CN111186561A - 一种螺旋桨自动调速控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋桨自动调速控制装置，包括油路控制组件、离心调速组件和弹簧调节组件；油路控制组件包括分油活门、套在分油活门外的分油衬筒、套在分油衬筒外的截面为U型的分油衬套、上、下轴承和套在分油衬套外壳体；分油活门的上端连接在调速弹簧上，下端抵在调速器配重上；分油活门静止时，凸起Ⅰ封闭下高压油孔，凸起Ⅱ封闭中环油孔；分油活门下移时，下高压油孔与出油环腔连通，第一油腔还与大距油路连通；分油活门上移时，下高压油孔与高压油环腔连通，第二油腔还与大距油路连通。本发明的分油活门体积小、重量轻，响应速度快，惯性小，调节速度一次到位，调节精度高，保证了系统的稳定性，增加了使用寿命。

Description

一种螺旋桨自动调速控制装置

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨自动调速控制装置。

背景技术

现有的螺旋桨调速器包括分油衬套、分油活门和外壳，分油活门的上端硬性连接在调速弹簧上，下端与离心配重相抵。分油衬套的侧壁上由高到低分布有螺旋桨回油孔、螺旋桨大距来油孔也是高压油孔和油泵來油孔；分油活门的中间为矩形，矩形外壁上设有与螺旋桨回油孔连通的第一油腔和与油泵来油孔连通的第二油腔，矩形上端处外壁与分油衬套上板之间设有上油腔，矩形下端外壁与分油衬套下板之间设有下油腔。在发动机转速稳定运行时，调速器的离心配重因离心力导致其旋转而产生的轴向力与调速弹簧的弹力使分油活门处于中间位置，分油活门处于平衡状态，螺旋桨转速稳定。当发动机负载增加时，螺旋桨转速降低，离心配重的离心力变小，在小于调速弹簧的弹力时，分油活门下移，顶着离心配重旋转，上端收拢，螺旋桨大距油孔与回油孔接通，螺旋桨变小距，进而转速升高重新恢复平衡转速；相反，当发动机负载降低时，螺旋桨转速升高，离心配重的离心力变大，在大于调速弹簧的弹力时，分油活门上移，离心配重旋转，上端张开，螺旋桨大距油孔与油泵来油孔接通，螺旋桨变大距，进而转速降低重新恢复平衡转速。由于现有的螺旋桨调速器的分油活门体积大，重量大，在调速时由于惯性，刚开始响应缓慢，而后不是上移过多就是下移过多而导致矫正过渡，又不得不进行回调，这样不断地重复降速、加速的调节过程，发动机的转速便不能很快地稳定下来，甚至有可能稳定不下来，而发生严重的转速波动。由此可见，在调速器中仅仅加入一个液压放大元件还是不能使它满足使用要求的。还有，现有的螺旋桨调速器的分油活门的下端与离心配重直接相抵，由于离心配重工作时是旋转的，那么分油活门也要在其带动下作旋转运动，一是导致分油活门与离心配重之间磨损严重，时间长后，会造成分油活门的长度与离心配重变短，必须增加分油活门的行程才能弥补，所以必须调整设计的控制参数，否则造成调速失效。二是由于分油活门的旋转，造成分油活门与分油衬套之间的磨损，导致密封效果差甚至失效，造成漏油，导致功能异常。三是磨损的碎屑进入各油路中，造成转速慢甚至卡滞，导致调速器功能异常。四是分油活门与调速弹簧硬性连接，由于调速弹簧也作旋转，弹簧旋转产生扭曲，造成弹力值与系统设计的不符，弹簧的压力值发生变化，必须调整设计的控制参数，否则造成平衡速度变化，造成系统的漂移，且降低弹簧的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种螺旋桨自动调速控制装置，该控制装置的分油活门体积小、重量轻，响应速度快，惯性小，调节速度一次到位，调节精度高，保证了系统的稳定性，增加了使用寿命。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种螺旋桨自动调速控制装置，包括油路控制组件、离心调速组件和弹簧调节组件；所述弹簧调节组件包括调速弹簧和压接在调速弹簧上的弹簧调节装置；所述离心调速组件包括两调速器配重和配重支架，配重支架下端通过花键装配在与发动机传动轴上，并由轴用弹性挡圈挡位，两调速器配重通过配重轴对称铰接在配重支架上；

所述的油路控制组件包括分油活门、分油衬筒、截面为U型的分油衬套、上、下轴承和壳体；所述分油衬筒套在分油活门外，其外圆穿在分油衬套和分油衬套上端固定的压盖内；壳体套在分油衬套外；分油活门的上端连接在调速弹簧上，下端抵在调速器配重上；分油活门中部外圆上设有凸起Ⅰ；在凸起Ⅰ上、下的分油活门和分油衬筒之间设有出油环腔和高压油环腔；出油环腔通过分油活门和分油衬筒之间出油孔连接出油咀；分油衬筒内设置有上、下高压油孔，其上端和下端分别与分油衬套之间设置有上油腔和下油腔，分油衬筒上油腔的面积始终小于下油腔的面积；上、下高压油孔分别连通上、下油腔；分油活门静止时，凸起Ⅰ封闭下高压油孔，分油活门下移时，下高压油孔与出油环腔连通，分油活门上移时，下高压油孔与高压油环腔连通；分油衬筒外圆上设置有凸起Ⅱ，在凸起Ⅱ上下的分油衬筒和分油衬套之间有第一油腔和第二油腔；分油衬套上设置有上、中和下环油孔，壳体从上到下依次设置有回油路、大距油路和高压油路；上、中和下环油孔分别连通回油路、大距油路和高压油路；第一油腔与回油路连通，第二油腔与高压油路和高压油环腔分别连通；分油活门静止时，凸起Ⅱ封闭中环油孔，分油活门下移时，第一油腔还与大距油路连通，分油活门上移时，第二油腔还与大距油路连通。

进一步优选地，所述弹簧调节组件还包括几字型弹簧座；轴承Ⅰ内套套在分油活门的上端，并由固定在分油活门上端的螺母压接固定；几字型弹簧座扣在螺母上，并固定在轴承Ⅰ外套的上端；调速弹簧下端压接固定在几字型弹簧座上，上端由弹簧调节装置压接固定。这种结构的弹簧调节组件，只有轴承Ⅰ内套和螺母随分油活门旋转而旋转，轴承Ⅰ外套、几字型弹簧座和调速弹簧不动，调速弹簧不再因旋转而产生扭曲，不再因调速弹簧产生扭曲而导致弹簧压力值的变化，不用调整设计的控制参数，省时省力，保证了调速控制装置运行的稳定性，延长了调速弹簧的使用寿命。

进一步优选地，所述离心调速组件还包括滚轮；所述分油活门的下端穿并固定在轴承Ⅱ的内套内；所述调速器配重与分油活门的位置通过滚轮轴铰接有滚轮；滚轮抵在轴承Ⅱ的外套下端。此种结构，即便调速器配重跟随螺旋桨传动轴旋转，也只是促使轴承Ⅱ的外套旋转，轴承Ⅱ的内套不受任何影响，所以分油活门不随调速器配重的旋转而旋转，进而避免了因分油活门的旋转而带来的缺点，且减少了调速器配重与分油活门的接触摩擦，延长了分油活门的使用寿命。

进一步优选地，所述压盖螺纹连接固定在分油衬套上端。

本发明将现有技术中的分油活门分成了三部分：分油活门、分油衬筒和分油衬套，螺旋桨转速处于平衡转速时，此时在调速器配重的离心力的轴向分力与调速弹簧的弹力作用下，分油活门和分油衬筒处于中间位置，凸起Ⅱ封闭中环油孔和大距油路，凸起Ⅰ封闭下高压油孔，使下油腔与高压油路和出油环腔全部分隔开，高压油不能进入下油腔，下油腔的油也不能流出，分油活门保持静止。螺旋桨转速低于平衡转速时，调速器配重的离心力的轴向分力小于平衡位置时调速弹簧的弹力，使分油活门下移，凸起Ⅰ下移，下油腔与出油环腔连通，下油腔通过出油环腔和出油孔向外流出油，高压油进入上油腔，分油衬筒下移，凸起Ⅱ下移，第一油腔将回油路和大距油路接通，螺旋桨进行变小距动作（减小发动机负载），使发动机转速增加，直至恢复到平衡转速，分油活门和分油衬筒复位到中间位置。螺旋桨转速高于平衡转速时，调速器配重的离心力的轴向分力大于平衡位置时调速弹簧的弹力，使分油活门上移，凸起Ⅰ上移，下油腔与高压油环腔连通，下油腔进高压油，虽然上油腔和下油腔油压相等，但由于下油腔面积大于上油腔的面积，故分油衬筒上行，第一油腔将高压油路和大距油路接通，螺旋桨进行变大距动作（增加发动机负载），使发动机转速降低，直至恢复到平衡转速，分油活门和分油衬筒复位到中间位置。

本发明将反映转速微小变化的调速器配重的位移输出经分油活门液压放大，带动分油衬筒，在经第二次液压放大，驱动变距活塞，改变桨叶角。由于分油衬筒是由液压驱动的，其直径可以做得较大，能够获得足够大的通过滑油的窗口面积，以保证变距的速度，这使分油活门可以做的直径较小，减小了它的惯性及操纵力，避免了油流对分油活门的直接冲击，从而大大提高了分油活门机构的灵敏度和可靠性。同时调速弹簧及调速器配重都可以设计的很小，质量的减小进一步降低了调速器的惯性力，减轻了由于机械部件惯性导致的转速过调现象。且分油活门上端通过轴承Ⅰ与调速弹簧连接，下端通过轴承Ⅱ抵在调速器配重上安装的滚轮上，一是减少了调速控制装置配重与分油活门的接触摩擦，使分油活门不随调速器配重旋转，进而避免了因分油活门的旋转而带来的缺点，且减少了调速器配重与分油活门的接触摩擦，延长了分油活门的使用寿命；二是调速弹簧不再因旋转而产生扭曲，不再因调速弹簧产生扭曲而导致弹簧压力值的变化，不用调整设计的控制参数，省时省力，保证了调速控制装置运行的稳定性，延长了调速弹簧的使用寿命。

总之，本发明分油活门体积小、重量轻，响应速度快，惯性小，惯性不会导致系统的矫正过度，一次到位，调节精度高。分油活门下端随配重旋转，只有上、下运动，且调速弹簧不再旋转，不产生扭力，大大降低了磨损量，尽量避免碎屑进入油路中，保证了系统的稳定性和精度，增加了使用寿命。

附图说明

图1为本发明的主视剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1所示，本实施例包括油路控制组件、离心调速组件和弹簧调节组件；所述弹簧调节组件包括调速弹簧2和压接在调速弹簧2上的弹簧调节装置1。所述离心调速组件包括两调速器配重17和配重支架18，配重支架18下端通过传动轴13的花键装配在与发动机传动轴上，并由轴用弹性挡圈12挡位，两调速器配重17通过配重轴16对称铰接在配重支架18上。所述的油路控制组件包括分油活门6、分油衬筒7、截面为U型的分油衬套8、上、下轴承5、10和壳体9。所述分油衬筒7套在分油活门6外，其外圆穿在分油衬套8和分油衬套8上端固定的压盖23内。优选地，所述压盖23螺纹连接固定在分油衬套8上端。壳体9套在分油衬套8外。分油活门6的上端连接在调速弹簧2上，下端抵在速器配重17上。分油活门6中部外圆上设有凸起Ⅰ31。在凸起Ⅰ31上、下的分油活门6和分油衬筒7之间设有出油环腔30和高压油环腔32。出油环腔30通过分油活门6和分油衬筒7之间出油孔25连接出油咀。分油衬筒7内设置有上、下高压油孔26、20，其上端和下端分别与分油衬套8之间设置有上油腔24和下油腔27，上油腔24的面积始终小于下油腔27的面积。上、下高压油孔26、20分别连通上、下油腔24、27。分油活门6静止时，凸起Ⅰ31封闭下高压油孔20，分油活门6下移时，下高压油孔20与出油环腔30连通，分油活门6上移时，下高压油孔20与高压油环腔32连通。分油衬筒7外圆上设置有凸起Ⅱ36，在凸起Ⅱ36上下的分油衬筒7和分油衬套8之间有第一油腔28和第二油腔29。分油衬套8上设置有上、中和下环油孔33、34和35，壳体9从上到下依次设置有回油路22、大距油路21和高压油路19。上、中和下环油孔33、34和35分别连通回油路22、大距油路21和高压油路19。第一油腔28与回油路22连通，第二油腔29与高压油路19和高压油环腔32分别连通。分油活门6静止时，凸起Ⅱ36封闭中环油孔34，分油活门6下移时，第一油腔28还与大距油路21连通，分油活门6上移时，第二油腔29还与大距油路21连通。

优选地，所述弹簧调节组件还包括几字型弹簧座3。轴承Ⅰ5内套套在分油活门6的上端，并由固定在分油活门6上端的螺母4压接固定。几字型弹簧座3扣在螺母4上，并固定在轴承Ⅰ5外套的上端。调速弹簧2下端压接固定在几字型弹簧座3上，上端由弹簧调节装置1压接固定。

优选地，所述离心调速组件还包括滚轮；所述分油活门6的下端穿并固定在轴承Ⅱ10的内套内；所述调速器配重17与分油活门6的位置通过滚轮轴15铰接有滚轮14；滚轮14抵在轴承Ⅱ 10的外套下端。

当然，本发明还有其它多种实施例，在不违背本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于等同技术的改进，属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种螺旋桨自动调速控制装置，包括油路控制组件、离心调速组件和弹簧调节组件；所述弹簧调节组件包括调速弹簧和压接在调速弹簧上的弹簧调节装置；所述离心调速组件包括两调速器配重和配重支架，配重支架下端通过花键装配在发动机传动轴上，并由轴用弹性挡圈挡位，两调速器配重通过配重轴对称铰接在配重支架上；其特征在于：

所述的油路控制组件包括分油活门、分油衬筒、截面为U型的分油衬套、上、下轴承和壳体；所述分油衬筒套在分油活门外，其外圆穿在分油衬套和分油衬套上端固定的压盖内；壳体套在分油衬套外；分油活门的上端连接在调速弹簧上，下端抵在调速器配重上；分油活门中部外圆上设有凸起Ⅰ；在凸起Ⅰ上、下的分油活门和分油衬筒之间设有出油环腔和高压油环腔；出油环腔通过分油活门和分油衬筒之间出油孔连接出油咀；分油衬筒内设置有上、下高压油孔，其上端和下端分别与分油衬套之间设置有上油腔和下油腔，分油衬筒上油腔的面积始终小于下油腔的面积；上、下高压油孔分别连通上、下油腔；分油活门静止时，凸起Ⅰ封闭下高压油孔，分油活门下移时，下高压油孔与出油环腔连通，分油活门上移时，下高压油孔与高压油环腔连通；分油衬筒外圆上设置有凸起Ⅱ，在凸起Ⅱ上下的分油衬筒和分油衬套之间有第一油腔和第二油腔；分油衬套上设置有上、中和下环油孔，壳体从上到下依次设置有回油路、大距油路和高压油路；上、中和下环油孔分别连通回油路、大距油路和高压油路；第一油腔与回油路连通，第二油腔与高压油路和高压油环腔分别连通；分油活门静止时，凸起Ⅱ封闭中环油孔，分油活门下移时，第一油腔还与大距油路连通，分油活门上移时，第二油腔还与大距油路连通。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨自动调速控制装置，其特征在于：所述弹簧调节组件还包括几字型弹簧座；轴承Ⅰ内套套在分油活门的上端，并由固定在分油活门上端的螺母压接固定；几字型弹簧座扣在螺母上，并固定在轴承Ⅰ外套的上端；调速弹簧下端压接固定在几字型弹簧座上，上端由弹簧调节装置压接固定。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨自动调速控制装置，其特征在于：所述离心调速组件还包括滚轮；所述分油活门的下端穿并固定在轴承Ⅱ的内套内；所述调速器配重与分油活门的位置通过滚轮轴铰接有滚轮；滚轮抵在轴承Ⅱ的外套下端。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨自动调速控制装置，其特征在于：所述压盖螺纹连接固定在分油衬套上端。

5.根据权利要求1或2所述的螺旋桨自动调速控制装置，其特征在于：所述压盖螺纹连接固定在分油衬套上端。

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