DE60117747T2

DE60117747T2 - Hydromechanische Vorrichtung für den Überdrehzahl-Schutz eines Motors

Info

Publication number: DE60117747T2
Application number: DE60117747T
Authority: DE
Inventors: David Maillard; Alain Garassino; Claude Maillard; Caroline Dessenne; Isabelle Vegiotti
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: US6578353B2; CA2365328C; DE60117747D1; FR2818692A1; EP1217190A1; JP4068840B2; RU2278275C2; US20020078693A1; FR2818692B1; EP1217190B1; JP2002250235A; CA2365328A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftstoffeinspritzung in Turbomaschinen, und sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen.
Stand der Technik
Bei Turbomaschinen werden die besten Leistungen für Rotationsgeschwindigkeiten der sich drehenden Elemente erreicht, die nahe der zulässigen Maximalgrenzen liegen, jenseits derer es zu einem Verlust bei den Verdichterschaufeln oder der Turbine kommen kann. Nun ist ein solcher Verlust der Art, daß es zu einer Durchlöcherung des Motorgehäuses kommt, deren Folgen bis zu einer vollständigen Zerstörung der Turbomaschine reichen können.
Wie im übrigen die internationalen Vorschriften bezüglich der zivilen Luftfahrt dies empfehlen, erweist sich die Verwendung einer Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen auch als unerläßlich, um zu vermeiden, daß die Geschwindigkeit dieser sich drehenden Elemente diese zulässigen Maximaldrehzahlen überschreitet.
Noch bis vor kurzem verwendeten diese Schutzvorrichtungen Regler vom Typ Fliehkraftregler von Watt, wie ihn die internationale Anmeldung WO89/02980 veranschaulicht. Heute jedoch werden diese mechanischen Regler nach und nach durch elektronische Regler ersetzt, die auf den Motor dadurch direkt einwirken, daß die Kraftstoffzufuhr auf eine Leerlaufmenge begrenzt wird ( US 4 602 479 ) oder daß die Kraftstoffzufuhr der Brennkammer der Turbomaschine unterbrochen wird, wie in der internationalen Anmeldung WO99/00585.
Die letztgenannte Lösung weist leider den gravierenden Nachteil auf, daß sie das Einleiten eines nachfolgenden Neustartverfahrens nach sich zieht, das unter gewissen besonderen Flugbedingungen (beim Abheben beispielsweise) unmöglich eingesetzt werden kann und das unabänderlich den Verlust des Luftfahrzeugs zur Folge haben kann.
Gegenstand und Definition der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schlägt folglich vor, diese Nachteile mit einer elektronischen Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen zu beheben, die kein vollständiges Anhalten des Motors nach sich zieht und die ferner eine minimale Betriebsdrehzahl garantiert, die alle Hilfssysteme des Luftfahrzeugs sicherstellt. Ein Ziel der Erfindung besteht auch darin, dem Piloten zu ermöglichen, direkt auf die Vorrichtung einzuwirken, um sie zu entriegeln und um so die Betriebsfähigkeit des Motors wiederzufinden.
Erreicht werden diese Ziele durch eine Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen in einer Turbomaschine, deren Drehzahl über einen elektronischen Steuerkreis mittels eines Gassteuerhebels gesteuert wird, umfassend Mittel, um die Kraftstoffzufuhr der Turbomaschine auf eine vorbestimmte feste Menge Wps zu begrenzen, wenn die Drehzahl eine zulässige Maximaldrehzahl überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel aufweist, um diese Kraftstoffzufuhr auf der genannten vorbestimmten festen Menge zu halten, wenn die Drehzahl die zulässige Maximaldrehzahl wieder unterschreitet, sowie Mittel, um diese Kraftstoffzufuhr auf eine einer Leerlaufdrehzahl entsprechende Menge Wr zurückzustellen, wenn der Gassteuerhebel über den elektronischen Steuerkreis einen Leerlaufbefehl an die Turbomaschine sendet.
Mit der vorliegenden Erfindung wird die Kraftstoffzufuhr des Motors im Falle einer Überdrehzahl auf eine vorbestimmte feste Kraftstoffmenge Wps zurückgestellt und solange auf diesem Mengenwert gehalten, wie die Drehzahl des Motors nicht erneut eine vorbestimmte Geschwindigkeit unterschreitet, wobei der Schutz anschließend durch den Piloten des Luftfahrzeugs dadurch aufgehoben wird, daß er den Gassteuerhebel wieder auf eine Leerlaufposition Wr der Motordrehzahl zurückstellt.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Begrenzung der Kraftstoffzufuhr auf eine vorbestimmte feste Menge Wps einen elektronischen Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl, welcher ein elektrisches Signal (I) erzeugt, wenn eine Drehzahl der Turbomaschine (N) eine zulässige Maximaldrehzahl (N_LIMIT) überschreitet, ein Überdrehzahl-Magnetventil, das mit dem elektronischen Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl verbunden ist und aufgrund des elektrischen Signals ein erstes hydraulisches Signal (P × 1) ausgibt, sowie ein Überdrehzahlventil, dessen Stellung durch das erste hydraulische Signal derart gesteuert wird, daß die in die Turbomaschine eingespritzte Kraftstoffmenge über eine mit dem Überdrehzahlventil verbundene Dosiervorrichtung auf die vorbestimmte feste Menge Wps verringert wird. Nach der in Betracht gezogenen Ausführungsform wird die vorbestimmte feste Menge Wps entweder über einen Verwendungsausgang des Dosierers oder über eine Verwendungsöffnung des Überdrehzahlventils geliefert.
Das erste hydraulische Signal entspricht einem niedrigen Druck Pb, wenn die Drehzahl der Turbomaschine die zulässige Maximaldrehzahl unterschreitet, und einem höheren Druck Psf, wenn diese Drehzahl (N) die zulässige Maximaldrehzahl (N LIMIT) überschreitet. Vorzugsweise ist der höhere Druck Psf gleich einem hohen Druck P1 am Ausgang einer Hochdruckpumpe zur Kraftstoffeinspritzung.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Aufrechterhalten der vorbestimmten festen Menge wenn die Drehzahl der Turbomaschine die genannte zulässige maximale Drehzahl wieder unterschreitet durch ein zweites hydraulisches Signal (P × 2) erzielt, welches mit dem höheren Druck Psf beaufschlagt und zu dem ersten hydraulischen Signal hinzukommt, um einen hydraulischen Schieber des Überdrehzahlventils entgegen der Kraft einer Feder zu verschieben. Dieses zweite hydraulische Signal wird aufgrund eines hydraulischen Steuersignals (P × 0) erzielt, welches aufgrund des höheren Drucks Psf durch die Dosiervorrichtung erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch das Verfahren, das bei der vorerwähnten Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen eingesetzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden unterrichtenden und als nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen besser hervorgehen, hierin zeigen:
die 1a und 1b schematische Teilansichten von zwei Ausführungsvarianten eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Turbomaschine, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen ausgestattet ist,
die 2a und 2b ähnliche Ansichten wie die der 1a und 1b in einer Position zum Erfassen einer Überdrehzahl,
die 3a und 3b ähnliche Ansichten wie die der 1a und 1b in einer Position zur Verriegelung des Schutzes, und
die 4a und 4b ähnliche Ansichten wie die der 1a und 1b in einer Position zur Entriegelung des Schutzes.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Eine schematische Ansicht eines Teils eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Turbomaschine eines Luftfahrzeugs ist in den 1A und 1B dargestellt.
Ein solches Kraftstoffeinspritzsystem ist im allgemeinen um eine Kraftstoffdosiervorrichtung (fuel metering unit FMU) 10 herum angeordnet, welche dazu bestimmt ist, die Kraftstoffmenge zu kontrollieren, die zwischen einer Hochdruckpumpe 12, welche ein Unterdrucksetzen dieses aus einem (nicht dargestellten) Kraftstoffbehälter entnommenen Kraftstoffes sicherstellt, und einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen 13 der Brennkammer dieser Turbomaschine fließt, an deren Eingang ein über ein (nicht dargestelltes) Sperrmagnetventil gesteuertes Sperrventil (shutoff valve 15) angeordnet ist. Als „P1" wird der Hochdruck HP am Ausgang der Hochdruckpumpe und als „P2" der Druck am Eingang der Einspritzdüsen bezeichnet. Eine fortlaufende Kontrolle der über die Dosiervorrichtung gelieferten Kraftstoffmenge (Motorregelung) wird durch einen elektronischen Steuerkreis 14 sichergestellt, mit dem diese Vorrichtung verbunden ist, und zwar in Abhängigkeit von den Motorparametern P und von der Stellung eines durch den Piloten des Flugzeugs betätigten Gassteuerhebels 16.
Die Dosiervorrichtung umfaßt im wesentlichen ein hydraulisches Dosierelement (fuel metering valve FMV) 20, von dem ein erster Kraftstoffzufuhreingang 200 mit dem Ausgang der Hochdruckpumpe 12 verbunden ist, ein Überdrehzahl-Magnetventil 22, von dem ein erster Eingang 220 an einen niedrigen Druck Pb und ein zweiter Eingang 222 an den höheren Druck Psf angeschlossen ist, sowie ein Überdrehzahlventil 24, von dem ein Steuerausgang 240 mit den Einspritzdüsen verbunden ist, wobei ein erster endseitiger Eingang 242 dieses Ventils (an der Rückseite dieses Ventils) mit einem ersten Verwendungsausgang (Dosieröffnung 202) des Dosierelements 20 und ein zweiter endseitiger Eingang 244, welcher dem ersten endseitigen Eingang gegenüberliegt, mit einem Ausgang 224 des Überdrehzahl-Magnetventils verbunden ist.
Das hydraulische Dosierelement 20 beinhaltet einen hydraulischen Schieber 210, der sich unter der Steuerung des elektronischen Steuerkreises 14 linear bewegen kann. Dieser Schieber weist zwei ringförmige Öffnungen 212, 214 auf. Die erste 212 ist für die Dosierung des Kraftstoffs bestimmt (Definition der dosierten Menge für den Motor), der über den ersten Zufuhreingang 200 aufgenommen und über den ersten Verwendungsausgang 202 ausgestoßen wird. Die zweite Öffnung 214 stellt eine Verbindung zwischen einem zweiten Zufuhreingang 206, der mit dem hohen Druck Psf verbunden ist (der vorteilhafterweise dem Ausgangsdruck der Hochdruckpumpe entspricht) und einem zweiten Verwendungsausgang 208 sicher, der mit einer ersten Versorgungsöffnung 246 des Überdrehzahlventils 24 verbunden ist, die über eine erste ringförmige Öffnung 252 eines hydraulischen Schiebers 250 dieses Ventils mit einer ersten Verwendungsöffnung 247 in Verbindung gebracht werden kann, welche in Schleife an den zweiten endseitigen Eingang 244 geschaltet und folglich ebenfalls mit dem Ausgang 224 des Überdrehzahl-Magnetventils 22 verbunden ist. Die Stellung des Überdrehzahlventils 24 wird dadurch gesteuert, daß eine Feder 254 in Bezug zu einem hydraulischen Signal gesetzt wird. So wird das Verschließen des Überdrehzahlventils dadurch erzielt, daß an seinen zweiten endseitigen Eingang 244 ein hydraulisches Signal gleich Psf angelegt wird, das nun zur Wirkung der Feder 254 hinzukommt. Wenn das hydraulische Signal erlischt, so wird sein Wert Pb, und die Wirkung des Druckes P2 stromabwärts der Dosiereinrichtung 20 wird nun größer als die Kraft, welche die Feder ausübt, wenn sie auf Pb bezogen wird, und das Überdrehzahlventil öffnet sich.
Das Überdrehzahl-Magnetventil 22 wird über einen elektronischen Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl 18 gesteuert, dessen Aufgabe darin besteht, insbesondere aufgrund der Information eines Drehzahlgebers (N) des Hochdruckkörpers der Turbomaschine die Grenzgeschwindigkeit dieses Hochdruckkörpers (N_LIMIT) zu erfassen. Wenn die Geschwindigkeit des Hochdruckkörpers diese Grenze überschreitet und darüber bleibt, muß somit der elektronische Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl 18 ein elektrisches Steuersignal (I) erzeugen, das über das Magnetventil 22 unter Erzeugen eines ersten hydraulischen Signals (P × 1) das Schließen des Überdrehzahlventils 24 steuern wird.
In einer ersten Ausführungsform, welche in 1A dargestellt ist, umfaßt das hydraulische Dosierelement 20 ferner einen dritten Verwendungsausgang 204, der direkt mit dem Steuerausgang 240 des Überdrehzahlventils 24 am Eingang der Einspritzdüsen verbunden ist und der dazu bestimmt ist, diesen Einspritzdüsen eine sogenannte stabilisierte Menge „zum Schutz gegen eine Überdrehzahl" mit einem vorbestimmten festen Wert Wps zu liefern, die einer Menge entspricht, welche nahe einer Leerlaufdrehzahl ist (vorzugsweise geringfügig darüber liegt). In einer zweiten alternativen Ausführungsform wird diese an die Einspritzdüsen gelieferte Überdrehzahlmenge Wps nicht mehr durch die Dosiereinrichtung, sondern durch das Überdrehzahlventil 24 über eine zweite Öffnung 256 seines Hydraulikschiebers 250 erhalten, das nun einerseits eine zweite Zufuhröffnung 248, die über eine Drossel 26, welche kalibriert ist, um die Überdrehzahlmenge zu erhalten (und die eventuell in die Öffnungen des Überdrehzahlventils integriert sein kann), mit dem Hochdruck Psf verbunden ist, und andererseits eine zweite Verwendungsöffnung 249 aufweist, die direkt mit dem Steuerausgang 240 des Überdrehzahlventils 24 am Eingang der Einspritzdüsen verbunden ist (siehe 1B).
Der Vereinfachung halber wurden die Elemente des Einspritzsystems, die nicht direkt zur Erfindung beitragen, freiwillig weggelassen, obwohl sie natürlich in jedem Einspritzsystem vorhanden sind. Es handelt sich hierbei beispielsweise um das Ventil vom Typ „Bypass", das an der Hochdruckpumpe in Schleife geschaltet ist, um den zu viel gelieferten Kraftstoff zurückzufördern, oder um mögliche herkömmliche Ventile zum Unterdrucksetzen oder aber um das zuvor erwähnte Sperrmagnetventil.
Das erfindungsgemäß modifizierte Einspritzsystem ist nach dem Prinzip aufgebaut, daß bei einem Normalbetrieb zwischen der Stellung des Bedienungshebels des Piloten (TLA) und der Stellung des Hydraulikelements, das die Dosierung (FMV) der die Einspritzdüsen beaufschlagenden Kraftstoffmenge vollzieht, Übereinstimmung besteht. Wenn somit nach einer Überdrehzahlerfassung das Dosierelement, wie vorgesehen, auf die Bedienungshebel-Anweisung des Piloten (manuelles Einwirken) anspricht, kann nun betrachtet werden, daß die Motorsteuerkette (und insbesondere der elektronische Steuerkreis), die sich zwischen dem Bedienungshebel und der Dosiereinrichtung befindet, nicht der Ursprung der Überdrehzahl ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen schlägt vor, den Überdrehzahlschutz-Zustand hydraulisch zu speichern und ihn auch hydraulisch zu löschen sobald das Dosierelement in eine Position zurückgekehrt ist, die durch den Piloten mittels seines Flughebels manuell gesteuert wird. Das hydraulische Steuersignal (P × 0), das sowohl diese Verrieglung (indem die für die Verriegelung erforderliche Menge geliefert wird) als auch diese Entrieglung des Überdrehzahlventils 24 sicherstellt, wird anhand der Position der zweiten Nut 214 des Dosierschiebers 210 gegenüber dem zweiten Zufuhreingang 206 und dem zweiten Verwendungsausgang 208 erzeugt, wobei diese Nut sie in Verbindung bringt, wenn die Position der Dosiervorrichtung größer oder gleich der vorbestimmten Überdrehzahlschutz-Menge Wps ist. In diesem Fall ist das hydraulische Steuersignal (P × 0) gleich (Psf). Wenn hingegen die Position der Dosiervorrichtung geringer ist als diese vorbestimmte Überdrehzahlschutz-Menge, wird die Verbindung unterbrochen und das hydraulische Steuersignal (P × 0) wird dann null (P_null).
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen wird nun gemäß der ausgewählten Ausführungsform anhand der 2A bis 4A oder 2B bis 4B beschrieben.
Kommen wir jedoch zunächst zurück zu den 1A und 1B, welche die Vorrichtung in einem Zustand normalen Betriebs zeigen.
Die Turbomaschine befindet sich nun auf einer Drehzahl über dem Leerlauf (der eingestellt wird, um dem Motor eine bestimmte Menge zu liefern), die einer Position des Schiebers 210 des hydraulischen Dosierelements entspricht, welche nun eine Verbindung zwischen seinem ersten Zufuhreingang 200 und seinem ersten Verwendungsausgang 202 sicherstellt (sein zweiter Zufuhreingang 206, an dem der Druck Psf anliegt, steht ebenfalls über die zweite Ringnut 214 des hydraulischen Dosierschiebers 210 mit dem zweiten Verwendungsausgang 208 in Verbindung, wodurch das hydraulische Steuersignal P × 0 auf Psf gesetzt wird. Die Geschwindigkeit (N) des Hochdruckkörpers unterschreitet die Schwelle zum Auslösen des Überdrehzahlschutzes (N_LIMIT), und der elektronische Erfassungsschaltkreis 18 sendet folglich kein elektrisches Signal, das die Schutzwirkung auslöst (I = I_null). Das erste hydraulische Ausgangssignal (P × 1) des Überdrehzahl-Magnetventils befindet sich in einer Ruhestellung auf dem niedrigem Druck (Pb), was einer Öffnung (Deaktivierung) des Überdrehzahlventils 24 entspricht. Der Zustand der Drücke ist demnach folgender: (P × 1) = (P × 2) = (Pb) und (P × 0) = (Psf).
Das Überdrehzahlventil 24 wird durch die Wirkung der Kräfte des Drucks (P2) stromabwärts der Dosiereinrichtung 20 geöffnet gehalten. Die zu den Einspritzdüsen gelangende Kraftstoffmenge Wf ist größer als die vorbestimmte feste Menge Wps zum Schutz gegen Überdrehzahlen.
Die 2A und 2B zeigen den Zustand des Einspritzsystems am Ende der Erfassung einer Überdrehzahl.
Aus dem vorhergehenden Normalzustand startet der Hochdruckkörper aus unbekannten Gründen in Überdrehzahl. Der elektronische Schaltkreis zum Erfassen einer Überdrehzahl 18 beobachtet, daß die Drehzahl des Hochdruckkörpers seine vordefinierte Grenze (N_LIMIT) überschreitet und entwickelt nun einen elektrischen Strom (I), der von dem vorhergehenden Ruhezustand (I_null) abweicht. Dieses elektrische Signal wirkt wie ein Schließsignal auf das Magnetventil 22, dessen erstes hydraulisches Ausgangssignal (P × 1) nun auf den hohen Druck (Psf) gebracht wird. Die Wirkung der Feder (K), die zu diesem Druck (Psf) an dessen Rückseite hinzukommt, hat zur Folge, daß das Überdrehzahlventil 24 geschlossen wird. Die Kraftstoffmenge wird nun bis zu ihrem minimalen Wert Wps abnehmen, der entweder durch den dritten Verwendungsausgang 204 der Dosiereinrichtung 20 (2B) oder durch die zweite Verwendungsöffnung 249 des Überdrehzahlventils 24 (2B) nach der gewählten Ausführungsform, vorbestimmt wird. Wenn das Überdrehzahlventil seine Schließstellung erreicht (wobei der erste Verwendungsausgang 202 dann vollkommen verschlossen ist), werden der zweite Verwendungsausgang 208 der Dosiereinrichtung 20 und die erste Zufuhröffnung 246 dieses Ventils mittels der ersten Ringnut 252 in Verbindung gebracht, wodurch ein ergänzendes hydraulisches Signal (P × 2) erzeugt wird, das dadurch, daß es an das Überdrehzahlventil auf der Seite der Feder (an seiner Rückseite) angelegt wird, zu dem ersten hydraulischen Signal (P × 1) hinzukommt. Der Zustand der Drücke wird dann: (P × 1) = (Psf) und (P × 0) = (P × 2) = (Psf).
Die 3A und 3B zeigen den Zustand des Einspritzsystems in einer folgenden Position zur Verriegelung der Schutzwirkung.
Das Überdrehzahlventil 24 ist nun geschlossen, und die den Einspritzdüsen gelieferte Menge wird auf den vorbestimmten festen Wert von Wps gesättigt, welcher der Überdrehzahlmenge entspricht, die Geschwindigkeit des Hochdruckkörpers nimmt ab, um die vordefinierte Grenze (N_LIMIT) wieder zu unterschreiten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom (I) ebenfalls wieder gleich seinem Ausgangswert null (I_null). Das Magnetventil 22 ist nun deaktiviert und schwenkt das Signal (P × 1) von (Psf) zurück auf (Pb), wobei jedoch (P × 2) stets gleich (Psf) bleibt (die auf Psf bezogene Feder 254 ermöglicht, das Ventil in der geschlossenen Stellung zu halten) solange wie die Stellung des Dosierelements über dem festgelegten Leerlaufwert bleibt, das Überdrehzahlventil 24 wird in der Schließstellung verriegelt, und die Turbomaschine befindet sich immer noch im Zustand zum Schutz gegen Überdrehzahlen mit einer Menge gleich Wps. In dieser Verriegelungsstellung ist der Zustand der Drücke folgender: (P × 1) = (Pb) und (P × 0) = (P × 2) = (Psf).
Die 4A und 4B veranschaulichen den Zustand des Einspritzsystems in einer folgenden Position zur Entriegelung der Schutzwirkung.
Wenn der Pilot den Bedienungshebel 16 wieder in eine Motorleerlaufstellung zurückbewegt und wenn die gesamte Steuerschleife zwischen dem Bedienungshebel und der Dosiereinrichtung normal funktioniert (d.h. insbesondere der elektronische Schaltkreis zur Motorregelung 14), kehrt das Dosierelement wieder in eine entsprechende Leerlaufstellung zurück, in der die Verbindung zwischen dem zweiten Verwendungsausgang 208 der Dosiereinrichtung 20 und der ersten Zufuhröffnung 246 des Überdrehzahlventils 24 unterbrochen ist. Das Signal (P × 0) fällt dann auf (P_null), und da das Signal (P × 1) gleich (Pb) ist, ist folglich die Summe aus (P × 1) und (P_null) gleich (Pb), wodurch es zur Öffnung des Überdrehzahlventils kommt. Auf diese Weise wird dessen Entriegelung erzielt, und die Turbomaschine befindet sich nun wieder in einer Leerlaufdrehzahl Wr < Wps, wobei der Zustand der Drücke folgender ist: (P × 1) = (P × 2) = (Pb) und (P × 0) = (P_null).
Somit ist der Pilot im Falle einer Überdrehzahl nicht mehr – wie früher – gezwungen, den Motor des Flugzeugs abzuschalten, um den Überdrehzahlschutz aufzuheben. Er muß lediglich diesen Motor auf eine Leerlaufdrehzahl herunterfahren. Die erheblichen potentiellen Gefahren, die sich aus einem Anhalten im Flug ergeben, können auf diese Weise vermieden werden.
Man wird weiterhin feststellen, daß sich die vorgeschlagene Ausgestaltung der Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen gut für Tests hinsichtlich des guten bzw. richtigen Funktionierens des Überdrehzahlventils, sowohl beim Starten als auch beim Anhalten des Motors eignen.
So kann der elektronische Schaltkreis zum Erfassen einer Überdrehzahl 18 während der Startsequenz einen Befehl zum Schließen des Ventils (I) ≠ (I_null) auf Anordnung des Steuerkreises 14 senden. Das erste hydraulische Signal des Magnetventils (P × 1) wird dann (Psf), und das Überdrehzahlventil 24 schließt sich. Das Dosierelement 20 befindet sich nun in einer Position einer Menge zum erneuten Zünden, die kleiner oder gleich der Leerlaufmenge ist. Das Verriegelungssignal (P × 2) ist null. Wenn dieser Starttest beendet ist, wird der Strom null (I) = (I_null), (P × 1) wird gleich (Pb) und das Ventil öffnet sich.
Ebenso geht, wenn der Pilot das Anhalten des Motors steuert, indem er auf den Hebel 16 einwirkt, die Dosiereinrichtung 20 zu ihrem Schließanschlag, wodurch die Verbindung über die zweite Nut 214 geschlossen wird, und (P × 0) = (P_null). Während der Verringerung der Hochdruck-Drehzahl sendet der elektronische Schaltkreis zum Erfassen einer Überdrehzahl 18 einen Strom, um das Schließen des Überdrehzahlventils zu testen, und man findet nun eine Reihenfolge der Zustände wieder, die mit dem Fall des Starttests identisch sind.

Claims

Vorrichtung zum Schutz gegen Überdrehzahlen in einer Turbomaschine, deren Drehzahl über einen elektronischen Steuerkreis (14) mittels eines Gassteuerhebels (16) gesteuert wird, wobei die Vorrichtung Mittel (20, 22, 24) aufweist, um die Kraftstoffzufuhr der Turbomaschine auf eine vorbestimmte feste Menge Wps zu begrenzen, wenn die Drehzahl eine zulässige Maximaldrehzahl überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (20, 22, 24) aufweist, um diese Kraftstoffzufuhr auf der vorbestimmten festen Menge zu halten, wenn die Drehzahl die zulässige Maximaldrehzahl wieder unterschreitet, sowie Mittel (20, 22, 24), um diese Kraftstoffzufuhr auf eine einer Leerlaufdrehzahl entsprechende Menge Wr zurückzustellen, wenn der Gassteuerhebel über den elektronischen Steuerkreis einen Leerlaufbefehl an die Turbomaschine sendet.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung der Kraftstoffzufuhr auf eine vorbestimmte feste Menge Wps einen elektronischen Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl (18), welcher ein elektrisches Signal (I) erzeugt, wenn eine Drehzahl der Turbomaschine (N) eine zulässige Maximaldrehzahl (N_LIMIT) überschreitet, ein Überdrehzahl-Magnetventil (22), das mit dem elektronischen Schaltkreis zum Erfassen der Überdrehzahl verbunden ist und aufgrund des elektrischen Signals ein erstes hydraulisches Signal (P × 1) liefert, sowie ein Überdrehzahlventil (24) aufweisen, dessen Stellung durch das erste hydraulische Signal derart gesteuert wird, daß die Menge des in die Turbomaschine eingespritzten Kraftstoffs über eine mit dem Überdrehzahlventil verbundene Dosiervorrichtung (20) auf die vorbestimmte feste Menge Wps verringert wird.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte feste Menge Wps über einen Verwendungsausgang (204) des Dosierers geliefert wird.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte feste Menge Wps über eine Verwendungsöffnung (249) des Überdrehzahlventils geliefert wird.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste hydraulische Signal einem niedrigen Druck Pb entspricht, wenn die Drehzahl der Turbomaschine die zulässige Maximaldrehzahl unterschreitet, und einem höheren Druck Psf entspricht, wenn diese Drehzahl (N) die zulässige Maximaldrehzahl (N_LIMIT) überschreitet.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der höhere Druck Psf gleich einem am Ausgang einer Hochdruckpumpe (12) zur Kraftstoffeinspritzung anliegenden hohen Druck P1 ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrechterhalten der vorbestimmten festen Menge wenn die Drehzahl der Turbomaschine die zulässige Maximaldrehzahl wieder unterschreitet durch ein zweites hydraulisches Signal (P × 2) erzielt wird, welches mit dem höheren Druck Psf beaufschlagt wird und zu dem ersten hydraulischen Signal hinzukommt, um einen hydraulischen Schieber (250) des Überdrehzahlventils entgegen der Kraft einer Feder (254) zu verschieben.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite hydraulische Signal aufgrund eines hydraulischen Steuersignals (P × 0) erhalten wird, welches aufgrund des höheren Drucks Psf über die Dosiervorrichtung (20) erzeugt wird.
Verfahren zum Schutz gegen Überdrehzahlen in einem Motor eines Luftfahrzeugs, dessen Drehzahl über einen elektronischen Steuerkreis (14) mittels eines Gassteuerhebels (16) gesteuert wird, Verfahren, bei dem die Kraftstoffzufuhr des Motors auf eine vorbestimmte feste Menge Wps begrenzt wird, wenn die Drehzahl eine zulässige Maximaldrehzahl überschreitet, anschließend diese vorbestimmte feste Menge aufrechterhalten wird, wenn die Drehzahl die zulässige Maximaldrehzahl wieder unterschreitet, und schließlich diese Kraftstoffzufuhr auf eine einer Leerlaufdrehzahl entsprechende Menge Wr zurückgestellt wird, wenn der Gassteuerhebel über den elektronischen Steuerkreis dem Motor einen Leerlaufbefehl sendet.