SE450964B - Brensleregleranordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 450 964 2 adaptrar för den speciella involverade typen.

Ett annat särdrag är införlivandet i huvudreglerhuset av urtagningar för införande I av lämpliga pluggar, som leder bränsleströmnings- eller tryckav- känningsledningar, så att anpassning kan åstadkommas för varje speciell motortypJ i Ett speciellt särdrag är en hydromekanisk regleranordning som kan anpassas till de olika motortyperna i förening med en elektronisk reglerenhet, varvid omvandlingen till varje motortyp utförs genom val och inplacering av adaptrar som medger anpassning till varje motorapplikation.

Enligt uppfinningen är huvudbränsledoseringshuset konstruerat att medge fastsättning vid eller införande i huset av adapterelement, som leder bränsle- strömnings- eller tryckavkänningsledningar antingen direkt eller via strypöpp- ningar och/eller selektiva ventiler för att åstadkomma anpassning till varje motorapplikation. Mer speciellt har huvudhuset ett flertal urtag i detsamma, i vilka pluggar är placerade som tjänar för att styra fluiderna genom dessa pluggar för att åstadkomma den nödvändiga förändringen i bränslefunktionen för anpassning till någon annan turbomotortyp. Detta innebär att grundelementen i bränsleregleranordningen är anordnade så att de element som är gemensamma för de olika motortyperna är fasta och de element som inte är gemensamma, dvs. som är speciella för en speciell motortyp, kan införas i grundarrangemanget alltefter behov för att anpassa totalsystemet till en speciell motortyp.

De föregående och andra syften, särdrag och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer och de bifogade ritningarna, där Fig. i är en schematisk vy av bränsleregleranordningen med konstruk- tionsdetaljer för att visa uppfinningen tillämpad på en turbofläktmotor, Fig. 2 är en detalj av en del i Fig. l modifierad för anpassning av densamma till en turbopropmotor, Fig. 3 är liknande vy som Fig. 2 men med konstruktionen anpassad till en turbinaxelmotor, I Fig. 14 är en sidovy av en av adapterpluggarna, Fig. 5 är en schematisk vy av en detalj, Fig. 6 är en schematisk vy av en annan detalj, Fig. 7 är ett diagram för den flödesanpassning som åstadkommas för en turbofläktmotor vid ett höjdläge, Fig. 8 är ett liknande diagram som Fig. 7 för en turbopropmotor vid ett höjdläge, och Fig. 9 är ett liknande diagram som Fig. 7 för en turbinaxelmotor vid ett höjdläge. l0 l5 20 25 30 35 450 964» 3 Den schematiska âtergivningen i Fig. l representerar den konstruktion som är införlivad i huvudbränslehuset. Den del som visas i detalj innefattar de nödvändiga elementen för att anpassa regleranordningen till någon av de olika motortyperna. Grundschemat är väsentligen likartat det som redan beskrivits och patentsökts i det ovan angivna US-patentet 4 326 376, och det hänvisas till denna ansökan för eventuella närmare detaljer om så skulle vara nödvändigt.

Bränsle tillförs till en inloppsport 2 och avges från en utloppsport 4 tia motorn. Bränsleílödet i en ledning 6 når effektreglageventilen eller trottelventi~ len 8 och via en ledning 10 en tryckregleringsventil 12 som tjänar till att upprätthålla det önskade tryckfallet över trottelventilen. Trottelventilen 8 är ansluten till en potentiometer 14, som tillför en signal via ledare 16 till anslutningen 18 för den elektroniska reglerenheten 20. Denna enhet ingår inte i uppfinningen. Den tjänar till att styra driften av den hydromekaniska regler~ anordningen som funktion av motorparametrar eller omgivningsparametrar.

Trottelventilen är ansluten till pilotreglaget 22. Från denna ventil kan bränsle gå direkt till motorn genom ledningar 24 och 26 i konstruktionen enligt Fig. l. Adapterpluggen 48, genom vilken detta bränsle strömmar, kommer att beskrivas senare. Denna ledning uppbär minimiflödet till motorn som etablerats: genom trottelventilen.

Effektreglaget eller trottelventilen reglerar även flödet genom en ledning 28 till en tillståndsavkännande ventil 30. Läget för denna ventil styrs av ett servo 32, som manövreras som svar på kompressorutmatningstrycket. Från denna ventil strömmar bränsle genom en ledning 33 till ledningen 26 till motorn.

En annan ledning 34 från ledningen 6 uppströms effektreglageventilen när den tlllståndsavkännande ventilen 30. Detaljerna för denna ventil 30 finns beskrivna det ovan angivna US-patentet.

Som ovan angivits innefattar uppfinningen ett system genom vilket den huvudregleranordning som generellt beskrivits ovan kan anpassas till de olika typerna av turbinmotorer. För att åstadkomma detta har huvudbränslehuset 40, av vilket endast en del visas konstruktionsmässigt, ett flertal cylindriska urtagningar 42, 44 och 46 däri för att uppta speciella pluggar 48, 50 och 52 fö? turbofläktarrangemanget enligt Fig. l. Dessa pluggar är borttagbara och kan ersättas med andra pluggar 54, 56 och 58 såsom visas i Fig. 2 för turbo»- propmotorn, och andra pluggar 60, 62 och 64 för turbinaxellmotorn såsom visas i Fig. 3.

Således är i en turbofläktkonstruktion arrangemanget sådant att det finns tre kretsar som tillför bränsle till motorn. Den första kretsen är genom trottel- och tillståndsavkänningsventilerna i serie. Den andra är enbart genom den tillständsavkännande ventilen. Den tredje är enbart genom trottelventilen och 10 15 20 25 30 35 450 964 l: tjänar som minimiflödeskontroll. Således kan med den konstruktion som visas med pluggarna som i Fig. 1 effektreglagevinkeln etablera de hydraulkontroll- gränser som visas i Fig. 7, i vilken det skuggade området representerar gränsen för hydraulisk reglering.

För turbofläktkonstruktionen leds bränslet från ledningen 214 till led- ningen 26 via en kanal 66 í pluggen 48. Denna plugg tjänstgör således endast som en direkt förbindelse från trottelventilen till motorn vid denna konstruktion. _ Bränsleregleranordningen innefattar även en momentmotor 68, till vilken den elektroniska regleranordningen tillför en signal via ledare 70. Moment- motorn innefattar en klaffventil 72, som öppnas eller stängs av den elektroniska signalen. Denna motor är ansluten till bränsleledningen 6 genom en ledning 71+, och när ventilen 72 öppnas passerar bränsle under tryck denna ventil till en ledning 76, som leder till bränsleledningen 26 till motorn och således ökar tryckfallet över doseringsöppningarna i trottelventilen 8. Trycket i ledningen 76 återmatas till reglerventilen 12 via en ledning 80 från ledningen 76 till urtagningen 46, en kanal 82 i pluggen 52, en tvärkanal 84 från urtagningen 46 till urtagningen 41+, en kanal 86 i pluggen 50 och en ledning 88 till ventilen 12. En dämpningsstrypning 90 är anordnad i en ledning 88 nära ventilen 12.

Således åstadkommer man genom att placera lämpliga pluggar 50 och 52 i urtagningarna lll; och 46 en förbindelse från momentmotorn till reglerventilen för att upprätthålla ändamålsenligt tryck vid inloppet till trottelventilen. En ledning 92 från ledningen 88 leder till en urtagning 96 i bränslehuset. l Fig. l har denna urtagning en pluggad insats 98 i densamma för konstruktionen enligt Fig. 1.

Vid turbopropkonstruktionen enligt Fig. 2 är de elektriska och hydro- mekaniska reglergränserna vanligtvis desamma som ovan men det ytterligare särdraget med reversering är tillagt. För att åstadkomma dettahar pluggen 54 en trevägskanal 102 i densamma, som förbinder ledningen 24 med ledningen 26 genom en strypning 1014 och även förbinder ledningen 24 med tvärkanalen 106 mellan urtagningarna 42 och 44. I Pluggen 56 har även en tvärkanal 108 i densamma som förbinder tvär- kanalerna 81+ och 106 och en förbindelsekanal 110 till ledningen 88. I kanalen 108 finns en strypning 112 och en backventil 1114 uppströms kanalen 110 och en annan strypning 116 nedströms kanalen 110. Denna plugg kallas mestväljarplugg. l urtagningen 46 sitter en plugg 58, som har en tvärkanal 118 och en förbindelsekanal 120. Kanalen 118 har två backventiler 122, 121.1 på motsatta sidor om anslutningen av kanalen 120 och anordnade att medge strömning från kanalen 120 i båda riktningarna i kanalen 118. Tvärkanalen 118 kommunicerar vid ena änden med ledningen 80 och vid den andra änden med en ledning 126 till accelerationsflödesledningen 28 mellan trottelventilen och den tillståndsavkän~ 10 15 20 25 30 35 450 964 5 nande ventilen 30. Tvärkanalen ansluter till ledningen 84 för att tillföra styrtryckfluid genom pluggen 56 till ledningen 88. Detta är minstväljarpluggen.

Ytterligare en förändring görs för turbopropmotorn. insatsen 96, Pig. 5, har en backventil 130 placerad i kanalen 99, och denna ventil 130 öppnas av en arm' 132 kopplad till motortillståndsreglaget 134. När detta tillstândsreglage förflyttas i från-riktningen, sänker det trycket i ledningen 88 för attstänga av bränslet genom att sänka trycket på den änden av reglerventilen 12. Denna avstängning krävs för att sörja för turbopropens reverserbarhet.

Med detta arrangemang överförs tryck från bränsleledningen 24 via pluggarna 54 och 56 till tryckledningen 88 och förändrar på så sätt trycket på den änden av reglerventilen 12. En funktion av detta tryck från ledningen 24 passerar genom pluggen 58 till ledningen 126 och även till ledningen 76. Genom detta arrangemang bestäms trycket som når regleringsventilen av trycket nedströms momentmotorventilen 72 eller trycket i acceleratorledningen 28, beroende på vilket som är minst. När dessa tryck blir mindre än trycket i ledningen 24, tar mestväljarpluggen över och trycket i ledningen 24 överförs till avlastnings- ventilen. Med detta ventilarrangemang uppnår den hydromekaniska regleranord- ningen det önskade bränsleflödet genom att förändra trycket på tryckreglerings- ventilen. Backventilen 130 i insatsen 98 medger även förändring av balanserings- trycket i tryckavlastningsventilen genom förflyttning av tillståndsreglaget 134.

Vid omvandling till turbinaxelkonstruktion enligt Fig. 3 placeras pluggar- na 60, 62 och 64 i de tre urtagningarna såsom visas i denna figur. Pluggen 60 har en förbindelsekanal 136 jämförbar med den kanal i ventilen 48 som förbinder ledningarna 24 och 26. En tvärkanal 138 står i förbindelse med kanalen 136 och även med en förbindelsekanal 140 som ansluter till tvärkanalen 106 i huset.

Strypningarna är anordnade i kanalen 138 på båda sidorna om anslutningen till kanalen 140.

Pluggen 62 är likadan som pluggen 58 med en tvärkanal 118 och en förbindelsekanal 120 och de båda backventilerna 122 och 124. Pluggen 64 har en kanal 142 som förbinder tvärkanalen 84 i huset med ledningen 126 till acceleratorledningen 28, och en tvärkanal 144 som står i förbindelse med kanalen 142 och upprättar fluidförbindelse från ledningen 80 till ledningen 126. Denna kanal 144 har en strypning 146. Med detta arrangemang kan effektreglaget inställas i körläge och den elektroniska regleranordningen ändra bränsleflödet över hela området. I händelse av avbrott i den elektroniska enheten fâr regleranordningen momentmotorn 68 ersatt med en stegmotor 150, som manövre- rar en klaffventil 152 jämförbar med ventilen 72 i Fig. l. Denna stegmotor är 10 15 20 25 30 35 450 964 6 konstruerad att stanna kvar vid det sista kommenderade läget vid brott i elektronikenheten och medger pilotkontroll med lämplig effektreglageinställning.

Med detta arrangemang passerar minimibränsleflödestrycket i ledningen 24 'och trycket i ledningen 6 strypningarna i pluggen 60, och det högre av de båda trycken överförs till pluggen 62. I pluggen 64 överförs trycket i accelerator- ledningen 28 och trycket i ledningen 80, som modifierats genom strypningen 146, till pluggen 62. Minstväljarpluggen 62 väljer det lägre av dessa tryck genom backventilerna som det arbetstryck som överförs i ledningen 68 till tryckregle- ringsventilen.

Givetvis är de kanaler, ventiler och strypningar i pluggarna som visas i Fig. litill 3 schematiska. Varje plugg är konstruerad att ge det önskade konstruktionsarrangemanget för att sörja för de nödvändiga funktionerna.

Exempelvis kan, såsom visas i Fig. 4, pluggen 48 ha en axiell kanal 160 och kommunicerande, med axiellt mellanrum anordnade kanaler 162 och 164 som går in i petifera spår 166 och 168 i pluggen. Med axiellt mellanrum anordnade O-ringafr 170 mellan spåren 166 och 168 och nära ändarna av pluggarna förhindrar axiellt läckage av någon som helst fluid. Vid detta arrangemang behöver pluggen inte vara orienterad i urtagningen. Uppenbarligen är de andra pluggarna så konstruerade att orientering är onödig.

Som visas i Fig. 7 för en turboiläktmotor inställer den elektroniska reglerahordningen bränsleflödet endast kring en vald bränsleenhetsinställning hos den hydromekaniska ventilen. Om den elektroniska reglerenheeten strejkar, erhålls full effekt genom att man utsträcker effektreglaget till överrörelse- området. Bränsletlödet kan reduceras till nära tomgång genom minskning av effektreglageinställningen oberoende av orsaken till felet hos den elektroniska reglerenheten. Detta visar bränsleflödet vid ett höjdläge, och dessa diagram ändras vid andra höjdlägen.

Som visas i Fig. 8 är den elektroniska reglerenheten och de hydro- mekanlska enheterna desamma som i Fig. 7, men väljarventilerna säkerställer att motorn regleras av den elektroniska reglerenheten eller den hydromekaniska enheten men inte båda, varvid det ytterligare särdraget med reversering är tillfört. Driltsavbrottet är detsamma som i Fig. 7. Avstängning utförs pä grund avreverseringssärdraget genom tillägg av det ovan beskrivna särdraget med avstängning genom tillståndsreglaget.

Turbinaxelkonstruktionen ger full bränslekontroll till den elektroniska reglerenheten liksom till den hydromekaniska enheten. Effektreglaget för den hydromekaniska enheten placeras i körläge, och den elektroniska reglerenheten II) 10 15 450 964 7 ändrar effekten över hela omrâdet. Den elektroniska regleranordningens behörig- het kan begränsas av effektreglagevinklar nedanför körläget. För att förhindra en fullständig skening av rnotorhastigheten i händelse av avbrott i den elektroniska reglerenheten kan piloten då välja en lämplig inställning med efíektreglagevinkeln. Även om momentmotorn och stegmotorn ovan beskrivs som användbara vid speciella motorkonstruktioner_, är det givet att var och en av dem kan användas efter önskemål beroende på det önskade svaret på ett avbrott i den elektroniska reglerenheten. Om således det elektroniska driftsavbrottet är avsett att vara vid ett givet bränsleiörhållande, så skall momentmotorn användas. Om emellertid stegmotorn används, så stoppas avbrottet för den elektroniska reglerenheten i vilket motorreglerläge avbrottet än sker. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på en föredragen utföringsform, är det självklart för fackmannen på området att olika förändringar i dess form och detaljer kan göras utan att man avviker från grund- tanken och omfattningen av uppfinningen enligt de efterföljande patehtkraven.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 -4504964 8 PATENTKRAV

1. Bränsleregleranordníng anpassad för omvandling från turbofläkt- eller turbojet- till turboprop- och till turbinaxelmotorer, i k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar: ett hus (40) med första, andra och tredje urtag (42, 44, 46), en trottelventil (8) i huset (40) med iniopps- och utloppskanaler (6, 24), en tillstândsavkännande ventil (30) i huset (40) med inlopps- och utlopps- kanaler (34, 33), en tryckreglerventil (12) med en förbindelse till inloppet (6) till trottel- ventilen (8) för att reglera tryckíallet över trottelventilen (8), en förbindelse (28) mellan trottelventilen (8) och den tillståndsavkännan- de ventilen (30), varvid det första urtaget (42) har en första port ansluten till trottel- ventilutloppet (24), en andra port ansluten till en utloppskanal (26) till motorn, en tredje port ansluten till inloppet (6) till trottelventilen (8) och en fjärde port ansluten till en första port i det andra urtaget (44), det andra urtaget (44) har en andra port ansluten till den tryckavkän- nande ventilen (12) och en tredje port ansluten till en första port i det tredje urtaget (46), och' , det tredje urtaget (46) har en andra port ansluten till förbindelsen (28) mellan trottelventilen (8) och den tillstândsavkännande ventilen (30) och en tredje port ansluten till den andra porten hos det första urtaget (42), och en plugg (48, 50, 52; 54, 56, 58; 60, 62, 64) i vart och ett av urtagen (42, 44, 46), varvid pluggen (48; 54; 60) i det första urtaget (42) har kanalorgan (66, 102; 136, 138) mellan utvalda portar hos det första urtaget (42), pluggen (50; 56; 62) i det andra urtaget (44) har kanalorgan (86; 108, 110, 120, 122) mellan utvalda portar hos det andra urtaget (44), och pluggen (52; 58; 64) 1 det- tredje urtaget (46) har kanalorgan (82; 118; 120; 144, 142) mellan utvalda portar hos det tredje urtaget (46).

2. Bränsleregleranordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d av att pluggarna (48, 50, 52) är utbytbara mot andra pluggar (54, 56, 58 eller 60, 62, 64) av en annan konfiguration för att anpassa regleranordníngen till en annan motorkonfiguration.

3. Bränsleregleranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone vissa av pluggarna (56, 58; 62) har selektiva flödesventiler (114, 122, 124). ln, 10 15 20 25 30 35 450 964 9

4. Bränsieregleranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone vissa av pluggarna (54; 60, 64) har strypöppningar (104; 146).

5. Bränsieregleranordning enligt patentkravet 1, - k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en momentmotor (68) och tillhörande ventil (72), varvid inloppet till momentmotorventilen är anslutet till trottei- ventiiinloppet (6) och momentmotorventiiens (72) utlopp är anslutet till den tredje porten hos det tredje urtaget (46).

6. Bränsleregieranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att i turbofläkt- eller turbojetkonfigurationen den i första pluggen (48) har en kanal (66) som inbördes förbinder den första och andra porten hos det första urtaget (42), den andra piuggen (50) har en kanal (86) som inbördes förbinder den andra och tredje porten hos det andra urtaget (44), och den tredje pluggen (52) har en kanal som inbördes förbinder den första och tredje porten hos det tredje urtaget (46).

7. Bränsleregleranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att i turbopropkonfigurationen den första pluggen (54) har en trevägskanai (102), som inbördes förbinder den första, andra och tredje porten hos det första urtaget (42), den andra pluggen (56) har en tvärkanal (108) som inbördes förbinder den första och tredje porten hos det andra urtaget (44) och som' har en backventil (114) och en kanal (110) som inbördes förbinder tvärkanalen (108) och den andra porten hos det andra urtaget (44), och den tredje pluggen (58) har en tvärkanal (118) som inbördes förbinder den andra och tredje porten hos det tredje urtaget (46) och en kanal (120) som inbördes förbinder tvärkanalen (118) och den första porten hos det tredje urtaget (46), varvid tvärkanalen (118) har två balckventiler (122, 124) på motsatta sidor av kanalen (120).

8. Bränsleregleranordning enligt patentkravet 7, 7 k ä n n e_ t e c k n a d av att trevägskanalen (102) i den första pluggen (54) har en strypöppning (104) mellan den första och andra porten hos det första urtaget (42).

9. Bränsleregleranordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att i turbinaxeikonfigurationen den första pluggen (60) har en tvärkanal (138) som inbördes förbinder den första och tredje porten hos det första urtaget (42), en förbindelsekanal (136) som inbördes förbinder tvärkanaien (138) och den andra porten hos det första uttaget, och en 10 15 20 450 964 10 förbindelsekanal (140) som inbördes förbinder tvärkanalen (138) och den fjärde porten hos det första urtaget (42), den andra pluggen (62) har en tvärkanal (118) som inbördes förbinder den första och tredje porten hos det andra urtaget (44) och en kanal (120) som inbördes förbinder tvärkanalen (118) och den andra porten hos det andra urtaget (44), varvid tvärkanalen (118) har två backventiler (122, 124) på motsatta sidor av kanalen (120), och den tredje pluggen (64) har en tvärkanal (144) som inbördes förbinder den andra och tredje porten hos det tredje urtaget (46) och en kanal (142) som inbördes förbinder tvärkanalen (144) och den första porten hos det tredje urtaget (46).

10. Bränsleregleranordning enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d av att tvärkanalen (138) i den första pluggen (60) har strypningar på ömse sidor om kanalen (140), och tvärkanalen (144) i den tredje pluggen (64) har en strypöppning (146).

11. Bränsleregleranordning enligt något av patentkraven l-'l0, k ä n n e t e c k n a d av att urtagen (42, 44, 46) är cylindriska.

12. Bränsleregleranordning enligt något av patentkraven 1-ll, k ä n n e t e c k n a d av att den har en pluggad insats (96, 98) anordnad i en ledning (92) förbunden med en ledning (88), som inbördes förbinder den andra porten hos det andra urtaget och tryckreglerventilen (12), vilken är utbytbar mot en insats (96) med en backventil (130) anordnad att öppnas av ett motortillstånds- reglage (134), för att omvandla bränsleregleranordningen från en turbojet-fleller turbofläkt- till en turbopropkonfiguration. w, I)