ES2281275A1 - Fuel injection control system for a turbine engine - Google Patents

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ES2281275A1 ES200550053A ES200550053A ES2281275A1 ES 2281275 A1 ES2281275 A1 ES 2281275A1 ES 200550053 A ES200550053 A ES 200550053A ES 200550053 A ES200550053 A ES 200550053A ES 2281275 A1 ES2281275 A1 ES 2281275A1
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Abstract

A control system for a turbine engine uses at least one fuel injector (20) for injecting fuel in pulses and an electronic control unit (14) to modify pulse duration and/or frequency in response to a deviation from a selected operating function, such as speed.

Description

Sistema de control de inyección de combustible para un motor de turbina.Fuel injection control system for a turbine engine.

Reivindicación de prioridadPriority Claim

La solicitud reivindica la prioridad de una solicitud depositad en la Oficina de Patentes de Estados Unidos, con el número e serie 10/059.501, con fecha de presentación del 29 de enero de 2002.The request claims the priority of a application filed with the United States Patent Office, with serial number 10 / 059.501, with filing date of 29 January 2002.

Campo de aplicaciónScope

Esta invención se refiere a un sistema de control de inyección de combustible para motores de turbina que puede ser utilizado con muchas aplicaciones diferentes, tales como motores a reacción y motores turbohélice, utilizados en la aviación comercial, privada, experimental y militar, en turbinas de plantas generadoras y con otras aplicaciones industriales y mineras para motores de turbina. Los inyectores inyectan combustible en la cámara de combustión de un motor de turbina. Una unidad de control electrónico, sistema de modulación de la anchura del impulso, gobierna la duración y/o frecuencia de inyección del combustible impulsado, procurando un control de operación preciso en una gama muy amplia de condiciones de funcionamiento. De este modo, el sistema de control procura un rendimiento del combustible significativamente mejorado, un peso más ligero y un mejor control de operación del motor respecto a los motores de turbina que existen en la actualidad.This invention relates to a system of fuel injection control for turbine engines that It can be used with many different applications, such as jet engines and turboprop engines, used in aviation commercial, private, experimental and military, in plant turbines generators and with other industrial and mining applications for turbine engines The injectors inject fuel into the combustion chamber of a turbine engine. A control unit electronic, pulse width modulation system, governs the duration and / or frequency of fuel injection driven, ensuring precise control of operation in a range Very wide operating conditions. In this way, the control system ensures fuel efficiency significantly improved, lighter weight and better control of engine operation compared to turbine engines that They exist today.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los motores de turbina clásicos empleados en la mayoría de las aplicaciones, incluyendo la aviación, la producción de energía y las aplicaciones industriales, poseen generalmente una cámara de combustión, en la que se quema combustible en presencia de aire para producir gases de escape que propulsan una serie de engranajes/árboles y, finalmente, la carga propulsada (tal como una hélice, un ventilador o unas palas del motor de turbina, una bomba, un generador o una unidad convertidora de la velocidad) en función de la aplicación, y un sistema de alimentación de combustible en flujo continuo (tal como una válvula o una tobera), que suministra combustible a la cámara de combustión para su combustión. En general, estos sistemas de alimentación de combustible introducen combustible en un flujo continuo en la cámara de combustión y habitualmente son controlados por medios mecánicos que detectan y responden para modificar la presión, el vacío u otras entradas físicas o mecánicas en el sistema.The classic turbine engines used in the Most applications, including aviation, production of energy and industrial applications, generally possess a combustion chamber, in which fuel is burned in the presence of air to produce exhaust gases that propel a series of gears / shafts and finally the propelled load (such as a propeller, a fan or turbine engine blades, a pump, a generator or a speed converter unit) depending on of the application, and a fuel feed system in continuous flow (such as a valve or a nozzle), which supplies fuel to the combustion chamber for combustion. In In general, these fuel feed systems introduce fuel in a continuous flow in the combustion chamber and they are usually controlled by mechanical means that detect and respond to modify pressure, vacuum or other inputs physical or mechanical in the system.

Los sistemas de alimentación de combustible clásicos para motores de turbina se basan igualmente en cada uno de los diversos procesos físicos para romper el flujo continuo de combustible en gotitas de combustible o bruma para la combustión, aprovechando la conocida relación inversa entre el tamaño de una gotita de combustible y el rendimiento de la combustión. Cuanto más pequeña sea la partícula de combustible, mayores serán la velocidad y el rendimiento de la combustión. Los ingenieros y científicos han experimentado durante muchos años con el diseño de toberas de combustible para aumentar al máximo el rendimiento de la combustión. Algunos ejemplos incluyen la patente de Estados Unidos N° 5603211 ("Outer Shear Layer Swirl Mixer for a Combustor") y la patente de Estados Unidos N° 5966937 ("Radial Inlet Swirler with Twisted Vanes for Fuel Injector"). Procedimientos característicos de "dispersión" incluyen el uso de barreras físicas contra las cuales el combustible es dirigido para salpicar en ellas en forma de gotitas; el uso de "ciclonizadores", "distribuidores" u otros generadores de fuerza centrífuga que proyectan combustible contra la pared de una cámara de combustión, con el fin de dispersar un flujo continuo de combustible empleando medios mecánicos; y el uso de corrientes de aire de alta velocidad para fraccionar un flujo continuo de combustible. Por lo tanto, el diseño moderno de los sistemas de alimentación de combustible de las turbinas tiene como propósito emplear un procedimiento para dispersar un flujo continuo de gotitas de combustible o pulverizar el combustible. Un objeto de esta invención es complementar la dispersión mecánica de combustible impulsando el flujo de combustible en el interior de la cámara de combustión.Fuel supply systems Classics for turbine engines are also based on each of the various physical processes to break the continuous flow of fuel in fuel droplets or combustion mist, taking advantage of the known inverse relationship between the size of a Fuel droplet and combustion performance. How much more The small the fuel particle, the higher the speed and combustion performance. Engineers and scientists have experienced for many years with the design of nozzles of fuel to maximize the performance of the combustion. Some examples include the United States patent No. 5603211 ("Outer Shear Layer Swirl Mixer for a Combustor") and United States Patent No. 5966937 ("Radial Inlet Swirler with Twisted Vanes for Fuel Injector "). Procedures "dispersion" characteristics include the use of barriers against which the fuel is directed to splash in them in the form of droplets; the use of "cyclonizers", "distributors" or other centrifugal force generators that they project fuel against the wall of a combustion chamber, in order to disperse a continuous flow of fuel using mechanical means; and the use of high speed air currents to fractionate a continuous flow of fuel. Therefore the modern design of the fuel feed systems of the turbines are intended to use a procedure to disperse a continuous flow of fuel droplets or spray the fuel. An object of this invention is to complement the mechanical fuel dispersion driving the flow of fuel inside the combustion chamber.

Los motores de turbina tales como descritos más arriba adolecen de diversas limitaciones significativas relacionadas con los sistemas de alimentación de flujo continuo, de control mecánico. Estas limitaciones incluyen al menos lo siguiente: (1) la combustión del combustible tiene menor rendimiento del que resultaría de introducir el combustible en la cámara de combustión en gotitas en lugar de mediante un flujo continuo; (2) el combustible puede distribuirse de manera ineficiente por toda la cámara de combustión, lo que contribuye a un escaso rendimiento de la combustión; (3) los gases de escape contienen frecuentemente combustible no quemado, lo que puede contribuir a la contaminación atmosférica; (4) con frecuencia, los sistemas de control no permiten que el operador controle el proceso de alimentación de combustible con la precisión deseada en relación con importantes variables de funcionamiento (tales como la velocidad de flujo, la velocidad de consumo de aire, las modificaciones de carga, etc.); (5) hacer funcionar y mantener los sistemas puede resultar difícil; (6) el sistema de control puede resultar complejo a causa del elevado número de partes móviles; (7) los sistemas pueden añadir a la turbina un peso no deseado, consecuencia particularmente problemática en las aplicaciones a la aviación; y (8) la fabricación y/o el ensamblaje de los sistemas de alimentación y de control pueden resultar costosos a causa de su complejidad y sus estrechas tolerancias mecánicas; y (9) el tiempo de respuesta es inherentemente lento, por tratarse de un sistema mecánico.Turbine engines such as described more They suffer from several significant limitations related to continuous flow feed systems, of mechanical control These limitations include at least what next: (1) fuel combustion has less performance that would result from introducing the fuel into the combustion chamber in droplets instead of by a flow continuous; (2) the fuel can be distributed so inefficient throughout the combustion chamber, which contributes to poor combustion efficiency; (3) exhaust gases frequently contain unburned fuel, which may contribute to air pollution; (4) frequently, control systems do not allow the operator to control the process of fuel supply with the desired accuracy in relation with important operating variables (such as the flow rate, air consumption rate, load modifications, etc.); (5) operate and maintain systems can be difficult; (6) the control system can be complex because of the high number of moving parts; (7) the systems can add an unwanted weight to the turbine, particularly problematic consequence in applications to the aviation; and (8) the manufacture and / or assembly of the systems of food and control can be expensive because of its complexity and its narrow mechanical tolerances; and (9) time response is inherently slow, because it is a system mechanic.

Esta invención está diseñada para superar estas limitaciones mediante dos características principales. En primer lugar, se inyecta combustible en la cámara de combustión por impulsos, empleando un inyector de combustible en lugar de un sistema de alimentación de flujo continuo. Esta característica presenta la clara ventaja de pulverizar el combustible y suministrarlo en la cámara de combustión por impulsos en forma de bruma fina o incluso de vapor, eludiendo, por consiguiente, la necesidad de emplear un procedimiento físico para dispersar un flujo continuo de combustible. El combustible se quema con mayor rendimiento debido a que la invención reduce la dimensión de las celdas individuales de combustible que están siendo quemadas. Los inyectores de combustible se emplean comúnmente con este fin en los motores de combustión interna (véase, por ejemplo, la patente de Estado Unidos N° 6279841 ("Fuel Injection Valve") y la patente de Estados Unidos N° 6260547 ("Apparatus and Method for Improving the Performance of a Motor Vehicle Internal Combustion Method")), pero no se han utilizado para inyectar impulsos de combustible en motores de turbina. En segundo lugar, la invención utiliza una unidad de control electrónico que detecta señales del sensor a partir de funciones de operación elegidas del motor, modificando después la duración y/o la frecuencia de los impulsos de combustible que son inyectados en la cámara de combustión. Por lo tanto, este sistema de control procura un control de operación preciso en una extensa gama de condiciones de funcionamiento.This invention is designed to overcome these limitations through two main features. In first instead, fuel is injected into the combustion chamber by impulses, using a fuel injector instead of a continuous flow feed system. This feature It has the clear advantage of pulverizing the fuel and supply it in the pulse combustion chamber in the form of fine mist or even steam, thus avoiding the need to use a physical procedure to disperse a flow  continuous fuel The fuel burns with greater performance because the invention reduces the dimension of individual fuel cells that are being burned. The fuel injectors are commonly used for this purpose in internal combustion engines (see, for example, the patent for United States No. 6279841 ("Fuel Injection Valve") and the patent of United States No. 6260547 ("Apparatus and Method for Improving the Performance of a Motor Vehicle Internal Combustion Method ")), but have not been used to inject impulses from fuel in turbine engines. Second, the invention uses an electronic control unit that detects signals from the sensor from selected engine operating functions, then modifying the duration and / or frequency of the impulses of fuel that are injected into the combustion chamber. By therefore, this control system seeks an operation control Precise in a wide range of operating conditions.

La combinación de estas características en la invención proporciona un sistema de control de inyección de combustible para un motor de turbina que procura al motor un mayor rendimiento, mayor ligereza, más facilidad de funcionamiento y mantenimiento, y mayor capacidad de respuesta que los que existen en la actualidad. Para una aplicación en la aviación, obviamente cualquier reducción del peso del motor de turbina beneficia el rendimiento global y el rendimiento del combustible del avión.The combination of these characteristics in the invention provides an injection control system of fuel for a turbine engine that provides the engine with greater performance, greater lightness, more ease of operation and maintenance, and greater responsiveness than those that exist nowadays. For an aviation application, obviously any reduction in turbine engine weight benefits the overall performance and fuel efficiency of the plane.

Resumen de la invenciónSummary of the Invention

Esta invención es un aparato y un procedimiento para controlar la inyección de combustible en un motor de turbina que posee una cámara de combustión. El aparato comprende al menos un inyector de combustible que posee unos medios destinados a suministrar combustible por impulsos a dicha cámara de combustión de dicho motor de turbina; al menos un sensor de operación, dicho sensor incluyendo unos medios destinados a recibir señales del sensor a partir de una función de operación seleccionada de dicho motor de turbina; una unidad de control electrónico programable destinada a recibir y a comparar el valor de dichas señales del sensor procedentes de dicho motor de turbina con el valor de una señal deseada, y, en respuesta a las mismas, a generar señales de control del inyector de combustible; y un medio destinado a dirigir dichas señales de control del inyector de combustible a dicho inyector de combustible para modificar la duración y/o frecuencia de impulso de la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a una función de operación seleccionada, tal como la velocidad deseada del motor, provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor de turbina. El procedimiento de control de la inyección de combustible en un motor de turbina que posee una cámara de combustión y que posee al menos un inyector de combustible y al menos un sensor destinado a detectar señales de operación procedentes de dicho motor comprende las etapas consistentes en suministrar combustible por impulsos a dicha cámara de combustión empleando dicho inyector; detectar al menos una señal del sensor de operación procedente de dicho motor de turbina empleando dicho sensor; dirigir señales del sensor desde dicho sensor de operación a una unidad de control electrónico programable; en dicha unidad de control electrónico programable, comparar el valor de dicha señal del sensor con el valor de una señal deseada y generar señales de control de inyector de combustible en respuesta a dicha señal del sensor; y dirigir dichas señales de inyector de combustible a dicho inyector de combustible para modificar la duración y/o la frecuencia de impulso de la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades deseadas del motor, provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor de turbina.This invention is an apparatus and a method. to control fuel injection in a turbine engine It has a combustion chamber. The apparatus comprises at least a fuel injector that has means for supplying pulse fuel to said combustion chamber of said turbine engine; at least one operation sensor said sensor including means intended to receive signals from the sensor from an operation function selected from said turbine engine; a programmable electronic control unit intended to receive and compare the value of these signals from the sensor from said turbine engine with the value of a desired signal, and, in response thereto, to generate signals from fuel injector control; and a means to direct said fuel injector control signals to said fuel injector to modify the duration and / or frequency boost of fuel injection in response to a deviation from a selected operating function, such as the desired engine speed, caused by loads of Variable operation experienced by the turbine engine. He control procedure of fuel injection in an engine turbine that has a combustion chamber and that has at least a fuel injector and at least one sensor intended to detecting operation signals from said motor comprises the stages consisting of supplying fuel by impulses to said combustion chamber using said injector; detect at minus a signal from the operating sensor from said motor turbine using said sensor; direct sensor signals from said operation sensor to an electronic control unit programmable; in said programmable electronic control unit, compare the value of said sensor signal with the value of a desired signal and generate injector control signals from fuel in response to said sensor signal; and direct those fuel injector signals to said fuel injector to modify the duration and / or pulse frequency of the fuel injection in response to a deviation from desired engine speeds, caused by loads of Variable operation experienced by the turbine engine.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La Fig. 1 es un diagrama de un panel de control hipotético, típico destinado al motor de turbina de un avión turbohélice.Fig. 1 is a diagram of a control panel hypothetical, typical for the turbine engine of an airplane turboprop

La Fig. 2 es una representación esquemática de un inyector de combustible que sobresale en la cámara de combustión de un motor de turbina y conectado al panel de control del motor.Fig. 2 is a schematic representation of a fuel injector protruding into the chamber of combustion of a turbine engine and connected to the control panel the motor.

La Fig. 2a es una vista lateral de un inyector de combustible típico.Fig. 2a is a side view of an injector of typical fuel.

La Fig. 3 es un diagrama de bloques que muestra la relación entre los sensores del motor de turbina, la unidad de control electrónico y el inyector de combustible.Fig. 3 is a block diagram showing the relationship between the turbine engine sensors, the unit of Electronic control and fuel injector.

La Fig. 4 es un diagrama de bloques que muestra el uso de la velocidad del motor, medida en revoluciones por minuto, y de la temperatura de los gases de escape, medida utilizando una sonda de temperatura de gases de escape, como sensores del motor de turbina para generar señales del sensor que son transferidas a la unidad de control electrónico.Fig. 4 is a block diagram showing the use of engine speed, measured in revolutions by minute, and the temperature of the exhaust gases, measured using an exhaust gas temperature probe, such as turbine engine sensors to generate sensor signals that They are transferred to the electronic control unit.

La Fig. 5 es una representación esquemática de una configuración de circuitos integrados en la unidad de control electrónico.Fig. 5 is a schematic representation of an integrated circuit configuration in the control unit electronic.

La Fig. 6 es un diagrama de bloques que muestra las etapas de funcionamiento del sistema de control de inyección de combustible.Fig. 6 is a block diagram showing The operating stages of the injection control system of fuel.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

En referencia ahora a las figuras, la Figura 1 es un diagrama de un panel de control hipotético pero típico para un motor de turbina de un avión turbohélice, que es una posible aplicación de la invención y es la forma de realización descrita en el presente documento. Sin embargo, existen numerosas posibles aplicaciones para la invención; ésta es solamente una de sus muchas aplicaciones posibles en los motores de turbina. En la forma de realización que se ilustra en el presente documento, un panel de control típico 100 contiene instrumentos calibradores para la temperatura de los gases de escape 1, el paso geométrico de la hélice 2, amperios 3 y voltios 4. El panel también puede contener otros calibradores destinados a otros parámetros pertinentes tales como nivel del combustible, presión del aceite, velocidad del aire, altitud, etc., todos ellos omitidos en el presente documento. El panel de control hipotético 100 ilustrado en la Figura 1 contiene pantallas digitales para las revoluciones por minuto del motor (RPM) 5 y las horas de operación 6. Éste contiene igualmente interruptores de palanca para el interruptor principal 7, solenoide de arranque por bujía 8, ordenador de combustible 9, dispositivo de arranque 10 y paso geométrico de la hélice 11. El panel incorpora cuadrante de control manual 12 y cuadrante de control automático 13 destinados a manejar el sistema de control de inyección de combustible, y conmutador de control 15 para conmutar entre operación manual y operación automática. Los cuadrantes de control 12 y 13 están conectados a la unidad de control electrónico (UCE) 14, la que, en esta aplicación, no reposa sobre el panel de control 100. La UCE 14 puede estar situada en cualquier emplazamiento deseado del motor. La UCE 14 funciona como sistema de control de modulación de anchura del impulso para los inyectores de combustible, como representado en las Figuras 5 y 6 y descrito más abajo. La UCE puede presentar cualquiera de diversas formas, incluyendo circuitos de estado sólido, un microprocesador y un microordenador.Referring now to the figures, Figure 1 It is a diagram of a hypothetical control panel but typical for a turbine engine of a turboprop plane, which is a possible application of the invention and is the embodiment described in This document. However, there are numerous possible applications for the invention; This is only one of his many possible applications in turbine engines. In the way of embodiment illustrated herein, a panel of typical control 100 contains calibrating instruments for the exhaust gas temperature 1, the geometric step of the propeller 2, amps 3 and volts 4. The panel can also contain other calibrators intended for other relevant parameters such such as fuel level, oil pressure, air speed, altitude, etc., all omitted in this document. He hypothetical control panel 100 illustrated in Figure 1 contains digital displays for engine revolutions per minute (RPM) 5 and hours of operation 6. It also contains toggle switches for main switch 7, solenoid spark plug starter 8, fuel computer 9, device starter 10 and geometric pitch of the propeller 11. The panel incorporates manual control quadrant 12 and automatic control quadrant 13 intended to handle the injection control system of fuel, and control switch 15 to switch between Manual operation and automatic operation. Control quadrants 12 and 13 are connected to the electronic control unit (UCE) 14, which, in this application, does not rest on the control panel 100. The ECU 14 may be located at any location desired engine. The ECU 14 functions as a control system for pulse width modulation for injectors fuel, as depicted in Figures 5 and 6 and described more down. The UCE can present any of several forms, including solid state circuits, a microprocessor and a microcomputer.

La Figura 2 es una ilustración esquemática de un inyector de combustible que sobresale en el interior de la cámara de combustión de un motor de turbina. La Figura 2a es una vista lateral de un inyector de combustible típico. Se conocen diversos tipos de inyector de combustible para utilización en motores de combustión interna tales como los motores de automóviles. Están disponibles comercialmente por diversos fabricantes (por ejemplo Ford Motor Company, Robert Bosch GmbH) como artículos listos para la venta. La novedad de esta invención consiste, en parte, en adaptar un inyector de combustible y emplear sensores y UCE para la utilización en motores de turbina. La dimensión y el número de los inyectores utilizados en cualquier aplicación particular dependerá de la dimensión del motor, la dimensión de la cámara de combustión, la potencia de salida deseada y factores similares. Numerosas aplicaciones, incluyendo la forma de realización para avión en el presente documento descrito, emplearán comúnmente de 4 a 8 inyectores de combustible. Sin embargo, cualquier motor de turbina al que se aplique esta invención tendrá al menos un inyector de combustible que posea un medio destinado a suministrar combustible por impulsos en una cámara de combustión.Figure 2 is a schematic illustration of a fuel injector protruding inside the chamber of combustion of a turbine engine. Figure 2a is a view side of a typical fuel injector. Various are known types of fuel injector for use in engines internal combustion such as car engines. Is it so commercially available from various manufacturers (for example Ford Motor Company, Robert Bosch GmbH) as items ready for the sale. The novelty of this invention consists, in part, in adapt a fuel injector and use sensors and ECU for the use in turbine engines. The size and number of injectors used in any particular application will depend of the engine dimension, the combustion chamber dimension, the desired output power and similar factors. Numerous applications, including the embodiment for aircraft in the This document described, will commonly employ 4 to 8 fuel injectors However, any turbine engine to which this invention is applied will have at least one injector fuel that has a means to supply fuel by impulses in a combustion chamber.

Los inyectores pueden estar conectados por un conducto común de combustible (tal como un distribuidor de combustible) o puede poseer, según se desee, conductos independientes. Se puede emplear una bomba de combustible para bombear combustible en el conducto de combustible. Concebiblemente, la unidad de control electrónico podría estar integrada con la bomba de combustible como un modo adicional o alternativo de controlar la inyección de combustible en la cámara de combustión.The injectors can be connected by a common fuel line (such as a distributor of fuel) or may have, as desired, ducts independent. A fuel pump can be used to pump fuel into the fuel line. Conceivably, the electronic control unit could be integrated with the fuel pump as an additional or alternative way of control the fuel injection in the chamber of combustion.

Como se muestra en las Figuras 2 y 2a, un inyector típico 20 posee un orificio de entrada de combustible 22 que recibe combustible desde un depósito de combustible u otra fuente de alimentación, un orificio de inyección de combustible 21 y un orificio de control 23. En la forma de realización ilustrada en la Figura 2, se distribuye combustible al orificio de entrada de combustible 22 del inyector de combustible a través de un distribuidor de combustible 25. Preferiblemente, cada inyector debería estar posicionado de manera que su orificio de inyección de combustible 21 sobresalga en el interior de la cámara de combustión 24 del motor de turbina. Un cableado u otro medio apropiado de dirigir señales de inyector desde la UCE hasta el inyector de combustible (como se describe más abajo) está conectado al inyector de combustible 20 a través del orificio de control 23. Esta disposición permite al inyector 20 inyectar impulsos de combustible a través del orificio de inyector 21, en respuesta a señales de inyector de combustible dirigidas en el orificio de control 23 desde la UCE 14, directamente al interior de la cámara de combustión 24, en la que los impulsos de combustible pueden ser quemados en presencia de aire en la cámara. Los gases de escape procedentes de la combustión presentes en la cámara de combustión son expulsados a través de un cono de salida 26 o estructura similar, como se representa en la Figura 2.As shown in Figures 2 and 2a, a typical injector 20 has a fuel inlet port 22 that receives fuel from a fuel tank or another power supply, a fuel injection hole 21 and a control hole 23. In the illustrated embodiment in Figure 2, fuel is distributed to the inlet port of fuel 22 of the fuel injector through a fuel distributor 25. Preferably, each injector it should be positioned so that its injection hole of fuel 21 protrudes inside the combustion chamber 24 turbine engine. Wiring or other appropriate means of direct injector signals from the ECU to the injector fuel (as described below) is connected to the injector of fuel 20 through the control hole 23. This arrangement allows the injector 20 to inject fuel pulses through injector hole 21, in response to signals from fuel injector directed at the control hole 23 from ECU 14, directly into the combustion chamber 24, in which the fuel pulses can be burned in presence of air in the chamber. Exhaust gases from the combustion present in the combustion chamber are expelled to through an output cone 26 or similar structure, as represented in Figure 2.

Generalmente es de utilidad describir cómo funciona un inyector de combustible antes de describir la manera en la que el sistema de control de esta invención se integra con el (los) inyector(es) de combustible para controlar la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades de operación deseadas, provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor. Los inyectores de combustible poseen comúnmente una válvula controlada eléctricamente o accionada electromagnéticamente que regula el caudal de combustible que atraviesa el inyector. Un elemento de cierre por válvula (o pistón) 27 ejerce presión, de manera característica, sobre un asiento de válvula 26 en la dirección de cierre cuando la bobina magnética 28 no está excitada.It is generally useful to describe how a fuel injector works before describing the way in which the control system of this invention integrates with the (the) fuel injector (s) to control the fuel injection in response to a deviation from desired operating speeds, caused by loads of Performance variables experienced by the engine. Injectors of fuel commonly possess a controlled valve electrically or electromagnetically operated that regulates the fuel flow through the injector. An element of closing by valve (or piston) 27 exerts pressure, so characteristic, on a valve seat 26 in the direction of Close when magnetic coil 28 is not excited.

Cuando la bobina es excitada, el elemento de cierre por válvula se libera del asiento de válvula en la dirección de apertura. Por lo tanto, la válvula de inyector se abre y se cierra con intervalos deseados en respuesta a un estímulo eléctrico sobre el electroimán del inyector, suministrando, por consiguiente, una cantidad deseada de combustible (habitualmente medida en miligramos) por periodo de tiempo dado (habitualmente medido en milisegundos) a través del inyector a la cámara de combustible. La cabeza de inyector (no mostrada en los dibujos) está concebida para pulverizar el combustible o para generar una bruma de combustible tan fina como sea posible, de modo que el combustible se queme con facilidad.When the coil is excited, the element of valve closure is released from the valve seat in the direction opening. Therefore, the injector valve opens and closes with desired intervals in response to an electrical stimulus on the injector electromagnet, therefore supplying a desired amount of fuel (usually measured in milligrams) per given period of time (usually measured in milliseconds) through the injector to the fuel chamber. The injector head (not shown in the drawings) is designed to spray the fuel or to generate a fuel haze as thin as possible, so that the fuel burns with ease.

Un ciclo de funcionamiento de la válvula se define como un periodo de tiempo dado durante el que la válvula tiene ambas fases abierta y cerrada. El flujo de combustible a través de un inyector está gobernado generalmente por dos variables, anchura del impulso y frecuencia. La anchura del impulso hace referencia a la extensión de tiempo (medida, de modo típico, en milisegundos) en la que la válvula está abierta durante un ciclo completo de funcionamiento de la válvula. Por ejemplo, una anchura de impulso más grande significa que, durante un ciclo dado, la válvula está abierta relativamente más tiempo que para una anchura de impulso más corta. Una anchura de impulso más grande autoriza el paso de más combustible a través del inyector que con una anchura de impulso más corta. La frecuencia hace referencia a la distancia entre ciclos de válvula. La expresión "modulador de anchura de impulso" (PWM, siglas en inglés) hace referencia a la capacidad de controlar la anchura del impulso durante una frecuencia dada.A valve operating cycle is defined as a given period of time during which the valve It has both phases open and closed. Fuel flow to through an injector is usually governed by two variables, pulse width and frequency. Pulse width refers to the length of time (measured, typically, in milliseconds) in which the valve is open during a cycle full valve operation. For example, a width larger momentum means that, during a given cycle, the valve is open relatively longer than for a width of shorter impulse. A larger pulse width authorizes the passage of more fuel through the injector than with a width of shorter impulse. Frequency refers to distance between valve cycles. The expression "width modulator of impulse "(PWM) refers to capacity of controlling the pulse width during a frequency Dadaist.

Las Figuras 3 y 4 son representaciones sinópticas en diagrama simplificadas del mejor modo de cómo funciona el sistema de control para controlar la duración y/o la frecuencia de combustible que se impulsa en la cámara de combustión. El sistema de control comprende uno o más sensores que trazan funciones de operación seleccionadas del motor (tales como velocidad del motor, potencia del motor, demanda de combustible del motor, u otra(s) funciones)) para determinar de qué manera rinde el motor en comparación con una condición o referencia de entrada deseada; un grupo de entradas en la UCE 14; un dispositivo de memoria programable tal como uno o más circuitos integrados, o chips informáticos, que comprenden la propia UCE 14; y un grupo de entradas procedentes de la UCE 14 que controlan la inyección de combustible en la cámara de combustión. Como se ilustra en la Figura 3, los sensores de motor de turbina 41 detectan desviaciones en la función de operación seleccionada en respuesta a diversas demandas localizadas en el motor. La función de operación seleccionada puede ser bien estática, o bien dinámica - es decir, la "referencia de entrada" de la función de operación puede permanecer constante o variar a medida que funciona el motor. En esta forma de realización, los sensores de motor de turbina 41 detectan desviaciones en la velocidad de funcionamiento, resultantes de cargas de funcionamiento variables (es decir, el incremento de la carga reduce la velocidad de funcionamiento del motor) y generan señales del sensor eléctricas 42, que funcionan como entradas a la UCE 14. Las salidas procedentes de la UCE 14 son señales eléctricas de control de inyector de combustible 43 que pasan al orificio de control 23 del inyector de combustible 20 para regular la duración y/o frecuencia de impulso del combustible que es impulsado a través del orificio de inyector 21 al interior de la cámara de combustión 24. Concebiblemente, la UCE 14 puede ser programada para generar señales de inyector de combustible 43 que modifiquen la relación de duración a frecuencia de impulso del inyector de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades de funcionamiento deseadas.Figures 3 and 4 are representations simplified diagram synoptics of the best way of how the control system works to control the duration and / or the fuel frequency that is driven in the chamber of combustion. The control system comprises one or more sensors that plot selected engine operating functions (such as engine speed, engine power, fuel demand engine, or other (s) functions)) to determine how renders the engine compared to a condition or reference of desired entry; a group of entries in the UCE 14; a device of programmable memory such as one or more integrated circuits, or computer chips, comprising the UCE 14 itself; and a group of entries from the ECU 14 that control the injection of fuel in the combustion chamber. As illustrated in the Figure 3, turbine engine sensors 41 detect deviations in the selected operation function in response to various demands located on the engine. Operation function selected can be either static or dynamic - that is, the "input reference" of the operation function can remain constant or vary as the engine runs. In this embodiment, the turbine engine sensors 41 detect deviations in operating speed, resulting from variable operating loads (i.e. increased load reduces the operating speed of the motor) and generate electrical sensor signals 42, which work as inputs to the ECU 14. The outputs from the ECU 14 are electric fuel injector control signals 43 which pass to the control hole 23 of the fuel injector 20 to regulate the duration and / or pulse frequency of the fuel that is driven through the injector hole 21 into the combustion chamber 24. Conceivably, the ECU 14 can be programmed to generate fuel injector signals 43 that modify the duration to pulse ratio of the fuel injector in response to a deviation from desired operating speeds.

En la forma de realización ilustrado aquí (es decir, empleando el sistema de control de inyección de combustible para controlar la velocidad de funcionamiento de un avión turbohélice), las entradas seleccionadas de sensor de motor de turbina 41 a la UCE 14 son las revoluciones por minuto (RPM) del eje de transmisión y la temperatura de los gases de escape, como se representa en la Figura 4. Una gran variedad de otras señales de entrada, tales como contenido de oxígeno en los gases de escape, flujo de masa de aire en el motor, temperatura del motor y carga propulsada (incluyendo, pero sin limitar a, paso geométrico de la hélice, carga del generador y cargas de fuerza de fluido) pueden ser utilizadas como apropiadas, dependiendo de la aplicación. Como se representa en la Figura 4, el motor de turbina está equipado con sensor de velocidad del motor 45 y con un sensor de temperatura de gases de escape 47, destinados a detectar las RPM y la temperatura de los gases de escape, respectivamente, del motor, a medida que el motor responde a cargas divergentes que experimenta. Estos sensores pueden ser dispositivos clásicos destinados a la monitorización de estas funciones, tales como un tacómetro y una sonda de temperatura de termopar. El sensor de velocidad del motor 45 genera una señal eléctrica de RPM 46 que es dirigida a la UCE 14 por un medio apropiado tal como un cableado clásico. Asimismo, el sensor de temperatura de gases de escape 47 genera una señal eléctrica de temperatura 48 que es igualmente transferida a la UCE 14 por un medio apropiado. La UCE 14 genera a continuación señales de control de inyector de combustible 43 que son transferidas al inyector de combustible 20 a fin de controlar la duración y/o frecuencia del combustible que pasa a través del inyector en respuesta a variaciones en las señales de entrada, como se describe más abajo.In the embodiment illustrated here (it is say, using the fuel injection control system to control the operating speed of an airplane turboprop), the selected motor sensor inputs of turbine 41 to ECU 14 are the revolutions per minute (RPM) of the transmission shaft and exhaust gas temperature, as depicted in Figure 4. A wide variety of other signs of inlet, such as oxygen content in the exhaust gases, mass air flow in the engine, engine temperature and load propelled (including, but not limited to, geometric step of the propeller, generator load and fluid force loads) can be used as appropriate, depending on the application. How is depicted in Figure 4, the turbine engine is equipped with motor speed sensor 45 and with a temperature sensor of exhaust gases 47, intended to detect RPM and temperature of the exhaust gases, respectively, of the engine, as the Engine responds to divergent loads you experience. These sensors they can be classic devices intended for monitoring these functions, such as a tachometer and a temperature probe Thermocouple The motor speed sensor 45 generates a signal electric RPM 46 which is addressed to the UCE 14 by a means appropriate such as classic wiring. Also, the sensor exhaust gas temperature 47 generates an electrical signal of temperature 48 which is also transferred to ECU 14 by a appropriate medium. The ECU 14 then generates control signals of fuel injector 43 which are transferred to the injector of fuel 20 in order to control the duration and / or frequency of the fuel that passes through the injector in response to variations in the input signals, as described more down.

La UCE 14 comprende un grupo de circuitos integrados que recibe señales de entrada y genera señales de salida, como se representa en la Figura 5. La UCE 14 puede ser programada con circuitos integrados según se desee. En esta forma de realización, las señales de entrada son entradas de operador procedentes de los cuadrantes de control 12 y 13, y una señal de RPM 46 y una señal de temperatura 48 procedentes del motor. Las señales de salida son señales de control de inyector de combustible 43 destinadas a los orificios de control 23 de los inyectores de combustible 20 y una salida al pantalla de RPM 5 en el panel de control 100. Las figuras 5 y 6 ilustran juntas cómo funciona la UCE 14.The ECU 14 comprises a group of circuits integrated that receives input signals and generates signals from output, as shown in Figure 5. The ECU 14 can be programmed with integrated circuits as desired. In this way of realization, the input signals are operator inputs coming from control quadrants 12 and 13, and a signal of RPM 46 and a temperature signal 48 from the engine. The output signals are fuel injector control signals 43 intended for the control holes 23 of the injectors fuel 20 and an exit to the RPM 5 screen in the panel control 100. Figures 5 and 6 illustrate together how the ECU works 14.

En primer lugar, el operador selecciona el modo manual conmutando el conmutador de control 15 para activar el cuadrante de control manual 12 en el panel de control 100, acciona el motor de arranque 10 y enciende el conmutador del solenoide de arranque por bujía 8 para iniciar la rotación de la turbina. A continuación, el operador activa el conmutador del ordenador de combustible 9 para hacer que la batería del motor suministre una corriente eléctrica al número seleccionado de circuitos integrados de alimentación eléctrica del sistema que están situados en la UCE 14, como se ilustra en la Figura 5. La forma de realización representada en el presente documento posee tres de tales circuitos integrados de alimentación eléctrica. El circuito integrado de alimentación eléctrica del control manual 51 regula la energía proporcionada por la batería del motor a una tensión uniforme y la suministra al componente de control manual de la unidad. El circuito integrado de alimentación eléctrica del control automático 52 regula y suministra la energía al componente de control automático de la unidad. El circuito integrado de alimentación eléctrica del control digital 53 regula y suministra la energía al pantalla digital de RPM 5 en el panel de control 100.First, the operator selects the mode manual by switching control switch 15 to activate the manual control dial 12 on control panel 100, actuates starter motor 10 and turn on the solenoid switch of start by spark plug 8 to start the turbine rotation. TO then the operator activates the computer switch of fuel 9 to make the engine battery supply a electric current to the selected number of integrated circuits system power supply that are located in the ECU 14, as illustrated in Figure 5. The embodiment represented in this document has three such circuits Integrated power supply. The integrated circuit of manual control power 51 regulates power provided by the engine battery at a uniform voltage and the supplies the manual control component of the unit. The circuit  integrated automatic control power supply 52 regulates and supplies power to the automatic control component of the unit. The integrated power supply circuit of the digital control 53 regulates and supplies power to the screen digital RPM 5 on control panel 100.

A continuación, el operador selecciona una duración deseada del impulso haciendo girar el cuadrante de control manual 12, el que transmite una señal al circuito integrado de formación de impulso manual 54 en la UCE 14, como se muestra en las Figuras 5 y 6. El circuito integrado de formación de impulso manual 54 interpreta esta señal de control y genera impulsos de tendencia positiva con una frecuencia predeterminada en proporción a la señal entregada. Estos impulsos son dirigidos entonces a un circuito integrado de sistema de amplificación 55 en la UCE 14. Los impulsos amplificados por el circuito integrado de sistema de amplificación 55 se convierten en las señales de control de inyector de combustible 43 que son transferidas a los inyectores del motor 20, los cuales, por su parte, se abren en presencia del impulso y se cierran en ausencia del mismo para suministrar combustible al motor. De este modo, la anchura (o duración) del impulso controla la cantidad de combustible que admite cada inyector.Then the operator selects a desired pulse duration by rotating the control dial manual 12, which transmits a signal to the integrated circuit of manual impulse formation 54 in ECU 14, as shown in the Figures 5 and 6. The integrated manual impulse training circuit 54 interprets this control signal and generates trend pulses positive with a predetermined frequency in proportion to the signal delivered. These impulses are then directed to a circuit integrated amplification system 55 in the ECU 14. The impulses amplified by the amplification system integrated circuit 55 become the injector control signals of fuel 43 that are transferred to the injectors of the engine 20, which, meanwhile, open in the presence of momentum and they close in the absence of it to supply fuel to the engine. In this way, the width (or duration) of the pulse controls the amount of fuel that each injector admits.

El combustible que entra en la cámara de combustión 24 del motor es inflamado, y la expansión consiguiente de los gases de escape hace que la turbina del motor inicie su rotación a una velocidad dada. A medida que el operador eleva el cuadrante de control manual 12, se envía una señal incrementada al circuito integrado de formación de impulso manual 54, el que provoca un incremento de la anchura del impulso generada por el circuito integrado de formación de impulso manual 54 y amplificada por el circuito integrado de sistema de amplificación 55. Los impulsos de duración más larga, amplificados por el circuito integrado de sistema de amplificación 55 provocan que los inyectores de motor 20 permanezcan abiertos durante más tiempo, suministrando, por consiguiente, más combustible y aumentando la velocidad de motor (RPM).The fuel that enters the chamber of combustion 24 of the engine is inflamed, and the consequent expansion of the exhaust gases causes the engine turbine to start its rotation at a given speed. As the operator raises the manual control dial 12, an increased signal is sent to the integrated manual impulse training circuit 54, which causes an increase in the pulse width generated by the integrated 54 pulse impulse training integrated circuit by the amplification system integrated circuit 55. The longer duration pulses, amplified by the circuit integrated amplification system 55 cause the 20 engine injectors remain open for longer, therefore providing more fuel and increasing the engine speed (RPM).

Al alcanzar una velocidad mínima sostenible, el operador pasa a continuación al modo automático conmutando el conmutador de control 15 para activar el cuadrante de control automático 13 en el panel de control 100. Este control genera una señal que es dirigida a un circuito integrado de amplificador de integración 56 en la UCE 14 (Figura 5). El alternador del sistema eléctrico del motor funciona como sensor de velocidad de motor 45, generando una frecuencia en proporción a su velocidad de rotación. Esta frecuencia es dirigida a un circuito integrado de convertidor de tensión 57, en el que se convierte en una tensión de corriente continua que es directamente proporcional a la frecuencia suministrada, proveyendo, de este modo, al operador una entrada de velocidad del eje de turbina. La salida del circuito integrado de convertidor de tensión 57 se divide en dos señales. Una señal es dirigida a un circuito integrado analógico a digital 60 que mide la tensión y la codifica para iluminar los segmentos adecuados del elemento digital de visualización de RPM 5 en el panel de control 100, con el fin de proveer una indicación visual de las RPM del motor. La otra señal es dirigida a un circuito integrado de amplificador operacional 58 en la UCE 14, en la que ésta es aislada eléctricamente y transmitida a través del circuito integrado de amplificador de integración 56.Upon reaching a minimum sustainable speed, the operator then switches to automatic mode by switching the control switch 15 to activate the control dial automatic 13 on control panel 100. This control generates a signal that is directed to an amplifier integrated circuit of integration 56 in the UCE 14 (Figure 5). System alternator Electric motor works as motor speed sensor 45, generating a frequency in proportion to its rotation speed. This frequency is directed to an integrated converter circuit voltage 57, in which it becomes a current voltage continuous that is directly proportional to the frequency provided, thus providing the operator with an entry of turbine shaft speed. The integrated circuit output of Voltage converter 57 is divided into two signals. A signal is aimed at an analog to digital integrated circuit 60 that measures the voltage and encodes it to illuminate the appropriate segments of the digital display element of RPM 5 on the control panel 100, in order to provide a visual indication of the RPM of the engine. The other signal is directed to an integrated circuit of operational amplifier 58 in ECU 14, in which it is isolated electrically and transmitted through the integrated circuit of integration amplifier 56.

A continuación, el circuito integrado de amplificador de integración 56 compara la señal de RPM deseada descrita más arriba con la señal de escala, aislada introducida por el circuito integrado de amplificador operacional 58, y crea una tensión de salida en relación con el error entre las RPM solicitadas y las RPM reales. Esta tensión de salida se incrementa con el tiempo si las RPM reales están por debajo de las RPM solicitadas, y disminuye con el tiempo si las RPM reales están por encima de las RPM solicitadas. La tasa de modificación está relacionada con la cantidad de error como función integrada continuamente.Then the integrated circuit of integration amplifier 56 compares the desired RPM signal described above with the scale signal, isolated introduced by the integrated operational amplifier circuit 58, and creates a output voltage in relation to the error between the RPM requested and the actual RPM. This output voltage is increased over time if the actual RPMs are below the RPMs requested, and decreases over time if the actual RPMs are due to above the requested RPM. The modification rate is related to the amount of error as an integrated function continually.

A continuación, esta señal de control es dirigida al circuito integrado de formación de impulso automático 59, el que interpreta esta señal de mando y genera impulsos de tendencia positiva con una frecuencia predeterminada proporcionalmente a la cantidad de señal entregada. Estos impulsos son dirigidos después al circuito integrado de sistema de amplificación 55. Los impulsos eléctricos amplificados por el circuito integrado de sistema de amplificación 55 se convierten en señales de control de inyector de combustible 43, que son dirigidas a los inyectores de motor 20. Estas señales provocan que los inyectores se abran cuando la señal está presente para suministrar combustible al motor, y que se cierren en ausencia de la misma para detener la alimentación de combustible. De este modo, la anchura (o duración) del impulso eléctrico controla la cantidad de combustible que admite cada inyector 20.Next, this control signal is addressed to the integrated circuit of automatic impulse formation 59, the one that interprets this command signal and generates pulses of positive trend with a predetermined frequency proportionally to the amount of signal delivered. These impulses are then directed to the system integrated circuit amplification 55. The electrical impulses amplified by the 55 amplification system integrated circuit become fuel injector control signals 43, which are directed to the engine injectors 20. These signals cause the nozzles open when the signal is present to supply fuel to the engine, and to close in the absence of it to Stop the fuel supply. In this way, the width (or duration) of the electrical impulse controls the amount of fuel which supports each injector 20.

El sensor de velocidad del motor 45 detectará una velocidad disminuida del motor (RPM) provocada por una carga incrementada en el motor y enviará una señal de sensor de RPM 46 al circuito integrado de convertidor de tensión 57 en la UCE 14. El alternador del motor y la cadena del sistema de realimentación de la UCE de circuito integrado de convertidor de tensión 57, circuito integrado de amplificador operacional 58 y circuito integrado de amplificador de integración 56 modifica la entrada al circuito integrado de formación de impulso automático 59 y al circuito integrado de sistema de amplificación 55, enviando señales de inyector de combustible 43 a los inyectores 20, haciendo, por consiguiente, que estos permanezcan abiertos durante más tiempo para inyectar más combustible con el fin de mantener las RPM deseadas. El mismo efecto pero en sentido opuesto se produce al disminuir la carga en el motor. El tiempo de reacción del sistema se mide en milisegundos y procura una corrección casi instantánea de las variaciones de RPM inducidas por la carga.The engine speed sensor 45 will detect a decreased engine speed (RPM) caused by a load increased in the motor and will send an RPM sensor signal 46 to the integrated voltage converter circuit 57 in the ECU 14. The engine alternator and feedback system chain ECU voltage converter integrated circuit 57, circuit integrated of operational amplifier 58 and integrated circuit of integration amplifier 56 modifies the input to the circuit integrated automatic pulse training 59 and circuit integrated amplification system 55, sending signals from fuel injector 43 to the injectors 20, doing, by consequently, that these remain open for a longer time to  inject more fuel in order to maintain the desired RPM. The same effect but in the opposite direction occurs when the load on the engine. The reaction time of the system is measured in milliseconds and seeks an almost instantaneous correction of load-induced RPM variations.

Una segunda entrada en el sistema de control en esta forma de realización es una monitorización constante de la temperatura de los gases de escape con el fin de proteger la integridad de la estructura del motor. Puede insertarse un termopar en el flujo de gases de escape para actuar como sensor de temperatura de gases de escape 47. Este sensor monitoriza la temperatura de los gases de escape y genera una tensión eléctrica minúscula debida al efecto Seebeck, la que es proporcional a la temperatura de los gases. Esta señal eléctrica de temperatura 48 es dirigida al circuito integrado de amplificador de termopar 61 situado en la UCE 14 (Figuras 5 y 6), en el que es amplificada por un factor de 100. La salida eléctrica del circuito integrado de amplificador de termopar 61 es dirigida al circuito integrado de comparador de tensión 62, en el que se compara con una tensión predeterminada elegida para reflejar una temperatura de funcionamiento de máxima seguridad de los componentes de la turbina. La salida del circuito integrado de comparador 62 es dirigida a la entrada del circuito integrado de amplificador de integración 56 para encontrarse con la señal de solicitud de RPM ya presente descrita anteriormente. Cuando la temperatura de los gases de escape alcanza el nivel de seguridad predeterminado, el circuito integrado de amplificador de termopar 61 y el circuito integrado de comparador 62 generan una señal de salida para provocar una anulación de la señal entrante procedente del cuadrante de control automático 13, forzando artificialmente la señal de solicitud de RPM a un nivel inferior, provocando, por consiguiente, una reducción en la señal destinada al circuito integrado de formación de impulso automático 59 y al circuito integrado de sistema de amplificación 55. Esta señal de control de inyector de combustible 43 reducida disminuye la duración de la impulsión de combustible a través de los inyectores 20, por medio del circuito de realimentación descrito anteriormente. La disminución resultante del combustible suministrado ralentiza el motor, reduce la temperatura de los gases de escape y protege los componentes de la turbina.A second entry in the control system in this embodiment is a constant monitoring of the exhaust gas temperature in order to protect the integrity of the engine structure. A thermocouple can be inserted in the flow of exhaust gases to act as a sensor for exhaust gas temperature 47. This sensor monitors the exhaust gas temperature and generates an electrical voltage lowercase due to the Seebeck effect, which is proportional to the gas temperature This electrical temperature signal 48 is aimed at thermocouple amplifier integrated circuit 61 located in the UCE 14 (Figures 5 and 6), in which it is amplified by a factor of 100. The electrical output of the integrated circuit of thermocouple amplifier 61 is directed to the integrated circuit of voltage comparator 62, in which it is compared with a voltage default chosen to reflect a temperature of Maximum safety operation of the turbine components. The output of the comparator integrated circuit 62 is directed to the Integration amplifier integrated circuit input 56 to meet the RPM request signal already present described above. When the gas temperature of escape reaches the predetermined safety level, the circuit integrated thermocouple amplifier 61 and integrated circuit comparator 62 generate an output signal to cause a cancellation of the incoming signal from the control quadrant automatic 13, artificially forcing the request signal from RPM at a lower level, thereby causing a reduction in the signal for the integrated training circuit of automatic impulse 59 and integrated system circuit amplification 55. This fuel injector control signal 43 reduced decreases the duration of the fuel drive to through the injectors 20, by means of the circuit of Feedback described above. The resulting decrease in supplied fuel slows the engine, reduces the temperature from exhaust gases and protects the turbine components.

Claims (20)

1. Un aparato para controlar la inyección de combustible en un motor de turbina que posee una cámara de combustión, comprendiendo dicho aparato:1. An apparatus for controlling the injection of fuel in a turbine engine that has a chamber of combustion, said apparatus comprising: al menos un inyector de combustible que posee medios para suministrar combustible por impulsos a dicha cámara de combustión de dicho motor de turbina;at least one fuel injector that has means for supplying pulse fuel to said chamber of combustion of said turbine engine; al menos un sensor de operación, incluyendo dicho sensor medios para recibir señales del sensor desde una función de operación seleccionada de dicho motor de turbina;at least one operation sensor, including said sensor means for receiving signals from the sensor from a selected operating function of said turbine engine; una unidad de control electrónico programable para recibir y comparar el valor de dichas señales del sensor procedentes de dicho motor de turbina con el valor de una señal deseada, y para generar señales de control de inyector de combustible en respuesta a las mismas; ya programmable electronic control unit to receive and compare the value of said sensor signals from said turbine engine with the value of a signal desired, and to generate injector control signals from fuel in response to them; Y un medio para dirigir dichas señales de control de inyector de combustible a dicho inyector de combustible para modificar la duración y/o frecuencia de impulso de la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades del motor deseadas provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor de turbina.means for directing said control signals from fuel injector to said fuel injector to modify the duration and / or pulse frequency of the injection of fuel in response to a deviation from speeds of the desired motor caused by variable operating loads experienced by the turbine engine. 2. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicho inyector de combustible atomiza combustible y lo suministra por impulsos en forma de bruma fina al interior de dicha cámara de combustión.2. The apparatus of claim 1, wherein said fuel injector atomizes fuel and supplies it by pulses in the form of fine mist inside said chamber of combustion. 3. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicho motor de turbina comprende de 4 a 8 inyectores de combustible.3. The apparatus of claim 1, wherein said turbine engine comprises 4 to 8 injectors of fuel. 4. El aparato de la reivindicación 1, en el que, en dicho al menos un sensor de operación, dichas señales del sensor procedentes de una función de operación seleccionada de dicho motor de turbina se generan a partir de las revoluciones por minuto del motor de turbina.4. The apparatus of claim 1, in the that, in said at least one operating sensor, said signals of the sensor from an operation function selected from said turbine engine are generated from the revolutions by turbine engine minute. 5. El aparato de la reivindicación 1, en el que, en dicho al menos un sensor de operación, dichas señales del sensor procedentes de una función de operación seleccionada de dicho motor de turbina se generan a partir de la temperatura de los gases de escape del motor de turbina.5. The apparatus of claim 1, wherein, in said at least one operating sensor, said sensor signals from a selected operating function of said motor turbine are generated from the temperature of the gases of turbine engine exhaust. 6. El aparato de la reivindicación 1, en el que las revoluciones por minuto de dicho motor y la temperatura de los gases de escape de dicho motor comprenden los sensores de operación de dicho motor.6. The apparatus of claim 1, wherein the revolutions per minute of said motor and the temperature of the Exhaust gases of said engine comprise the operating sensors of said engine. 7. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha función de operación seleccionada incluye al menos una entre la velocidad de funcionamiento del motor, la potencia del motor y la demanda de combustible del motor.7. The apparatus of claim 1, wherein said selected operation function includes at least one between engine operating speed, engine power and Engine fuel demand. 8. El aparato de la reivindicación 1, en el que la unidad de control electrónico programable se selecciona a partir de un grupo que comprende al menos uno entre unos circuitos de estado sólido, un microprocesador y un microordenador.8. The apparatus of claim 1, wherein The programmable electronic control unit is selected from of a group comprising at least one between circuits of solid state, a microprocessor and a microcomputer. 9. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control electrónico programable comprende circuitos integrados que reciben señales de entrada procedentes de al menos una función de operación seleccionada de dicho motor de turbina y que generan señales de control de inyector de combustible en respuesta a las mismas.9. The apparatus of claim 1, wherein said programmable electronic control unit comprises circuits integrated that receive input signals from at least a selected operating function of said turbine engine and which generate fuel injector control signals in response to them. 10. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control electrónico programable genera una señal de salida basada en la temperatura de los gases de escape para anular una señal entrante de demanda de velocidad de motor para disminuir la duración de la impulsión de combustible a través de dicho inyector de combustible.10. The apparatus of claim 1, wherein said programmable electronic control unit generates a signal of outlet based on exhaust gas temperature to override an incoming motor speed demand signal to decrease the duration of the fuel drive through said Fuel injector. 11. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control electrónico programable genera señales de inyector de combustible que modifican la relación de duración a frecuencia de impulso de dicho inyector de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades de funcionamiento deseadas.11. The apparatus of claim 1, wherein said programmable electronic control unit generates signals from fuel injector that modify the duration ratio to pulse frequency of said fuel injector in response at a deviation from operating speeds desired. 12. El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha velocidad de funcionamiento deseada puede permanecer constante y puede variar a medida que dicho motor funciona.12. The apparatus of claim 1, in the that said desired operating speed can remain constant and may vary as the engine runs. 13. Un aparato para controlar la inyección de combustible en un motor de turbina que posee una cámara de combustión, comprendiendo dicho aparato:13. An apparatus for controlling the injection of fuel in a turbine engine that has a chamber of combustion, said apparatus comprising: al menos un inyector de combustible que posee medios para suministrar combustible por impulsos a dicha cámara de combustión de dicho motor de turbina;at least one fuel injector that has means for supplying pulse fuel to said chamber of combustion of said turbine engine; un primer sensor de operación, incluyendo dicho primer sensor de operación unos medios para recibir señales del sensor generadas a partir de las revoluciones por minuto de dicho motor de turbina, y un segundo sensor de operación, incluyendo dicho segundo sensor unos medios para recibir señales del sensor generadas a partir de la temperatura de gases de escape de dicho motor de turbina;a first operating sensor, including said first operating sensor means to receive signals from the sensor generated from the revolutions per minute of said turbine engine, and a second operating sensor, including said second sensor means for receiving signals from the sensor generated from the exhaust gas temperature of said turbine engine; una unidad de control electrónico programable que comprende circuitos integrados para recibir y comparar el valor de señales del sensor procedentes de dicho primer sensor y de dicho segundo sensor de dicho motor de turbina con el valor de una señal deseada, y para generar señales de control de inyector de combustible en respuesta a las mismas; ya programmable electronic control unit comprising integrated circuits to receive and compare the value of sensor signals from said first sensor and from said second sensor of said turbine engine with the value of a signal desired, and to generate injector control signals from fuel in response to them; Y un medio para dirigir dichas señales de control de inyector de combustible a dicho inyector de combustible para modificar la duración y/o frecuencia de impulso de la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a una función de operación seleccionada provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor de turbina.means for directing said control signals from fuel injector to said fuel injector to modify the duration and / or pulse frequency of the injection of fuel in response to a deviation from a function of selected operation caused by operating loads variables experienced by the turbine engine. 14. El aparato de la reivindicación 13, en el que dicha función de operación seleccionada puede permanecer constante o puede variar a medida que dicho motor funciona.14. The apparatus of claim 13, in the that said selected operation function can remain constant or may vary as the engine runs. 15. El aparato de la reivindicación 13, en el que dicha unidad de control electrónico programable genera una señal de salida basada en una temperatura de gases de escape destinada a anular una señal entrante de demanda de velocidad del motor para disminuir la duración de la impulsión de combustible a través de dicho inyector de combustible.15. The apparatus of claim 13, in the that said programmable electronic control unit generates a output signal based on an exhaust gas temperature intended to cancel an incoming speed demand signal from the engine to decrease the duration of the fuel drive to through said fuel injector. 16. Un procedimiento para controlar la inyección de combustible en un motor de turbina que posee una cámara de combustión y que posee al menos un inyector de combustible y al menos un sensor para detectar señales de operación procedentes de dicho motor, dicho procedimiento comprendiendo las etapas consistentes en:16. A procedure to control the injection of fuel in a turbine engine that has a chamber of combustion and which has at least one fuel injector and at less a sensor to detect operation signals from said engine, said procedure comprising the steps consisting of: suministrar combustible por impulsos a dicha cámara de combustión empleando dicho inyector;supply pulse fuel to said combustion chamber using said injector; detectar al menos una señal del sensor de operación procedente de dicho motor de turbina empleando dicho sensor;detect at least one signal from the sensor operation from said turbine engine using said sensor; dirigir señales del sensor desde dicho sensor de operación hasta una unidad de control electrónico programable;directing sensor signals from said sensor of operation up to a programmable electronic control unit; en dicha unidad de control electrónico programable, comparar el valor de dicha señal del sensor con el valor de una señal deseada y generar señales de control de inyector de combustible en respuesta a dicha señal del sensor; yin said electronic control unit programmable, compare the value of said sensor signal with the value of a desired signal and generate injector control signals of fuel in response to said sensor signal; Y dirigir dichas señales de inyector de combustible a dicho inyector de combustible para modificar la duración y/o frecuencia de impulso de la inyección de combustible en respuesta a una desviación respecto a velocidades de motor deseadas provocada por cargas de funcionamiento variables experimentadas por el motor de turbina.directing said injector signals from fuel to said fuel injector to modify the duration and / or pulse frequency of fuel injection in response to a deviation from engine speeds desired due to variable operating loads experienced by the turbine engine. 17. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que dichas señales del sensor de operación se generan a partir de las revoluciones por minuto del motor de turbina.17. The method of claim 16, wherein said signals from the operation sensor are generated at from the revolutions per minute of the turbine engine. 18. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que dichas señales del sensor de operación se generan a partir de la temperatura de gases de escape del motor de turbina.18. The method of claim 16, wherein said signals from the operation sensor are generated at from the engine exhaust gas temperature of turbine. 19. El procedimiento de la reivindicación 16, en el que dicha etapa consistente en generar señales de control de inyector de combustible en dicha unidad de control electrónico programable se efectúa utilizando un sistema de modulación de anchura del impulso que comprende al menos uno entre unos circuitos de estado sólido, un microprocesador y un microordenador.19. The method of claim 16, wherein said stage consists of generating control signals of fuel injector in said electronic control unit programmable is done using a modulation system of pulse width comprising at least one between circuits solid state, a microprocessor and a microcomputer. 20. El procedimiento de la reivindicación 16 incluyendo las etapas complementarias consistentes en detectar una temperatura de gases de escape en aumento mediante una sonda de temperatura y en anular otras señales del sensor para disminuir la anchura de impulso del inyector de combustible en respuesta a una temperatura de gases de escape en aumento.20. The method of claim 16 including the complementary stages consisting of detecting a Exhaust gas temperature rising by means of a probe temperature and override other sensor signals to decrease the pulse width of the fuel injector in response to a Exhaust gas temperature rising.
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