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DE1426328B2 - Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge - Google Patents

Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge

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Publication number
DE1426328B2
DE1426328B2 DE19631426328 DE1426328A DE1426328B2 DE 1426328 B2 DE1426328 B2 DE 1426328B2 DE 19631426328 DE19631426328 DE 19631426328 DE 1426328 A DE1426328 A DE 1426328A DE 1426328 B2 DE1426328 B2 DE 1426328B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
compressor
turbine
slip clutch
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19631426328
Other languages
English (en)
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DE1426328A1 (de
Inventor
Eugene Elton Bloomfield Mich.; Guernsey Robert William Indianapolis; Roan Jerry Ronald Plainfield; Ind.; Zeek Richard Mansfield Utica Mich.; Flanigan (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motors Liquidation Co
Original Assignee
General Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Motors Corp filed Critical General Motors Corp
Publication of DE1426328A1 publication Critical patent/DE1426328A1/de
Publication of DE1426328B2 publication Critical patent/DE1426328B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/36Open cycles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/107Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission
    • F02C3/113Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission with variable power transmission between rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/36Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinen- Außentemperatur starken Schwankungen, so ist eine triebwerk für Fahrzeuge mit einem Verdichtersatz aus Temperaturausgleichseinrichtung zweckmäßig, die das einem Verdichter und einer Verdichterturbine, einer von der Schlupfkupplung übertragene Drehmoment von dieser unabhängigen Nutzleistungsturbine und abhängig von der Außentemperatur ändert, einer lösbaren, einen Drehmomentwandler enthalten- 5 Ferner ist es für Bedingungen unter Schubbetrieb den Antriebsverbindung zwischen dem Verdichtersatz vorteilhaft, wenn eine auf die Schubbedingungen an- und der Nutzleistungsturbine. sprechende Einrichtung vorgesehen ist, die die Dreh-
Bei einem bekannten Gasturbinentriebwerk zum momentübertragung der Schlupfkupplung zum VerAntrieb eines Schiffspropellers arbeitet die Nutz- dichtersatz erhöht, um ein Abbremsen der Nutzleistungsturbine unmittelbar auf den Schiffspropeller, ίο leistungsturbine durch Leistungsabgabe an den Verwährend die Verdichterturbine über einen hydro- dichtersatz zu bewirken.
dynamischen Drehmomentwandler mit dem Schiffs- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
propeller verbunden ist. Die Steuerung des hydro- Erfindung dargestellt. In dieser ist dynamischen Drehmomentwandlers bewirkt ein Dreh- F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Gaszahlregler in Abhängigkeit von der Gesamtnutz- 15 turbinentriebwerks nach der Erfindung und leistung des Triebwerkes. Die Anlage wird so be- F i g. 2 eine schematische Darstellung einer abgetrieben, daß über einen weiten Belastungsbereich die wandelten Steueranlage.
Eintrittstemperatur an der Verdichterturbine kon- Das Gasturbinentriebwerk hat einen Verdichter 11,
stant gehalten wird. Dies kann der Drehzahlregler eine Brennkammern und eineVerdichterturbine 13, die jedoch nicht bewirken. Er dient lediglich dazu, den 20 über eine Verdichterwelle 14 mit dem Verdichter 11 Betrieb der Verdichterturbine mit ungünstigen Dreh- verbunden ist. Die vom Verdichter 11 gelieferte Druckzahlen durch Leistungsverlagerung zwischen der Ver- luft tritt durch einen radial durchströmten Drehdichterturbine und der Nutzleistungsturbine über den hy- speicherwärmetauscher 16 in die Brennkammer 12. drodynamischen Drehmomentwandlern zu vermeiden. Die Abgase der Verdichterturbine 13 strömen durch Diese Regelung strebt zwar einen guten Wirkungsgrad 25 eine Nutzleistungsturbine 17, die auf einer Triebwerksdes Gesamttriebwerkes an, berücksichtigt aber nicht ausgangswelle 18 sitzt. Die Abgase der Nutzleistungsdie Temperaturverhältnisse an der Verdichterturbine. turbine 17 gelangen durch den Drehspeicherwärme-
Die Erfindung bezweckt, die Wirtschaftlichkeit be- tauscher 16 auf die Rückseite einer Trennwand 19, die züglich des Brennstoffverbrauchs bei Teillast beträcht- eine Luftkammer von einer Gaskammer trennt. Die lieh zu verbessern. 3° Triebwerksausgangswelle 18 ist mit einem Nutzlei-
Diese ist für den Einsatz von Gasturbinentrieb- stungsgetriebe 20 verbunden. Das Triebwerk ist von werken für Fahrzeuge von ausschlaggebender Bedeu- einem das Treibgas führenden Gehäuse 21 umgeben, tung, und die bisher nur mögliche geringe Wirtschaft- das einen Auslaß 22 für die aus dem Drehspeicherlichkeit bezüglich des Brennstoffverbrauches steht der wärmetauscher 16 austretenden Abgase hat. Einführung derartiger Antriebe noch heute hindernd 35 Die primäre Regelung des Triebwerks erfolgt durch im Wege. die Zufuhr des Brennstoffs über eine Brennstoffregel-
Die Erfindung löst bei einem Triebwerk der ein- einrichtung 23, der der Brennstoff durch eine Brenngangs erwähnten Bauart diese Aufgabe durch Regel- stoffpumpe 24 über eine Leitung 27 zugefördert wird, einrichtungen, die die Drehmomentübertragung durch Üblicherweise erfolgt die Regelung willkürlich durch den Drehmomentwandler vom Verdichtersatz zur 40 den Bedienungsmann mit Hilfe eines Drosselhebels 26 Nutzleistungsturbine und damit zur Triebwerksaus- der Brennstoffregeleinrichtung. Diese arbeitet mit gangswelle abhängig von der Temperatur der Ver- Überlauf regelung, wobei der Überschuß auf die Andichterturbine derart steuern, daß sowohl bei Vollast- saugseite der Brennstoffpumpe 24 zurückfließt, wähals auch bei Teillastbetrieb der Nutzleistungsturbine rend der zugeteilte Brennstoff über eine Leitung 29 zur die Temperatur der Verdichterturbine auf einem im 45 Brennkammer 12 gelangt. Eine solche Brennstoffregelwesentlichen der Höchstleistung zugeordneten Wert einrichtung enthält üblicherweise eine oder mehrere gehalten wird. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn ein Brennstoffzumeßventile, die verstellbare Drosselventile Verdichterdrehzahlgeber über eine Drehmomentpro- sind, und ein .Hauptregelventil, das die Zumeßdruckgrammeinrichtung die Drehmomentübertragung durch differenz steuert. Die Brennstoffregelung kann so ausden Drehmomentwandler steuert. Vorteilhaft ist der so gelegt sein, daß sie Überdrehzahlen oder Übertempe-Drehmomentwandler eine Schlupfkupplung. raturen an den Turbinen verhindert, sie spricht jedoch
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- üblicherweise auf andere Impulse an, wie z. B. den sehen, daß die Drehmomentprogrammeinrichtung Verdichteraustrittsdruck. So führt im dargestellten einen Einlaß vom Verdichterdrehzahlgeber und einen Beispiel eine Leitung 31 vom Verdichterauslaß zur Einlaß von einem Drehmomentgeber für das vom 55 Brennstoffregeleinrichtung 23.
Verdichtersatz gelieferte Drehmoment enthält und daß Die Brennstoffpumpe 24 und andere Hilfsgeräte des
sie ein Signal zur Schlupfkupplung liefert, das den ver- Triebwerkes werden von der Verdichterturbine 13 anfügbaren Überschuß des Drehmoments des Verdichter- getrieben. Hierzu dient ein Zahnradgetriebe, das aus satzes und dementsprechend die Drehmomentüber- einem Eingangszahnrad 32 auf der Verdichterwelle 14, tragung der Schlupfkupplung steuert. 60 einem Zwischenzahnrad 33, zwei zueinander koaxialen
Für das Beschleunigen des Triebwerks ist es zweck- Zahnrädern 34 und 35 und einem Zahnrad 36 auf einer mäßig, wenn eine Beschleunigungseinrichtung vorge- Hilfswelle 37 besteht. Die Hilfswelle 37 treibt über ein sehen ist, die auf eine das Beschleunigen des Trieb- Hilfsgetriebe 38 die Brennstoffpumpe 24, einen auf die werks anzeigende Bedingung anspricht und oberhalb Verdichterturbinendrehzahl ansprechenden Verdicheines bestimmten positiven Werts der Beschleunigung 65 terdrehzahlgeber 39 und verschiedene Hilfsgeräte 41 des auf die Schlupfkupplung im Sinne einer Verringerung Triebwerks oder des Fahrzeugs an. Über ein ölpumdes vom Verdichtersatz auf die Nutzleistungsturbine pengetriebe 43 treibt die Hilfswelle 37 eine Ölpumpe übertragenen Drehmoments einwirkt. Unterliegt die 42 an.
■3 4
Für die Übertragung von Nutzleistung ist die Hilfs- von der Triebwerksdrehzahl Drucköl zur Leitung 173 welle 37 über eine Schlupfkupplung 44, eine Zwischen- geleitet. -.· ■ . ... welle 45 und ein Zahnradgetriebe 46 mit der Trieb- Die bisher beschriebene Anlage zur Betätigung der werksausgangswelle 18 und dem Nutzleistungsgetriebe Schlupfkupplung 44 stellt eine vollständige Steueran-20 verbunden. Über das Zahnradgetriebe 46 wird fer- . 5 lage für das Triebwerk dar. Vorteilhaft werden in ner ein Ausgangsdrehzahlgeber 47 für Anzeige- oder dieses aber zusätzliche Einrichtungen eingegliedert, Steuerzwecke angetrieben. . - die nachstehend beschrieben werden. Zunächst ist in Die Schlupfkupplung 44 ist als Mehrscheibenkupp- der Leitung 173 zwischen der Drehmomentprogrammlung ausgebildet, bei der die Einrückkraft und damit einrichtung 161 und der Schlupfkupplung 44 eine. Bedie Drehmomentaufnahme durch einen hydraulischen io schleunigungseinrichtung 201 vorgesehen, die das. BeKolben bestimmt wird. Die Schlupfkupplung 44 dient schleunigungsvertnögen des Triebwerks verbessert, sowohl der Kraftübertragung auf die Nutzleistungs- Da die Wirkung der Drehmomentprogrammemrichturbine 17 als auch deren Abbremsung, wenn sie die tung 161 darin besteht, eine hohe Turbinentemperatur Verdichterturbine 13 zu überholen trachtet. . bei Teillast aufrechtzuerhalten, ist im Hinblick auf die Das der Schlupfkupplung 44 zugeleitete Öl wird von 15 obere Grenze der Turbinentemperatur und die Pumpder Ölpumpe 42 umgewälzt. Die ölpumpe 42 saugt grenze des Verdichters nur wenig Raum für eine zudas Öl aus einem Sumpf 101 über eine Leitung 102 an. sätzliche Brennstoffzufuhr. Der Verdichter arbeitet bei Der Förderdruck wird durch ein Überlaufventil 103 Leistungsübertragung nahe der Pumpgrenze. Es ist begrenzt. An die Ölpumpe 42 kann auch die.Schmie- dies der Verbesserung des Wirkungsgrades dienlich, rung des Triebwerks über eine Leitung 104 ange- ao behindert jedoch das Beschleunigen.. Läuft das Triebschlossen sein. Das Kühlöl für die Schlupfkupplung 44 werk mit geringer Leistung, so liegt die Verdichterwird über eine Leitung 106 zugeleitet. Die Ölpumpe 42 turbinendrehzahl reichlich unter der Höchstdrehzahl. 4£) liefert auch das Öl für Steuer-und Servozwecke, wobei Zum Erzielen der vollen Leistung oder zur schnellen ein Druckregelventil 107 einen konstanten Druck in Leistungserhöhung ist es erforderlich, die Verdichtereiner zugeordneten Leitung 108 aufrechterhält, as turbine auf die Höchstdrehzahl·,zu beschleunigen. Eines der wesentlichen Geräte der Leistungsregelung Dies kamr durch kurzzeitiges ; Unterbrechen . der ist ein Drehmomentgeber 111. Dieser spricht auf das leistungsabgabe erfolgen, sa.daß die Leistung der Verdurch die. Zwischenzahnräder 34, 35 von der Verdich- dichterturbine voll· zu ihrer Beschleunigung: verfügbar terturbine 13 auf die verschiedenen Hilfs- und Ab- ist. Die Beschleunigungseinrichtung 201 ermöglicht triebswellen übertragene Drehmoment an. . 30 dies in einfacher und zweckmäßiger Weise. Sie spricht Bei normalem. Betrieb wird die Schlupfkupplung 44 auf beachtliche. Bewegungen des Drosselhebels. 26 im gesteuert, um ein gewünschtes Drehmoment zu über- Sinne einer, Leistungserhöhung:: an und rückt die tragen, indem das vom Drehmomentgeber 111 ge- Schlupfkupplung 44 aus. Durch kleine oder langsame messene Drehmoment mit einem von einer Dreh- Bewegungen des Drosselhebels 26 wird die Beschleunimomentprogrammeinrichtung 161 gelieferten Sollwert 35 gungseinrichtung 201 dagegen.nicht beeinflußt. .:.■.:, verglichen wird. Die Drehmomentprogrammeinrich- _ Ein weiteres erwünschtes Element,der Anlage ist ein tung 161 ist ein selbsttätiges Ventil, das den Kupp- Übertemperatur-Schutzventil 232 für die Schlupfkupplungskolben in Abhängigkeit vom tatsächlichen Dreh- lung 44. Dieses soll die Kupplungskraft in der Schlupümoment und der tatsächlichen Drehzahl der Ver- kupplung beseitigen oder absenken,, wenn in der dichterturbine 13 steuert. Es wirkt auf das Öl, das die 40 Schlupfkupplung eine zu große Wärme entwickelt Ölpumpe 42 zur Schlupfkupplung 44 fördert. Das vom wird. Hat die Schlupfkupplung 44 bei einer großen Drehmomentgeber 111 gelieferte Signal wird über eine Leistung einen sehr hohen Schlupf, so kann sie durch Leitung 142 zugeleitet. Das Drehzahlsignal wird als große Wärmeentwicklung beschädigt werden.. In die :) Flüssigkeitsdruck über eine Leitung 162 von dem Ver- Leitungen zu den Kupplungszylindern ist ,daher..ein **"' dichterdrehzahlgeber 39 zugeleitet. Servoöl mit geregel- 45 selbsttätiges Ventil eingegliedert, das auf die Tempetem Druck wird über die Leitung 108 zugespeist. ratur des Kühlöls am Austritt der Schlupfkupplung an-Die Drehmomentprogrammeinrichtung 161 liefert spricht. Das die Schlupfkupplung verlassende Kühlöl über eine Leitung 173 ein. Signal zur Schlupfkupplung fließt über eine Leitung 231 zum Übertemperatur-44, das den verfügbaren Überschuß des Drehmoments schutzventil 232, von dem es dann zum Sumpf abgedes Verdichtersatzes 11, 13 anzeigt und dement- 50 leitet wird. Die Leitung 173 von der Beschleunigungssprechend die Drehmomentübertragung der Schlupf- einrichtung 201 zur Schlupfkupplung 44 ist an das kupplung 44 steuert. Die Drehmomentprogrammein- Übertemperaturschutzventil 232 angeschlossen. Ingleirichtung 161 teilt der Schlupf kupplung 44 Servoöl zu eher Weise ist eine Leitung 153 vom. Drehmomentoder läßt dieses aus der Schlupfkupplung abströmen, geber 111 an dieses Ventil angeschlossen. Von dem wodurch das Drehmoment geändert wird, und die 55 Übertemperaturschutzventil 232 gehen Leitungen 233 Größe des übertragenen Drehmoments ist der eine und 234 zur Schlupfkupplung 44, Das Übertempe-Faktor, der die Arbeit der Drehmomentprogramm- raturschutzventil 232 ist ein ausgeglichenes Schiebereinrichtung bestimmt. Der andere Faktor ist die Ver- ventil, das auf die Kühlöltemperatur anspricht und die dichterturbinendrehzahl. Die Schlupfkupplung 44 wird beiden Servoöl zur Kupplung führenden Leitungen abdaher so gesteuert, daß sie das Ausgangsdrehmoment 60 sperren kann. Das Übertemperaturschutzventil 232 ist der Verdichterturbine 13 auf einen Wert hält, der eine also eine Sicherheitseinrichtung, die auf Zustände an-, Funktion der Drehzahl zu den Kennwerten des be- spricht, die auf Anzeichen eines möglichen Schadens treffenden Triebwerks ist, so daß die Turbinentempe- an der Schlupfkupplung 44 hinweisen. Dieser könnte ; ratur bei verschiedenen Leistungen im wesentlichen auf Grund einer falschen Arbeitsweise des Triebwerks : konstant gehalten wird. Ist das Drehmomentsignal 65 eintreten, bei der ein sehr großer Schlupf in der j Null, also bei Druckabfall in der Leitung 142 bei Schlupfkupplung eintritt.
ι Richtungsumkehr des Drehmoments, wird über die Die Notwendigkeit der Anordnung eines Über-
Drehmomentprogrammeinrichtung 161 unabhängig temperaturschutzventils wird von den Eigenschaften
der Steueranlage des Triebwerks und dessen Leistung abhängen. Es können auch Steuereinrichtungen vorgesehen werden, die die Schlupfkupplung 44 unmittelbar abhängig von der Größe des Schlupfes ausrücken, z. B. abhängig von der Drehzahldifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangswelle der Kupplung.
Enthält das Triebwerk ein Stufenschaltgetriebe, so kann dieses in Abhängigkeit von kleinen Nutzleistungsturbinendrehzahlen oder geringerer Nutzleistungsturbinendrehzahl gegenüber der Verdichterturbinendrehzahl abwärts geschaltet werden, um der Nutzleistungsturbine eine Drehzahlsteigerung zu gestatten, wenn der Kupplungsschlupf übermäßig groß wird.
Der Verdichterdrehzahlregler 39 liefert in die Leitung 162 einen Druck, der dem Quadrat der Verdichterturbinendrehzahl proportional ist. Der auf die Nutzleistungsturbinendrehzahl ansprechende Ausgangsdrehzahlgeber 47 kann in gleicher Weise ausgebildet sein. Dieser erhält öl aus der Leitung 108 und ao liefert einen drehzahlabhängigen Druck über eine Leitung 291 zur Brennstoffregeleinrichtung 23.
Eine weitere Einrichtung, die die Anlage zum mindesten unter gewissen Voraussetzungen verbessert, dient der Änderung des Anteils der Leistungsüber- as tragung in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Die Temperatur am Einlaß einer Gasturbine steigt mit der Außentemperatur. Soll die Turbinentemperatur konstant gehalten werden, so müssen bei steigender Außentemperatur die Brennstoffzufuhr und damit die Leistung verringert werden. Vorteilhaft erfolgt eine Modulation des von dem Drehmomentgeber 111 auf die Drehmomentprogrammeinrichtung 161 übertragenen Drehmomentsignals durch eine Temperaturausgleichseinrichtung 301, die öl aus der Leitung 142 über eine Zweigleitung 302 ableiten kann. Zusätzlich ist dann in der Leitung 142 stromaufwärts der Zweigleitung 302 eine Drosselstelle 303 vorzusehen, die in der Leitung 142 einen Druckabfall bewirkt, wenn über die Zweigleitung 302 öl abgeleitet wird.
Wenn auch die Arbeitsweise schon aus der Baubeschreibung ersichtlich ist, soll sie kurz zusammengefaßt werden.
Die Drehmomentübertragung vom Verdichtersatz zur Nutzleistungsturbine bei Teillastbetrieb bedingt einen Drehzahlabfall des Verdichtersatzes. Hierdurch wird der Luftdurchsatz durch den Verdichtersatz verringert, und es stellt sich am Einlaß der Verdichterturbine eine höhere Temperatur ein. Die Drehmomentprogrammeinrichtung spricht auf die Drehzahl des Verdichtersatzes und auf dessen geliefertes Drehmoment an und ermittelt diese Temperatur und liefert ein Signal zur Steuerung der Drehmomentübertragung durch die Schlupfkupplung, wodurch die Temperatur der Verdichterturbine bei verschiedenen Leistungen im wesentlichen konstant gehalten wird.
Unter der Annahme, daß das Triebwerk im normalen Betrieb mit kleinster Leerlaufleistung läuft, treibt die Verdichterturbine 13 die Hilfsgeräte einschließlich des Verdichterdrehzahlgebers 39 an. Unter diesen Bedingungen ist nur ein geringes Druckgefälle für die Nutzleistungsturbine 17 verfügbar, so daß diese leer mitläuft oder sogar stillsteht, wenn die Last angekuppelt ist. Die Schlupfkupplung 44 ist dann ausgerückt. Um dem Triebwerk eine Nutzleistung zu entnehmen, muß die Verdichterturbine 13 durch Erhöhung der Brennstoffzufuhr beschleunigt werden, um ein größeres Druckgefälle für die Nutzleistungsturbine 17 bereitzustellen. Oberhalb einer niedrigen Leerlaufdrehzahl beginnt die Drehmomentprogrammeinrichtung 161 die Schlupfkupplung 44 einzurücken.
Wird die Temperatur in der Verdichterturbine 13 hochgehalten, so wird der Wirkungsgrad wesentlich verbessert. Die Drehzahl der Verdichterturbine nimmt ab und damit auch das Verdichtungsverhältnis im Verdichter, jedoch verhindert das Aufrechterhalten der hohen Temperatur die sonst eintretende Erhöhung des spezifischen Brennstoffverbrauches. Die von der Verdichterturbine abgenommene Leistung ist für den Antrieb des Fahrzeugs nutzbar.
Wenn auch eine Schlupfkupplung nicht die wirkungsvollste Einrichtung zur Übertragung der Leistung von der Verdichterturbine zur Triebwerksabtriebswelle ist, da der Schlupf einen Leistungsverlust darstellt, so spricht für sie doch ihre Einfachheit, Zuverlässigkeit und leichte Steuerbarkeit.
In F i g. 2 ist ein Teil des gleichen Triebwerks wie in F i g. 1 dargestellt, das jedoch eine elektrisch gesteuerte und betätigte Kupplung 320 zur Verbindung der beiden Wellen 37 und 45 aufweist. Diese Kupplung kann eine Magnetkupplung, eine magnetisch einzurückende Schlupfkupplung, eine elektrisch gesteuerte servobetätigte Kupplung oder eine elektrodynamische Übertragungseinrichtung sein. Diese Kupplung kann in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehmoment wie in F i g. 1 gesteuert werden. In F i g. 2 erfolgt die Steuerung jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur des Treibgases, die durch mindestens ein Thermoelement 322 am Turbineneinlaß gemessen wird. Es wäre aber noch eine Messung der Temperatur am Auslaß der Turbine möglich. Die Meßwerte werden durch Spanmmgs- und Leistungsverstärker, z. B. den Verstärker 324, verstärkt. Der Verstärker 324 wird über Leiter 326 von einer Stromquelle gespeist und durch das Thermoelement 322 gesteuert und liefert über Leiter 328 die Leistung zur Steuerung der Kupplung 320.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge mit einem Verdichtersatz aus einem Verdichter und einer Verdichterturbine, einer von dieser unabhängigen Nutzleistungsturbine und einer lösbaren, einen Drehmomentwandler enthaltenden Antriebsverbindung zwischen dem Verdichtersatz und der Nutzleistungsturbine, gekennzeichnet durch Regeleinrichtungen, die die Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler (44) vom Verdichtersatz (11,13) zur Nutzleistungsturbine (17) und damit zur Triebwerksausgangswelle (18) abhängig von der Temperatur der Verdichterturbine (13) derart steuern, daß sowohl bei Vollast- als auch bei Teillastbetrieb der Nutzleistungsturbine (17) die Temperatur der Verdichterturbine (13) auf einem im wesentlichen der Höchstleistung zugeordneten Wert gehalten wird.
2. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Verdichterdrehzahlgeber (39), der über eine Drehmomentprogrammeinrichtung (161) die Drehmomentübertragung durch den Drehmomentwandler (44) steuert.
3. Garturbinentriebwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentwandler eine Schlupfkupplung (44; 320 in F i g. 2) ist.
4. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentprogrammeinrichtung (161) einen Einlaß vom Verdichterdrehzahlgeber (39) und einen Einlaß von einem Drehmomentgeber (111) für das vom Verdichtersatz (11,13) gelieferte Drehmoment er- S hält und daß sie ein Signal zur Schlupfkupplung (44) liefert, das den verfügbaren Überschuß des Drehmoments des Verdichtersatzes anzeigt und dementsprechend die Drehmomentübertragung der Schlupfkupplung (44) steuert.
5. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Beschleunigungseinrichtung (201), die auf eine das Beschleunigen des Triebwerks anzeigende Bedingung anspricht und oberhalb eines bestimmten positiven Werts der Beschleunigung auf die Schlupfkupplung (44) im
Sinne einer Verringerung des vom Verdichtersatz (11,13) auf die Nutzleistungsturbine (17) übertragenen Drehmoments einwirkt.
6. Gasturbinentriebwerk nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Temperaturausgleichseinrichtung (301), die das von der Schlupfkupplung (44) übertragene Drehmoment abhängig von der Außentemperatur ändert.
7. Gasturbinentriebwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine auf Schubbetriebsbedingungen ansprechende Einrichtung, die die Drehmomentübertragung der Schlupfkupplung (44) zum Verdichtersatz (11,13) erhöht, um ein Abbremsen der Nutzleistungsturbine (17) durch Leistungsabgabe an den Verdichtersatz zu bewirken.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 536/60
DE19631426328 1962-03-07 1963-03-01 Gasturbinentriebwerk für Fahrzeuge Pending DE1426328B2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US17812162A 1962-03-07 1962-03-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1426328A1 DE1426328A1 (de) 1969-04-30
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CH (1) CH508807A (de)
DE (1) DE1426328B2 (de)
GB (1) GB968795A (de)
SE (1) SE325747B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2701179A1 (de) * 1977-01-13 1978-07-27 Tsni Avtomobilnyj I Avtomotorn Regelungssystem fuer zweiwellen-gasturbinentriebwerke

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DE2701179A1 (de) * 1977-01-13 1978-07-27 Tsni Avtomobilnyj I Avtomotorn Regelungssystem fuer zweiwellen-gasturbinentriebwerke

Also Published As

Publication number Publication date
CH508807A (fr) 1971-06-15
DE1426328A1 (de) 1969-04-30
SE325747B (de) 1970-07-06
GB968795A (en) 1964-09-02

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