CN102352795B - 一种双脉冲调速器的机电切换控制机构 - Google Patents

一种双脉冲调速器的机电切换控制机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是一种双脉冲调速器的机电切换控制机构，用于在电子控制部分发生故障时，调速器由电子控制自动切换到机械控制。正常情况下，当柴油机负载增加及速度减少时，执行机构内电磁铁的控制电流增加，控制阀向下移动使得高压油流入伺服活塞的下方，切换杠杆的左端通过销轴连接复位活塞向下移动使主控制阀的向下移动，导致动力活塞向下移动并增加燃油，从而带动输出轴朝加油方向旋转，以提高调节速度。当调速器电子控制部分发生故障失效，柴油机转速下降到低于调速器设置的正常速度约5%时，切换杠杆与滑阀导杆完全脱开不再接触，此时高响应电磁伺服机构不再起作用，柴油机转速就由调速器的机械部分来控制。

Description

一种双脉冲调速器的机电切换控制机构
技术领域
本发明属于柴油机领域，具体涉及一种适用于功率为5000kW左右的系列柴油机的双脉冲调速器的机电切换控制机构。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，大功率柴油机用调速器发展到今天，发生了较大变化。从最早的纯机械式调速器、液压调速器，到今天普遍采用电子调速器、电液调速器。
机械式调速器的转速感应机构、控制机构和执行机构均采用机械方式，其优点是可靠性高，但具有工作能力较小、调速器精度低的缺点，一般只应用于小型高速柴油机。
液压调速器的转速感应机构采用机械方式，而控制机构和执行机构采用液压方式，其优点是工作能力大、可靠性高，但调速精度一般，因此广泛应用于调速精度要求不高的中低速大功率柴油机。
电子调速器的控制机构采用电子方式，执行机构采用机械方式，其特点是调速精度高，但工作能力较小，可靠性差，一般应用于可靠性要求不高的小型高速柴油机。
电液电速器的控制机构采用电子方式，而执行机构则采用液压方式，因此具有较高的工作能力和调速精度，但其可靠性一般，现已广泛应用于要求较高的中低速大功率柴油机。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种用于双脉冲调速器的机电切换控制机构，本发明具体采用以下技术方案：
一种机电切换控制机构，属于双脉冲调速器执行机构的一部分，所述切换机构包括电磁线圈、环状永久磁铁、先导控制滑阀和伺服活塞、切换杠杆、反馈杠杆、复位活塞等零件。
所述环状永久磁铁是安装在所述磁铁线圈内，所述环状永久磁铁的内环面固定在先导控制滑阀的芯杆上，芯杆的上端安装有偏置弹簧。
所述复位活塞的上端固定连接所述反馈杠杆的一端，所述反馈杠杆的另一端固定连接切换杠杆。
所述切换杠杆的一端通过切换连接叉和执行机构的主控制滑阀弹性浮动连接，另一端与动力活塞杆连接，反馈杠杆连接在切换杠杆中部偏切换连接叉一侧。
当执行机构中的高响应伺服机构接收到电子控制器所产生的电流控制信号，将会在电磁线圈和所述环状永久磁铁之间产生一个向上的电磁力，带动先导控制滑阀上下移动，从而控制复位活塞上下移动，当伺服活塞上下移动时通过所述切换杠杆和切换连接叉对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀的滑阀位置同步移动，控制压力油流入或流出动力活塞的油，从而实现对柴油机转速的调节控制功能，此过程为电子控制方式。
如果转速传感器失灵或电子控制信号受到干扰或失效时，电磁力为零，偏置弹簧力产生一个向下的力，带动先导控制滑阀向下移动，通过切换杠杆带动复位活塞向下移动、伺服活塞向上移动，通过所述切换杠杆和切换连接叉对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀向下移动，控制压力油流入动力活塞，动力活塞向下移动，当柴油机转速增加到设定的转速时，先导控制滑阀7和主控制滑阀也回复到遮盖控制口的平衡位置，柴油机在设定切换转速下正常运转，此过程为机械控制方式。至此，切换过程结束。
所述机电切换控制机构的切换转速可以进行预先设定和调整，从而满足不同柴油机的特定要求。
本发明的优点：
（1）一旦电子控制元件突然出现故障时，可实现机电控制的快速自动切换。
（2）显著提高了船用柴油机使用电子调速器的可靠性。
（3）便于实现船舶机舱的全自动化。
采用了该控制机构的双脉冲复合调速器同时具备了液压调速器和电液调速器的优点，并克服了两者的缺点，因此具有工作能力大、调速精高和可靠性高的优点，特别适用于具有特殊要求的柴油机。
附图说明
图1为机电切换控制机构工作原理图；
图2为机电切换控制机构基本结构图。
其中：1、复位活塞，2、切换杠杆，3  反馈杠杆，4、电磁线圈，5、环状永久磁铁，6、伺服活塞，7、先导控制滑阀，8、切换连接叉，9、偏置弹簧，10、动力活塞杆。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
参见图1，该机电切换控制机构属于双脉冲调速器执行机构的一部分，是一套电磁转换先导式伺服调节结构，包括电磁线圈4、环状永久磁铁5、先导控制滑阀7和伺服活塞6、切换杠杆2、反馈杠杆3、复位活塞1等零件。环状永久磁铁5是安装在所述磁铁线圈4内，环状永久磁铁5的内环面固定在先导控制滑阀7的芯杆上，芯杆上端安装有偏置弹簧9。复位活塞1的上端固定连接反馈杠杆3的一端，反馈杠杆3的另一端固定连接切换杠杆2。切换杠杆2一端连接动力活塞杆10，切换杠杆2另一端通过切换连接叉8和执行机构的主控制滑阀弹性浮动连接，反馈杠杆3连接在切换杠杆2中部偏切换连接叉8一侧。
其工作原理是：当执行机构中的机电切换控制机构接收到电子控制器所产生的电流控制信号，将会在电磁线圈4和所述环状永久磁铁5之间产生一个向上的电磁力，带动先导控制滑阀7上下移动，从而控制复位活塞1上下移动，当伺服活塞6上下移动时通过所述切换杠杆2和切换连接叉8对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀的滑阀位置同步移动，控制压力油流入或流出动力活塞的油，从而实现对柴油机转速的调节控制功能，此过程为电子控制方式。
如果转速传感器失灵或电子控制信号受到干扰或失效时，电磁力为零，偏置弹簧力产生一个向下的力，带动先导控制滑阀7向下移动，通过切换杠杆2带动复位活塞1向下移动、伺服活塞6向上移动，通过所述切换杠杆2和切换连接叉对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀向下移动，控制压力油流入动力活塞，动力活塞向下移动，当柴油机转速增加到设定的转速时，先导控制滑阀7和主控制滑阀也回复到遮盖控制口的平衡位置，柴油机在设定切换转速下正常运转，此过程为机械控制方式。至此，切换过程结束。
本控制机构在工作过程中，电磁力、反馈弹簧力和偏置弹簧力之间的关系如下：
设F01为电磁力，F02为反馈弹簧力，F03为偏置弹簧力，
当控制阀在平衡位置时：F01+F03=F02；
当控制电流流失时，F01=0，转速降低，此时：F02＞F03。

Claims (1)

1.一种双脉冲调速器的机电切换控制机构，用于所述双脉冲调速器由电子控制自动切换到机械控制，从而保证柴油机正常运转，所述机电切换控制机构包括电磁线圈（4）、环状永久磁铁（5）、先导控制滑阀（7）、伺服活塞（6）、切换杠杆（2）、反馈杠杆（3）和复位活塞（1）；其特征在于：
所述环状永久磁铁（5）安装在所述磁铁线圈（4）内，所述环状永久磁铁（5）的内环面固定在先导控制滑阀（7）的芯杆上，芯杆的上端安装有偏置弹簧（9）；
所述复位活塞（1）的上端固定连接所述反馈杠杆（3）的一端，所述反馈杠杆（3）的另一端固定连接切换杠杆（2）；
所述切换杠杆（2）的一端通过切换连接叉（8）和执行机构的主控制滑阀弹性浮动连接，另一端与动力活塞杆（10）连接，反馈杠杆（3）连接在切换杠杆中部偏切换连接叉一侧；
当执行机构中的高响应伺服机构接收到电子控制器所产生的电流控制信号，将会在电磁线圈（4）和所述环状永久磁铁（5）之间产生一个向上的电磁力，带动先导控制滑阀（7）上下移动，从而控制复位活塞（1）上下移动，当伺服活塞（6）上下移动时，通过所述切换杠杆（2）和切换连接叉（8）对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀的滑阀位置同步移动，控制压力油流入或流出动力活塞的油，从而实现对柴油机转速的调节控制功能；
如果转速传感器失灵或电子控制信号受到干扰或失效时，所述双脉冲调速器将由电子控制自动转换为机械控制方式；
所述电子控制失效时，电磁力为零，偏置弹簧（9）产生一个向下的力，带动先导控制滑阀（7）向下移动，通过切换杠杆（2）带动复位活塞（1）向下移动，伺服活塞（6）向上移动，通过所述切换杠杆（2）和切换连接叉（8）对执行机构的主控制滑阀产生作用，使得执行机构的主控制滑阀向下移动，控制压力油流入动力活塞，动力活塞向下移动，当柴油机转速增加到设定的转速时，先导控制滑阀（7）和主控制滑阀也回复到遮盖控制口的平衡位置，柴油机在设定切换转速下正常运转；当再次通电时，在电磁力作用下，上述各元件将向相反的方向运动，直到先导控制滑阀（7）和主控制滑阀回复到平衡位置为止。
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