專利名稱：柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種由微機(jī)控制的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)。
在柴油機(jī)上，為了穩(wěn)定柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，都裝有自動(dòng)調(diào)速裝置，即通常所說(shuō)的調(diào)速器。傳統(tǒng)的調(diào)速器是專用離心式機(jī)械調(diào)速方法。對(duì)于某些要求柴油機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性很高的應(yīng)用場(chǎng)合，例如電站用柴油機(jī)，采用機(jī)械調(diào)速方法難以獲得令人滿意的調(diào)速精度。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了性能優(yōu)良的電子調(diào)速器。這種調(diào)速器可達(dá)到很高的調(diào)速精度，可滿足電站用柴油機(jī)的要求。電子調(diào)速器可分為模擬電路式和數(shù)字電路式。與模擬式電子調(diào)速器相比較，帶微處理機(jī)的數(shù)字式調(diào)速器具有更強(qiáng)的功能。它除可按程序設(shè)定進(jìn)行精確地調(diào)速外，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的供油按用戶和工作對(duì)象的要求進(jìn)行油量校正，這一功能特別適用于增壓柴油機(jī)和要求有較大扭矩儲(chǔ)備系數(shù)的工程用柴油機(jī)。
數(shù)字式電子調(diào)速器的關(guān)鍵部件之一是用于調(diào)整柴油機(jī)高壓油泵供油量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是把來(lái)自電子控制器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移力，以此驅(qū)動(dòng)高壓油泵的齒條。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求是對(duì)控制器的輸出信號(hào)有迅速的機(jī)械響應(yīng)，有足夠大的機(jī)械驅(qū)動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，并具有當(dāng)控制器發(fā)生故障時(shí)能進(jìn)行人工控制操作。
基于上述要求，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種柴油機(jī)數(shù)字式電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其可直接接受控制器發(fā)出的數(shù)字信號(hào)，與控制器相配合達(dá)到對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行精確的調(diào)速和油量校正。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它包括一個(gè)調(diào)節(jié)柴油機(jī)高壓油泵供油量的齒桿，一個(gè)使齒桿產(chǎn)生位移的齒桿位移執(zhí)行器，本實(shí)用新型的特殊之處在于，上述齒桿的端部連接一個(gè)齒桿位置傳感器，凸輪軸旁安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，齒桿位移執(zhí)行器主要包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)由旋轉(zhuǎn)螺桿和滑動(dòng)螺母組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)杠桿，杠桿的一端通過(guò)銷軸同齒桿鉸接，另一端通過(guò)銷軸同滑軸鉸接，中間通過(guò)銷軸同滑動(dòng)螺母鉸接，滑軸上裝有復(fù)位彈簧，銷軸還同手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。
上述的旋轉(zhuǎn)螺桿固定在步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，與滑動(dòng)螺母的內(nèi)螺紋相嚙合，滑動(dòng)螺母與滑套成鍵式滑動(dòng)連接。
滑動(dòng)螺母的外園上加工1～4條凸起，與此相對(duì)應(yīng)，滑套的內(nèi)孔加工1～4條凹槽。
手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由手柄、銷軸和撥桿組成，手柄和撥桿的一端與銷軸成固定連接，撥桿的另一端同銷軸鉸接。
杠桿兩端采用長(zhǎng)形連接孔。
上述技術(shù)方案的指導(dǎo)思想是該電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)與微機(jī)配合使用時(shí)，必須對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。即微機(jī)根據(jù)采集的柴油機(jī)供油量和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)螺桿驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)螺母產(chǎn)生軸向位移，通過(guò)杠桿推動(dòng)齒桿改變柴油機(jī)的供油量，齒桿位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)不斷輸入微機(jī)，經(jīng)微機(jī)處理后不斷向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出指令，從而實(shí)行自動(dòng)控制。借助于手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行人為控制或緊急停車。為了使旋轉(zhuǎn)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成滑動(dòng)螺母的平動(dòng)，滑動(dòng)螺母和滑套之間采用鍵式連接。杠桿兩端采用長(zhǎng)形連接孔是為了具有足夠的擺動(dòng)量而不會(huì)因銷軸被卡死。


附圖1是一種柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖。
下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)對(duì)該實(shí)施例的描述和附圖給出本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。
附圖1是一種柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，步進(jìn)電機(jī)〔1〕的轉(zhuǎn)軸〔2〕上固定一個(gè)旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕，旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕的螺紋段〔3a〕與滑動(dòng)螺母〔4〕的內(nèi)螺紋〔4a〕嚙合，加工在滑動(dòng)螺母〔4〕外園上的花鍵式凸起〔4b〕插入靜止滑套〔5〕的花鍵式凹槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)把步進(jìn)電機(jī)〔1〕的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成滑動(dòng)螺母〔4〕的平動(dòng)。柴油機(jī)高壓油泵上的油量調(diào)節(jié)齒桿〔7〕的端部連接油量位置傳感器〔6〕，杠桿〔8〕的一端經(jīng)銷軸〔9〕同齒桿鉸接在一起，另一端經(jīng)銷軸〔11〕同滑軸〔15〕鉸接在一起，中間經(jīng)銷軸〔10〕同滑動(dòng)螺母〔4〕鉸接在一起，為了讓杠桿〔8〕擺動(dòng)自如，銷軸〔9〕〔11〕處采用長(zhǎng)形連接孔〔12〕〔13〕?；S〔15〕的另一端安裝了一個(gè)復(fù)位彈簧〔14〕，保證使用手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)時(shí)自動(dòng)復(fù)位。在對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，步進(jìn)電機(jī)〔1〕的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)螺母〔4〕的平動(dòng)，由于滑軸〔15〕在復(fù)位彈簧〔14〕的作用下，銷軸〔11〕成為固定支點(diǎn)，滑動(dòng)螺母〔4〕的平動(dòng)轉(zhuǎn)化為杠桿〔8〕繞銷軸〔11〕的擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)齒桿〔7〕較大幅度的位移，調(diào)節(jié)柴油機(jī)高壓油泵的供油量。
附圖2是柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖。圖中，銷軸〔19〕穿過(guò)殼體，外側(cè)固定一個(gè)手柄〔18〕，內(nèi)側(cè)固定一個(gè)撥桿〔20〕，撥桿〔20〕的另一端與銷軸〔11〕鉸接。高壓油泵的凸輪軸〔16〕端部安裝一個(gè)測(cè)速齒輪〔21〕，旁邊裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器〔17〕。在圖1和圖2中，手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程如下扳動(dòng)手柄〔18〕經(jīng)撥桿〔20〕推動(dòng)滑軸〔15〕壓縮復(fù)位彈簧〔14〕產(chǎn)生位移，這時(shí)銷軸〔10〕變成固定支點(diǎn)，由于杠桿〔8〕的作用，齒桿〔7〕產(chǎn)生同滑軸〔15〕相反方向的位移，根據(jù)需要可以控制手柄〔18〕在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑢?duì)柴油機(jī)高壓油泵的供油量進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。在自動(dòng)控制時(shí)，手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還可作緊急停車之用。
本實(shí)用新型的效果在于，上述的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)與微機(jī)配合裝機(jī)試驗(yàn)，在各給定轉(zhuǎn)速下，起動(dòng)時(shí)都能得到良好的響應(yīng)性，在800～3000轉(zhuǎn)／分時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間為1.5～1.8秒；空負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)率及全負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定調(diào)速率均可達(dá)到0％，一般轉(zhuǎn)速波動(dòng)均在±0.3％以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)的恒速運(yùn)轉(zhuǎn)；負(fù)荷突變時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速的變化，控制輸出和齒條位置均有良好的跟隨性，并又作用于轉(zhuǎn)速，因而得到非常好的結(jié)果。該裝置只要改變給定的放大系數(shù)，就能適應(yīng)不同的柴油機(jī)規(guī)格和用途，結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格低廉，便于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它包括一個(gè)調(diào)節(jié)柴油機(jī)高壓油泵供油量的齒桿[7]，一個(gè)使齒桿[7]產(chǎn)生位移的齒桿位移執(zhí)行器，本實(shí)用新型的特征在于，上述齒桿[7]的端部連接一個(gè)齒桿位置傳感器[6]，凸輪軸[16]旁安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器[17]，齒桿位移執(zhí)行器主要包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)[1]，一個(gè)由旋轉(zhuǎn)螺桿[3]和滑動(dòng)螺母[4]組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)杠桿[8]，杠桿[8]的一端通過(guò)銷軸[9]同齒桿[7]鉸接，另一端通過(guò)銷軸[11]同滑軸[15]鉸接，中間通過(guò)銷軸[10]同滑動(dòng)螺母[4]鉸接，滑軸[15]上裝有復(fù)位彈簧[14]，銷軸[11]還同手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，上述的旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕固定在步進(jìn)電機(jī)〔1〕的轉(zhuǎn)軸〔2〕上，與滑動(dòng)螺母〔4〕的內(nèi)螺紋相嚙合，滑動(dòng)螺母〔4〕與滑套〔5〕成鍵式滑動(dòng)連接。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，滑動(dòng)螺母〔4〕的外園上加工1～4條凸起，與此相對(duì)應(yīng)，滑套〔5〕的內(nèi)孔加工1～4條凹槽。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由手柄〔18〕、銷軸〔19〕和撥桿〔20〕組成，手柄〔18〕和撥桿〔20〕的一端與銷軸〔19〕成固定連接，撥桿〔20〕的另一端同銷軸〔11〕鉸接。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，杠桿〔8〕兩端采用長(zhǎng)形連接孔〔12〕〔13〕。
專利摘要一種由微機(jī)控制的柴油機(jī)電子調(diào)速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制系統(tǒng)。該裝置由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)高壓油泵的供油量，手動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以進(jìn)行人為調(diào)節(jié)和緊急停車之用。齒桿位置和轉(zhuǎn)速傳感器為微機(jī)提供控制的必要參數(shù)。在各給定轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)響應(yīng)性好，空負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)率及全負(fù)荷時(shí)的穩(wěn)定調(diào)速率均為0％，轉(zhuǎn)速波動(dòng)均在±0.3％以內(nèi)，負(fù)荷突變時(shí)齒桿位置跟隨性好。
文檔編號(hào)F02D41/00GK2036208SQ8820655
公開日1989年4月19日 申請(qǐng)日期1988年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月31日
發(fā)明者張育華, 宋冬明 申請(qǐng)人:大連天新新技術(shù)開發(fā)公司