CN104533635B - 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 - Google Patents
一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104533635B CN104533635B CN201510001281.7A CN201510001281A CN104533635B CN 104533635 B CN104533635 B CN 104533635B CN 201510001281 A CN201510001281 A CN 201510001281A CN 104533635 B CN104533635 B CN 104533635B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed regulating
- motor speed
- inverted
- main shaft
- diesel engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，包括倒T型支架、安装在倒T型支架一侧的直流无刷电机和安装在倒T型支架另一侧的导套，导套的端部安装端盖，导套内设置有法兰盘，法兰盘的右端面与减速机的一端固连，减速机的另一端安装在倒T型支架上，直流无刷电机的输出轴与减速机的输入轴通过联轴器连接，减速机的输出轴与主轴连接，主轴上套装扇形大齿轮且主轴与扇形大齿轮为一体，法兰盘的左端面安装传感器支架，转角位移传感器安装在传感器支架上，传感器支架上还安装扇形测量齿轮，扇形测量齿轮与扇形大齿轮啮合，主轴穿过端盖的部分套装有摇臂，摇臂与柴油机喷油泵齿条连接。本发明适用于大功率柴油机，结构简单，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机调速执行器，尤其涉及一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器。
背景技术
日趋严峻的能源短缺和环保问题要求柴油机不断提高其性能，以减少燃油消耗和降低污染物排放。作为柴油机电控核心技术之一的电子调速技术对柴油机性能有着显著的影响，而柴油机电子调速系统中最关键的部件是执行机构。目前在我国舰船柴油机上大多使用位置控制式电子调速执行器，按工作原理主要有电磁式、电液式和电机式三种类型。
电磁式执行机构，通常是比例电磁铁。如2006年内燃机第2期论文“柴油机数字式电子调速器的研究”中介绍的电磁执行器为直流比例电磁铁，喷油泵齿杆供油方向的驱动力与通过电磁执行器绕组的工作电流成正比，减油方向复位力由复位弹簧产生。当两个力平衡时，输出轴位于相应的平衡位置；若增加执行器的工作电流强度，则喷油泵供油齿杆向加油方向移动；反之，则向减油方向移动。其缺点是最大驱动力受到线圈和最大工作电流的限制，因而配机范围只限于中小功率的柴油机上。
对于大功率柴油机，其调速执行器一般采用电液式或电机式。如专利号为200520010074.X的中国专利，提出了一种柴油机电液调速器的执行器，它由电磁转换器、负载弹簧、控制阀、减压阀、动力活塞、过滤器、油泵、输出轴和传动轴等组成，具有推力大、电功耗低等优点，但液压执行机构对零件加工精度要求高，并需要外加液压驱动源等原因，造成系统结构复杂，限制了其使用。
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，如专利号为02243850.5的中国专利，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。
此外，2008年8月在哈尔滨工程大学学报论文“有限转角力矩电机作为柴油机调速执行机构的设计研究”中提出采用有限转角力矩电机作为柴油机调速执行器。有限转角力矩电机设计复杂，价格成本较高，控制复杂。作为执行器时，体积较大，因此应用受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构简单紧凑、精度高的大功率柴油机直流无刷电机调速执行器。
本发明的目的是这样实现的：包括倒T型支架、安装在倒T型支架一侧的直流无刷电机和安装在倒T型支架另一侧的导套，导套的端部安装端盖，导套内设置有法兰盘，法兰盘的右端面与减速机的一端固连，减速机的另一端安装在倒T型支架上，直流无刷电机的输出轴与减速机的输入轴通过联轴器连接，减速机的输出轴与主轴连接，主轴上套装扇形大齿轮且主轴与扇形大齿轮为一体，法兰盘的左端面安装传感器支架，转角位移传感器安装在传感器支架上，传感器支架上还安装扇形测量齿轮，扇形测量齿轮与扇形大齿轮啮合，主轴穿过端盖的部分套装有摇臂，摇臂与柴油机喷油泵齿条连接。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.在所述法兰盘的左端面上的传感器支架的两侧分别安装有左限位挡块和右限位挡块。
2.在减速机与倒T型支架接触的端面上设置止口盘。
3.在倒T型支架顶端开有紧固通孔。
4.在所述端盖的外表面上设置转角刻度，在主轴上安装有指针。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用直流无刷电机与减速机的配合实现大功率柴油机的调速，而直流无刷电机系统具有功率密度高、响应速度快、可靠性高、效率高、电磁污染小、维护费用低等优点，因此采用大功率直流无刷电机和性能优良的集成化精密减速机作为执行器的主要部件，直流无刷电机通过减速机驱动摇臂控制喷油量，并安装有限位挡块以限位主轴的转角输出范围，结构紧凑，控制精度高，可较好的实现大功率柴油机电子调速功能。在具体工作过程中，本发明通过减速机来降低直流电机的转速，并增大转矩，通过转角位移传感器反馈转角输出信息，可实现对喷油泵齿条的精准控制，达到柴油机位置控制式电子调速功能。相对于现有技术，本发明能够保证柴油机转速的可靠控制，其响应速度较快，输出力矩大，结构紧凑，非常适用于大功率柴油机的转速控制。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图3的A-A的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施案例一：结合图1和图2，本发明包括倒T型支架5、安装在倒T型支架5一侧的直流无刷电机6和安装在倒T型支架5另一侧的导套4，导套4的端部安装端盖3，导套4内设置有法兰盘14，法兰盘14的右端面与减速机12的一端固连，减速机12的另一端安装在倒T型支架5上，也即减速机12采用双固定方式，保证了本发明的强度，直流无刷电机6的输出轴与减速机12的输入轴通过联轴器连接，减速机12的输出轴与主轴2连接，主轴2上套装扇形大齿轮15且主轴2与扇形大齿轮15为一体，也即主轴2是套装有扇形大齿轮15的齿轮轴，使得结构紧凑，法兰盘14的左端面安装传感器支架9，转角位移传感器安装在传感器支架9上，传感器支架9上还安装扇形测量齿轮8，扇形测量齿轮8与扇形大齿轮15啮合，而转角位移传感器通过检测扇形测量齿轮8的转角信息，实现对主轴2输出转角的检测，主轴2穿过端盖3的部分套装有摇臂1，摇臂1与柴油机喷油泵齿条连接。具体的说，本发明在工作过程中是将倒T型支架5固定安装在柴油机喷油泵齿条附近，直流无刷电机6和导套4均通过螺钉固定在倒T型支架5上，导套4左端装有端盖3，减速机12安装在导套4内部，并通过联轴器与直流电机6相连，直流电机6通过减速机12及扇形大齿轮15与主轴2相连，主轴2从端盖3穿出并通过摇臂1连接柴油机喷油泵齿条，也即导套4左端装有端盖3，端盖3上开有密封槽，密封槽里安装有密封毡圈，主轴2穿过端盖3并通过密封毡圈实现密封，转角位移传感器设置在导套4内并通过传感器支架9固定在导套4的法兰端面上，直流电机6控制主轴2带动喷油泵齿条移动。
本发明中，扇形大齿轮15采用小于90度扇形结构，扇形测量齿轮8也采用扇形结构，并加工减重孔，以减少扇形测量齿轮8的重量，主轴2和摇臂1通过花键连接，主要是在主轴2的端部设置外花键，摇臂1的相应位置设置内花键，通过花键配合连接并用螺栓紧固。
实施案例二：基于上述实施案例，本发明在所述法兰盘14的左端面上的传感器支架9的两侧分别安装有左限位挡块7和右限位挡块11，左、右限位挡块的位置可以调整，使主轴2的最大输出角度得到调整和限制，能避免主轴2因为惯性而继续运动，限定了主轴2的转角范围，使得控制精度得到提高。本发明的传感器支架5、左限位挡块7和右限位挡块11都安装在导套4内，用螺钉紧固在导套4的法兰端面上，并用端盖3密封。
实施案例三：基于上述实施案例，本发明在在减速机12与倒T型支架5接触的端面上设置止口盘10，通过止口盘10与电机6、止口盘10与减速机12的止口对中，保证减速机12与直流无刷电机6同轴。
实施案例四：基于上述实施案例，结合图3和图4，本发明在在倒T型支架5顶端开有紧固通孔13，也即在倒T型支架5的顶端开有紧固通孔13，紧固通孔13通到减速机12与直流无刷电机6连接的联轴器的位置，紧固通孔13用于紧固联轴器上的加紧螺钉。
实施案例五：基于上述实施案例，本发明在所述端盖3的外表面上设置转角刻度，在主轴2上安装有指针，也即在端盖3外壁上绘制转角刻度，主轴2上安装指针，指针与端盖3外壁接触，主轴2带动指针转动，以显示主轴2转动角度，使得观测简单方便。
本发明所述的直流无刷电机和减速机采用北京艾玛特科技有限公司的AKM系列无刷直流伺服电动机AKM63Q-ANCNDB和型号为AB142-010-S1-P2的集成化精密减速机。工作中，控制器根据传感器得到的柴油机转速、负荷、冷却液温度等信息，查询MAP表，获得本次控制喷油的主轴转角输出量的预设值，据此控制直流伺服电机的转动。并通过转角位移传感器反馈伺服电机的实际转角输出量，采用PID控制，确保直流伺服电机转动准确的角度，从而精确的控制柴油机转速。
Claims (9)
1.一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：包括倒T型支架、安装在倒T型支架一侧的直流无刷电机和安装在倒T型支架另一侧的导套，导套的端部安装端盖，导套内设置有法兰盘，法兰盘的右端面与减速机的一端固连，减速机的另一端安装在倒T型支架上，直流无刷电机的输出轴与减速机的输入轴通过联轴器连接，减速机的输出轴与主轴连接，主轴上套装扇形大齿轮且主轴与扇形大齿轮为一体，法兰盘的左端面安装传感器支架，转角位移传感器安装在传感器支架上，传感器支架上还安装扇形测量齿轮，扇形测量齿轮与扇形大齿轮啮合，主轴穿过端盖的部分套装有摇臂，摇臂与柴油机喷油泵齿条连接。
2.根据权利要求1所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在所述法兰盘的左端面上的传感器支架的两侧分别安装有左限位挡块和右限位挡块。
3.根据权利要求1或2所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在减速机与倒T型支架接触的端面上设置止口盘。
4.根据权利要求1或2所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在倒T型支架顶端开有紧固通孔。
5.根据权利要求3所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在倒T型支架顶端开有紧固通孔。
6.根据权利要求1或2所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在所述端盖的外表面上设置转角刻度，在主轴上安装有指针。
7.根据权利要求3所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在所述端盖的外表面上设置转角刻度，在主轴上安装有指针。
8.根据权利要求4所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在所述端盖的外表面上设置转角刻度，在主轴上安装有指针。
9.根据权利要求5所述的一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器，其特征在于：在所述端盖的外表面上设置转角刻度，在主轴上安装有指针。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510001281.7A CN104533635B (zh) | 2015-01-04 | 2015-01-04 | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510001281.7A CN104533635B (zh) | 2015-01-04 | 2015-01-04 | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104533635A CN104533635A (zh) | 2015-04-22 |
| CN104533635B true CN104533635B (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=52849227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510001281.7A Expired - Fee Related CN104533635B (zh) | 2015-01-04 | 2015-01-04 | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104533635B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109838314A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 数字定位器与数字调速器 |
| CN108953276A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-07 | 江苏钧微动力科技有限公司 | 带谐波减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201818372U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-04 | 河南科技大学 | 一种数字式电子调速器执行机构 |
| CN201865774U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-06-15 | 河南科技大学 | 数字式电子调速器执行机构 |
| CN103899420A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种柴油机调速用大功率电机执行器 |
| CN103925871A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种角位移传感器测试装置 |
| CN204402676U (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10248355A1 (de) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | Ina-Schaeffler Kg | Nockenwellenversteller mit elektrischem Antrieb |
-
2015
- 2015-01-04 CN CN201510001281.7A patent/CN104533635B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201818372U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-05-04 | 河南科技大学 | 一种数字式电子调速器执行机构 |
| CN201865774U (zh) * | 2010-10-28 | 2011-06-15 | 河南科技大学 | 数字式电子调速器执行机构 |
| CN103899420A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-02 | 哈尔滨工程大学 | 一种柴油机调速用大功率电机执行器 |
| CN103925871A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种角位移传感器测试装置 |
| CN204402676U (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104533635A (zh) | 2015-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101576012B (zh) | 一种电子调速方法及其调速装置 | |
| CN101787931B (zh) | 一体化柴油机数字电子调速器 | |
| CN104533635B (zh) | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 | |
| CN103527333A (zh) | 数字化电子调速器以及发动机调速方法 | |
| CN206988515U (zh) | 一种旋转拨叉式伺服电动执行器 | |
| CN201606154U (zh) | 混凝土泵及其发动机油门控制装置 | |
| CN205811750U (zh) | 一种电动缸 | |
| CN100492874C (zh) | 柴油机直线电机调速执行器 | |
| CN103527322A (zh) | 数字化电子调速器及发动机调速方法 | |
| CN204402676U (zh) | 一种大功率柴油机直流无刷电机调速执行器 | |
| CN101532435B (zh) | 一种旋转式柴油机力矩电机执行器 | |
| CN101520005B (zh) | 一种直线式柴油机力矩电机执行器 | |
| CN208310907U (zh) | 一种电子节气门 | |
| CN203614235U (zh) | 数字化电子调速器 | |
| CN208220903U (zh) | 一种电子油门执行器 | |
| CN205744157U (zh) | 一种柴油机磁阻电机调速执行器 | |
| CN107869394A (zh) | 一种柴油机电子调速器执行机构 | |
| CN210526881U (zh) | 一种长拨叉式舵面驱动机构 | |
| CN211198492U (zh) | 一种内燃叉车用电子微动装置 | |
| CN201679566U (zh) | 一体化柴油机数字电子调速器 | |
| CN202100330U (zh) | 基于力矩电机的直线式柴油机调速执行器 | |
| CN205714449U (zh) | 电子节气门 | |
| CN202768156U (zh) | 数字化电子调速器 | |
| CN111305955A (zh) | 调速器执行器 | |
| CN206647174U (zh) | 一种增程式电动汽车发动机电子节气门 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170524 |