-
Verfahren zur stufenlosen Regelung eines Schleuderladers für Flugbrennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft .ein Verfahren zur stufenlosen Regelung eines Schleuderladers
für eine Flugbrennkraftmaschine, der zusammen mit einem ihm parallel geschalteten
Rootsgeblä.se über ein Planetengetriebe von der Maschine ,angetrieben wird, wobei
durch Erhöhung der Druckdifferenz vor und hinter dem Rootsgebläse das Rootsgebläse
und der mit ihm gekuppelte umlaufende Teil des Planetengetriebes !abgebremst und
dadurch die Drehzahl des Schleuderladers erhöht wird, und umgekehrt.
-
Bei einer bekannten, mit dieser Regelung arbeitenden Flugbrennkraftmaschine,
bei der ebenfalls das Rootsgebläse als Regelgebläse und der Schleuderlader ,als
Hauptgebläse parallel zueinander beschaltet sind, also in die gemeinsame Ladeleitung
fördern, wird die Änderung der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Saug- und
dem Druck in der Ladeleitung durch Verstellen eines in der Druckleitung des Rootsgebläses
angeordneten Absperreinrichtung in Abhängigkeit von der Flughöhe vorgenommen. Am
Boden wird die Absperrvorrichtung .hinter dem Rootsgebläse geöffnet, das Rootsgebläse
arbeitet mit geringem Drehmoment, aber hoher Drehzahl. Entsprechend sinkt die Drehzahl.
des Schleuderladers. Bei steigender Flughöhe erfolgt eine zunehmende Drosselung
hinter dem Rootsgebläse und somit eine Erhöhung der Drehzahl des Hauptgebläses,
bis schließlich in der Gleichdruckhöhe die Absperrvorrichtung vollkommen geschlossen
ist und der Schleuderlader seine höchste Drehzahl erreicht hat. In diesem Falle
ist vor und hinter dem Rootsgebläse die größte Druckdifferenz vorhanden, und das
ihr entsprechende Drehmoment hält dem Schleuderladerdrehmoment bei Höchstdrehzahl
gerade die Waage. Der
Zustand, daß das Bootsgebläse vollkommen stillsteht;
ist jedoch nicht zu erreichen, weil seine Undichtigkeitsverluste einen gewissen
Schlupf bedingen. Ein vollkommenes Al)-bremsen des Bootsgebläses ist aber anzustreben,
da dann der Regelbereich bzw. die höchste Drehzahl des Schleuderladers größer ist.
-
Wird das Bootsgebläse mit dem Schleuderlader ohne Absperrvorrichtung
druckseitig verbunden, dann wirkt auf seine Druckseite stets der Ladedruck des Schleuderladers.
Durch entsprechende Bemessung des Bootsgebläses ließe sich erreichen, daß seine
Spaltverluste vom Schleuderlader gerade gedeckt werden und das Bootsgebläse zum
Stillstand kommt. Dieser Gleichgewichtszustand besteht aber unabhängig von der Flughöhe.
Zur Regelung unterhalb der Gleichdruckhöhe könnte man den Schleuderlader drosseln.
Da aber die Leerlaufleistung eines Bootsgebläses mit der Drehzahl schnell ansteigt,
m'üßte der Schleuderlader in Bodennähe stark gedrosselt werden, d. h. der Vorteil
einer solchen Regelung wäre nicht voll auswertbar.
-
Wenn man das Bootsgebläse frei ausblasen läßt, entfällt diese Beschränkung.
Dem Verlust an Antriebsleistung durch das freie Ausblasen des Bootsgebläses steht
ein gewisser Vorteil gegenüber. Der Schleuderlader fördert nämlich bei jeder Drehzahl
die volle Verbrennungsluftmenge und arbeitet daher immer in einem Gebiet guten Wirkungsgrades.
Auch wird die Verbrennungsluft weniger erwärmt, da die Verdichtungsart des Schleuderladers
derjenigen des Bootsgebläses thermodynamisch überlegen ist.
-
Die Erfindung besteht nun darin, daß. .die vorgenannten Regelungsarten
unter Ausnutzung ihrer Vorteile und Vermeidung ihrer wesentlichen Nachteile in folgender
Weise vereinigt werden: Mittels einer in der Druckleitung des Bootsgebläses angeordneten
Absperreinrichtung, z. B. eines Dreiwegehalines, wird das Bootsgebläse am Boden
mit der Außenluft verbunden. Bei steigender Höhe wird die Verbindung mit der Außenluft
zunehmend gedrosselt und bei weiterem Steigen bis zur Gleichdruckhöhe eine Verbindung
der Druckleitung des Rootsgebl,äses mit der Druckleitung des Schleuderladers mehr
und mehr hergestellt.
-
Hierbei gehört zu jedem gegebenen Schleuderlader eine ganz bestimmte
Größe des Bootsgebläses, da ja die vom Schleuderlader erzeugte Druckhöhe zum Festbremsen
des Rootsgeblässes verwendet wird.
-
Man kann die Größe des Bootsgebläses herabsetzen, wenn man die Druckdifferenz
vor und hinter Schleuderlader erhöht. Dies kann durch mehrere ineinandergesteckte
Venturirohre @Staudruckmultiplikatorj erfolgen, die in der Saugleitung des Schleuderladers
angeordnet werden. Das kleinere Bootsgebläse it ein kleineres Leerlaufdrehmoment.
Man .nn es daher parallel zum Schleuderlader ordern lassen, ohne den Regelbereich
des Schleuderladers nach unten zu weit zu beschneiden.
-
Hiernach ergibt sich unabhängig von dem erstgenannten folgendes weitere
Regelverfahren gemäß der Erfindung: Mittels einer in der Ansaugeleitung des Bootsgebläses
angeordneten Absperreinrichtung, z. B. eines Dreiwegehahnes, wird das Bootsgebläse
am Boden mit der Außenluft verbunden. Bei steigender Höhe wird die Verbindung mit
der Außenluft zunehmend gedrosselt und bei weiterem Steigen bis zur Gleichdruckhöhe
eine Verbindung der Saugleitung des Bootsgebläses mit einer in der Saugleitung des
Schleuderladers angeordneten Multiplikatordüse mehr und mehr hergestellt.
-
Als Vorteile dieses Verfahrens sind zu nennen: i. Die Größe des Bootsgebläses
oder seine Höchstdrehzahl kann verringert werden.
-
2. Die Regelung wird praktisch verlustlos, weil das Bootsgebläse zur
Förderung mit herangezogen wird. Da es ein kleineres Hubvolumen bekommt, bleibt
der Regelbereich des Schleuderladers noch im Gebiet guter Wirkungsgrade.
-
3. Die Spaltverluste bei Stillstand des Bootsgebläses nehmen ab.
-
In den Abb. i und z sind beide I2,egelungsarten an Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Abb. i gibt ein Schema der Anordnung wieder. Der Flugmotor i treibt einmal
die Luftschraube 2 sowie über ein Umlaufgetriebe 3 einerseits den Schleuderlader
.l, andererseits das Bootsgebläse 5 an. Bei Bodenbetrieb ist die Absperreinrichtung
6, ein Dreiwvegehahn, Doppelventil oder Schieber so geschaltet, daß die Luft frei
abbläst. Das Bootsgebläse hat seine höchste, der Schleuderlader seine niedrigste
Drehzahl und fördert seine Luft: in den Motor i. Die Regelung des Motors erfolgt
durch die Drosselklappe ; . Ist diese voll geöffnet und steigt man in die Höhe auf,
so schließt man langsam den Dreiwegehahn 6 immer mehr, wodurch die Drehzahl des
Schleuderladers .4 steigst und die Drehzahl des Bootsgebläses fällt. Ist der Dreiw-egeliahn
6 ganz verschlossen, so hat das Bootsgebläse seine Schlupfdrehzahl. Bei weiterem
Steigen wird der Dreiwegehahn 6 so lange weitergedreht, bis die Verbindung zur Ladeleitung
geöffnet wird. Bei voller Üifnung erreicht man den Stillstand des Rootsgebläses.
Die Betätigung des Dreiwegehahnes
6 und der Drosselklappe 7 kann
von Hand oder selbsttätig erfolgen.
-
In Abb.2 sind die gleichen Bezeichnungen für gleiche Teile wie in
Abb. i gewählt. Rootsgebläse und Schleuderlader fördern in eine gemeinsame Ladeleitung
des Motors. Das . Rootsgebläse ist beim Start über Ventil 6 mit der Ansaugleitung
des Schleuderladers verbunden. Die Regelung des Motors erfolgt zunächst lediglich
mit Drosselklappe 7. Ist Drosselklappe 7 ganz offen, so wird der Dreiwegehahn 6
langsam geschlossen, wobei die Drehzahl des Schleuderladers steigt, die Drehzahl
des Rootsgebläses fällt. Ist die Schlupfdrehzahl erreicht, so wird die Saugseite
des Rootsgebläses 5 mit dem Staudruckmultiplikator 8 verbunden. Infolge des hohen
Unterdruckes vor und des Überdruckes hinter dem Schleuderlader wird das Rootsgebläse
zum Stillstand gebracht.