DE716357C - Ausbildung eines Impulsgebers fuer eine Regeleinrichtung fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen - Google Patents

Description

• Ausbildung eines Impulsgebers für eine Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Impulsgebers für eine Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen, bei welcher die Regelung in Abhängigkeit vom Druckeines Impulsgebers erfolgt.
• Bei Brennkraftmaschinen für Flugzeuge werden die Höchstleistung, .die Brennstoffmenge, die Gemischzusammensetzung, die Drehzahl usw. entweder in Abhängigkeit vom Druck, welcher in der Saugleitung der Brennkraftmaschine entsteht, oder in Abhängigkeit vom äußeren Luftdruck, welcher in der j eweiligen Flughöhe herrscht, geregelt. Eine solche Regelung setzt das Vorhandensein eines gleichbleibenden Gas- oder Flüssigkeitsdruckes voraus, welcher dem gleich zu erhaltenden, als Impuls zur Regelung zu benutzenden Druck (Impulsdruck) unmittelbar oder mittelbar entgegenwirkt. Die Änderung des Impulsdruckes verursacht eine Bewegung des sowohl dem gleichbleibenden Druck wie auch dem Impulsdruck ausgesetzten Regelgliedes und leitet dadurch die Regelung ein. Die Erfindung löst die Aufgabe, für die Zwecke einer solchen Regelung einen gleichbleibenden Flüssigkeits- oder Gasdruck herzustellen bzw. zu erhalten.
• Bekannt ist die Verwendung der barometrischen Dose; das ist eine nachgiebige Dose, welche mit Gas von einem bestimmten Druck gefüllt eine gewisse Form annimmt und auf welche von außen der Impulsdruck wirkt. Die Veränderung des Impulsdruckes zieht eine Formänderung der Dose nach sich, welche die Regelung einleitet.
• Barometrische Dosen haben nun den Nachteil, .daß sie bei kräftiger Bauart wenig nachgiebig sind, bei einer besonders nachgiebigen Ausführung aber oft Brüche auftreten, besonders wenn die Dosen starken Schwin:ungen ausgesetzt sind.
• Um these Nachteile zu vermeiden, :wird gemäß der Erfindung e'-n Diferentiall:oib-ri oder eine Differentialineinbran verwendet, welche drei Räume beg:ienzt. Die Drücke, welche in zwei von diesen drei Räumen entstehen, sind so gewählt, d_tß die durch sie auf die Differentialkolben o. dgl. atisgeiibten Kräfte sich gegense'tig aufheben. Dem Druck im dritten Rauirre wirkt einzig und allein eine vielgängige weiche Feder entgegen, welche auf den Differentialkolben wirkt. Die durch die Ändermig des Impulsdruckes entstehende Störung des Gleichgewichtes löst eine Bewegung der Kolben, .der Membranen o. dgl. aus, und diese Bew egung wird zur Fl°rstel_lung des Gleichgewichtsdruckes verwendet.
• Die sich egerise:tig mitheb°nden @riicl<< werden durch Gasströmung erzeugt, #.wLlcii@ unabhängig von den jeweiligen Zustandswerten (Strönlun gs.geschwindiglceit, Dichte und Temperatur des strömenden Gas: s i immer in demselben Verhältnis zueinander stehen. Die Löstind':eser Teilaufgabe 1, ruht auf dem physikalischen Gesetz, wonach clie Drücke im engsten und weitesten Otv_:rschnitt eines Venturirohres dauernd in Beinselben Verhältnis zueinander stehen, ;.renn- im engsten Querschnitt zumindest die kritische Ströinungsg-sch#.vind:gl:°it vorhpnrlcn ist. Diese Drücke werden nun auf diei@_clleri des I)ifferenti°alkolb°as zur Wirkung gebracht, !, deren Inhalte in demselben, aber umJ"elseliren Verhältnis zueinander stehen wie die Drücke.
• Die Ausnutzung der Bczt-e-un@- des Impulsgebers bei Störun- des Gleich gevwichtes, _ also bei Veränderung des gleiclizulialtcnd:cri Druckes kann in all sich bekannter W,2-je erfolgen. Bei einer zwecl;inäßi#en Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch 11:e Kolben- o,1--r Membran.enverschiebung, ivelciie bei Verminderung des gleichzuerhahenden Druckes entsteht, Gas oder Flüssigkeit mit höherem Druck in den Drtici>-raum eingelassen und bei Erhöhung dieses Druckes aus dem Druckraum ausgestoßen.
• D:e Regelung kann in bekannter Weise entweder .an einer Einlaßstelle oder an ein--r Auslaßstelle des Druckruittels oder all beiden Stellen erfolgen.
• In Abhängigkeit vom Strömungszustand in der Saugleitung tätige Vorrichtungen zur Regelung von Brennkraftinaschinen, bei denen in der Saugleitung Geschwindigkeitsunterschiede geschaffen werden und 11:e an Stellen verschiedener Geschwindigkeit verschieden hohen Drücke zur Einwirkung auf eine .zur Erzeugung der Verstellkraft dienende Druck: L@@llyetz;`Ol"1'1Clittln ge1)i'acht werden, slnrl sie- j

  kannt. hei jenen Vorrichtungen wird aber

  zul" Regelung ein Drucla-'rlterschied nut:%bal

  gernacht und nicht ein Druck erzvagt, dessen

  ab>r,;titer VtTert unabhäng'g von allen Zu-

  standswerten. wie Geschwindigkeit, spezi-

  fs:-hes Gewicht und Temperatur des :,;römen-

  den Gases, glcichbleibt.

  Die 7-eichiiiiii,zeigt schematisch zw:_ _! tls-

  führtirgsbe:spiele der Erfindung.

  In Abb. z bezeichnet z einen Diii-erential-

  kolben, der sich im Zylinder 2 auf und ab

  b: i;.`egen kann. In den Raum 3 ü13--1' deM

  Kolben l und in den Raum 5 unterhalb des-

  selbcn wird .durch die Anschlüsse -i-bzw. ( Je

  ein Gas- oderliis@@igl:eitsdrucl: iibertraget"

  deren Größen in einem gleichbleibadn Ver-

  hältnis zu-@inanrler stehen, wclches d°[email protected]

  der Druckiläch en i.l. und 15 um'-;aehrt gieiclr

  ..

  ist. Es @=@eiaen also die auf die holbeliflaicher

  l4 l5 ;virl:end:en Kräfte, auch wenn die- Drücke in den R äuniell 3 u2.11 5 verärirkerlr.

  stets e:nalirler das Gleichgewicht halten.

  Im lnn erti cl.:s -entsprechend Bohl auslehil_

  Jeton Kolbens i ist eine Feder g ailyeordnet.

  cl-*c viele t!'in:clutigeli besitzt, verliältiiamäßig

  1211.t'; und derizufo_i@e `.w21Cll ist, so (1--ß ihr_-

  Krait in Anbetracht derer:aR-@li Be\z-c-t7iii-

  geli des, Kolbens als praktisch glticlibleih@nrl

  :tn-:zlsellcn werden scann. Im Raum;. der vu;r

  rler dritten Druckfläche des @üte@e@ti@l@z,i-

  hens beherrscht ;wird, ist ein Gas oder

  Flüss--_gkeit eingeschlossen, deren Drticl:, ull-

  abliäilig :-o11 den auf die beiden ander,_n I@o1-

  lie@itäcliz@ wirkenden Drücken, nur

  Druck.: der Feder g abhängig, ist.

  Wenn der Gas- oder Flüssigl:citsdruck ini

  Ralinie j kleiner als der Federdruck ist, sr@

  L^jwegt sich der Kolben i aLwärt, lind es

  Strömt Gas Oder F1ttSSahlxeii mater Drück

  durch den:-'111sdilttß ?2 und den Ringrati:n ri

  durch die Kanäle io so lange iri den Raum,-,

  bis. der Druck des im Raum e:ngesclllo>:,enn

  Druckiniftels entsprechend erhöht ist. so d-tla

  er dem Druck der Feder das C'@le:chge;vicla

  hält. Wird der Druck in i Raume 7 zu hoch.

  so wil',l 11;r K olb°n i nach oben 1iewcbt, ti:: 11

  e s strömt das Druckmittel aus dein Rauen .`

  clarcll 11;n Anschluß 13 so lange ins Freie, bis

  das Gleichgev-icht ;viederhe°gestellt ist.

  Die Abb. a zeigt, wie die zwei an s::cll ver-

  änderlichen, aber stets im selben Größen-

  t>erliältn:s zueinander bleibenden Gas- orler

  Flüssigkeitsdrucke für die Räume 3 und 5 des

  Differentialkolbens o. dgl. erzeugt werden

  können. Das dargestellte Doppelv-enturirolii-

  kann z. B. in die Saubleitting der Brennkraft-

  inaschine zwischen Drosselklappe und Einlaß-

  ventilen eingebaut werden, dann sind x-x und

  )r-1die Abgrenzungen des Einbaus. Das Dop-

  pelventurirolir kann aber auch an dem Lader

  ange#.rdllet ;--: erden, 4o daß das äußere Rohr

  i6,den Druckraum des Laders mit dein Saugraum oder mit der Außenluft oder einem anderen Raum verbindet, in welchem ein kleinerer Druck als im Druckraum des Laders herrscht. In beiden Fällen strömt Gas in d!, -i-Richtung des Pfeiles 17 durch die beden Venturirohre 16 und ig. Die Anordnung muß so gewählt werden, daß im engsten Querschnitt i8 des Venturirohres ig unter den üblichen Betriehsverhältnissen, vom Leerlauf bis zur Vollast, immer die kritische Geschwindigkeit auftritt. Dann wird der im Querschnitt 18 herrschende Druck theoretisch immer das o,53fache des im Rohre 16, z. B. an der Stelle x-x herrschenden Druckes betragen. In Wirklichkeit wird diese Zahl einen etwas größeren, aber stets gleichbleibenden Wert annehmen. Diese Verhältniszahl ist also unabhängig vom spezifischen Gewicht der Luft und von deren Strömungsgeschwindigkeit, also von der Belastung der Brennkraftmaschine, von ihrer Drehzahl sowie auch von allen anderen Größen, z. B. Öffnung der Drosselklappe u,sw.
• Wenn demnach der Druck von der Stelle x-x durch den Anschluß 2o in den Raum 5 unter dem Differentialkolben der Einrichtung nach Abb. i und der Druck an der Stelle 18 durch den Anschluß 21 in den Raum 3 über dem Differentialkolben geleitet wird, so wird, wenn ,das Größenverhältn'.s der Flächen 15 und 14 so gewählt worden ist, daß es ebenfalls 0,53 bzw. der in Wirklichkeit entstehenden gleichbleibenden Verhältniszahl der Drücke beträgt, Gleichgewicht zwischen den auf die Flächen 14 und 15 wirkenden Kräften herrschen und der Druck im Raum 7 nur von der Kraft der Feder g abhängig sein. Dieser gleichble'bend@e Druck kann nun durch den Anschluß 22 abgeleitet und in allen jenen Fällen zur Regelung herangezogen werden, in denen eine Regelung auf Grund einer stets gleichbleibenden Größe erfolgen soll.
• In Abb. 3 ist eine Anordnung veranschaulicht, bei der an Stelle des Differentialkolbens eine Differentialmembran zur Verwendung kommt. Die Räume und Anschlüsse dieser Anordnung sind -denen der Abb. i entsprechend bezeichnet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere in Flugzeugen, bei welcher .die Regelung in Abhängigkeit vom Druck eines Impulsgebers erfolgt, dadurch gekennzeichnet. :d.aß als Impulsgeber eine. Einrichtung verwendet wird, welche aus einem Differentialkolben (i) besteht, dessen beide wirksamen Kolbenflächen (i4, 15) mit den Anschlüssen (2o und 21) eines Venturirohres (z6) verbunden sind, welches in die Ansaugeleitung einsgeschaltet und so ausgebildet ist, daß an .der e.igsten Stelle be? allen Betriedszus:änden der Brennkraftmasch?nen die kritische Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, so daß die an den _@nschlußstellen (2o und 21) des größten und des kleinsten Querschnittes sich einstellenden Drücke stets im selben Größenverhältnis bleiben, wobei die Drücke auf die im gleichen Größenverhältnis wie sie stehenden beiden Flächen (14 und 15) des Differentialkolbens (i) so einwirken, daß die kleinere Kolbenfläche (15) unter der Wirkung des größeren Druckes steht, und umgekehrt, und daß der Differentialkolben (i) mit einer weichen Feder (g) belastet ist und eine weitere Druckfläche aufweist, welche in einem Raum (7) des Gehäuses arbeitet, von welchem der gleichzuhaltende Regeldruck ausgeht und welcher bei Bewegungen des Differentialkolbens (i) durch Verbindung :der Steuerkanäle (io und i i) im Differentialkolben bzw. im Gehäuse mit dem Zu- bzw. Abfluß (12 oder 13) eines Druckmittels (Ö1 oder Gas) in Verbindung gebracht -,v-rd.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d,aß statt eines Differentialkolbens eine Differentialmembran o. dgl. verwendet wird.