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Einrichtung zur Leistungsregelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere
von Flugmotoren . Bekanntlich wird die Leistung von Flugmotoren für die verschiedenen
Flugbedingungen beim Start, Reise- oder Schnellflug geregelt, um die Motoren möglichst
zu schonen bzw. um zu hohe Ladedrücke und Drehzahlen zu vermeiden und ein bestimmtes
Drehmomentgleichgewicht zwischen Luftschraube und Motor aufrechtzuerhalten.
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Die Leistungsregelung erfolgt gewöhnlich durch eine Veränderung der
Luftschraubendrehzahl und/ oder durch eine Regelung des Ladedruckes bzw. der Drosselklappenstellung
im Ansaugrohr.
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Die Regelung der einzelnen Funktionen, die früher getrennt durch zwei
Handhebel vorgenommen wurde, erfolgt nach neueren Vorschlägen zur Vereinfachung
der Handhabung durch den Piloten mittels eines einzigen Hebels, und zwar derart,
daß durch diesen Hebel zwei die Leistung bestimmende Regelgrößen, z. B. Luftschraubendrehzahl
einerseits und Ladedruck oder Drosselklappenstellung andererseits, in einem bestimmten
Verhältnis zueinander verstellt werden können.
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Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe eines weiteren
Hebels und einer entsprechend automatisch wirkenden Verbindung der Regelorgane die
eine dieser Größen, z. B. die Luftschraubendrehzahl, zusätzlich verstellbar zu machen,
um unter gewissen Betriebsbedingungen eine Verschiebung der normalen Regelcharakteristik
zu bewirken. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art besteht nun eine lineare
Abhängigkeit der einzelnen Regelgrößen, so, da.ß die zusätzliche Verstellung eine
Parallelverschiebung der Charakteristik bewirkt. Dabei besteht die Gefahr, da.ß
der Pilot durch unrichtige Betätigung des zusätzlichen Verstellhebels die Wirkung
der automatischen Verkopplung der Regelgrößen aufhebt und solche Verhältnisse
der
einzelnen Regelgrößen einstellen kann daß diese weder für den Motor noch vom wirtschaftlichen
Standpunkt tragbar sind.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt, indem bei einer
Einrichtung zur Leistungsregelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Flugmotoren,
hei der durch einen Hebel zwei die Leistung bestimmende Regelgrößen, z. B. Luftschraubendrehzahl
einerseits und Ladedruck oder Drosselklappenstellung andererseits; im bestimmten
Verhältnis zueinander -verstellt werden können und durch einen weiteren Hebel die
eine dieser Größen, z. B. die Luftschraubendrehzahl; zusätzlich verstellbar ist,
durch eine gegenüber der Schwenkachse ihres Stellhebels verschwenkbare Steuerkurvenschwinge
eine solche Abhängigkeit der beiden Regelgrößen voneinander herbeigeführt wird,
daß die Regelcharakteristik der einen Regelgröße unter dem Einfluß der zusätzlichen
Verstellung zu einem mit steigenden Werten sich verbreiternden Band erweitert wird.
Dieser Verlauf der Charakteristik ist auch vom luftschraubentechnischen Standpunkt
erwünscht.
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Ferner wird zusätzlich eine solche Veränderlichkeit der beiden die
Leistung des Motors bestimmenden Größen vorgesehen, daß zu jedem beliebigen Einstellwert
der einen Größe, der maximale Grenzwert der anderen Größe eingestellt werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigen j eweils schematisch Abb. i eine Anordnung der Regeleinrichtung
an einem -Flugmotor mit einem Aufladegebläse und einem Drehzahlregler füf- die Luftschraube;
Abb.2 und 4 die Regeleinrichtung nach der Erfindung in einem senkrechten Schnitt
nach der Linie II-II von Abb. 3, und zwar zeigt Abb. 2 die Leerlauf- und Abb. 4
die Vollaststellung der Regeleinrichtung, Abb. 3 die Regeleinrichtung meinem Schnitt
nach der Linie III-III von Abb. 2, Abb. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise
der Erfindung.
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Die Abb. i ist gegenüber den Abb. 2 bis 4 in einem kleineren Maßstabe
gezeichnet. Wie diese Abbildung zeigt, ist der Flugmotor a mit einem Aufladegebläse
b versehen. Außerdem ist ein Drehzahlregler c für die Luftschraubenwelle d angeordnet,
durch den die Drehzahl der Luftschraubenwelle automatisch eingestellt werden kann.
Die Beeinflussung des Drehzahlreglers für -die Luftschraubenwelle erfolgt durch
ein unter der Wirkung einer Feder e stehendes Hebelwerk f, das über
eine Stange g an einem Stellhebel h der Regeleinrichtung i gemäß der Erfindung angeschlossen
ist. Die Regeleinrichtung i weist noch zwei weitere Hebel k und m auf. Der Hebel
k wird durch einen Handhebel o willkürlich betätigt. Der Hebel m ist an das Steuergestänge
p für eine Leistungsregelklappe q
des Aufladegebläses b angelenkt und wird
mit dieser durch einen Handhebel r verstellt.
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Wie die Abb. 2 bis 4 zeigen, sitzt der Stellhebel h auf einer Achsei
fest, und auf dieser sind weiterhin zwei gegabelte Winkelhebel 2 und 3 befestigt,
die an einem Schenkelende unter dem Einfluß von Federn 4, 5 stehen und am anderen
Ende je eine Rolle 6 und 7 tragen. Die Rolle 6 läuft unter der Wirkung einer Feder
4 auf einem Kurvenstück 8 und die Rolle 7 unter der Wirkung einer Feder 5 auf der
Kante einer Schwinge 9 auf. Das Kurvenstück ist drehbar auf zwei Zapfen io, io gelagert,
und die beiden Zapfen werden von den Enden, eines gegabelten Hebelarmes i i getragen.
Der Hebelarm i z sitzt wiederum drehbar in einem Gehäuse i und wird vom Hebelarm
m gesteuert: Die Schwinge 9 sitzt auf einer Achse 12 fest, die vom Hebel k bewegt
wird. Die Achse 12 ist einerseits im Gehäusei undandererseits in derhohlenDrehachse
des Hebelarmes ii gelagert. Auf der Achse 12 sitzt weiterhin zwischen den Hebelarmzinken
i i, i i ein Zahnrad 13 fest, das mit einer Verzahnung 13d am Kurvenstück 8 im Eingriff
steht. Durch diesen Zahntrieb kann das Kurvenstück 8 um seine Drehzapfen io, io
vermittels des Hebels k verschwenkt werden. Es ist also eine doppelte Verschwenkung
der Kurvenbahn 8 möglich, einmal durch Verschwenken des Hebelarmes i i vermittels
des Hebels m und außerdem durch Verschwenken des Hebelarmes k bzw. .des Zahnrades
13. An der einer Wand des Gehäuses i zugekehrten Seite ist die Schwinge 9 mit einer
Aufrauhung 14 versehen, in die eine Federrast 15 eingreift (Abb. 3). Außerdem
befindet sich an dem Gehäuse i noch ein verstellbarer Anschlag 16 für die Schwinge
9 (Abb. 2 und 3).
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Die Wirkungsweise der geschilderten Anordnung ist folgende: Die Abb.
2 und 3 zeigen die Einrichtung nach der Erfindung in Leerlauf- und Vollaststellung.
Bei. einer Verstellung des Hebels r zur Veränderung .des Aufladedruckes erfolgt
neben der Verstellung der Drosselklappe q auch eine Verstellung des Hebelarmes m.
Dadurch erfolgt eine Verstellung des Kurvenstückes 8 mit .der weiterenFolge, daß
die Rolle 6- und der Winkelhebel 4 verschwenkt werden. Dementsprechend dreht sich
die Achse i entgegender Kraft ,der Feder 4, das ist entgegen dem Uhrzeigersinn,
und im gleichen Sinn wird auch der Hebel lt verschwenkt. Dies hat zur Folge, daß
die Stange g den Drehzahlregler e für die Luftschraubenwelle beeinflußt, und zwar
derart, daß die Welle d von ihrer Leerlaufdrehzahl auf eine gewünschte höhere Drehzahl
übergeht. Durch die Kraft der Feder 4, die der Kraft der Feder e entgegenwirkt,
bleibt die kraftschlüssige Berührung der Rolle 6 mit der Kurvenbahn 8 stets aufrechterhalten.
Außerdem ist dadurch gewährleistet, daß bei Bruch des ei- ; stungsgestänges g der
Drehzahlregler c für die Luftschraubenwelle auf alle Fälle die höchste Luftschraubendrehzahl
einregelt. Weiterhin ist dafür gesorgt, daß bei Bruch des zum Hebel r führenden
Gestänges die Drosselklappe q für eine höchste Leistung geöffnet wird.
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" Durch den Hebel o kann bei allen Drehzahleinstellungen, des Hebels
r die Drehzahl noch in einem bestimmten Bereich zwischen n1 und n2 korrigiert werden.
Bei einer Bewegung des Hebels o werden der Hebel k und damit das Zahnrad 13
verstellt. Dies
hat eine kleine Schwenkbewegung der Kurvenbahn 8
um die Zapfen io und dementsprechend eine Verstellung des Hebels h und damit wieder
eine Verstellung des Gestänges g bzw. des Drehzahlreglers c zur Folge. In dem Diagramm
nach Abb. 5 ist die bisher geschilderte Regelweise erläutert. Dort zeigt die Kurve
n die normale Drehzahl der Luftschraube, die mit der Winkelstellung der Drosselklappe
q entsprechend anwächst. Die beiden Kurven yt.l und ja,, begrenzen den Verstellbereich
des Korrekturhebels k. Dabei zeigt sich, daß der Verstellbereich
x
mit wachsender Drehzahl immer größer wird, x also der Regelgröße
N proportional ist.
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Geht man mit dem Korrekturhebel o über die Stellung fai nach Abb.
i hinaus, so bewegt sich die Schwinge 9 über die Kurvenbahn hinaus vor und berührt
die Rolle 7 mit der Wirkung, daß der Winkelhebel 3 die Achse i weiter entgegen dem
Uhrzeigersinn verschwenkt, worauf der Hebelarm k den Drehzahlregler c der Luftschraubenwelle
auf die höchste sog. Sturzflugdrehzahlumstellt. Die ihr entsprechende Sturzflugstellung
der Schwinge wird durch die Arretierungsvorrichtung 14, 15 festgehalten. Selbstverständlich
kann auch für den Hebel r eine geeignete Feststellvorrichtung vorgesehen sein. Da
sich auch bei ganz nach links verschwenkter Schwinge 9 der Hebelarm i i mit dem
Kurvenstück 8 frei bewegen kann, kann die Stellung der Drosselklappe q über das
Leistungsgestänge beliebig zwischen Leerlauf und Vollast verändert werden, ohne
daß dabei die Sturzflugdrehzahl beeinflußt wird. Normalerweise dürfte jedoch für
den Sturzflug nur die Stellung Leerlauf des Leistungsge-stänges p, q, r in
Frage kommen.
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Falls zwei andere Größen zueinander in Abhängigkeit gebracht werden
sollen oder die Bedingung einer Proportionalität der Veränderlichkeit zu einer dieser
Größen nicht besteht, kann das Kurvenstück 8 auch durch ein solches mit einer anders
verlaufenden Steuerkante ersetzt werden. Gegebenenfalls kann an Stelle der um die
Zapfen io sich bewegenden Schwinge auch ein z. B. in Nuten oder Schlitzen geführtes
Gleitstück vorgesehen sein. Wesentlich ist, daß man von jeder Steuerstellung des
Korrektur- oder Leistungshebels aus jeweils den Maximalwert (z. B. ;t"", nach dem
Diagramm von Ab >. 5) der einen oder anderen zu regelnden Größe einstellen kann.