine Anzahl von Modifizierungen möglich, ohne
aus diesem Grund den Patentschutzbereich zu verlassen. Beispielsweise
kann die Anzahl sowohl der Kompressorstufen als auch der Turbinenstufen
sowohl nach oben als auch nach unten variiert werden. Außerdem kann
ein elektrisch oder hydraulisch gesteuertes Ablassventil anstatt des
oben beschriebenen pneumatisch gesteuerten Ablassventils verwendet
werden.
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Gemäß einer
Alternative zu den oben beschriebenen Ausführungsformen kann eine Anzahl von
Ablassventilen verwendet werden. In einem Fall, in dem es zwei Kompressoren
gibt, kann ein erstes Ablassventil nach den Kompressoren gemäß der ersten
obigen Ausfüh rungsform
angeordnet werden, und ein zweites Ablassventil kann zwischen den Kompressoren
gemäß der obigen
zweiten Ausführungsform
angeordnet werden. Das zweite Ablassventil kann zur Steuerung der
Bremswirkung alternativ oder zusätzlich
zu den Führungsschaufeln
verwendet werden.
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Außerdem kann
nur eine der Antriebsturbinen, geeigneterweise die erste, in dem
Antriebsturbinenteil einen variablen Stator haben. Dies reduziert die
Komplexheit und ist kosteneffektiv.
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Es
liegt außerdem
beispielsweise innerhalb des Patentschutzbereichs, dass die Gasturbine
ein Einwellentyp sein kann, d. h. dass die mit dem Kompressor verbundene
Turbine so ausgelegt ist, dass sie auch eine Antriebsturbine zum
Antrieb eines Fahrzeugs darstellen kann.