SE443400B

SE443400B - Gasturbinmotor samt anvendningen av gasturbinmotorn

Info

Publication number: SE443400B
Application number: SE7812980A
Authority: SE
Inventors: G D Woodhouse; G B Mattson; M R Adams; H B Jansen; R B Sumegi; F E Bolliger; B S Anson; J A Salisbury; W Wiher; L D Lewis; W L Parker; J C Riple; K K G Huber; R A Hatch
Original assignee: Garrett Corp
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1986-02-24
Also published as: JPS5493709A; DE2854781C2; IT7852402A0; SE8205704D0; SE8205706D0; DE2858275C2; SE8205708L; DE2854781A1; SE8205706L; SE8205709L; DE2858276A1; SE8205705D0; DE2858277A1; JPH02533B2; SE8205710L; DE2858275A1; DE2858280A1; SE8205707L; SE450784B; SE444030B

Description

73129so-6 2 ten. Den från gasgeneratorn kommande gasströmmen med hög hastig- het och stor volym driver normalt turbinerna med relativt höga varvtal. Andra inneboende egenskaper hos sådana gasturbinmotorer hänför sig till de termodynamiska och aerodynamiska processer som genomförs med motorerna, vilka processer bestämmer att respektive motors driftverkningsgrad ökar avsevärt med ökande maximitempera- tur på gasströmmen. _ Dessa arbets- eller driftsegenskaper hos en gasturbinmo- tor företer vissa nackdelar i jämförelse med vad som gäller vid normal drift av för markfordon avsedda förbränningsmotorer med fram- och återgående kolvar eller med rotationskolvar. Mera spe- ciellt gäller att den vanliga förbränningsmotorn har egenskapen att åstadkomma en avsevärd grad av retardationseffekt för fordo- net när bränsleströmmen till motorn minskas, dettatill följd av den bromskraft som alstras av motorns fram- och återgâende del eller delar. I motsats härtill gäller att det stora tröghetsmo- mentet hos gasturbinmotorns turbiner normalt inte tillåter sådan _ögonblicklig, relativt stor retardationseffektbromsning för ett markfordon enbart genom att man minskar bränsleflödet till gas- turbinmotorns bränslekammare. För att söka övervinna denna nack- del har hittills framlagts en mångfald förslag till hur man skulle kunna öka bromsningsegenskaperna hos en gasturbinmotor som används för framdrivning av ett markfordon. Dessa idéer hänför sig primärt till fullständig utsläckning av förbränningen inuti brännkammaren i och för uppnående av maximal dynamisk bromsning. Den operativa livslängden för en gasturbinmotor minskas emellertid avsevärt om hela motorn kontinuerligt måste genomlöpa en fullständig termisk cykel, vilket blir fallet vid släckning av förbränningsprocessen.

Dessa försök till konstruktiva lösningar har också en ogynnsam in- verkan på avgasutsläppen. Andra idéer som hänför sig till försök att förbättra de dynamiska bromsningsegenskaperna hos en gastur- binmotor kretsar kring användningen av en gasturbinmotor av typen med "fixerad axel", varvid gasgeneratorsektionen och effektdriv- sektionen är mekaniskt förbundna med varandra för drivning av fordonet. Fastän ett sådant arrangemang förbättrar den dynamiska bromsningen minskar det också i hög grad motorns användbarhet i vad gäller att utföra olika andra funktioner för drivning av ett markfordon, och har till följd av denna begränsade användbarhet rönt begränsad framgång vid användning såsom kraftkälla för mark- fordon av de slag som tillverkas i stora serier. Ett exempel på 3 7812980-6 än sådan föru känd konstruktion redovisas i amerikanska patent- skriften 3 237404. Den normala metoden för dynamisk bromsning vid gasturbinmotordrivna flygplan, dvs dragkraftsreversering, är naturligtvis inte enkelt tillämpbar när det gäller markfordon.

Tidigare kända arrangemang för gasturbinmotorer för markfordon har också lidit av nackdelen att inte förmå åstadkom- ma effektiv och ändå snabbt reagerande acceleration jämfört med vad som kan uppnås vid normala förbränningsmotorer med inre för- bränning. En friturbin-motor har den inneboende egenskapen att den normalt erfordrar en avsevärt längre tid för att utveckla det maximala vridmomentet, som erfordras vid acceleration av markfordonet. Tidigare gjorda försök att lösa detta problem har varit koncentrerade kring metoder sådana som drivning av gasgene- ratorn vid ett konstant, maximalt varvtal, eller har hänfört sig till andra metoder som är lika ineffektiva när det gäller att väl utnyttja bränslet. På det hela taget gäller att hittills kända gas- turbinmotorer för markfordon normalt har lidit av minskad drift- verkningsgrad vid försök att förbättra motorns accelerations- el- ler retardationsprestanda och/eller har resulterat i minskad verk- ningsgrad genom att inloppstemperaturen för gasturbinmotorns tur- bin kommit att variera avsevärt, och denna inloppstemperatur utgör en primär faktor som påverkar motorns bränsleförbrukning. Vidare gäller att gjorda försök på det hela taget visat sig vara otill- räckliga när det gällt att åstadkomma en pålitlig och driftsäker typ av reglersystem som är effektivt under alla driftstillstånd för en gasturbinmotor, som används för drivning av ett markfordon, för att åstadkomma säkra, pålitliga driftegenskaper. Dessa tidiga- re kända typer av gasturbinmotorer har vidare resulterat i regler- anordningar som medför väsentliga ändringar av det handlande och de åtgärder som krävs av föraren i jämförelse med vad som gäller vid körning av ett fordon med konventionell förbränningsmotor.

Andra problem som hänför sig till tidigare gjorda försök att åstadkomma en gasturbinmotor för markfordon har att göra med säkerheten och pålitligheten hos reglersystemet i olika feltill- stånd, driftsäkra och pålitliga typer av reglerorgan, samt den totala driftverkningsgraden för motorn. En majoritet av dessa problem kan anses utgöra en direkt följd eller ett resultat av försöken att åstadkomma en gasturbinmotor som erbjuder drifts- egenskaper som motsvarar de önskvärda, inneboende funktionerna hos en förbränningsmotor. 7812980-6 Det är därför lätt att inse att det vore i hög grad önskvärt att åstadkomma en gasturbinmotor samt därtill hörande reglerorgan som inbegriper de önskvärda driftegenskaperna för både en gasturbinmotor och en vanlig förbränningsmotor, och som dessutom åstadkommer en ekonomisk slutprodukt med tillräckligt pålitlig och säker konstruktion för att kunna användas för mark- fordon som skall tillverkas i stora serier.

Diskussioner av exemplifierande kända konstruktioner som avser samma grundläggande typ av motor som föreliggande upp- finning återfinns i den ovannämnda amerikanska patentskriften 3 237 404 samt i de amerikanska patentskrifterna 3 660 976, 3 899 877, och 3 941 015, vilka samtliga synes hänföra sig till förslag till överföring av driveffekt från gasgeneratorn till motorns utgångs- axel, samt amerikanska patentskrifterna 3 688 605, 3 771 916 och 3 938 321 som hänför sig till andra idéer för hur gasturbinmotorer för fordon kan utföras. Exempel på förslag till motorer med va- riabelt utloppsmunstycke återfinns också i amerikanska patent- skrifterna 3 686 860, 3 780 527 och 3 777 479. Till den kända tekni- ken hänförbara bränsleregulator-reglerdon för den allmänna kon- struktionstyp som avses med föreliggande uppfinning återfinns i amerikanska patentskrifterna 3 400 535, 3 508 393, 3 568 439, 3 712 055, 3 777 480 och 3 913 316, av vilka patentskrifter dock ej någon redogör för medel för återställning och uppvägande regle- ring såsom avses med föreliggande uppfinning; och amerikanska pa- tentskriften 3 521 446 som beskriver ett avsevärt mer komplicerat utförande för bränsleåterställning än det som omfattas av före- liggande uppfinning. Exempel på andra bränsleregleranordningar som är mindre relevanta med avseende på föreliggande uppfinning återfinns i amerikanska patentskrifterna 3 851 464 och 3 888 078.

Amerikanska patentskriften 3 733 815 hänför sig till medel för automatisk tomgångsåterställning av liknande slag som vid före- liggande uppfinning, medan amerikanska patentskrifterna 2 976 683, 3 183 667 och 3 820 323 hänför sig till styrorgan för inställninge- ventiler. I Ett väsentligt ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad gasturbinmotor med anordningar som ger önskvärda karakteristiska driftsegenskaper som normalt gäller för kolvmotorer.

Ett annat väsentligt ändamål är att åstadkomma inrätt- ningar som medför förbättrad bränsleekonomi vid en mångfald driv- 7812980-6 Éörhållanden för markfordon som drivs av en gasturbinmotor.

Ett annat väsentligt ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma förbättrade accelerations- och retardationsegen- skaper för ett gasturbinmotordrivet markfordon, och att åstadkom- ma en mera driftsäker gasturbinmotor med längre livslängd och väl lämpad för framdrivnings- eller effektalstringsändamål.

Sammanfattningsvis gäller att uppfinningen avser en re- kuperativ friturbin-motor med separata gasgenerator- och effekt- turbinsektioner. En bränsleregulator styr bränsleflödet till brännkammaren för att anpassa gasgeneratorns varvtal efter gas- reglagets inställning. Återställningselektromagneter kan uppväga eller övervinna denna reglering och justera bränsleflödet i bero- ende av vissa driftparametrar eller driftstillstånd hos den i drift varande motorn. Exempelvis gäller att som svar på lågt varv- tal hos den utgående axeln från drivöverföringens koppling, vilket låga varvtal utgör en indikering på en nära förestående önskad mo- toracceleration för ökat utgående vridmoment, så åstadkommer en återställningselektromagnet ökning av bränsleflödet och gasgene- ratorns tomgångsvarvtal för att väsentligt minska den tid som krävs vid ökning av motorns utgående vridmoment. En inställnings- ventil är verksam att reglera bränsleflödet under motorns accele- ration för att förhindra en alltför hög rekuperator-inloppstempe- ratur och bibehålla turbinens inloppstemperatur vid en väsentli- gen konstant, hög nivå för att åstadkomma maximala motorprestanda.

Inställningsventilen reagerar för brännkammarens inloppsövertryck och temperatur, och styr också bränsleflödet under retardation på ett sätt som upprätthåller förbränningen. Ställbara turbinledske- nor omställs först för åstadkommande av maximal effekt till gas- generatorn under dennas acceleration, och omställs sedan i rikt- ning mot ett läge som innebär avgivande av maximal effekt till effektturbinsektionen. Den variabla ledskeneregleringen innefattar en hydromekanisk del med förmåga att reglera effektturbinsektio- nens varvtal i beroende av gasreglagets läge, och har en elektro- mekanisk del som samverkar med den för att inställa ledskenorna i ett bromstillstånd för retardation. Effektåterkoppling är inrättad för att åstadkomma ännu större och därmed bättre bromsegenskaper.

När bromsning skall åstadkommas justeras gasgeneratorns varvtal automatiskt så att det närmar sig effektturbinens varvtal, och genom en koppling med relativt låg märkeffekt är gasgenerator- och effektturbinsektionerna sedan mekaniskt sammankopplade så att ågasgeneratorsektionens tröghetsmoment bidrager till att retardera POUR I\lII|lI l'I“lI 7812980-6 motorns utgångsaxel.

Dessa och andra ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning beskrives i eller kommer att bli uppenbara vid studium av nedanstående detaljerade beskrivning av en föredragen utfö- ringsform, när denna beskrivning studeras tillsammans med de bi- fogade ritningarna.

För ritningsfigurerna gäller att: fig 1 i perspektivisk framställning visar en gasturbinmotor med tillhörande drivöverfö- ring, i överensstämmelse med principerna för föreliggande uppfin- ning; fig 2 är en perspektivisk framställning av den effektåter- kopplande drivöverföringen som ingår i motorn, varvid delar av motorn visas i ytterkontur; fig 3 visar ett partiellt, delvis schematiskt längdsnitt genom den effektåterkopplande kopplingen med tillhörande hydraulsystem, vilket snitt är taget vid linjerna 3-3 i fig 2; fig 4 visar en partiell, schematisk tvärsnittsvy för motorns roterande grupp med tillhörande reglerdon visade i sche- matisk blockschemaform; fig 5 visar i perspektivisk framställning ett parti av motorns hus, ledande passager och brännkammare med vissa delar utelämnade för att konstruktionens inre delar skall framgå tydligare; fig 6 visar en delvis schematisk, plan snittvy för bränsleregulatorn 60 med vissa delar visade i perspektiv för att funktionssambanden skall framgå tydligare; fig 6A visar ett förstorat, partiellt tvärsnitt för bränslepumpen, vilket snitt är taget på det hela taget längs linjerna 6A-GA i fig 6; figu- rerna 6B, GC och 6D visar förstorade tvärsnittsvyer för ett par- ti av bränsleregulator-regleringen, varvid olika driftlägen för elektromagneten 257 visas; fig 7 är en schematisk, perspektivisk, funktionell framställning som visar inställningsventilen 62 i snitt; fig 8 visar ett tvärsnitt genom ett parti av inställnings- ventilen; fig 9 är en tvärsnittsvy för inställningsventilen, vil- ken vy är sedd på det hela taget längs linjerna 9-9 i fig B; fi- gurerna 10 och 11 är förstorade vyer av partier av ventilen 282 och visar det inbördes sambandet för bränsledoserpassager såsom detta skulle te sig längs linjerna 10-10 resp 11-11 i fig 7; fig 12 är en schematisk, i snitt visad framställning av led- skeneregleringen 66; fig 13 är en "sprängd" perspektivisk fram- ställning av ledskenorna och ställorganets länkarmsystem; figu- rerna 14, 15 och 16 är vid omkretsen sedda vyer som visar olika driftsamband mellan de omställbara ledskenorna och effektturbin- skovlarna; fig 17 är en schematisk logik-framställning av ett parti av den elektroniska reglermodulen 68; fig 18 är en grafisk 7812980-6 framställning för areaförhållandet över effektturbinerna såsom funktion av ledskenevinkel; fig 19 är en grafisk framställning över de önskade varvtalen för gasgeneratorsektionen och effekt- turbinsektionen valda i relation till gasreglageläget; och fig 20 är en grafisk framställning över sambandet mellan det av in- ställningsventilen tillåtna bränsleflödet såsom en funktion av brännkammartrycket längs linjer för konstant brännkammarinlopps- temperatur.

Med hänvisning till figurerna uppräknas nedan de för- kortningar som i nedanstående detaljerade beskrivning användes för att beteckna olika parametrar: Npt = effektturbinens 54 varvtal Ngg = gasgeneratorns 52 varvtal Nggx = gasgeneratorns 52 förvalda varvtal Nti = transmissionsingångsaxelns 36 varvtal e = förutbestämt minimivarvtal för transmissionsingångs- axeln 36 Wf = bränsleflöde B = statorledskenornas 120, 122 vinkel B* = förutbestämd stator-ledskenevinkel a = gasreglagets 184 inställning (läge) ax = förutbestämd gasreglageinställning T2 = kompressorns inloppstemperatur P2 = omgivningstryck T3_5 = brännkammarens inloppstemperatur P3_5 = brännkammartryck P3_5x = förutbestämt mellanvärde för brännkammartrycket T4 = turbinens inloppstemperatur T6 = turbinens utloppstemperatur Motorn 30 Hänvisning sker nu mera speciellt till ritningarna som visar en förbättrad gasturbinmotor som är av det slag som avses med föreliggande uppfinning och som helt allmänt är betecknad 30.

Såsom framgår av fig 1 är motorn kopplad till en väsentligen stan- dardiserad drivöverföring för ett fordon, speciellt en lastbil i effektklassen 450-600 hk, med en effektutgångsaxel 32 såsom in- gångsdel till en drivöverföringskoppling 34. En transmissionsin- gångsaxel 36 sträcker sig mellan kopplingen 34 och en flerväxlad typ av transmission 38. Transmissionen 38 är av den på manuell 7812980-6 väg växlingsbara typen; det är dock underförstått att olika för- bättringar av föreliggande uppfinning är lika användbara till- sammans med andra typer av varvtalsvarierande transmissioner. På konventionellt sätt har transmissionen 38 ett flertal olika lägen inklusive flera framåtväxlar, backväxel och ett neutralläge. I neutralläget överföres ingen effekt mellan transmissionens in- gångsaxel 36 och transmissionens utgångsaxel 40, som på konven- tionellt sätt sträcker sig till bakaxelväxeln 42 och fordonets drivhjul 44. Med en manuell växelspak 46 åstadkommas val av öns- kad utväxling, och en varvtalsgivare 48 alstrar en signal som vi- sar varvtalet för transmissionens ingångsaxel 36. Såsom schema- tiskt visas i fig. 1 och som beskrives mer detaljerat nedan, kan varvtalsgivaren 48 vara av varje lämplig typ som kan kombineras med motorns 30 reglermedium. Varvtalsgivaren 48 alstrar företrä- desvis en elektrisk signal som via ledningen 50 överföres till motorns elektroniska reglermodul.

Hänvisning sker nu till figurerna 1-4 varav framgår att motorn 30 är av den rekuperativa friturbintypen, och omfattar en gasgeneratorsektion 52, en förturbinsektion eller effektturbin 54 monterad på en axel skild från gasgeneratorns 52 axel, och en reku- perator 56 som utvinner spillvärme från avgasströmningen från mo- torn, i och för förvärmning av den komprimerade fluiden innan den- samma deltager i förbränningsprocessen. Motorn omfattar helt all- mänt vidare en källa 58 med brännbart bränsle, en bränsleregula- tor som helt allmänt betecknas 60, och som i sig inbegriper bräns- lepumpen, en inställningsventil 62 för reglering av bränsleflödet normalt under acceleration eller retardation av motorn genom en bränsleledning 64, som sträcker sig till gasgeneratorsektionen 52, och en reglering 66 för variabel lägesinställning av omställbara statorledskenor, som ingår i effektturbinsektionen 54. En elektro- nisk reglermodul 68 mottager och behandlar olika ingångsparameter- signaler och alstrar utgångsreglersignaler för regulatorn 60 och ledskenornas ställorganreglering 66.

Pâ konventionellt sätt ingår också ett elektriskt acku- mulatorbatteri 70 och en därmed förbunden startmotor 72, som företrädesvis är selektivt kopplad till såväl gasgeneratorn 52 som en startluftpump 74. Under start strömmatas motorn 72 för att driva såväl startluftpumpen 74 som gasgeneratorns huvudaxel 76. Såsom klart framgår av fig. 2 innefattar den föredragna ut- föringsformen av uppfinningen också en drivöverföring 78 förbun- den med gasgenratoraxeln 76, och en annan drivöverföring 80 för- 7812980-6 ßunden med och driven av effektturbinens 54 huvudaxel 82. De tvâ drivöverföringarna 78 och 80 är selektivt sammankopplingsbara med varandra genom en våt koppling som är allmänt betecknad 84 och som är avsedd för relativt låg effekt. Denna koppling är helt allmänt av typen effektåterföringskoppling, och dess närma- re konstruktion beskrives i detalj nedan under hänvisning till fig 3, medan dess funktionella drift beskrives ännu längre fram i nedanstående beskrivning i samband med beskrivningen av effekt- återföringsdrivningen i enlighet med föreliggande uppfinning.

Gasgeneratorn 52 omfattar helt allmänt ett på lämpligt sätt filterförsett luftintag 86 genom vilket omgivningsluft till- förs till ett par i serie anordnade centrifugalkompressorer 88 och 90. Övergångskanaldelen 92 leder flödet av komprimerad luft från den första kompressorn 88 till den andra kompressorn 90. I gasgeneratorn 52 ingår vidare kanaldelen 94, som visas i fig 5 och som omger och uppfångar den utgående strömmen av komprimerad luft från den cirkulära omkretsen av det andra stegets kompres- sor 90, och leder detta flöde av komprimerad luft genom ett par matarkanaler 95 till rekuperatorn 56 i ickeblandande, värmeväx- lande samband med rekuperatorn. Olika typer av rekuperatorkon- struktioner kan användas tillsammans med föreliggande uppfinning, och ett exempel på en sådan typ beskrives i amerikanska patent- skriften 3894581. Ehuru det ej är nödvändigt för förståelse av föreliggande uppfinning hänvisas till sistnämnda amerikanska pa- tentskrift för en detaljerad beskrivning av en rekuperator och dess funktion. För förståelse av föreliggande uppfinning är det tillräckligt att notera att strömmen av komprimerad luft från ka- nalerna 95 förvärmes i rekuperatorn med hjälp av spillvärmet från motorns avgasflöde. Den förvärmda komprimerade luftströmmen ledes sedan genom kanalen 96 till en brännkammare 98 av "burktyp". Så- som bäst framgår av fig 5 passerar den uppvärmda strömningen från rekuperatorn genom ett flertal öppningar 97 in i ett tryck- parti av kanalen 96, sedan genom öppningar 97A i ett parti av huskonstruktionen som bär upp brännkammaren 98. Brännkammaren 98 har en perforerad inre insats eller ett flamrör 99, och luftflö- det från öppningarna 97A passerar in i zonen mellan den inre och yttre insatsen för att sedan passera genom den perforerade inre insatsen eller flamröret 99 in i brännkammarzonen. Ett eller fle- ra elektriska tändstift 100 är på lämpligt konventionellt sätt förbundna med en högspänningskälla. Tändstiftet är drivbart att 7312980-6 10 Upprätthålla en kontinuerlig förbränningsprocess i det inre av brännkammaren,i vilken bränslet som tillförs genom ledningen 64 blandas och förbrännas tillsammans med det komprimerade luftflö- det från kanalen 96.

Gasgeneratorn 52 omfattar vidare en gasgeneratorturbin 102 av typen med radlell inströmning. Flödet av den komprimerade upphettade gasen från brännkammaren 98 avges över turbinens in- loppsstrypmunstycken 104, placerade i en cirkulär uppsättning kring det ringformade inloppet 106, till gasgeneratorns turbin- sektion. När motorn är i gång bibehåller munstyckena 104 trycket i brännkammaren 98 vid ett värde högre än omgivningstrycket.

Strömning av denna upphettade komprimerade gas över turbinen 102 åstadkommer höghastighetsrotation av turbinen och gasgeneratorns huvudaxel 76. Denna rotation driver självfallet de två centrifu- galkompressorerna 88 och 90. Axeln 76 är medelst lager 108 på lämpligt sätt lagrad i motorns stationära hus 110.

Effektturbinsektionen 54 omfattar helt allmänt en kanal- sektion 112 och däri anordnade lämpliga ledskenor 114 för att le- da gasflödet från gasgeneratorns effektturbin 102 i riktning mot ett par axial-effektturbiner 116 och 118 monterade på effekttur- binens huvudaxel 82. Effektturbinsektionen innefattar vidare sat- ser 120 och 122 av variabelt inställbara ledskenor anordnade upp- ströms om därmed samordnade axialturbiner 116 resp 118 och dessa turbiners respektive skovlar 117 resp 119. Såsom visas i fig 13 är var och en av satserna av variabla ledskenor 120 och 122 pla- cerad i en ringformig uppsättning inuti gasströmningsbanan, och båda satserna är förbundna med en gemensam manövreringsmekanism, allmänt betecknad 124. Manövreringsmekanismen 124 omfattar ett par kronhjul 126 och 128, ett hjul för varje sats av omställbara ledskenor, en länk 129 som är fäst vid kronhjulen 126 och fäst vid kronhjulet 128 via plattan 129A. Vid huset är svängbart mon- terad en vinkelhävarm 130, och en vriden länk 131 har sina mot- satta ändar svängbart förbundna med länken 129 och med vinkelhäv- armens 130 ena arm. En linjärt förskjutbar ingångsaxel 368 är verksam genom en ledlänk 132 och vinkelhävarmens andra arm för att åstadkomma svängning av hävarmen 130 kring dess axel 133, och såsom följd därav samtidig rotation av bägge kronhjulen 126, 128. Rörelse av ingångsaxeln 368 åstadkommer rotation av vart och ett av kronhjulen 126,128 kring en axel som sammanfaller med rotationsaxeln för den drivna axeln 82, för att åstadkomma unison 7812980-6 11 'rotation av de två satserna av ledskenor till olika lägen i för- hållande till riktningen för det mellan dem passerande gasflödet.

Såsom visas i figurerna 14-16 är ledskenorna 120 inställda i ett centralt eller "neutralt" läge i fig 14, vilket förorsakar vä- sentligen maximalt areaförhållande och minimalt tryckförhâllande över turbinhjulets 116 nedströms därom belägna turbinhjulskovlar 117, för att minimera den effekt som av gasflödet överföras till rotation av turbinen 116. Läget enligt fig 14 är i fig 18 gra- iiskt visat medelst det läge som godtyckligt betecknas Oo. Led- skenorna 120 är variabelt omställbara mot det i fig 15 visade lä- get, som i fig 18 är betecknat +20°, varvid högt tryckförhållande råder över skovlarna 117 och maximal effekt överföras från gas- flödet till turbinen 116 för att rotera densamma och överföra maximal effekt till axeln 82. Ledskenorna är också svängbara åt motsatt håll till det i fig 16 visade läget, som i fig 18 är be- tecknat -950, varvid gasflödet medelst de omställbara ledskenor- na 120 riktas så attdetmotverkar och strävar att retardera hju- lets 116 rotation. Fastän endast ledskenor 120 och skovlar 117 visas i figurerna 14-16 bör det stå klart för fackmannen inom om- rådet att väsentligen identiskt lika driftsamband förefinnes mel- lan ledskenorna 122 och turbinens 118 turbinskovlar 119.

När gasströmmen har lämnat den sista axialturbinen 118 så sammanföres den i en avgaskanal 134 som leder till rekupera- torn 56. Effektturbinens utgångsaxel 82 utgör en del av eller är driftsmässigt förbunden med motorns effektutgångsaxel 32 genom en lämplig varvtalsreducerande utväxling. En luft- eller vatten- kylare 87 ingår också och är inrättad att kyla smörjfluiden i motorn 30, och står i förbindelse med fluídbehållaren 89 via slangen 91. ' Bränsleregulatorn 60 Hänvisning sker nu mera speciellt till figurerna 4, 6, 6A-6D, av vilka framgår att bränsleregulatorn 60 mottager bräns- le från källan 58 via ett lämpligt filter 136 in i en inloppsport 138 till ett bränslepumphus 140. Det bör vara uppenbart för en fackman inom området att huset 140 är fäst vid och kan vara ut- fört i ett stycke med något annat parti av huvudmotorhuset 110.

Regulatorn är drivbar att bestämma bränsleflödesutmatningen genom endera eller båda utgångskanalerna 142,144 för vidareledande till inställningsventilen 62. Regulatorn 60 är hydromekanisk till sin natur, men har förmåga att reagera för utifrån tillförda mekanis- 7s129su-6 12 ka och elektriska signaler, och innefattar en lämplig drivförbin- delse som är schematiskt angiven medelst linjen 146, och en där- med förbunden varvtalsreducerande utväxling 148 som erfordras för att driva ett kugghjul 150 och drivaxeln 152. Drivaxeln 152 driver en bränslepump i form av en positiv deplacementpump som utgöres av kugghjulspumpen 154, som motager bränsle från inlopps- porten 138 och avger bränslet vid ett väsentligt högre tryck via en utgångsledning 156. Såsom klart framgår av fig 6A omfattar kugghjulspumpen ett par i ingrepp med varandra stående kugghjul 158 och 160, av vilka det ena drivs av drivaxeln 152 medan det andra är monterat på en odriven axel 162 lagrad i huset 140.Erån utgångsledningen 156 matas i parallellströmning tre passager, dwfs utgångskanalen 142, bypass-borrningen 164 och huvudström- nings~uppmätningspassagen 166. I bypass-borrningen 164 är inrymt ett bypass-reglerande cylindriskt ventilelement 168 som är för- skjutbart inuti borrningen 164 för att varierbart dosera överå skottsflöde från utgångsledningen 156 till en returpassage 170, som är återkopplad till bränsleinloppsporten 138. Bränsletrycket i borrningen 164 pressar ventilelementet 168 i riktning nedåt för att öka bypass-strömningen genom passagen 170, medan ett som skruvfjäder utfört tryckfjäderorgan 172 verkar i motsatt riktning mot bränsletrycket för att trycka ventilelementet 168 uppåt för att reducera volymflödet från borrningen 164 till passagen 170.

Via en tryckpassage 182 står den nedre änden av bypass-borrningen 164 i förbindelse med bränsletillförselledningen 64. Trycket hos fluíden i ledningen 64 är således verksamt på undersidan av by- pass-ventilelementet 168 för att hjälpa fjädern 172 att motstå den kraft som alstras av högtrycksfluiden i utgångsledningen 156.

Passagen 166 slutar i ett doserings- eller uppmätningsmunstycke 174 som medelst plattan 176 är fäst vid huset, och har en reduce- rad diameter uppvisande öppning 178 som står i förbindelse med ett centralt hålrum 180.

Bränsleregulatorn 60 omfattar vidare en manuell gasreg- lageingång i form av en gasregleringsarm 184 omställbar mellan motstående justerbara stopp 186,188, som är justerbart fästa vid huset 140. Genom ett lämpligt lager 190 är en axel 192, som sträcker sig inuti det inre hålrummet 180, roterbar i förhållande till huset 140. Uppburen av och utförd i ett stycke med axeln 192 är en åt sidan öppen kamsektion 194, vari medelst presspassning är fästa ett par axeltappar 196 som uppbär var sin rulle 198.

Rullarna 198 är inrättade att stå i kontakt med en nedre ansats 7812980-6 13 på ett fjäderstopp 200, så att svängning av gasregleringsarmen 184 och därmed vridning av axeln 192 medför en åtföljande rota- tion av axeltapparna 196 som inte ligger i linje med centrumlin- jen för axeln 192, varigenom erhålles vertikal omställning av fjäderstoppet 200 genom rullarna 198. Under sin vertikala eller längsledes omställning är fjäderstoppet 200 styrt av en styraxel 202 som har en övre styrtapp 204 som sträcker sig förskjutbart genom ett centralt hål i fjäderstoppet 200. Styrstången 202 är förskruvbart upptagen och medelst exempelvis låsmuttern 206 fixerad vid huset 140.

Regulatorn 60 omfattar vidare en mekanisk varvtalsgivare vari ingår en centrifugalvikthållare 208 som är fast anbragd för att rotera tillsammans med axeln 152. Tillsammans med hållaren 208 roterar ett flertal jämnt fördelade och åtskilda centrifugal- vikter 210, som är monterade för svängrörelse kring tappar 212, som håller kvar vikterna 210 vid hållaren 208. Beroende på axelns 152 varvtal åstadkommer centrifugalkraften svängning av vikterna 210 kring tapparna 212, så att de inre ändarna av vikterna för- skjutes i riktning nedåt, sett i fig 6, och driver den inre ro- terande lagerbanan 214 av ett rullningslager också i riktning nedåt. Genom kullagret 216 överföres denna nedåtriktade kraft till lagrets icke-roterande yttre lagerbana 218, pch åstadkommer därigenom nedåtriktad förskjutning av det icke-roterande segmen- tet 220. Vid sin nedre ände uppbär segmentet 220 en fjäderstopp- ansats 222, och en fjäder 224 är verksamt inrättad mellan seg- mentets 220 stopp 222 och fjäderstoppet 200, som är förbundet med gasreglage-ingångsmekanismen. Genom en förspänning från fjä- dern 224 som verkar på segmentet 220 hålles centrifugalvikterna normalt tryckta uppåt till det i fig 6 visade noll-läget eller läget motsvarande lågt varvtal. En ökning av axelns 152 varvtal medför en nedåtriktad förskjutning av segmentet 220. Man inser därför att gasregleringsarmen 184 väsentligen verkar så att den väljer gasgeneratorvarvtalet såsom detta återspeglas av axelns 152 varvtal, eftersom hoptryckningen av fjädern 224 inställes av svängningen av gasregleringsarmen 184 och sedan motverkas av den centrifugalkraft som alstras genom axelns 152 rotation. Den ver- tikala inställningen av segmentet 220 kommer därför att utgöra en indikation på skillnaden mellan valt varvtal (inställningslä- get för ingångs-gasregleringsarmen 184) och det verkliga gasgene- ratorvarvtalet såsom detta avkännes genom centrifugalvikterna 210. 7812980-6 14 Fig 19 visar fjäderns 224 verkan när det gäller att begära olika nivåer av gasgeneratorvarvtal Ngg, när gasreglaget förflyttas mellan olika lägen a.

Regulatorn 60 innefattar vidare en huvudbränsle-gasreg- leringsarm 226 som medelst tappen 228 är svängbart lagrad vid hu- set 140. En arm 230 av hävarmen 226 slutar i en sfäriskt formad ände 230 i ett upptagningsspår 232 på segmentet 220 av varvtals- felsignal-mekanismen. En motsatt arm 234 av hävarmen 226 är rör- lig i riktning mot och bort från doseringsöppningen 178 såsom svar på förskjutning av segmentet 220 för att därigenom varier- bart dosera bränsleflödet från passagen 166 in i det inre hålrum- met 180. Det inses att reglerventilelementet 168 är variabelt in- ställbart som svar på tryckskillnaden mellan passagen 168 och ledningen 64 nedströms om doseringsöppningen 178, för att varier- bart dosera bypass-fluidflöde genom passagen 170 för att upprätt- hålla en väsentligen konstant tryckskillnad över den fluiddose- ringsöppning som alstras mellan doseringsöppningen 178 och armen 234 av bränslehävarmen 226. Storleken på det bränsleflöde som från passagen 166 tillförs hålrummet 180 och utgångskanalen 144 utgör således en funktion endast väsentligen av armens 234 läge i förhållande till doseringsöppningen 178 så snart detta utgör den bränsleströmningsreglerande parametern. Om så är lämpligt kan en dämpöppning 236 inrättas i tryckavkänningsledningen 182 för att stabilisera rörelsen av bypass-ventilelementet 168.

En ensriktad, proportionell elektromagnet 239 har ett yttre hus 238 utfört i ett stycke med plattan 176 eller på annat sätt fäst i stationär relation till huset 140. Inuti huset 238 är placerad en spole 240, och ett centralt anordnat ankare 242.

Fast anbragt för att bilda ett parti av ankaret 242 är en cent- ral plungeraxel 244, som har en övre ände som kan bringas i kon- takt med hävarmen 234. Fjädrar 246, 248 med linjär gradient är verksamt inrättade att sträcka sig mellan stopporgan på huset 238 för att stå i kontakt med tillhörande ansatser på plunger- axeln 244, för att normalt pressa den senare till dess desakti- verade läge som visas. Aktivering eller strömmatning av elektro- magneten genom lämpliga elektriska ledningar 250 åstadkommer uppåtriktad förskjutning av ankaret 242 och plungeraxeln 244, så att den senare bringas i kontakt med och utövar en uppåtrik- tad kraft på hävarmen 234, vilken kraft verkar i motsatt riktning mot och subtraheras från den kraft som fjädern 224 utövar på häv- 7812980-6 15 armen 226.

Fastän plungeraxeln 244 om så vore önskvärt skulle kun- na stå i direkt kontakt med hävarmen 234, användes dock vid den föredragna utföringsformen ett arrangemang för armen 234 som innebär "flytande kontaktyta". Vid detta arrangemang är en fly- tande plan tallriksyta 252 uppburen i armen 234 axiellt mitt för doseringsöppningen 178. Denna "flytande" yta är normalt fjäder- belastad i riktning mot doseringsöppníngen, och den övre änden av plungeraxeln 244 kan bringas i kontakt därmed. Ändamålet med den flytande ytan 252 är att kompensera för tillverkningstoleran- ser och att säkerställa att en relativt plan yta befinner sig direkt mitt för doseringsöppningen 178 och sträcker sig vinkel- rätt mot fluidströmningen från nämnda öppning för att säkerstäl- la korrekt dosering av bränsle över öppningen. Fjädern 254 be- lastar den flytande ytan 252 i riktning mot öppningen 178. Sväng- ning av armen 234 mot kraften från fjädern 254 för att öka bräns- leflödet tillåtes tills ytan 252 kommer i kontakt med den övre änden 245 av plungeraxeln 244. Denna slagrörelse för armen 234 är mycket begränsad men tillräckligt stor för att åstadkomma flödes- mättning för den rlngformiga öppningen som avgränsas mellan öpp- ningen 178 och ytan 252.

På den i förhållande till elektromagneten 239 motsatta sidan av hävarmen 234 är anordnat ett hus 256 för en annan rikt- níngsbestämd envägs elektromagnet 257, som visas i figurerna 6B- 6D. Elektromagneten 257 innehåller en spole 258, ett ankare 260, och en plungeraxel 262 som är fäst i ankaret för att röra sig tillsammans med detta. Genom lämpliga stopporgan trycker centre- rande fjädrar 264, 266 normalt plungeraxeln 262 till det visade desaktiverade läget. Vid aktivering eller strömmatning av spolen 258 via lämpliga ledningar 268, förskjutes ankaret 260 och plunger- axeln 262 i riktning nedåt så att plungeraxeln kommer i kontakt med hävarmen 234 på så sätt att en kraft utövas på armen, vilken kraft adderar sig till den kraft som alstras av fjädern 224 och åstadkommer svängning av hävarmen 226 för att förskjuta armen 234 bort från öppningen 178. Elektromagnetens 257 hus 256 är fast anbragt vid fästplattan 176, exempelvis medelst bultar 270. På liknande sätt som gäller för den flytande ytan 252 gäller vid den föredragna utföringsformen att plungeraxeln 262 ej står i di- rekt kontakt med hävarmen 234, utan verkar i stället via en "flytlagrad" tapp 272 för att på armen 234 utöva en kraft. Tap- 78¶2980=6 16 pen 272 är förspänd medelst en fjäder 274, för att ge flytverkan och därmed säkerställa att plungeraxeln 262 kan bringas i kor- rekt kontakt med och utöva en kraft på hävarmen 234 oberoende av variationer i tillverkningstoleranserna, och/eller oberoende av hävarmens 226 läge i förhållande till dess svängningsaxel 228.

Båda elektromagneterna hållas tryckta till sina desak- tiverade lägen medelst fjädrar med linjär gradient, och i mot- sats till vad som gäller för digitala elektromagneter av typen till-från så kommer variationer i ingångsströmmen och/eller in- gângsspänningen till elektromagneternas spolar att åstadkomma en analog ändringsinställning av plungeraxeln 244 i elektromagneten 239 och således förflytta plungeraxeln 262 till dess läge som visas i fig 6C eller fig 6D.

Elektromagnetens 257 plungeraxel 262 kan förskjutas bort från sitt i fig 6B visade desaktiverade tillstånd till tvâ skilda aktiverade tillstånd, som visas i figurerna 6C och 6D. En elektrisk ingângssignal med förutbestämd mellanliggande styrka åstadkommer att ankaret 262 förskjutes till det i fig 6C visade läget, varigenom plungeraxeln 262 förflyttas tills ytan på dess justerbara stoppmutter 263 bringats i kontakt med fjäderstoppet 267. Denna rörelse av plungerkolven 262 pressar ner plungeraxeln 272 och trycker ihop fjädern 274 för att förflytta armen 234 bort från öppningen 178 och öka bränsleflödet tills gasgenerator- varvtalet ökat till en nivå motsvarande den av elektromagneten 257 alstrade signalkraften. Konstruktionen med plungeraxeln 272 och fjädern 274 bidrager alltså till att tillåta en effektsignal mindre än den maximala att åstadkomma en kraft som verkar på ar- men 234 och har viss förutbestämd storlek.

En annan elektrisk ingångssignal med större styrka åstad- kommer att ankaret förskjutes till änden av sitt slag varvid dess yta 261 kommer i kontakt med den angränsande stoppytan 259 på hu- set 256, såsom visas i fig 6D. Denna förflyttning åstadkommer att plungerkolven 262 pressar ihop den centrerande fjädern 266, samt åstadkommer att plungerkolvens nedre ände bringas i direkt kon- takt med armen 234 och tvingar densamma att tillåta maximalt flö- de genom öppningen som bildas mellan öppningen 178 och kolven 252.

Såsom beskrivas mera i detalj nedan innebär drivning av elektro- magneten 257 till dess i fig 6D visade aktiverade läge väsentli- gen en falsk gasreglagesignal som fördubblar varvtalet som önskas från gasgeneratorn när gasreglaget trycks ner eller omställes . _ ___ _.._.-_.____..._._....___..._.._......__..____f 7812980-6 17 till sitt läge motsvarande maximalt bränsleflöde och därmed maxi- mal effekt. lnställningsventilen 62 Hänvisning sker nu mera speciellt till figurerna 7-11, som visar inställningsventilen 62 som helt allmänt omfattar ett hus 276 som kan vara utfört i ett stycke med både huset 140 och det stationära motorhuset 110. Huset 276 är företrädesvis anord- nat nära intill såväl bränsleregulatorn 60 som brännkammaren 98.

Huset 276 innefattar en inre borrning 278 i vilken utmynnar så- väl de två bränsleledningarna 142, 144 som bränsleledningen 64 och en lågtrycks-returledning 280, som återför bränsle till käl- lan eller förrådet. Inuti borrningen eller loppet 278 är en do- seringsventil 282 anordnad för längsgående förskjutning och ro- tation, och denna ventil 282 har “fönsterliknande" oregelbundet formade öppningar 284, 286 som mynnar ut i det ihåliga inre hål- rummet 288 i ventilen 282. Bränsleledningen 144 står kontinuer- ligt i förbindelse med det inre hålrummet 288. Ventilen 282 inne- fattar vidare en öppning 290 i kontinuerlig förbindelse med bränsleledningen 64. Retardationsfönstret 286 är på det hela ta- get anordnat mitt för bränslekanalen 142, och accelerationsfönst- ret är på det hela taget beläget mitt för öppningen 290. Den spe- ciella utformningen av vart och ett av fönstren 284, 286 framgår klart av figurerna 10 och 11.

Doseringsventilen 282 är tryckpåverkad i ena längdrikt- ningen medelst en förspänningsfjäder 292 som stöder mot huset 276 genom ett fjäderstopp 294, som verkar på en inriktningspunkt 296 av ett tätat block 298 monterat i huset 276 exempelvis medelst låsringen 300. Den föredragna konstruktionen visas i fig 9; det inriktningspunktarrangemang som tillåter rotation av ventilen 282 i förhållande till huset 276 vid änden av fjädern 292 kan dock alternativt åstadkommas medelst ett arrangemang med en kula 302, såsom schematiskt visas i fig 7. Vid den motsatta änden av venti- len 282 finns en sfärisk kula 304 som tillåter rotation av venti- len 282 i förhållande till en kolv 306 upptagen i borrningen 278.

Till huset 276 är anslutet ett temperaturkänsligt element 312,308, exempelvis en termlskt reagerande cylinder, vars längddimenslon varierar i beroende av den temperatur den utsättes för av gasen eller den andra fluid som förefinnes i den temperaturkänsliga kam- maren 310 inuti cylindern 312. Huset 276 är så monterat i förhål- lande till motorn att ett parti därav, speciellt cylindern 312 ﬂlllll lI-u: 7812980-6 .g 18 ßch den tillhörande kammaren 310, står i förbindelse med och bi- behålles vid samma temperatur, T3_5, som strömmen av komprimerad luft som tillföres in i brännkammaren. Termiskt isolerande mate- rial 311 ingår också när så erfordras för att undvika överhett- ning av ventilen 62. Den högra änden av fig 9 och den perforera- de cylíndriska väggen 312 kan exempelvis anordnas vid luftinlop- pet till brännkammaren och/eller vid kanalen 96, som leder luft från rekuperatorn 56 till brännkammaren 98. Under alla förhållan- den är inställningsventilen så anordnad att cylindern 312 utvid- gar sig och drager ihop sig i längdled med hänsyn till ökning och minskning av brännkammarens inloppstemperatur. Ventilen 288 är verksamt påverkad av det termiskt reagerande elementet 312 genom en relativt icke-termiskt reagerande keramisk stång 308. Följakt- ligen förskjutes ventilen 288 i längdled i förhållande till in- gångsporten 142 och öppningen 290 i relation till den avkända brännkammarinloppstemperaturen. Det doserade bränsleflöde som er- hålles medelst fönstret 284 varieras således i relation till den avkända brännkammarinloppstemperaturen när det nämnda fönstret förflyttas i längdled i förhållande till öppningen 290.

Huset 276 innefattar vidare ännu en tvärgående borrning 314 som är anordnad på tvären och skär den längsgående borrningen 276. En stång-kolv-konstruktion 316 är anordnad för längsgående rörelse fram och tillbaka inuti den tvärgående borrningen 314, och denna konstruktion innefattar ett par tätningar 318, 320 av membrantyp, vilka tätningar har yttre ändar fast anbragta vid hu- set 276 genom att de är inspända mellan huset, en mellansektion 322 och en tillslutningsplugg 324, som är förskruvbart eller på annat sätt fäst vid huset 276. De inre ändarna av tätningarna 320 är fästa på den rörliga kolv-stång-konstruktionen 316. Till- sammans med ändtillslutningspluggen 324 avgränsar tätningen 320 en inre tryckkännande kammare 326 mot vilken ena änden av kolven 316 är exponerad. Genom en avkänningsledning 328 överföres bränn- kammarens tryck P3_5, exempelvis brännkammarens inloppstryck, till det inre av kammaren 326 för att vara verksamt på ena änden av kolven 316. Vid den motsatta änden av borrningen 314 är ett såsom förspännande skruvfjäder utfört fjäderelement 330, som stö- der mot huset 276 via ett stationärt stopp 332, inrättat att trycka kolv-stång-konstruktionen 316 i motsatt riktning mot den tryckpåverkansriktning som erhålles av trycket i kammaren 326.

Den motsatta änden 334 av kolvkonstruktionen 316 är ventilerad 7812980-6 19 %ill atmosfärstrycket via en lämplig port 336. En tätning, sche- matiskt visad vid 335, som kan ha en konstruktion liknande tät- ningarna 318, 320 och sektionen 348, är också inrättad vid den motsatta änden 334. Övertrycket i brännkammaren, d'vs skillna- den mellan omgivningstrycket och det absoluta tryck som upprätt- hålles i brännkammaren 98, verkar på kolven 316 för förskjutning av densamma inuti borrningen 314.

En arm 338 är vid sin ena ände gängat fäst inuti en tvärgående borrning i doseringsventilen 282, och vid sin andra ände har stången 338 en sfärisk kula 340 som är upptagen i ett spår 342 i stång-kolv-konstruktionen 316. Härav inses att för- skjutning av kolv-stång-konstruktionen 316 inuti borrningen 314 överföras till rotation av doseringsventilen 282 kring dess hu- vudlängdaxel. De respektive öppningarna mellan fönstren 284,286 och ingångsportarna 142 samt öppningen 290 varieras följaktligen också i relation till storleken på övertrycket i brännkammaren 98 på grund av nämnda rotationsrörelse av doseringsventilen 282.

Spåret 342 tillåter axiell förskjutning av armen 338 längsmed ventilen 282. Fastän stång-kolv-konstruktionen 316 kan vara ut- förd på olika sätt gäller att den i fig 8 visade föredragna ut- föringsformen innefattar en gängad ändsektion 344 som genom lämp- liga medel 346 är verksam att pressa ihop och spänna fast de inre ändarna av tätningarna 318, 320 vid stången 316 medelst en mellansektion 348.

Inställningsventilen fungerar således såsom en mekanisk, analog beräkningsenhet som multiplicerar parametrarna som be- står av brännkammartrycket, P3_5, och brännkammarens inloppstem- peratur, T3_5, så att lägesinställningen av ventilen 282 och fönstren 284, 286 blir en funktion av produkten av brännkammar- trycket och brännkammarinloppstemperaturen.

Såsom visas i fig 4 omfattar reglerorganen för motorn 30 vidare på konventionellt sätt en normalt öppen elektromagnet- manövrerad bränslesekvens-elektromagnetventil 350 ävensom en ma- nuellt eller på elektrisk väg medelst en magnetventil manövrerad avstängningsventil 352. Dessa ventiler är placerade nedströms om inställningsventilen 62, och kan vid den föredragna utförings- formen ingå i och/eller vara anordnade angränsande till inställ- ningsventilens 62 hus 276.

Utformningen av vart och ett av fönstren 284, 286 som visas i figurerna 8 och 9, bestämmes genom lösning av en kvali- vsmgse-a 20 Éativ empirisk formel med följande utseende: Wf “ “<1 " Ka Tis) Pans * Ks 3.5 där: K1. K2 och K3 är konstanter som bestämmas av driftegenska- perna för en speciell gasturbinmotor och som återspeglas av ut- formningen av íönstret 284 och den tillhörande öppningen 290.

Genom en korrekt utformning av fönstret 284 och öppning- en 290 åstadkommer lösningen av denna ekvation, såsom densamma erhålles medelst inställningsventilen 62, att en konstant maximal turbininloppstemperatur T4 upprätthålles under hela eller åt- minstone en del av gasgeneratorns acceleration. När fönstret 284 är den reglerande parametern för bränsleflödet så gäller följakt- ligen att inställningsventilen 62, empiriskt genom en mekanisk analogi, reglerar bränsleflödet för upprätthållande av en väsent- ligen konstant turbininloppstemperatur T4. Fönstret 284 är den primära driftparametern under acceleration av motorn, såsom be- skrives mera i detalj nedan. I motsats därtill gäller att fönst- ret 286 är den reglerande parametern under motorns retardation.

Medan accelerationsfönstret 284 är utformat för bibehållande av en väsentligen konstant maximal inloppstemperatur för gasgenera- torturbinen för att åstadkomma maximala accelerationsprestanda inom motorns temperaturbegränsningar, är retardationsfönstret 286 utformat att begränsa och reglera bränsleflödet för att förhindra att förbränningen upphör men ändock samtidigt åstadkomma avsevärd retardation av motorn. En utförlig diskussion om driften av en liknande typ av en turbininloppstemperaturen beräknande ventil, vilken ventil dock använder brännkammarens absoluta tryck snarare än dess övertryck, återfinnas i amerikanska patentskriften 4 057960, Ledskeneställorganet 66 Detaljer av det ledskenemanövrerande ställorganet 66 vi- sas i figurerna 12 och 13. Detta ledskenereglerorgan är hydrome- kaniskt till sin natur och omfattar helt allmänt ett hus 354 med ett par hydraultryckfluidtillförande portar 356, 358 som mottager tryckfluid från en högtryckspumpkälla 360 resp en lågtryckspump- källa 362, vilka pumpkällor bägge drives genom motorns hjälpkraft- system. Det är underförstått att pumparna 360, 362 också kan ha olika andra funktioner i motorn, exempelvis uppgiften att åstad- komma smörjning.

Huset 354 har en inre fluidmottagande cylinder 364 vari 21 7812980-6 ën kolv 366 är anordnad att vara rörlig fram och tillbaka, vilken kolv delar upp cylindern i motstående fluidtryckkamrar. Stången eller axeln 368, som bärs upp av kolven 366, sträcker sig ut ur huset 354 och är verksamt förbunden med den i fig 13 visade vin- kelhävarmen 130 så att, såsom beskrivits tidigare, linjär fram och återgående rörelse av stången 368 åstadkommer svängning av vinkelhävarmen 130, vridning av kronhjulen 126, 128 och därmed satserna av omställbara ledskenor 120, 122. 6 Hydraulvätska av högt tryck från inloppsporten 356 till- föres in i en borrning 370 inuti huset 354, vilken sistnämnda borrning är belägen intill cylindern 364. Borrningen 370 skäres också vid inbördes skilda ställen av dels en för högtrycksfluid avsedd avloppskanal 372, dels ett par arbetsfluidledningar 374, 376 som respektive står i förbindelse med cylindern 364 på mot- satta sidor av kolven 366. Ett riktningsbestämt fluidreglerven- tilelement 380 är anordnat för rörelse fram och tillbaka inuti borrningen 370, och detta element 380 är normalt inställbart i det öppna centrumläge som visas, varvid högtrycks-hydraulvätskan från kanalen 356 endast står i förbindelse med avloppsporten 372.

En serie centrerande fjädrar 382, 383, 384, 385 trycker normalt ventilen 380 till det visade läget. ventilen 380 är av fyrvägs- typen och är omställbar i en riktning för att leda högtrycks- fluid från porten 356 till ledningen 374 och ovansidan av kolven 366, medan undersidan av den cylinderbärande kolven 366 genom ledningen 376 är ventilerad till en lågtrycksreturledning 386 via borrningen 370, och den därmed i förbindelse stående ledning- en 388. Ventilen 380 är omställbar i en motsatt riktning för att leda tryckfluid från inloppet 356 till ledningen 376 och under- sidan av kolven 366, medan ledningen 374 står i förbindelse med returledningen 386 genom en kammare 378 och returledningen 379.

Det bör observeras att kolven 366 samverkar med huset 354, även- som med ett från detta hus utskjutande cirkulärt väggparti 390, för att förhindra fluidförbindelse mellan kammaren 378 och cylin- dern 364.

Fjädern 382 verkar så att den avkänner läget av kolven 366 och ledskenevinkeln, och såsom en återkopplingsanordning är verksam på ventilen 380. De relativa storlekarna på hoptryckning- en av fjädern 382 i jämförelse med fjädrarna 383-385 åstadkommer en höggradigt förstärkt reaktion som erfordrar stor rörelse av kolven 366 (exempelvis 14 gånger) för att motverka såsom inledan- 7s129so-e 22 de rörelse av ventilen 380, och återföra ventilen till dess cent- rala läge. Härav inses att kolven 366 rör sig i en servoliknande följrörelse efter rörelsen av en "ingångskolv" i form av venti- len 380.

I borrningen 370 är en stegvis varierande diameter upp- visande kolvmekanism 392 förskjutbar i beroende av storleken på det fluidtryck från en ledning 394 som verkar på en ansats 393 av kolven 392. Kolven 392 bildar ett justerbart stopp för varie- ring av fjäderns 383 tryckkraft. Trycket som verkar på ansatsen 393 motverkas av en fjäder 385. En stång 395 sträcker sig för- skjutbart genom mitten av elementet 392, och denna stång 395 ver- kar såsom ett variabelt inställbart stopp för fjädern 384 som sträcker sig mellan den övre änden av stånden 395 och ventilen 380. Stången 395 är förskjutbar i sin längdled i beroende av svängning av en hävarm 396 som är svängbart lagrad vid huset 354 medelst tappen 398.

Det ledskenemanövrerande ställorganet eller reglerorga- net 66 innefattar vidare en annan borrning 400 vari är anordnad en reglertryckalstrande gasreglageventil 402. En ingångsstorhet från motorns gasregleringsarm 184 verkar så att den åstadkommer nedtryckning av ett variabelt inställbart fjäderstopp 404 för att öka den av tryckfjädern 406 utövade kraft som trycker venti- len 402 i riktning nedåt. Fjädern 406 motverkas av en som skruv- fjäder utförd gradient-tryckfjäder 408. Ventilen 402 är varia- belt inställbar för att dosera eller reglera hydraulflödet från porten 358 till ledningen 410. Det bör observeras att ledningen 410 också står i förbindelse med den nedre änden av gasreglage- ventilen 402 via en ledning 412 med en dämpöppning 414. Ledning- en 410 leder till den större ytan av en i steg indelad kolv 416 som är förskjutbart anordnad inuti en annan borrning 418 i huset 354. En ände av borrningen 418 står i strypt fluidförbindelse med returledningen 387 via en öppning 419. Den mindre diameter uppvisande sektionen av stegkolven 416 erhåller tryckfluid från ledningen 420. Genom en lämplig avloppsledning 424 är mellansek- tionen av stegkolven, ävensom den övre änden av ventilen 402, av- loppsanslutna till lågtrycksreturledningen 386 via ledningen 388.

Ledningen 420 åstadkommer en hydraulisk signal som indi- kerar varvtalet för effektturbinaxeln 82. I detta sammanhang skall påpekas att ledskeneställorganet innefattar en icke-positiv hyd- raulisk deplacementpump, såsom en centrifugalpump 422,som är mon- 23 7812980-6 Eerad på och roteras av effektturbinaxeln 82. Genom att den utgör en icke-positiv deplacementpump avger pumpen 422 ett flöde av hydraulisk tryckvätska genom ledningen 420, så att trycket som upprätthålles på den mindre diameter uppvisande delen av stegkol- ven 416 utgör en kvadratisk funktion av effektturbinaxelns 82 varvtal. På liknande sätt gäller att gasreglageventilen 402 verkar så att den utvecklar ett tryck på den större diameter uppvisande delen av kolven 416 i relation till ett önskat eller valt varvtal som återspeglas genom inställningsläget för gasreglaget 184.

Ventilen 402 och kolven 416 fungerar såsom ingångssignal- organ och såsom en komparator (jämförare) för variering av fjä- derns 384 tryckkraft såsom en funktion av skillnaden eller felet mellan verkligt effektturbinvarvtal och det önskade effektturbin- varvtal som bestämts av gasreglagets inställning. Det önskade el- ler begärda varvtalet Npt visas grafiskt i fig 19.

Det ledskenemanövrerande ställorganet 66 innefattar vida- re ett linjärt proportionellt elektromagnet-ställorgan 426 som ge- nom elektriska anslutningsledningar 427 är verksamt anslutet till den elektroniska reglermodulen 68. Ställorganet 426 omfattar ett hus 428 som omger en spole 430, samt ett centralt anordnat ankare som uppbär en hydraulisk riktningsbestämd reglerventil 432. Venti- len 432 är normalt tryckbelastad uppåt av fjädern 434 till det lä- ge som sätter ledningen 394 i förbindelse med returledningen 386.

Ventilen 432 är proportionellt förskjutbar nedåt i beroende av storleken på aktiveringssignalen för att proportionellt öka för- bindelsen mellan ledningarna 372 och 394 och samtidigt minska för- bindelsen mellan ledningen 394 och dräneringen. Såsom ett resultat härav ökar trycket i ledningen 394 proportionellt mot storleken på den elektroniska signalen, och detta tryck är väsentligen noll vid frånvaro av en aktiveringssignal eller drivsignal till elektro- magneten 426. Det bör observeras att minimitrycket i ledningen 394 tillåter fjädrarna 383 och 385 att utöva maximal uppåtriktad kraft på ventilen 380, och att ökande tryck i ledningen 394 förskjuter kolven 392 nedåt för att minska den kraft som av fjädrarna 383, 385 utövas på ventilen 380, varigenom en uppvägande eller domine- rande kraft utvecklas i form av minskad kraft från fjädern 383.

Vid frånvaro av en elektrisk signal till elektromagneten 426 utövas minimalt tryck på ansatsen 393 vilket medför att led- skenorna kommer att regleras av effektturbinvarvtalet. Vid start står alltså ledskenorna i sitt i fig 14 visade läge, och vid andra -7812980-6 i 24 tillstånd av motordrift omställes de normalt till maxeffektläget enligt fig 15.

Såsom visas i fig 18 är ledskeneställorganet 66 driv- bart att ändra eller variera ledskenevinkeln B från O° till +20°, för att ändra gasflödets positiva infallsvinkel mot effektturbin- skovlarna och därmed ändra den effekt som från gasflödet överfö- res för rotation av effektturbinhjulen i en riktning som överför drivkraft till fordonet. Ledskeneställorganet 66 är också driv- bart att omställa ledskenorna till ett läge för negativ infalls- vinkel, och modulera ledskenornas inställning inom den i fig 18 med d betecknade zonen. I dessa lägen med negativ infallsvinkel är gasflödet så riktat att det motverkar och därmed strävar att retardera rotationen av effektturbinhjulen.

Den elektroniska regleringen 68 Ett parti av den elektroniska reglermodulens 68 regler- logik visas i fig 17. Den elektroniska reglermodulen mottager elektriska ingångssignaler som indikerar effektturbinens varvtal Npt via en hackare (uppdelare) 436 ansluten till effektturbin- axeln 82, och en lämplig magnetisk monopol 438 som överför en elektronisk signal, som indikerar effektturbinvarvtalet via led- ningen 440. På liknande sätt avkännes gasgeneratorvarvtalet Ngg genom en hackare 442, en monopol 444 och ledningar 446. Omvand- lare 448, 450 och 452 alstrar respektive elektriska ingångssigna- ler som indikerar respektive därmed avkänd temperatur, d'vs kom- pressorns inloppstemperatur T2, turbinens inloppstemperatur T4 och turbinens utloppstemperatur T6. Såsom visas överföras dessa temperatursignaler via ledningar 454, 456 och 458. Den elektro- niska reglermodulen erhåller också, från en omgivningstryckgiva- re 460 och tillhörande ledning 462, en elektrisk signal som indi- kerar omgivningstrycket P2. Den elektroniska reglermodulen erhål- ler vidare från en lämplig avkännaranordning (givaranordning) en elektrisk signal via ledningar 464, vilken indikerar gasreglagets 184 inställningsläge som betecknas a. En strömställare 466 är också manuellt omställbar av fordonsföraren när denne önskar ef- fektåterkopplingsbromsning (beskrivas mera i detalj nedan). En omvandlare 544 alstrar en signal till en fasvändare 546 så snart som de omställbara ledskenorna har omställts förbi ett förutbe- stämt läge s*.

Den elektroniska reglermodulen inbegriper flera utgångs- signaler för aktivering (strömmatning) och/eller desaktivering 25 7812980-6 Ticke strömmatning) av de olika logiska elektromagneterna och reläerna, inklusive elektromagneten 518 via ledningen 519, elekt- romagneten 257 via ledningen 268, bränslesekvens-elektromagneten 350 via tillhörande ledning 351, bränslejuster-elektromagneten 239 via ledningen 250 och ledskene-elektromagneten 426 via led- ningen 427. Den elektroniska reglermcdulen innefattar funktions- generatorer 514, 550 och 552. Blocket 514 betecknar en funktion med "rakt märkvärde och vridmomentbegränsning" och alstrar en signal som indikerar maximalt tillåtet gasgeneratorvarvtal såsom en funktion av omgivningstillståndsstorheterna T2 och P2 och ef- fektturbinvarvtalet Npt. Elementet 550 omformar gasreglagets in- ställningssignal a till en elektronisk gasgeneratorvarvtals-be- hovssignal, och funktionsgeneratorn 552 alstrar en signal som är en funktion av gasgeneratorvarvtalet Ngg från ledningen 446. Mo- dulen omfattar vidare jämförare 497, 534, 540, 554, 556 ävensom logikelementen 498, 500 och 538. Logikelementen är av typen "lägst vinner", d'vs de släpper fram den algebraiskt lägsta in- gångssignalen.

Logikelementet 498 väljer från signalerna 536 och 542 som har alstrats i jämförarna 534 och 540 och indikerar storleken på över- eller undertemperaturen för T4 eller T6. En ytterligare instorhet från 456 åstadkommas till logikelementet 498 för att ge en indikation pâ alltför höga T4-värden i händelse av en saknad T4-givarsignal. Logikelementet 500 mottager instorheter från 497 och 498. Jämföraren 497 jämför det elektroniska varvtalsbehovet med det verkliga gasgeneratorvarvtalet 446 för att bestämma ifall motorn har fått order att accelerera eller arbetar i stationärt tillstånd. Utstorheten från logikelementet 500 matas till fas- vändaren 546, varigenom en lämplig signal alstras i elektromag- netdrivningen 558, som sedan omställer juster-elektromagneten426 ett stycke som är proportionellt mot storleken på signalen 427.

Logikelementet 538 mottager sin instorhet från jämförar- na 554 och 556, logikelementet 498 och en differentiator 548. Så- som påpekats indikerar logikelementet 498 det lägre av de tvâ temperaturfelen T4 och T6. Utstorheten från jämföraren 556 är felet mellan det av föraren önskade effektturbinvarvtalet Npt och det verkliga effektturbinvarvtalet Npt. Utstorheten från jäm- föraren 554 indikerar skillnaden mellan det maximalt tillåtna gasgeneratorvarvtalet som bestämmas av funktionsgeneratorn 514, och det verkliga gasgeneratorvarvtalet 446. Logikelementet 538 7812980-6 26 Väljer den algebraiskt lägsta signalen och avger den som utsignal till elektromagnetdrivaren 560 med en utstorhet på ledningen 250 som förs vidare till regulatorns i bränsleregleringen 60 ingåen- de elektromagnet 239 för minskad inställning.

Såsom visas i fig 17 omfattar den elektroniska reglermo- dulen en jämförare 468 och syntetisatorer eller funktionsgenera- torer 470, 472 och 474. Funktionsgeneratorn 470 alstrar en utsig- nal i ledningen 478 vilken indikerar huruvida skillnaden mellan effektturbinvarvtalet och gasgeneratorvarvtalet är mindre än ett förutbestämt maximivärde, såsom 5%. Funktionsgeneratorn 472 alst- rar en signal i ledningen 480 vilken visar huruvida eller inte effektturbinvarvtalet är större än gasgeneratorvarvtalet, medan funktionsgeneratorn 474 alstrar en signal i ledningarna 482 vil- ken visar huruvida eller inte gasgeneratorvarvtalet är större än 45% av det maximala varvtalet. Reglerlogiken innefattar vidare funktionsgeneratorn 486 och 488 som respektive alstrar signaler i tillhörande ledning 490 och 492, vilka signaler visar huruvida (eller inte) transmissionens ingångsvarvtal är större än ett förutbestämt minimivärde e, och huruvida gasreglagets inställ- ningsläge är mindre än ett förutbestämt gasreglageinställnings- värde ax. Gasreglageinställningen a erhålles från en lämplig po- sitionsgivare såsom en variabel resistanspotentiometer. Utgångs- signalen 464 ger alltså en indikation på gasreglagets inställ- ningsläge a.

Den elektroniska reglermodulen innefattar vidare de lo- giska grindarna SO2, 504, 506, 508 och 562. Den logiska OCH-grin- den 502 mottager instorheter från ledningen 478 och OCH-grinden 506 för att alstra en utsignal till elektromagnetdrivaren 516 för att aktivera effektåterkopplingskopplingen 84. Den logiska OCH- grinden 506 mottager sina instorheter från ledningen 482, ström- ställaren 466 och ledningen 492 och alstrar en insignal till OCH- grindarna 502 och 504. Den logiska OCH-grinden 504 mottager en instorhet från ledningen 480 och den fasvända instorheten från ledningen 478. Dess utstorhet alstrar en 50%-ig gasgenerator- -varvtalssignal, och möjliggör också för elektromagnetdrivaren 564 genom ELLER-grinden 562 att alstra a-signalen i ledningen 268, vilken signal är resultatet av en konstant 50%-ig signal plus elementets 566 utstorhet. Signalen 268 aktiverar sedan den i bränsleregleringen 60 ingående elektromagneten 257 för ökning av regulatorinställningen. Den logiska OCH-grinden 508 mottager sina 27 7812980-6 ünstorheter från ledningarna 490 och 492. Dess utgångssignal alstrar en 20%-ig gasgeneratorsignal genom funktionsgeneratorn 568, vilken signal, adderad till den konstanta 50%-ige signalen av summeraren 570, resulterar i en snabb tomgångssignal (70% gas- generatorvarvtal) till regulatorns återställande öknings-elektro- magnet 257. Utstorheten från OCH-grinden 508 alstrar också möj- liggörandesignalen till elektromagnetdrivningen 564.

Effektåterkopplinqskopplinqgn 84 Fastän olika typer av kopplingar skulle kunna användas som effektåterkopplingskoppling 84 gäller för den i fig 3 visade föredragna utföringsformen att densamma omfattar en "våt" typ av hydrauliskt manövrerad koppling som innefattar en axel 520 från kugghjulsöverföringen 78 som är förbunden med gasgeneratoraxeln 76, och en axel 522 sammankopplad med kugghjulsöverföringen 80 som står i förbindelse med effektturbinens utgångsaxel 82. Kopp- lingen arbetar i ett kontinuerligt bad av smörjande kylfluid.

Gasgeneratoraxeln 520 driver ett flertal skivor 524, som är in- placerade omväxlande mellan skivor 526 vilka är förbundna med ut- gångsaxeln 522. Kopplingens ställorgan har formen av en elektro- magnetmanövrerad riktningsbestämd hydraulisk reglerventil 518 som, i det visade aktiverade läget, leder tryckfluid, exempelvis från källan 362, in i en fluidtryckkammare 528 för att pressa kolven 530 mot kraftpåverkan från en returfjäder 532, för att tvinga skivorna 524, 526 till inbördes friktionsingrepp så att drivkraf- ten från axeln 522 kan återföras till gasgeneratoraxeln 520 för att bidraga till bromsning. När elektromagnet-ställorganet 518 är desaktiverat töms kammaren 528 till en lågtrycksdränering för att tillåta fjädern 532 att förskjuta kolven 530 bort från det visade läget och föra isär skivorna 524, 526.

DRIFT Start På konventionellt sätt aktiveras startmotorn 72 på elekt- risk väg för att sätta igång rotationen av gasgeneratorns driv- axel 76 och bränsleregulatorns 60 ingângsaxel 152. Reglermodulen 68 aktiverar den normalt öppna bränslesekvens-elektromagneten 350, och elektromagneten 352 står också i ett öppet läge för att hålla bränsleledningen 64 öppen för bränsletillförsel till brännkamma- ren. När så erfordras tillför en pneumatisk hjälppump 74 tryck- luft till brännkammaren 98 samtidigt med att tändstift 100 bringas 7812980-6 æ E verksamhet. Motorn 72 användes för att driva de olika beskriv- na komponenterna tills gasgeneratorsektionen uppnår sitt drift- underhållande varvtal, som normalt ligger i området av ungefär 40% av det maximala gasgeneratorvarvtalet.

Under den inledande rotationen och igångsättningen av motorn kan det låga varvtalet hos bränsleregulatorns drivaxel 152 inte övervinna förspänningen från hastighetsökningsfjädern 224, och således förs bränslehävarmen 226 bort från och frilägger öpp- ningen 178 för att tillåta bränsleflöae från ledningen 166 till utgångsledningen 144, Under denna inledande start gäller också att brännkammartemperaturen (T3_5) och brännkammartrycket (P3_5) båda är relativt låga, så att inställningsventilen 62 också till- låter avsevärt bränsleflöde genom ledningen 64 till brännkammaren.

Låg tomgång När gasgeneratoraxelns 76 varvtal ökar över det drift- upprätthållande varvtalet stängs startmotorn 72 av och förbrän- ningsprocessen möjliggör självunderhållande drift av gasgenera- torn. Hastighetsökningsfjädern 224 är normalt inställd att upp- rätthålla ett lågt tomgångsvärde av storleksordningen ungefär 50% av gasgeneratorns maximala märkvarvtal. Den mekaniska centrifugal- viktregulatorn är alltså verksam att motverka fjädern 224 för att ställa om bränslehävarmen 226 och upprätthålla fluidflöde genom öppningen 178 för att hålla gasgeneratorvarvtalet vid ett nomi- nellt värde av 50% av maximivärdet. Detta 50%-iga låga tomgångs- varvtal är verksamt så snart den proportionella elektromagneten 257 befinner sig i det desaktiverade tillstånd som visas i fig 6.

Den elektroniska reglermodulen 68 bibehåller normalt elektromagneten 257 i desaktiverat tillstånd för att välja gas- generatorns låga tomgångsvarvtal så snart transmissionens ingångs- axels varvtal, dwrs varvtalet hos axeln 36 som avkännes medelst varvtalsgivaren 48, indikerar att axeln roterar. Detta sker nor- malt så snart som kopplingen 34 är tillslagen och transmissionen 38 är inställd i sitt neutrala läge, eller så snart som fordonet rör sig oberoende av om kopplingen 34 är tillslagen eller från- slagen. Vid tomgång när det ej förekommer någon acceleration av motorn noterar följaktligen jämföraren 486 i den elektroniska reglermodulen 68 att axelns 36 varvtal överstiger ett förutbe- stämt minimivärde e, så att ingen signal överföres från jämföra- ren 486 till OCH-grinden 508. Elektromagneten 257 förblir desakti- verad, och gasgeneratorvarvtalet regleras av regulatorn till 29 7812980-6 âpproximativt 50% av dess maximivarvtal.

Hög tomgång Maximal effekt behöver normalt utvecklas av en motor som driver ett markfordon när man påbörjar acceleration av fordonet från ett stationärt eller väsentligen stationärt starttillstånd.

Såsom en naturlig följd av förarens normala åtgärder vid start från ett stationärt starttillstånd bringas transmissionens in- gångsaxel 36 att upphöra att rotera eller rotera med mycket lågt varvtal när kopplingen 34 urkopplas medan växelspaken 46 manövre- ras för att lägga i en växel i transmissionen. Så snart varvtalet för axeln 36 sjunker under ett förutbestämt varvtalsvärde e, alst- rar den elektroniska reglermodulens jämförare 486 en utgångssig- nal till OCH-grinden 508. Eftersom gasreglagehävarmen 184 allt- jämt befinner sig i sitt tomgångsläge alstrar den med ledningen 464 förbundna givaren en signal för att aktivera jämföraren 488 och också sända en positiv signal till OCH-grinden 508. Utstorhe- ten från OCH-grinden 508 aktiverar funktionsgeneratorn 568 att addera 20% till den konstanta tomgångsinstruktionen av 50% så att summeraren 570 åstadkommer en 70%~ig instruktionssignal till elektromaghetdrivaren 564, som gjorts verksam genom utstorheten från OCH-grinden 508 och ELLER-grinden 562. Elektromagneten 257 aktiveras således av en lämplig strömsignal genom ledningen 268 för att omställas till sitt i fig 6C visade läge. I detta läge har elektromagneten 257 aktiverats tillräckligt mycket för att driva axeln 262 och plungeraxeln 272 nedåt såsom visas i fig 6C, och utöva en kraft på bränslehävarmen 226 vilken strävar att svänga den senare bort från och öka storleken på öppningen 178.

Den extra kraft som utövas av elektromagneten 257 är tillräcklig för att öka bränsleflödet genom öppningen 178 och därmed öka gas- generatorvarvtalet till en förutbestämd högre nivå, såsom 70% av gasgeneratorns maxvarvtal. Centrifugalviktregulatorn fungerar så att den håller gasgeneratorvarvtalet konstant på denna nivå.

På detta sätt återställes tomgångsvarvtalet för gasgene~ ratorsektionen till ett högre värde i väntan på en erforderlig acceleration, så att mera effekt kommer att vara ögonblickligen tillgänglig för acceleration av fordonet. När acceleration inte är att förvänta, vilket bestäms av huruvida transmissionens in- gångsaxel 36 roterar eller är stationär, gäller samtidigt att den elektroniska reglermodulen 68 är verksam att desaktivera elektro- magneten 257 och reducera gasgeneratorvarvtalet till ett tomgångs- 7812980-6 30 värde just över det som erfordras för att upprätthålla självun- derhållande drift av gasgeneratorsektionen. På detta sätt kommer effekt som erfordras för acceleration att vara tillgänglig när den behövs; medan däremot, under annan tomgångsdrift, motorns bränsleflöde och därmed bränsleförbrukning bibehålles vid ett vä- sentligt lägre värde. Detta uppnås genom alstring av en signal, motsvarande minimivarvtal för axeln 36, vilken signal förutser en senare signal (svängning av gasreglagehävarmen 184) som innebär krav på en avsevärd ökning av effekten som överföres för drivning av fordonet.

Acceleration Acceleration av gasturbinmotorn åstadkommas manuellt ge- nom nedtryckning av gasreglaget 184. För bränsleregulatorn 60 alstrar denna nedtryckning en gasgeneratorsektion-varvtalsfelsig- nal genom att nedtryckningen av hävarmen 184 roterar axeln 192 för att öka hoptryckningen av fjädern 224 utöver den kraft som alstras av den mekaniska centrifugalvikt-varvtalsgivaren. Bräns- lehävarmen 226 svänges i en riktning som väsentligen frilägger öppningen 178 för ökat bränsleflöde till brännkammaren.

Samtidigt alstrar nedtryckningen av gasreglagehävarmen 184 en effektturbinsektion-varvtalsfelsignal till det ledskene- manövrerande ställorganet 66. Mera speciellt gäller att nedtryck- ning av gasreglaget 184 medför hoptryckning av fjädern 406 för förskjutning av ventilen 402 nedåt och ökning av trycket som upp- rätthålles i kammaren 418 väsentligen över det tryck som alstras av den hydrauliska varvtalssignalgeneratorn för tryck utvecklat av pumpen 422 och utövat på den andra sidan av stegkolven 416.

Hävarmen 396 svänges följaktligen medurs kring sin lagringstapp 398 i fig 12 och tillåter nedåtriktad återdragning,om så erford- ras, av plungerstången 395 och minskning av hoptryckningen av fjädern 384.

Summeraren 497 i den elektroniska reglermodulen bestäm- mer en stor skillnad mellan gasreglageläget och gasgeneratorvarv- talet för att utveckla en elektronisk signal till elementet 500 som övervinner andra signaler till detta element och reducerar signalen i ledningen 427 till noll för att desaktivera elektro- magneten 426 i ledskeneregleringen 66. Fjäderförspänningen tryc- ker plungerkolven 430 och ventilen 432 till det i fig 12 visade läget för att minimera det hydraultryck som utvecklas i ledning- en 394 och som utövas på kolvansatsen 393. Såsom redan diskute- 7812980-6 31 ”rats ovan i samband med skrivningen av det ledskenemanövrerande ställorganet 66, lägesinställer fjädrarna 382-385 ventilen 380 för att åstadkomma följande rörelse av kolven 366 till dess nomi- nella eller "neutrala" inställningsläge. I detta läge för led- skenekolven 366 och stången 368 är ledskenorna 120 inställda i det i fig 14 visade läget varvid gasflödet från brännkammaren riktas mot effektturbinledskenorna på ett sätt som minimerar den effekt som överföres till effektturbinledskenorna. Mera speciellt gäller att ledskenorna 120 är inställda i sitt i fig 14 visade läge för att reducera tryckfallet eller tryckförhållandet över turbinskovlarna 117 till ett minimivärde, och detta inställnings- läge motsvarar det läge som i fig 18 är betecknat 0°.

Eftersom munstyckena 104 bibehåller brännkammaren 98 i ett strypt tillstånd alstrar denna minskning av tryckförhållandet över turbinskovlarna 117 en avsevärd ökning av tryckförhållandet över den med radiell inströmning arbetande turbinen 102 i gasge- neratorsektionen. Inställning av ledskenorna i deras i fig 14 vi- sade inställningsläge genom att fjädrarna 382-385 tillåtes ställa in ventilen 380 och kolven 366 i dess "neutrala" läge, ändrar följaktligen effektuppdelningen mellan gasgeneratorturbinen 102 och effektturbinerna 116, 118, så att en förutbestämd maximidel av effekten från flödet av strömmande gas överföres till gasgene- ratorturbinen 102. Såsom ett resultat härav uppnås maximal accele- ration av gasgeneratorsektionen från antingen dess låga eller höga tomgångsinställning i riktning mot dess maximala varvtal.

Såsom påpekats tidigare har kravet på nära förestående accelera- tion avkänts, och motorn befinner sig normalt redan vid sin höga tomgångsinställning så att gasgeneratorvarvtalet snabbt närmar sig sitt maximala värde.

När gasgeneratorvarvtalet ökar ökar följaktligen också brännkammartrycket P3.5. Detta förorsakar rotation av doserings- eller regleringsventilen 282 i bränsleinställningsregleringen 62 för att öka storleken på överlappningen mellan accelerationsin- ställningsfönstret 284 och öppningen 298 i bränsleinställnings- ventilen. Ökning av denna öppning medför en åtföljande ökning av bränsleflödet till bränslekammaren 98 och en slutligen resulte- rande ökning av inloppstemperaturen T3_5 genom verkan av rekupe- ratorn 56.

För driften av motorn 30 har en ökning av T3_5 i prakti- ken samma effekt som ett ytterligare ökat bränsleflöde. Genom att 7812980-6 32 Éen löser ovan angivna ekvation förskjutes fönstret 284 alltså för minskning av bränsleflödet med ökande T3_5 för att åstadkom- ma ett "effektivt" bränsleflöde, dvs ett flöde som kombinerar effekterna av verkligt bränsleflöde och inloppstemperaturen T3_5 vid det avkända övertrycket P3_5 för att alstra en önskad bränn- kammarutloppstemperatur eller gasgenerator-turbininloppstempera- tur T4.

Denna ökning av bränsleflödet som åstadkommes genom ro- tationen av ventilen 282 och som kompenseras genom axiell trans- lationsrörelse av ventilen, åstadkommer ett "effektivt" bränsle- flöde som ökar effekten som utvecklas och överföres från gasflö- det till gasgeneratorturbinen 102. Detta förorsakar sedan ännu en ökning av gasgeneratorvarvtalet, och brännkammartrycket P3_5 ökar återigen. Inställningsventilen fungerar således på ett re- generativt sätt genom att ytterligare accelerera gasgeneratorsek- tionen. Såsom tidigare påpekats är inställningsventilen så form- given att den satisfierar den ovan diskuterade ekvationen, och tillåter fortsatt ökning av P3_5 under bibehållande av brännkam- marens utloppstemperatur T4 vid ett relativt konstant, högt vär- de. På detta sätt accelereras gasgeneratorsektionen mycket snabbt och med maximal verkningsgrad eftersom turbininloppstemperaturen T4 bibehålles vid ett högt, konstant värde.

Fastän accelerationsfönstret 284 och öppningen 290 kan vara inbördes arrangerade och utformade för bibehållande av ett konstant värde på T4 under hela accelerationen, så gäller att en föredragen utföringsform avses bibehålla ett väsentligen konstant värde T4 så snart som effektturbinen har börjat rotera, medan turbinens utloppstemperatur eller rekuperatorns inloppstemperatur begränsas under en första del av accelerationen. På detta sätt undvikas alltför höga värden på T6 när effektturbinsektionen har stannat eller nästan har stannat. Mera speciellt skall det obser- veras att vid startacceleration av fordonet är den fria effekt- turbinsektionen 54 och dess axel 82 stationära eller också rote- rar de med ett mycket lågt varvtal till följd av fordonets mass- tröghet. Endast ett litet temperaturfall äger således rum i gas- flödet när detsamma strömmar genom effektturbinsektionen, och rekuperatorns inloppstemperatur T6 börjar närma sig temperaturen hos gasflödet som lämnar gasgeneratorns radialturbin 102. Ifall brännkammarens utloppstemperatur eller gasgeneratorturbinens in- loppstemperatur T4 bibehålles vid sitt maximala konstanta värde 3 7812980'6 Qin denna tidpunkt, är det möjligt att T6 kan bli alltför högt l händelse av hög tröghetsbelastning som förlänger tiden för detta väsentligen "stannade" tillstånd för effektturbinsektionen. När eifektturbinsektionen övervinner trögheten och uppnår högre varv- tal så ökar temperaturiallet över efiektturbinerna givetvis och håller ner rekuperatorns inloppstemperatur T6.

För sådana friturbinmotorer får man normalt räkna med relativt komplicerade och dyrbara regleranordningar, elektroniska och/eller mekaniska, för att det skall vara möjligt att undvika alltför höga värden på T6 och samtidigt åstadkomma en någorlunda snabbt svarande acceleration under ifrågavarande tillstånd. Ett väsentligt framsteg vid föreliggande uppfinning, konkretiserat genom inställningsventilen 62, är åstadkommandet av en synnerli- gen enkel, ekonomisk, mekanisk konstruktion med förmåga att be- gränsa T6 under turbinsektionens kritiska stillaståendeperiod, men ändock befrämja en mycket snabbt reagerande motoracceleration.

Samtidigt har detta förbättrade utförande eliminerat behovet av kompensation för avsevärda variationer i omgivningstrycket, och därmed behovet att kompensera sådana variationer i höjden över havet som kan förväntas bli aktuella för ifrågavarande markfordon.

I detta sammanhang kan man förvänta sig att absoluta brännkammar- trycket P3_5 måste vara parametern vid lösning av den ovan be- skrivna ekvationen, så att inställningsventilen på ett tillför- litligt sätt kan "beräkna " den turbininloppstemperatur T4 som uppkommer genom en speciell kombination av brännkammartrycket P3_5 och inloppstemperaturen T3_5.

En insikt enligt föreliggande uppfinning är emellertid att genom korrekt val av konstanterna K1, K2, såsom dessa konkre- tiseras i storleken och utformningen av öppningarna 284, 290, och genom användande av brännkammarens övertryck i stället för bränn- kammarens absoluta tryck, kan en mekaniskt enkel och ekonomisk konstruktion med minimal regleringskomplexitet åstadkomma den öns- kade regleringen av såväl T6 som T4 under acceleration. Fönstret 284 och öppningen 290 är så inbördes anordnade att när ventilen 282 roteras till ett minimivärde P3_5, kvarstår en viss mindre överlappning mellan fönstret och öppningen. Ett minimibränsleflö- de Wf bibehålles således vid detta tillstånd som är en funktion av T3_5 eftersom ventilen 282 alltjämt kan undergå axiell trans- lationsrörelse. Detta ger upphov till den tredje termen K3T3_5 i ekvationen som angivits ovan, och dikterar ett begynnelsetillstånd 7s129sn-s ¿ 34 i Éör bränslaflödat när fönstret 284 blir den reglerande bränsle- flödesparametern vid startacceleration.

Konstantarna Kl, K2, vilkas verkliga värden bestämmas av de aerodynamiska och termodynamiska egenskaperna hos motorn, väljas så att vid ett i förväg bestämt värde P3_5x beläget mel- lan dess maximalaoch minimala värden, reglerar accelarationsfönst- ret bränsleflödet för bibehållande av ett konstant värde på T4.

Vid brännkammartryck under detta i förväg valda värde åstadkommer accelerationsfönstret ett bränsleflöde som tillåter T4 att mins- ka under sin i förväg bestämda maximala önskade nivå. Det har vi- sat sig att en inneboende funktion i användandet av brännkammar- övertryck hellre än absolut tryck i kombination med dessa valda värden på Kl, K2 och ett i förväg valt minimivärde på bränsleflö- det vid minimalt P3_5, såsom detta bestämmas av K3, är att bräns- laflödet regleras av accelerationsfönstrat för att förhindra att rekuperatorns inloppstemperatur T6 överskrider ett i förväg valt värde. Detta tillvägagångssätt använder fortfarande den enkla geo- metrin hos fönstren 284 och 290, som bägge är rektanglar, till att på mekanisk väg "beräkna" produkten av T3_5 och P3_5. Härav följer att vid tryck lägre än P3_5x, som är karakteristiska för tillstånd under vilka turbinsektionens "stillastående" uppkommer, förhindrar användandet av brännkammarövertryckat uppkomsten av potentiellt skadliga alltför höga värden på T6. Ronstruktions- punkten för fönstret 284 är självfallet tillståndet med maximal fordonströghet verkande på turbinaxeln 82, varvid lägre värden på nämnda tröghet naturligtvis tillåter en snabbare ökning av turbin- axelns varvtal och kortare tid i det "stillaståendetillstånd" som beskrivits ovan.

Om man betraktar ekvationen som löses medelst ventilen 282 blir det uppenbart att bränsleflödet Wf är en linjär funktion av P3_5, såsom visas i fig 20, varvid lutningen bestämmas av K1 och K2, och en skärande linje bestämmas av K3, och passerar genom den punkt som alstrar turbinens i förväg valda inloppstamperatur T4 vid det valda mellanvärdet P3 Sn. En skara sådana raka linjära kurvor för Wf som funktion av P3_5 blir naturligtvis resultatet för olika värden på T3_5. Fastän man, om så skulle vara önskvärt, skulle kunna använda kurvpassning av fönstret 284 och öppningen 290 till att bibehålla T4 vid precis samma värda vid tryck vid och över det i förväg valda mellantrycket P3 sa, så gäller dock att vid den föredragna utföringsformen användes ej någon samman- 35 šatt kurvform för fönstret och öppningen. I stället gäller att fönstret och öppningen uppvisar rektangulär form varigenom T4 tillåtes öka mycket snabbt vid brännkammartryck överstigande P3 Ex. Det har dock visat sig att ett sådant arrangemang erbju- der en utomordentlig praktisk approximation till det teoretiskt önskade, exakt konstanta värdet på T4, vilket i praktiken resul- terar i bibehållande avettväsentligen konstant värde T4 vid det önskade maximivärdet så snart som brännkammarens övertryck över- stiger den 1 förväg valda nivån P3 su. Följaktligen är en utmär- kande egenskap för föreliggande uppfinning att den begränsar re- kuperatortemperaturen T6 för att lösa problemet med rekuperator- överhettning vid start för acceleration av en belastning med stor tröghet, och ändå bibehålles ett maximalt värde på T4 för hög mo- torverkningsgrad under hela den fortsatta accelerationen så snart trögheten har väsentligen övervunnits och för den större delen av tiden under accelerationen. Samtidigt, och i motsats till vad man normalt skulle vänta sig, har det visat sig att behovet av höjdkompensation bortfaller eftersom det förefinnes ett visst minimalt bränsleflöde vid minimalt brännkammartryck, vilket mini- mala bränsleflöde varierar linjärt med brännkammarens inloppstem- peratur T3_5. Föreliggande uppfinning erbjuder således en enkel mekanisk lösning på de av varandra beroende och komplexa proble- men att begränsa de två olika temperaturerna T4, T6 av olika skäl, d\rs undvika rekuperatoröverhettning men samtidigt tillåta hög motorverkningsgrad och därmed en i hög grad snabbt svarande acceleration.

När gasgeneratorn fortsätter att accelerera börjar bränsleregulatorns 60 centrifugalviktregulator 208 att utöva större nedåtriktad kraft för att motverka förspänningskraften från accelerationsfjädern 224. Bränslehävarmen 226 börjar följ- aktligen svänga i en motursriktning sett i fig 6, för att börja reglera eller dosera bränsleflödet genom öppningen 178. Så snart som öppningen 178 blir mindre än vad som tillåtes av doserings- fönstret 284 i inställningsventilen 62, övervinnas verkan av in- ställningsventilen och bränsleregulatorn 60 börjar reglera bräns- leflödet till brännkammaren på ett sätt som justerar gasgenerator- varvtalet att överensstämma med det varvtal som valts genom rota- tionen av axeln 192 som är förbunden med accelerationshävarmen 184 i bränsleregulatorn 60.

På liknande sätt gäller att denna ökning av gasgenerator- 7312920-6 i 36 Ûarvtalet avkännes i den elektroniska reglermodulen 68 av summe- raren 497 så att så snart gasgeneratorvarvtalet Ng närmar sig ett varvtal som valts av gasreglagepedalens läge såsom detta elektroniskt avkännes genom ledningen 464, så avstänges den upp- vägande (övervinnande) signalen som alstrats av summeraren 497.

Som svar härpå tillåtes elementet 500 att alstra en signal som aktiverar ledskeneregleringens 66 proportionella elektromagnet 426. Ventilen 432 som är förbunden med elektromagneten 426 för- skjutes för att öka det tryck som utövas på kolvansatsen 393, för att tillåta kolven 366 och ledskenorna att omställas från inställ- ningen som visas i fig 14 i riktning mot den i fig 15 visade in- ställningen. Denna omställning av ledskenorna från det i fig 14 visade läget till läget enligt fig 15 ändrar återigen effektför- delningen mellan gasgeneratorturbinen 102 och effektutgångsturbi- nerna 116, 118, så att större effekt utvecklas över utgångsturbi- nerna och överföres till den utgående axeln 82, medan en mindre del av effekten överföres till turbinen 102.

Härav inses att accelerationen av motorn och fordonet äger rum först genom en ändring av drivkraftfördelningen så att maximal effekt utvecklas över gasgeneratorturbinen 102, varefter bränsleflödet ökar i enlighet med ett förutbestämt schema för att på regenerativ väg ytterligare öka effekten som utvecklas över gasgeneratorn, under bibehållande av brännkammarens utloppstempe- ratur T4 vid ett väsentligen konstant förvalt maximivärde. Så snart som någon betydande acceleration av gasgeneratorsektionen har ägt rum så svänges ledskenorna för att ändra effekt- eller drikraftfördelningen, så att ett större tryckförhållande utveck- las över och mera effekt överföres till effektturbinerna 116,118 och effektutgångsaxeln 82.

Marschfart Under normal marschfartdrift (d vs vid körning med för- hâllandevis konstant hastighet eller effektutgångsnivå) är led- skeneregleringen 66 verksam att primärt ändra arbetsfördelningen mellan gasgeneratorturbinen 102 och effektutgångsturbinerna 116, 118 för att bibehålla en väsentligen konstant brännkammarutlopps- temperatur T4. Detta uppnås medelst den elektroniska reglermodu- len som innefattar en summerare 534 som utvecklar en utgångssig- nal i ledningen 536 till logikblocket 498, vilken signal indike- rar skillnaden mellan den verkliga och önskade turbininloppstem- peraturen T4. Mera speciellt gäller att elektromagneten 426, så- 4 i 3, 7812980-6 ïšom tidigare diskuterats, bibehålles normalt aktiverad för att alstra maximalt tryck på kolvansatsen 393 av ledskeneställorga- net. Om vi exempelvis antager att T4 överstiger sitt förvalda önskade värde, alstras en signal till ledningen 536 och elemen- tet 498 för att minska storleken på den elektriska signalen ge- nom ledningen 427 till elektromagneten 426. Elektromagnetens fjä- derförspänning 434 börjar följaktligen trycka ventilen 432 i en riktning som minskar fluidförbindelsen mellan ledningarna 372 och 394 under motsvarande ökning av förbindelsen mellan ledningen 394 och utloppsledningen 386. Minskningen av trycket som utövas på kolven 393 tillåter följaktligen fjädern 385 att öka fjäderns 383 fjäderförspänning för att åstadkomma uppåtriktad rörelse av ven- tilen 380 och motsvarande nedåtriktad rörelse av kolven 366 för att driva ledskenorna bakåt från deras i fig 13 visade inställ- ning (inställningsläget +20° enligt fig 18) i riktning mot ett vidöppnare läge som ökar areaförhållandet och minskar tryckför- hâllandet över turbinernas 116, 118 ledskenor. Som svar på T4- övertemperatur öppnas ledskenorna alltså något för att minska tryckförhållandet över turbinerna 116,118. Såsom svar härpå åstad- kommer det ökade tryckförhållandet över gasgeneratorturbinen 102 en ökning av gasgeneratorns varvtal. Denna ökning av gasgenera- torvarvtalet avkännes sedan av centrifugalviktregulatorn 208 i bränsleregulatorn 60 för att åstadkomma motursrotation av bräns- lehävarmen 226 och reducera bränsleflödet genom öppningen 178.

Minskningen av bränslemängden till brännkammaren 98 reducerar följaktligen brännkammarens utloppstemperatur eller turbinens in- loppstemperatur T4 i riktning mot dess förvalda värde. Ledskene- regleringen arbetar alltså så att den justerar ledskenornas in- ställning i den utsträckning som är nödvändigt, och åstadkommer en följande justering av bränsleflödet medelst bränsleregulatorn 60 beroende på ändring av gasgeneratorvarvtalet Ngg för att bi- behålla brännkammarutloppstemperaturen T4 vid det förvalda maxi- mala värdet. Också av det tidigare sagda torde det vara uppenbart att minskning av turbininloppstemperaturen T4 till ett värde läg- re än det förvalda önskade värdet medför en motsvarande rörelse av ledskenorna 120, 122, för att öka tryckförhållandet över ef- fektturbinerna 116, 118. Detta medför följaktligen en minskning av tryckförhâllandet över gasgeneratorturbinen 102, så att gas- generatorvarvtalet minskas. Till svar härpâ omställer bränslere- gulatorn bränslehävarmen 226 i medursriktningen sett i fig 6, 71812980-6 38 Éör att öka bränsleflödet till brännkammaren och därmed öka tur- bininloppstemperaturen T4 tillbaka till det önskade värdet. Det är uppenbart att ledskenornas ändrade inställning också direkt ändrar brännkammarens utloppstemperatur T4 beroende på skillna- den i luftflöde därifrån; den större delen av ändringen av bränn- kammarutloppstemperaturen åstadkommas emellertid genom ändring av bränsleflödet till brännkammaren, såsom beskrivits ovan.

Det bör nu vara uppenbart att under marschfartsdrift så verkar bränsleregulatorn 60 så att den justerar bränsleflödet på sådant sätt att ett gasgeneratorvarvtal bibehålles i relation till inställningen av gasreglagehävarmen 184. Bränsleregulatorn 60 ar- betar tydligen i samverkan med eller oberoende av ledskeneregle- ringen 66, och är endast beroende av gasgeneratorvarvtalet Ngg.

Medan den elektroniska reglermodulen styr ledskeneregle- ringens elektromagnet 426 att justera turbininloppstemperaturen T4 under marschfart, är den hydromekaniska delen av ledskenereg- leringen 66 verksam i en mera direkt återkopplingsslinga för att justera varvtalet hos effektturbinens utgångsaxel 82. Mera spe- ciellt gäller att det verkliga effektturbinvarvtalet, såsom detta avkännes av trycket som utvecklas i ledningen 420, kontinuerligt jämförs med gasreglagearmens läge såsom detta återspeglas av tryc- ket som utvecklas i ledningen 410. En grafisk framställning av verkan av ventilen 402 och kolven 416 när det gäller att trycka ihop fjädern 384 och begära andra önskade effektturbinvarvtal Npt i relation till gasreglageläget a, visas i fig 19. Till svar på en ökning av varvtalet hos effektturbinaxeln 82 till ett värde överstigande det som valts genom svängningen av gasreglagearmen 184, blir trycket vid kolvens 416 del med mindre diameter såle- des väsentligt större än trycket på den större ytan av kolven 416 för att svänga hävarmen 396 så att den ökar hoptryckningen av för- spänningsfjädern 384 som verkar på ventilen 380. Den resulterande uppåtriktade rörelsen av ventilen 380 åstadkommer en motsvarande nedâtriktad rörelse av kolven 366, och medför följaktligen om- ställning av ledskenorna i riktning mot det i fig 14 visade lä- get, d'vs åstadkommer ett öppnande av ledskenorna för att öka areaförhållandet och minska tryckförhållandet över de två effekt- turbinhjulens skovlar 117, 119. Härigenom reduceras effekten som överföres från gasflödet till effektturbinhjulet, och därmed åstadkommas en liten minskning av varvtalet för effektturbinens utgångsaxel tillbaka till det värde som valts medelst gasreglage- 39 Érmen 184. Man inser att så snart som varvtalet för effektturbin- axeln 82 är lägre än det medelst gasreglagearmen 184 valda varv- talet, så minskas hoptryckningen av fjädern 384 i en strävan att öka tryckförhållandet över effektturbinskovlarna 117, 119 för att därigenom söka öka effektturbinvarvtalet Npt.

Den del av ledskeneregleringen 66 som är avsedd för jus- tering av effektturbinvarvtalet i relation till gasreglagets läge är företrädesvis primärt digitalt till sin verkan, eftersom såsom visas i fig 19 en liten ändring av gasreglagearmens inställninge- läge ökar det begärda varvtalet Npt från 25% till 100%. Denna verkan av ventilen 402,kolven 416 och plungerkolven 395 är sådan att när gasreglaget står i ett läge större än ax så begär nämnda del av regleringen kontinuerligt ungefär 105% effektturbinvarvtal Npt. Genom en mindre grad av svängning av gasreglaget till ett läge mindre än aä, åstadkommer regleringen en begäran om ett ef- fektturbinvarvtal som är proportionellt mot gasreglagets inställ- ningsläge. Inställning av gasreglaget i en vinkel som är mindre än nämnda lilla båge åstadkommer att regleringen endast begär ungefär 25% av det maximala värdet på Npt.

Vid körning med normal marschfart är ledskenornas ställ- organ eller reglering således verksam i samverkan med bränslere- gulatorn för att bibehålla en väsentligen konstant turbinutlopps- temperatur T4; bränsleregulatorn 60 arbetar så att den justerar gasgeneratorvarvtalet N g till ett värde valt medelst gasreglage- armen 184; och den hydromekaniska delen av ledskeneregleringen 66 arbetar så att den justerar effektturbinens utgångsvarvtal Npt till en nivå i relation till inställningsläget av gaspedalen 184.

Det inses vidare att under drift i detta marschfarttillstånd så är öppningen som alstras vid öppningen 178 i bränsleregulatorn väsentligt mindre än de öppningar för bränsleflödet som åstadkom- mes i inställningsventilen 62, varför inställningsventilen 62 normalt ej ingriper i regleringen av motorn i detta skede.

Säkerhetsverkan som tar överhand Under marschfartkörning eller andra drifttillstând för motorn som diskuteras här är flera säkerhetsfunktioner som vid behov tager överhand kontinuerligt inkopplade. Exempelvis elekt- romagneten 239 i bränsleregulatorn 60 är verksam att väsentligt reducera eller motverka effekten av acceleratíonsfjädern 224 och åstadkomma en åtföljande minskning av bränsleflödet från öppning- en 178 genom att på bränslehävarmen 226 utöva en kraft som strä- Dllïglolﬁv avènzaso-s 40 [var att svänga sistnämnda arm i motursriktningen sett i fig 6.

Såsom visas i fig 17 innefattar den elektroniska reglermodulen ett logikelement 538 som reagerar för effektturbinvarvtalet Npt, gasgeneratorvarvtalet Ngg, turbininloppstemperaturen T4, och tur- binens utloppstemperatur eller rekuperatorns inloppstemperatur T6.

Ifall turbininloppstemperaturen T4 överstiger det förvalda maxi- mivärdet så överförs följaktligen en proportionell elektrisk sig- nal till ledningarna 250 för att aktivera elektromagneten 239 och minska bränsleflödet till motorn. Pâ liknande sätt gäller att alltför hög turbinutloppstemperatur TG resulterar i proportionell drivning eller aktivering av elektromagneten 239 för att minska bränsleflödet till brännkammaren och därigenom i sista hand redu- cera turbinutloppstemperaturen T6. Logikelementet 438 reagerar också för effektturbinvarvtalet för att proportionellt aktivera eller driva elektromagneten 239 så snart som effektturbinvarvta- let överstiger ett förvalt maximivärde. På liknande sätt gäller att den elektroniska reglermodulen är verksam att aktivera eller strömmata elektromagneten 239 så snart som gasgeneratorvarvtalet överstiger ett förvalt maximum som bestäms av funktionsgeneratorn 514 såsom en funktion av P2, T2 och Npt. Normalt gäller att de förvalda maximala parametervärden som diskuteras med hänsyn till dessa säkerhetsdrivningar som vid behov tager överhand, ligger något över de normala driftvärdena för parametrarna, varför elekt- romagneten 239 normalt är overksam utom i händelse av att en av dessa parametrar väsentligt överstiger sitt önskade värde. Exem- pelvis under drift i ett marschfarttillstånd eller när bilen rul- lar utan att drivas av motorn, då fordonet framförs i en utförs- lutning och åtminstone till viss del framdrives med hjälp av sin egen tyngd eller tröghet, så är elektromagneten 239 verksam att som svar på ökning av varvtalet för effektturbinens utgångsaxel82 utöver det önskade värdet åstadkomma en minskning av bränsleflödet till brännkammaren för att därigenom eftersträva att reglera effekt- turbinens utgångsvarvtal.

Fastän ledskeneregleringen, såsom tidigare diskuterats med hänsyn till marschfartsdriften av fordonet, normalt är käns- lig för brännkammarens utloppstemperatur T4, såsom denna återspeg- las av signalgeneratorn genom elementet 435, reagerar logikelemen- tet 498 också för turbinutloppstemperaturen T6 i jämförelse med ett förvalt maximivärde av denna temperatur, såsom nämnda jämfö- relse sker medelst summeraren 540 som alstrar en signal genom led- W, 41 7812980-6 wñingen 542 till elementet 498 så snart som turbinutloppstempera- turen T6 överstiger det förvalda maximivärdet. Logikelementet 498 reagerar för en signal från antingen ledningen 542 eller 536 med att minska storleken på den elektroniska signal som tillföres ge- nom ledningen 427 till elektromagneten 426, och därmed reducera tryckförhållandet över turbinhjulen 116, 118. Såsom diskuterats tidigare strävar denna ändring i tryckförhållandet att öka gas- generatorvarvtalet och i beroende av bränsleregulatorn 60 minska bränsleflödet till brännkammaren så att turbinutloppstemperaturen T6 hindras från att öka utöver ett förutbestämt maximigränsvärde.

Om så är önskvärt kan elektromagneten 239 aktiveras så- som svar på andra parametrar som ur säkerhetssynpunkt tager över- hand. För att exempelvis skydda rekuperatorn 56 från alltför höga termiska Påkänníngar kan logikelementet 538 innefatta en diffe- rentiator 548 som står i förbindelse med signalen från turbinut- loppstemperaturen T6, för att alstra en signal som indikerar änd- ringshastigheten för turbinutloppstemperaturen T6. Logikelementet 538 kan således alstra en signal som aktiverar elektromagneten 239 så snart ändringshastigheten för turbinutloppstemperaturen Te överskrider ett förutbestämt maximivärde. På detta sätt kan elekt- romagneten 239 reglera den maximala ändringshastigheten för tempe- raturen i rekuperatorn, och därmed den termiska påkänning som re- kuperatorn utsättes för. Pâ liknande sätt kan logikelementet 538 verka så att det begränsar den maximala effekt som utvecklas över effektturbin- och/eller gasgeneratoraxl arna.

Växling Eftersom turbinmotorn 30 är av friturbintyp och således har en effektutgångsaxel 82 som ej är fysiskt förbunden med gas- generatoraxeln 76, skulle effektturbinaxeln 82 normalt sträva att mycket avsevärt öka sitt varvtal under en växling (utväxlingsänd- ring) vid vilken, efter urkoppling av drivkopplingen 34 för att möjliggöra växling i växellådan 38, praktiskt taget all tröghets- belastning bortkopplas från effektturbinaxeln 82 och den därmed förbundna effektaxeln 32. Vid normal manuell växlingsändring släp- per man naturligtvis gasreglagearmen 184 så att bränsleregulatorn 60 omedelbart börjar avsevärt minska bränsleflödet till brännkam- maren 98. På grund av det höga rotationströghetsmomentet för ef- fektturbinaxeln 82 ävensom det stora volumetriska gasflödet över effektturbinen från brännkammaren, skulle effektturbinaxeln ändå sträva att rotera med alltför högt varvtal. fvs129ßo-s 42 F Reglersystemet som avses med föreliggande uppfinning an- vänder sig följaktligen av den ledskenemanövrerande regleringen 66 till att ställa om ledskenorna 120, 122 mot deras i fig 16 vi- sade "omkastade" läge, så att gasflödet från motorn träffar ef- fektturbinhjulens skovlar 117, 119 i motsatt riktning på sådant sätt att dessa effektturbinhjuls rotation motverkas. Gasflödet från motorn användes således för att retardera i stället för att driva turbinaxeln 82. Såsom ett resultat härav strävar effekttur- binaxeln att minska sitt varvtal till den punkt där synkron väx- ling av växellådan 38 och efterföljande återinkoppling av driv- kopplingen 34 kan genomföras enkelt och snabbt utan att motorn eller drivöverföringen skadas.

Mera speciellt gäller att den hydromekaniska delen av ledskeneregleringen 66 är så anordnad att när man släpper gasreg- lagehävarmen 184, såsom är fallet vid växling, så alstras en myc- ket stor felsignal av högtrycket från effektturbinvarvtals-givar- ledningen 420, för att svänga hävarmen 396 i motursriktningen och åstadkomma en avsevärd ökning av hoptryckningen av fjädern 384.

En tillräcklig hoptryckning av fjädern 384 resulterar i att venti- len 380 tryckes uppåt och drívkolven 366 nedåt till sitt i fig 12 visade läge. Kolvens 366 lägesinställning motsvarar lägesinställ- ning av ledskenorna 120, 122 i det i fig 16 visade inställnings- läget. Gasflödet från brännkammaren riktas då av ledskenorna över turbinhjulskovlarna 117, 119 i motsatt riktning mot dessas rota- tionsriktning för att retardera effektturbinaxeln 82. Eftersom drivkopplingen 34 är urkopplad under denna växlingsoperation så retarderas effektturbinaxeln 82 ganska snabbt på grund av det mot- riktade gasflöde som alstras genom att ledskenorna 120 inställts i sitt i fig 16 visade läge. Ändå mera speciellt gäller att arrange- manget av fjädrarna 406, 408 och den relativa storleken på trycket som utvecklas i ledningen 410 och 420 bringar den hydromekaniska delen av den ledskenemanövrerande regleringen 66 att verka på det ovan beskrivna sättet för att åstadkomma omställning av ledske- norna 120 till deras negativa eller omkastade inställningsrikt- ning som visas i fig 16, och modulera ledskenornas inställning inom den i fig 18 med d betecknade zonen i relation till storle- ken på ett alltför högt värde för Npt, så snart som gasreglagear- men 184 förflyttas till ett läge mindre än ett förvalt inställ- ningsläge ax för gasreglagearmen. När varvtalet för effektturbin- axeln 82 reduceras börjar kolven 416 förskjutas i en motsatt rikt- 43 7s129su-6 :ning för att minska hoptryckningen av fjädern 384 så snart som turbinvarvtalet har reducerats till ett förvalt värde. Verkan av kolven 416 är vid den föredragna utföringsformen sådan att kolven har möjlighet att modulera graden av hoptryckning av fjädern 384 i relation till storleken på Npt-felet. Ju större varvtalsfelet är desto mera svänges ledskenorna till ett "hårdare" bromsande inställningsläge. Lägesinställningen av ledskenorna bibehålles således i ett omkastat bromsande tillstånd och moduleras inom zo- nen d nära det i fig 18 visade maximala bromsläget -950 i rela- tion till effektturbinens varvtalsfel. Så snart den utväxlings- ändrande växlingen har fullbordats är reglersystemet självfallet verksamt,genom den tidigare diskuterade accelerationsdriften,att återigen öka effektturbinvarvtalet.

Retardation Ett första tillstånd av retardation av gasturbinmotorn åstadkommas genom minskning av bränsleflödet enligt det retarda- tionsschema som står till buds genom retardationsfönstret 286 i inställningsventilen 62. Mera speciellt gäller att frigörandet av gasreglagearmen 184 bringar bränsleregulatorn 60 att mycket avsevärt begränsa bränsleflödet genom öppningen 178. Såsom en konsekvens härav åstadkommes det minimala bränsleflödet till gas- turbinmotorn genom retardationsbränsleledningen 142 och det till- hörande retardationsfönstret 286 i inställningsventilen. Såsom tidigare påpekats är retardationsfönstret 286 speciellt utformat för gasturbinmotorn för att kontinuerligt reducera bränsleflödet enligt ett schema som upprätthåller förbränning i brännkammaren 98, d'vs väsentligen längs gasturbinmotorns driftlinje för att upprätthålla förbränning, men under den linje som motsvarar vad som "erfordras för körning". Även utan svängning av gasreglage- armen 184 kan elektromagneten 239, såsom tidigare påpekats, ak- tiveras vid särskilda tillfällen för att alstra en falsk gas- reglagenivåsignal till bränslehävarmen 226 för att åstadkomma retardation genom sträng begränsning av bränsleflödet.

Denna retardation genom begränsning av bränsleflödet åstadkommes genom reducering av gasreglagenivån till ett läge vid eller omedelbart ovanför ett förvalt läge ax för gasreglage inställningen. Detta gasreglageinställningsläge ligger normalt just något litet över det minimala gasreglageläget, och motsva- rar på det hela taget läget för gasreglagearmen under det rull- ningstillstând där motorn i viss mån drives av fordonets tröghet, _'-781..2980-6 44 Éåsom när fordonet rullar utför en backe. Eftersom denna retarda- tion genom strypning av bränsleflödet verkar enbart genom regula- torn 60 är det uppenbart att ledskeneregleringen är opåverkad därav och fortsätter att vara verksam i de tillstånd som diskute- rats tidigare. Detta är speciellt sant eftersom gasreglaget har ställts ned till, men inte ställts ned under det förvalda gas- reglageläget a* för vilket den hydromekaniska delen av ledskene- ställorganet 66 är känsligt.

Vid fortsatt svängning av gasreglagearmen 184 ned under läget a* och mot dess minimiläge uppkommer ett andra tillstånd av retardation eller bromsning av fordonet. I detta tillstånd åstadkommer rörelsen av gasreglagearmen ned under läget ax att den hydromekaniska delen av ledskeneställorganet 66 alstrar en avsevärt större felsignal med avseende på effektturbinvarvtalet för att svänga ledskenorna 120 till deras i fig 16 visade omkas- tade läge eller "bromsläge". Mera speciellt gäller, såsom disku- terats ovan med hänsyn till växlingen av fordonet, att denna sto- ra felsignal för effektturbinvarvtalet i jämförelse med gasreg- lagearmens läge åstadkommer betydande moturssvängning av hävar- men 396 och en därav följande hoptryckning av fjädern 384. Häri- genom drives kolven 366 och ledskenorna i riktning mot dessas i fig 16 visade läge. Såsom ett resultat härav motverkar gasflödet från gasturbinmotorn rotationen av turbinhjulen 116, 118, och åstadkommer en avsevärd tendens till retardation av utgångsaxeln 82. Det har visat sig att för en gasturbinmotor i effektklassen 450-600 hk så åstadkommer denna reversering eller omkastning av ledskenorna i kombination med minimalt bränsleflöde till bränn- kammaren, såsom detta flöde bestämmes av retardationsfönstret 286, en bromsande effekt av 200 hk eller mer på turbinens utgångsaxel 82.

Det skall observeras att under detta andra tillstånd av retardation, såväl som under den växlingsoperation som diskute- rats tidigare, och eftersom ledskenorna nu är inställda i sitt "reverserade" eller omkastade läge, så är den logik som åstadkom- mes av den elektroniska reglermodulen 68,när det gäller att reg- lera elektromagneten 426 att förhindra övertemperatur för T4 el- ler T6, nu verksam i motsatt riktning mot vad som kräves. Följ- aktligen innefattar den elektroniska reglerlogiken dessutom en omvandlare 544 som avkänner ändringen så snart ledskenorna passe- rar över centrumläget som i fig 18 anges av den förutbestämda 7812980-6 45 Winkeln Bx, och därefter befinner sig i en inställning med nega- tiv inställningsvinkel. Denna av omvandlaren 544 alstrade sig- nal aktiverar en reverseringsanordning, såsom en inverterare 546, som kastar om signalen till elektromagneten 426. Mera speciellt gäller att ifall det under denna retardationsdrift med ledske- norna i det i fig 16 visade läget med negativ inställningsvinkel, skulle uppkomma en alltför hög brännkammarutloppstemperatur T4 eller alltför hög turbinutloppstemperatur T6, så gäller att den av elementet 500 alstrade signalen, för att minska storleken på den aktuella signalen, omkastas av elementet 546. Uppkomsten av ett högt värde på T4 eller T6, när elementet 546 är aktiverat, alstrar följaktligen en elektrisk signal med ökande styrka till elektromagneten 426. Såsom svar driver elektromagneten 426 ven- tilen 432 i en riktning som ökar trycket i ledningen 394 och på ansatsen 393. Härigenom reduceras storleken på fjäderns 383 för- spänning och bringas ventilen 380 att röra sig nedåt. I ett föl- jande moment rör sig kolven 366 uppåt för att minska hoptryck- ningen av fjädern 382. Härav följer att ledskenorna 120 justeras i omkastad riktning bort från det i fig 16 visade läget för maxi- mal bromsning, och tillbaka mot det i fig 14 visade neutrala lä- get. Denna rörelse minskar självfallet storleken på effekten som överföres från gasflödet i motverkan av rotationen av ledskenor- na 117 för att åstadkomma en därav följande minskning av bränsle- flödet, såsom diskuterats tidigare. Det reducerade bränsleflödet minskar sedan storleken på övertemperaturparametern T4 eller T6.

En sådan verkan för att reglera T4 eller T6 kommer i huvudsak endast att äga rum när bränsleflödet som tillföres brännkammaren är större än vad som tillåtas av retardationsinställningen 286.

Det är således mera sannolikt att en sådan verkan äger rum under "odriven rullning" än under hård bromsning under det andra re- tardationstillståndet. Detta är naturligt med driften av motorn, men under hård retardation är bränsleflödet till brännkammaren minimalt och brännkammarutloppstemperaturen är relativt låg. Un- der normala tillstând, och även med ledskenorna i ett läge med negativ inställningsvinkel, gäller emellertid att den elektro- niska reglermodulen alltjämt är verksam att återföra ledskenorna i riktning mot deras neutrala läge för att söka minska eventuella övertemperaturtillstând.

Effektåterkopplingsbromsning Ett tredje retardationstillstånd för fordonet kan väljas vsﬂzwso-s 46 ®å manuell väg av föraren. Så kommer också normalt att ske, när fordonet efter initiering av de första två ovan beskrivna retar- dationstillstånden, alltjämt drives av sin egen tröghet med en alltför hög hastighet, drvs när effektturbinaxelns 82 varvtal Npt alltjämt är alltför högt. Effektturbinaxelns varvtal Npt kan lig- ga i ett område med approximativt 90% av dess maximala varvtal, medan gasgeneratorvarvtalet Ngg har nedbringats till eller till ett värde nära dess låga tomgångsvarvtal uppgående till ungefär 50% av det maximala gasgeneratorvarvtalet.

Detta tredje retardationstillstånd, som benämnes effekt- återkopplingsbromsning, väljes på manuell väg genom tillslagning av effektåterkopplingsströmställaren 466. Såsom svar härpå alst- rar den elektroniska reglermodulen 68 signaler som i sista hand resulterar i mekanisk sammankoppling av gasgeneratoraxeln med effektturbinaxeln, så att gasgeneratoraxelns tröghetsmoment blir verksamt pâ fordonets drivöverföring för att åstadkomma ytterli- gare bromseffekt därpå. Mera speciellt gäller att vid tillslag- ning (slutning) av strömställaren 466 så alstrar OCH-grinden 506 en signal till OCH-grinden 504 eftersom gasreglagenivån ligger under en förvald punkt ai, varigenom funktionsgeneratorn 488 bringas alstra en signal till OCH-grinden 506 och eftersom gas- generatorn drives med ett varvtal överstigande 45% av dess no- minella värde som bestämmes av elementet 474. Elementet 472 ut- vecklar en signal genom ledningen 480 till OCH-grinden 504 ef- tersom effektturbinvarvtalet är större än gasgeneratorvarvtalet i detta drifttillstånd. Elementet 470 noterar också att de effek- tiva relativa varvtalen för gasgeneratoraxeln och effektturbin- axeln ligger utanför en förutbestämd gräns, såsom plus eller minus 5% noterat vid jämföraren 470. Blementet 470 alstrar följ- aktligen ej någon signal till OCH-grindarna 502, 504. Mera spe- ciellt gäller att elementet 470 ej nödvändigtvis jämför de aktu- ella relativa varvtalen för gasgeneratorns och effektturbinens axlar. Elementet är i stället så anordnat att det endast alstrar en signal till OCH-grindarna 502, 504 så snart de relativa varv- talen för axlarna 520, 522 i effektåterkopplingskopplingen 84 lig- ger inom de förvalda förutbestämda gränserna för varandra. Jämfö- raren 468 kommer alltså att kompensera, om så erfordras, skillna- der i de aktuella varvtalen för gasgenerator- och effektturbin- axlarna, ävensom för skillnader mellan utväxlingsförhållandena för de två drivöverföringarna 78 resp 80 som är förbundna med de 7812980-6 47 Évå axlarna 502, 522 hos återkopplingskopplingen 84.

På grund av skillnaden mellan Npt och N99 överföres ingen signal från elementet 470 till vare sig OCH-grinden 502 eller 504.

Såsom angivits schematiskt med cirkeln som är förbunden med in- gångsvärdet från elementet 470 till OCH-grinden 504, inverteras detta ingångsvärde och OCH-grinden är nu verksam att alstra en utgångssignal eftersom ingen signal kommer från elementet 470, och eftersom signaler mottages från OCH-grinden 507 och elemen- tet 472. Utgångssignalen från OCH-grinden 504 fyller två funktio- ner. För det första alstras en signal för 50% N -storleken i fukntionsgeneratorn 566 och adderas till den konstanta 50%-iga förspänningssignalen hos summeraren 570. Den resulterande signalen motsvarar ett varvtalskommando för 100% N 4. För det andra pas- serar utstorheten från OCH-grinden 504 genom ELLER-grinden 562 för att alstra en signal till elektromagneten 257. Denna signal har tillräcklig storlek för att omställa elektromagneten 257 till dess i fig 6D visade läge som frilägger öppningen 178 för ett av- sevärt bränsleflöde till brännkammaren. Det inses att full akti- vering av elektromagneten 257 till dess i fig 6D visade läge in- nebär väsentligen en falsk gasreglagearm-signal till bränslehäv- armen 226, varigenom hävarmen 226 bringas att svänga till ett läge som normalt åstadkommas genom nedtryckning av gasreglagear- men 184 till dess läge för maximalt bränsleflöde. För det andra är signalen från summeraren 570 också en instorhet till elementet 497, så att en artificiell fullgassignal alstras vilken tager överhand över aktiveringssignalen som bibehåller ledskenorna i deras i fig 16 visade bromsläge under det tidigare diskuterade andra retardationstillståndet. Aktiveringen eller strömmatningen av ledskeneelektromagneten 426 medför ökning av trycket i led- ningen 394, varigenom fjädrarna 382-385 tillåtes omställa kolven 366 och de därmed förbundna ledskenorna i riktning mot deras i fig 14 visade "neutrala" inställningsläge.

Man inser följaktligen att signalen från OCH-grinden 504 alstrar en accelerationssignal till motorn, vilken signal ställer in ledskenorna 120, 122 i deras neutrala läge, så att maximalt tryckiörhâllande utvecklas över gasgeneratorturbinen 102, och samtidigt bränsleflödet till brännkammaren 98 har ökats avsevärt. Såsom svar härpå börjar gasgeneratorsektionen att snabbt öka varvtalet mot ett värde sådant att varvtalet för axeln 522 hos återkopplingskopplingen närmar sig varvtalet för dess 48 ändra axel 520.

Så snart som effektturbinaxelns och gasgeneratoraxelns varvtal anpassats på lämpligt sätt efter varandra så att de två axlarna 520, 522 i återkopplingskopplingen har varvtal inom de förvalda gränserna som bestämmes av elementet 470 i den elektro- niska reglermodulen, så utvecklar den elektroniska reglermodulen en positiv signal till båda OCH-grindarna 502, 504. Denna posi- tiva signal stoppar omedelbart utgångssignalen från OCH-grinden 504 för att desaktivera den proportionella elektromagneten 257 i bränsleregulatorn och återigen reducera bränsleflödet tillbaka till ett minimivärde, och stoppar samtidigt den överhanden tagan- de signalen till elementet 500 så att ledskenorna 120, 122 åter- igen omställes tillbaka till sina i fig 16 visade bromslägen i överensstämmelse med den manövrering som ovan diskuterats med av- seende på det andra retardationstillståndet.

Logikelementet OCH-grinden 502 utvecklar nu en positiv utsignal för drivning till drivaren 516 och för att aktivera kopplingsställorganets elektromagnetventil 518. Såsom svar härpå blir kopplingen 84 tillslagen för att mekaniskt låsa samman axlar- na 520 och 522 ävensom gasgenerator- och effektturbinaxlarna 76, 82. Införandet av logikelementet 470 i den elektroniska regler- modulen säkerställer utöver de andra tidigare beskrivna funktio- nerna också att eftersom de två axlarna 520, 522 roterar med nära synkrona varvtal så uppkommer en relativt liten bristande vrid- momentöverensstämmelse över kopplingens plattor eller skivor 524, 526. Följaktligen kan kopplingens 84 storlek vara relativt liten.

Det inses således att den elektroniska reglermodulen 68 arbetar automatiskt först för att öka gasgeneratorvarvtalet till att vä- sentligen överensstämma med effektturbinvarvtalet, och sedan för att automatiskt återföra ledskenorna till deras i fig 16 visade bromsläge samtidigt som kopplingen 84 tillslås.

Den inbördes förbindelsen mellan gasturbinmotor-driv- överföringen och gasgeneratoraxeln 76 åstadkommer att gasgenera- torns 76 rotationströghetsmoment bidrager till att retardera for- donet. Det har visat sig att för en motor av den beskrivna typen som tillhör effektklassen 450-600 hk, så bídrager detta effekt- återkopplings-bromstillstånd med ungefär 200-250 bromsande häst- krafter till den bromseffekt på 200 hk som alstras genom inställ- ningen av ledskenorna 120, 122 i deras i fig 16 visade läge. Ef- tersom bränsleregulatorn återigen i hög grad stryper bränsleflö- .~ 49 7812980-6 det genom öppningen 178, regleras bränsleflödet av retardations- fönstret 286 som tillåter gasgeneratorsektionen att retardera un- der bibehållande av förbränningsprocessen i brännkammaren 98.

Minskning av bränsleflödet åstadkommer således retardationseffek- ten hos gasgeneratorns rotationströghetsmoment vid fordonets drivöverföring.

Av det ovanstående torde klart ha framgått att förelig- gande uppfinning åstadkommer avsevärd bromsning för retardations- ändamål samtidigt som den alltjämt använder de optimala drift- egenskaperna hos en gasturbinmotor av friturbintyp, med gasgene- ratorsektionen mekaniskt förbunden med effektturbinsektionen en- bart i en speciell situation med en manuellt vald "sträng" tredje typ av retardationstillstånd. Under samtliga retardationstill- stånd och motorns hela drift upprätthålles en kontinuerlig för- bränningsprocess i brännkammaren. Avsevärd retardation erhålles således utan att förbränningsprocessen därför behöver släckas.

Denna effektåterkopplings-bromsdrift kan desaktiveras eller avbrytas på många sätt: manuellt genom öppnande av ström- ställaren 466 för att stoppa utsignalen från OCH-grinden 506; åstadkommande av en INTE-signal för att slå ifrån drivaren 516 och elektromagneten 518 för urkoppling av kopplingen 84. Ifall den manuella strömställaren ej öppnas och motorn fortsätter att retardera så gäller vidare att elementet 474 också är verksamt att desaktivera effektåterkopplingsdriften så snart som gasgene- ratorvarvtalet Ng reducerats till ett värde under 45% av dess maximala varvtal. Nedtryckning av gasreglaget till ett inställ- ningsvärde överstigande a* desaktiverar också effektåterkopplings- driften genom att stoppa en utsignal från OCH-grinden 506.

Från det föregående torde det nu vara uppenbart att fö- religgande uppfinning åstadkommer en förbättrad driftcykel för en gasturbinmotor speciellt avsedd för drift av ett markgående fordon på säkert, välkänt sätt under samtidigt bibehållande av de inneboende fördelarna med en gasturbinmotor. Mera speciellt gäl- ler att genom användning av en motor av friturbintyp åstadkommes större användbarhet och möjlighet att variera motorns drift. Sam- tidigt kan motorn drivas inom hela sin driftcykel under bibehål- lande av en kontinuerlig förbränningsprocess inuti brännkammaren 98. Härigenom undvikas olika driftproblem och problem med drift- livslängden som hänger samman med ett upprepat startande och stop- pande av förbränningsprocessen. Den nya cykeln avser ett användan- ;~7s129so-6 50 de av en brännkammare 98 som har strypta munstycken 104 för att åstadkomma ett variabelt tryck inuti brännkammaren när varvtalet för gasgeneratorsektionen varieras. Gasgeneratorsektionens varv- tal justeras normalt till ett förvalt värde i förhållande till läget av gasreglagearmen 184, medan ledskenorna 120, 122 drives att justera turbinilopppstemperaturen T4 till ett förvalt, vä- sentligen konstant värde iör att upprätthålla hög motordrift- verkningsgrad. Vidare gäller att ledskeneregleringen är verksam att indirekt ändra bränsleflödet genom bränsleregulatorn 60 ge- nom ändring av varvtalet för gasgeneratorsektionen så att de olika ställorganen drives på ett integrerat sätt utan att motver- ka varandra. Samtidigt åstadkommes en justering av effektturbin- axelns varvtal Npt medelst ledskeneregleringen 66.

Det inses vidare att föreliggande uppfinning åstadkom- mer en gasturbinmotor som är speciellt lämpad för drivning av ett markgående fordon genom att snabbt reagerande acceleration liknande den som erhålles med en vanlig förbränningsmotor åstad- kommes såväl genom den automatiska högtomgångsdriften som genom sättet för acceleration av gasturbinmotorn. Detta åstadkommes genom först ändring av drivkraftfördelningen för att utveckla maximal effekt till gasgeneratorsektionen. Inställnings-reglerventilen 62 är då verksam på ett regenerativt sätt med att öka bränsleflödet till brännkammaren på sådant sätt att gasgeneratorvarvtalet ökas under bibehållande av väsentligen konstant maximal turbinin1opps~ temperatur TA och därigenom åstadkomma maximal acceleration utan överhettning-av motorn. Inställningsventilen begränsar dessutom TG under den inledande delen av accelerationen när det råder till- stånd med "stoppad" turbin. Accelerationen avslutas sedan så snart avsevärd acceleration av gasgeneratorsektionen har uppnåtts, genom en ändring tillbaka av effektfördelningen för att utveckla större effekt över effektturbinhjulen 116, 118.

Det bör vidare noteras att föreliggande uppfinning åstad- kommer ett förbättrat sätt och en anordning för retardation av fordonet i en trestegs typ av drift genom först minskning av bränsleflödet, sedan inställning av ledskenorna i bromstillstån- det och därpå genom manuellt val av effektåterkopplingsdrilten.

De primära funktionselementen hos bränsleregulatorn 60, inställningsventilen 62 och ledskeneregleringen 60 är hydromeka- niska till sin natur. Detta åstadkommer, tillsammans med manövre- ringen av elektromagneten 426 i ledskeneregleringen, som normalt 7812980-6 51 år aktiverad, en motor och ett reglersystem som är särskilt läm- pat för att åstadkomma säker motordriit i händelse av olika iel- tillstånd. I händelse av fullständigt elkraitbortfall till den elektroniska reglermodulen 68 gäller speciellt att den mekaniska delen av bränsleregulatorn 60 fortsätter att justera nränsleilö- det i relation till det bränsleflöde som valts medelst gasreglage- armen 184. Inställningsventilen 62 påverkas på intet sätt av ett sådant elfel, och har förmåga att reglera accelerationen och/el- ler retardationen för att både förhindra överhettning av motorn under acceleration och bibehålla förbränningen under acceleratio- nen. Den hydromekaniska delen av ledskeneregleringen kommer att förbli verksam i händelse av ett elfel, och har förmåga att jus- tera ledskenorna på lämpligt sätt för att upprätthålla funktio- nell motordrift. Vid uppkomst av elfel blir ledskeneregleringens elektromagnet 426 desaktiverad, vilket medför förlust av trycket på ytan 393 av reglerkolven 392. Den medelst hävarmen 396 åstad- komna varvtalsregleringen bibehålles dock och ledskenorna kan lägesinställas på lämpligt sätt för att upprätthålla funktionell motordrift under detta fel i det elektriska systemet. Härav föl- jer att fastän vissa önskvärda särdrag hos motorregleringen kom- mer att bortfalla i händelse av elfel kan motorn ändock alltjämt fungera riktigt med lämplig acceleration och retardation, så att fordonet alltjämt kan drivas på ett säkert sätt fastän med en viss möjlig förlust av verkningsgrad och med förlorad förmåga att åstadkomma effektåterkopplingsbromsning.

Från det föregående torde det vara uppenbart att förelig- gande uppfinning åstadkommer ett förbättrat sätt att automatiskt inställa och återställa tomgången för gasgeneratorsektionen så att motorn svarar snabbt när det gäller att utveckla ökad utef- fekt, såsom när man önskar accelerera fordonet. Föreliggande upp- finning åstadkommer vidare ett förbättrat sätt att reglera bräns- leflödet hydromekaniskt i relation till gäsgeneratorvarvtalet, ävensom att taga överhanden över normal varvtalsreglering för bränsleregulatorn, för att öka eller minska bränsleflödet i be- roende av uppkomsten av olika tillstånd som medför aktivering av endera av elektromagneterna 239, 257. Föreliggande uppfinning åstadkommer vidare ett förbättrat sätt för reglering av bränsle- flöde till brännkammaren under acceleration, så att konstant tur- bininloppstemperatur T4 hela tiden upprätthålles, medan bränsle- flödet också regleras under retardationen för undvikande av ut- '~"7'e_1v~29su-s 52 šläckning av förbränningsprocessen inuti brännkammaren. Uppfin- ningen avser vidare ett förbättrat sätt att reglera ledskenein- ställningen i en sådan motor, både genom hydromekanisk drivning för reglering av varvtalet hos en rotor, såsom turbinhjulen 116 118, och genom elektrisk manövrering som tager överhanden bero- ende på storleken av aktiveringen av den proportionella elektro- magneten 426.

I det föregående har en föredragen utföringsform av upp- finningen beskrivits tillräckligt i detalj för att man med kän- nedom om tekniken inom området skall kunna utöva uppfinningen.

Ovanstående detaljerade beskrivning skall emellertid endast upp- fattas såsom varande exemplifierande till sin natur, och avser ej att begränsa uppfinningens skyddsomfång eller dess idé som i stället framgår av nedanstående patentkrav.

Claims

10 15 20 25 30 35 7812980-6 53 Patentkrav

1. Gasturbinmotor för drivning av ett markfordon. vilken motor omfattar dels en gasgeneratorsektion (52) med en eller flera roterande delar (88,90,102). dels en drivkraftavgivande fri- turbinsektion (54) anordnad att drivas av gasflödet från gas- generatorsektionen. k ä n n e t e c k n a d av att en kopp- ling (84) är anordnad att koppla ihop en första. av en eller flera av friturbinsektionens (54) roterande delar (1l6,ll8) driven axel och en andra axel, som är ansluten att driva en eller flera av gasgeneratorsektionens (S2) roterande delar (88.90.l02), och att ett reglersystem är anordnat att. vid mottagande av en bromssignal, ställa in varvtalen för de båda axlarna inom förutbestämda gränser i förhållande till var- andra. såsom indikeras av utsignalen från en eller flera varv- talsgivare, och att därefter tillslå kopplingen (84). vari- genom effekt via kopplingen (84) överförs från friturbinsek- tionen (54) till gasgeneratorsektionen (52) för att därigenom utöva en bromsverkan på friturbinsektionen (54).

2. Motor enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att reg- lersystemet är inrättat att, vid mottagande av en bromssignal. ställa in de båda axlarnas varvtal genom injustering av bränsleflödet till gasgeneratorsektionen (52). och. efter tillslagning av kopplingen (84). reducera bränsleflödet till gasgeneratorsektionen.

3. Motor enligt något av föregående krav. k ä n n e t e c k - n a d av organ inrättade att leda gasflödet genom friturbin- sektionen (54). vilka flödesledande organ är reglerbara till att ändra gasflödets infallsriktning mot åtminstone en rotor (116) hos friturbinen (54), över ett sådant område att frítur- binen både kan accelereras och retarderas av gasflödet.

4. Motor enligt krav 3. k ä n n e t e c k n a d av att de flödesledande organen omfattar åtminstone en uppsättning 7812980-6 10 15 20 25 30 35 5% inställbara ledskenor (120 eller 122) anordnade uppströms en rotor (116 resp 118) 1 friturbinen (54).

5. Motor enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c kan a d av att reglersystemet är inrättat att. vid mottagande av en bromssignal och före tillslagning av kopplingen (84). ställa in de flödesledande organen i ett sådant läge att den från gasflödet till friturbinsektionen (54) överförda effekten minimeras.

6. Motor enligt något av kraven 3-5. k ä n n e t e c k n a d av att reglersystemet är inrättat att. åtminstone när kopp- lingen (84) är tíllslagen, omställa de flödesledande organen till ett sådant läge att gasflödet motverkar friturbinens (54) rotation.

7. Motor enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att fri- turbínsektíonen (54) omfattar en flerstgsturbin (1l6.1l8) anordnad att drivas av gasflödet som lämnar gasgeneratorsek- tíonens (52) turbin (102). och att de flödesledande organen. för varje rotor i friturbinen (54). omfattar en uppsättning inställbara ledskenor (120 resp 122) anordnade uppströms ifrågavarande rotor.

8. Användning av en gasturbinmotor (30) med en gasgenerator- sektion (S2) och en fríturbin-effektutgångssektion (54), som drivs av ett gasflöde från gasgeneratorsektionen. för att retardera ett av gasturbinmotorn (30) drivet markfordon, var- vid varvtalen för gasgeneratorsektionen (52) och effektturbin- sektionen (54) avkännes. och gasgeneratorsektíonens varvtal modifieras till att bringa de avkända varvtalen inom förut- bestämda gränser visavi varandra. och gasgenerator- och fri- turbinsektionernas (52.S4) roterande delar (88.90. 102 resp 116.118) sedan sammankopplas mekaniskt (via bl a 80.84.78) för att överföra effekt från friturbinsektionen (54) till gasgene- ratorsektionen (52). och därigenom utöva en bromsverkan på fríturbinsektíonen. LW 10 15 20 25 30 35 7312980-6 5st

9. Användning enligt krav B. k ä n n e t e c k n a d av att infallsriktningen för gasflödet från gasgeneratorsek- tionen (52) mot friturbinsektionen (54) ínställes så att gas- flödet motverkar friturbinsektíonens rotation.

10. Användning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att bränsleflödet till gasgeneratorn (52) reduceras.

11. Användning enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d av att reduceringen av bränsleflödet genomförs före inställningen av gasflödets infallsriktning.

12. Användning enligt krav 10 eller ll. k ä n n e t e c k - n a d av att reduceringen av bränsleflödet inbegriper upp- rätthållande av tillräckligt bränsleflöde till gasgenerator- sektionen (52) för att upprätthålla fortsatt förbränning däri.

13. Användning enligt något av kraven 8-12. k ä n n e - t e c k n a d sak genom reglering av bränsleflödet i förhållande till de av- av att varvtalsmodifieringen genomförs i huvud- kända varvtalen.

14. Användning enligt något av kraven 8-13. k ä,n n e - t e c k n a d av att ínfallsriktningen för gasflödet mot fri- turbinsektionen (54) inställes så att den till friturbinsek- tionen under varvtalsmodifieringen överförda effekten mini- lllelaS .

15. Användning enligt krav 9. eller något av kraven 10-14 i förening med krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att inställ- ningen av gasflödets infallsriktning genomförs före samman- kopplingen av de roterande delarna.

16. Användning enligt krav 14 i förening med krav 9, k ä n - n e t e c k n a d av att inställningen av gasflödets infalls- riktning för att motverka friturbinrotation genomförs innan gasflödets infallsriktning inställes för att minimera effekt- överföringen till friturbinen (54). och innan varvtalet modi- fieras. 78129801-6 10 5%

17. Användning enligt krav 13 eller 14, k å n n e t e c k - n a d av att gasflödets ínfallsriktníng ändras till att mot- verka rotation av fríturbínsektíonen (54) när sammankopplíngen av de roterande delarna har genomförts.

18. Användning enligt något av kraven 8-17. k ä n.n e - t e c k n a d av att brânsleflödet till gasgeneratorn (52) reduceras när sammankopplíngen av de roterande delarna har genomförts.