CN102182561A - 基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器 - Google Patents

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张连俞
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Abstract

本发明的目的在于提供基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器，包括位移传感器、位移传感器外壳、力矩电机转子、力矩电机定子、壳体、滚珠螺母、滚珠丝杠、直线轴承，位移传感器安装在位移传感器外壳里，位移传感器外壳固定在力矩电机定子上，力矩电机转子位于力矩电机定子里，滚珠丝杠和滚珠螺母配合且均位于壳体里，滚珠螺母与力矩电机转子相连，滚珠丝杠连接位移传感器，直线轴承安装在壳体里并限制滚珠丝杠、使滚珠丝杠直线运动。本发明能够保证柴油机转速的可靠控制，其响应速度较快，适用于中功率柴油机的转速控制。

Description

基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器
技术领域
本发明涉及的是一种发动机的控制装置。
背景技术
目前在我国船舶上使用的柴油机位置控制式电子调速执行器，基本上采用比例电磁铁、力矩电机或电液执行器作为执行器的运动元件，分别用于小、中、大功率柴油机转速的控制。比例电磁铁作为电子调速执行器只能通过增加复位弹簧实现双向的移动，这样其输出力一部分用于克服复位弹簧的拉力，影响了其输出力大小。
中国专利号：ZL97242519.5、名称为“电磁执行器”的专利文件中公开了一种电磁执行器，其电磁铁线圈为单绕组线圈、传感器为单转角传感器；位置传感器总成的从动杆与执行器本体上的执行器轴经同步杆联成一体，以达到将衔铁的直线运动转换成转角传感器所需的转动的目的；执行器轴借助联接器实现其与油泵齿条间的无间隙传动。其缺点在于：单绕组线圈和单传感器工作的可靠性低；转角传感器线性度差；传感器没有间隙消除机构；运动转换机构复杂，降低了装置的响应速度、控制精度。综上所述，其性能与可靠性不能满足柴油机高压油泵对其驱动装置的要求。
采用电机作为柴油机位置控制式电子调速执行器的关键部件，已经获得研究，如中国专利申请号为02243850.5的专利文件中，提出一种直线运动式电子控制电动油门执行器，具有壳体、微型直流减速电机、减速机构、通过螺纹传动连接的两个连接件、手动调整旋钮、手动/电动转换钮机构、轴向限位体、电机控制电路。该结构功能复杂，采用直流电机作为运动部件，减速机构没有齿隙消除装置，螺纹传动难以保证精度。
中国专利申请号为200620113604.8的专利文件中，提出一种油门执行器，该执行器包括：控制器、数据采集调理装置、伺服控制器和伺服电机。该执行器采用伺服电机具有结构简单，可靠性好，精度高的优点，但伺服电机没有转角硬限位，没有安全保护。
力矩电机结构简单，输出扭矩大，能实现连续堵转，技术成熟，重量和体积小，有较好的工业应用，将其作为柴油机位置控制式电子调速执行器的主要运动元件，可以实现较大功率范围内的柴油机转速控制。通过滚珠丝杠螺母副可以吧力矩电机的旋转运动转换为直线运动。滚珠丝杠螺母副的摩擦小、速度高、效率高。轴的直线运动通过直线轴承传递，直线轴承的摩擦小、速度高。
发明内容
本发明的目的在于提供响应速度快、保证柴油机转速可靠控制的基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器。
本发明的目的是这样实现的：
本发明基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器，其特征是：包括位移传感器、位移传感器外壳、力矩电机转子、力矩电机定子、壳体、滚珠螺母、滚珠丝杠、直线轴承，位移传感器安装在位移传感器外壳里，位移传感器外壳固定在力矩电机定子上，力矩电机转子位于力矩电机定子里，滚珠丝杠和滚珠螺母配合且均位于壳体里，滚珠螺母与力矩电机转子相连，滚珠丝杠连接位移传感器，直线轴承安装在壳体里并限制滚珠丝杠、使滚珠丝杠直线运动。
本发明的优势在于：本发明能够保证柴油机转速的可靠控制，其响应速度较快，适用于中功率柴油机的转速控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，本发明包括位移传感器1、位移传感器外壳2、力矩电机转子3、力矩电机定子4、壳体5、滚珠螺母6、滚珠丝杠7、直线轴承8，位移传感器1安装在位移传感器外壳2里，位移传感器外壳2固定在力矩电机定子4上，力矩电机转子3位于力矩电机定子4里，滚珠丝杠7和滚珠螺母6配合且均位于壳体5里，滚珠螺母6与力矩电机转子3相连，滚珠丝杠7连接位移传感器1，直线轴承8安装在壳体5里并限制滚珠丝杠7、使滚珠丝杠7直线运动。
为了研究基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器，首先分析柴油机位置控制式调速方式的工作原理。柴油机的转速的控制是通过控制喷油泵的喷油量来实现的，而喷油量的控制是通过调节喷油泵齿条的位置实现。调速执行器的输出一般直接连接在齿条上，柴油机位置控制式电子调速就是通过电机的转动带动喷油泵的齿条的运动，从而控制喷油量，实现柴油机转速的改变，而齿条的位移可以通过连接在轴上的位移传感器反馈出来。
位移传感器1安装在传感器外壳2中，传感器外壳2固定在力矩电机的定子4上。保护滚珠丝杠螺母副的壳体5用螺母安装在力矩电机定子4上。安装在壳体5内的直线轴承8保证滚珠丝杠7的直线运动。滚珠丝杠7与位移传感器1用螺柱连接，滚珠螺母6与力矩电机转子3相连。
本发明采用力矩电机作为运动机构的控制元器件。力矩电机的转子3与滚珠螺母6间用螺母连接，壳体5通过螺母安装在力矩电机的定子4上，如图1。力矩电机转子3转动带动滚珠螺母6转动，滚珠螺母6把旋转运动转换为滚珠丝杆7的直线运动。滚珠丝杆7在直线轴承8内进行直线运动，另一端与柴油泵齿条相连，带动齿条运动，实现喷油量的变化，以改变柴油机转速。齿条的位移量即为滚珠丝杠7的位移量，该位移量可通过连接在滚珠丝杆7上的位移传感器测量出。

Claims (1)

1.基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器，其特征是：包括位移传感器、位移传感器外壳、力矩电机转子、力矩电机定子、壳体、滚珠螺母、滚珠丝杠、直线轴承，位移传感器安装在位移传感器外壳里，位移传感器外壳固定在力矩电机定子上，力矩电机转子位于力矩电机定子里，滚珠丝杠和滚珠螺母配合且均位于壳体里，滚珠螺母与力矩电机转子相连，滚珠丝杠连接位移传感器，直线轴承安装在壳体里并限制滚珠丝杠、使滚珠丝杠直线运动。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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