CN201126404Y - 一种用于发动机试验的油门控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机试验技术领域，尤其涉及一种用于发动机台架试验的油门控制设备。它包括驱动装置、传动装置和一可控制驱动装置转动的控制装置，其中，传动装置包括一可与发动机油门相连接的油门拉索及一可将旋转运动转换为直线运动的转换器，该转换器分别与所述的驱动装置及油门拉索相连接。采用这样的结构以后，即可根据需要由控制装置向驱动装置发出准确转动指令，由转换器将驱动装置的旋转运动转换为直线运动，从而使油门处于所需要的开度进行试验。与现有技术相比，可以通过对控制装置的调节来消除耐久试验中，发动机油门弹簧长时间运行对油门控制精度带来的影响，从而有效提高控制精度。

Description

一种用于发动机试验的油门控制设备

技术领域

本实用新型属于发动机试验技术领域，尤其涉及一种用于发动机台架试验的油门控制设备。

背景技术

在对发动机进行台架试验时，如何准确控制发动机的油门是整个试验的关键环节，一般而言，这种发动机油门的控制，即油门开度的调节，需要达到精度高、响应快、动态相应具有重复性、静态定位精度高、能够适应发动机台架的长时间运行等一系列高要求。

现有技术提供的用于发动机台架试验的油门控制设备包括驱动装置及传动装置，驱动装置一般采用力矩电机，传动装置包括油门拉索，该油门拉索与力矩电机相连接，油门拉索则与待试验的发动机的油门相连接。

这种油门控制设备存在着较多的缺陷，归纳起来主要包括以下几点：首先，采用力矩电机来实现控制使得该设备动态响应慢、控制精度低，还存在油门抖动、过冲等现象，因此，不能适应发动机台架的长时间运行；其次，在进行发动机耐久试验(如发动机全速全负荷、400小时等)时，需要台架连续运行时间长，而该设备未作相应的调整设计，不能弱化由于发动机油门弹簧长时间运行对油门控制精度带来的影响，导制试验的结果不理想；最后，该技术未考虑当设备失控时，如何避免损坏发动机油门装置的问题，没有相应的预防设计，使得待测发动机的安全得不到保障。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于发动机台架试验的油门控制设备，具有较高的控制精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

提供一种用于发动机试验的油门控制设备，它包括驱动装置、传动装置和一可控制驱动装置转动的控制装置，其中，传动装置包括一可与发动机油门相连接的油门拉索及一可将旋转运动转换为直线运动的转换器，该转换器分别与所述的驱动装置及油门拉索相连接。

采用这样的结构以后，即可根据需要由控制装置向驱动装置发出准确转动指令，由转换器将驱动装置的旋转运动转换为直线运动，从而使油门处于所需要的开度进行试验。与现有技术相比，可以通过对控制装置的调节来消除耐久试验中，发动机油门弹簧长时间运行对油门控制精度带来的影响，从而有效提高控制精度。

附图说明

图1是本实用新型提供的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中丝杆的剖面示意图；

图3是图1中锁片的结构示意图；

图4是图1中锁紧螺母的结构示意图；

图5是本实用新型提供的一较佳实施例的控制原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示的一较佳实施例，它包括驱动装置、传动装置和一可控制驱动装置转动的控制装置，其中，传动装置包括一可与发动机油门9相连接的油门拉索16及一可将旋转运动转换为直线运动的转换器，该转换器分别与所述的驱动装置及油门拉索16相连接。

根据需要由控制装置向驱动装置发出准确转动指令，由转换器将驱动装置的旋转运动转换为直线运动，从而使油门9处于所需要的开度进行试验。与现有技术相比，可以通过对控制装置的调节来消除耐久试验中，发动机油门弹簧长时间运行对油门9控制精度带来的影响，从而有效提高控制精度。

作为一种优选实施例，前述技术方案中的驱动装置包括伺服电机2和与该伺服电机2相连接的减速器5。伺服电机2与所述的控制装置电连接，减速器5则与所述的转换器相连接。具体的，如图1所示，伺服电机2和减速器5均固定在同一个底座上，减速器5可以采用齿轮箱来实现，伺服电机2的输出轴与减速器5的输入轴通过法兰3刚性连接在一起。减速齿轮箱最好可以具有较大的减速比，这样，当需要微调发动机油门9开度时，由于是通过减速齿轮箱的速比变换放大，就使得此时伺服电机2仍然可以获得足够大的旋转角度，这就可以进一步提高调节的精度，并可以避免出现满意点的过冲和抖动现象。

为了使得控制装置可以准确的根据驱动装置及传动装置的位置信息来控制伺服电机2的转动，作为前述技术方案的进一步改进，控制装置中还可设置一光电编码器1及一角度传感器11。光电编码器1安装在所述的伺服电机2上，角度传感器11则安装在所述的减速器5上，光电编码器1及角度传感器11均与所述的控制装置电连接。这样，光电编码器1和角度传感器11即可用作伺服电机2的位置反馈装置，具体的，由于减速器5存在很小的回程间隙，在运行时会对发动机油门9控制精度产生一定的影响，但鉴于减速齿轮箱是纯机械传动，我们可以通过固定在电机上的光电编码器1和固定在减速齿轮箱上的角位移传感器进行对比，拟定光电编码器1和角度传感器11之间的位移对应曲线，对减速齿轮箱的减速比进行修正，并在控制系统中进行补偿，可以避免减速齿轮箱回程间隙对发动机油门9控制精度的影响。

进一步的，前述的控制装置中还可增设一拉压力传感器15，该拉压力传感器15一端连接在所述的转换器上，另一端则连接在所述的油门拉索16上，该拉压力传感器15还与所述的控制装置电连接。该拉压力传感器15，可以检测到伺服电机2的拉力，同时通过初始标定，可以标定初始拉力和油门9开度关系，随着发动机台架试验的进行，发动机油门弹簧的变化可能引起发动机油门9控制精度的弱化，用拉压力传感器15初始的标定值可以检测发动机油门弹簧的工作情况。

作为一种优选实施例，前述控制装置包括一工控计算机及一系统控制器，该工控计算机及系统控制器均可采用现有技术提供的产品。如图5所示，该系统控制器与工控计算机电连接，所述的光电编码器1、角度传感器11及拉压力传感器15均与该系统控制器电连接。这样，光电编码器1、角度传感器11及拉压力传感器15可以分别将伺服电机2和减速器5的位置信息及伺服电机2的拉力信息传递给系统控制器，工控计算机则可以接收油门9调节指令，并将该指令传递至系统控制器中，进而驱动伺服电机2。

作为前述技术方案中转换器的一优选实施例，该转换器可包括一丝杆14及一丝杆套筒8，丝杆套筒8可移动的安装在所述的丝杆14上，减速器5的输出轴及油门拉索16均与该丝杆14连接。如图1所示，减速器5的输出轴通过法兰13与丝杆14相连接。这样，伺服电机2的动力将通过减速器5的减速增扭后传递至丝杆14上，带动丝杆14的旋转运动。丝杆套筒8通过螺纹与丝杆14连接，将丝杆14的旋转运动转换为直线运动。优选的，丝杆14和丝杆套筒8均进行热处理，这样可以有效提高其耐磨损性，在丝杆14和丝杆套筒8中，应涂上润滑脂并注意定期更换，以减小系统的运行阻力及减轻丝杆14的磨损。本实施例中，伺服电机2通过减速器5、丝杆14、丝杆套筒8连接油门拉索16，均为纯机械连接，因此，控制精度较高且响应速度快。另外，该机械连接机构可以适合发动机台架试验的要求长时间运行，其布置方式可以随发动机实验室的环境而改变，在进行试验前后及试验过程中，均可以通过对发动机油门9进行标定，确定本油门控制设备的零点；定期通过计算角度传感器11的旋转角度和丝杆14行程对丝杆14进行标定，标定系数可以在控制装置中进行补偿控制。

为了防止整个设备失控时对发动机油门9装置造成损坏，作为前述技术方案的进一步改进，丝杆14上还可设置一可控制丝杆14行程的行程定位装置。具体的，该行程定位装置可包括一锁紧螺母7及一可将该锁紧螺母7固定在丝杆14上的锁片6，该锁紧螺母7及锁片6均安装在所述的丝杆14上。进一步的，参见图2至图4，在前述丝杆14上设有一凹槽4，而所述的锁紧螺母7上设有一开口12，所述的锁片6的内径表面及外径表面上则分别设有与所述凹槽及开口相对应的径向凸起13及轴向凸起10，该锁片6通过该径向凸起13及轴向凸起10安装在所述丝杆14上并与所述的锁紧螺母7相卡接。另外，通过该锁片6和锁紧螺母7还可对发动机油门9零点进行机械定位，结合前述的零点设定，可以有效避免出现零点飘逸。

本油门控制器的工作过程如下：

当控制装置的初始标定完成后，即可通过工控计算机发出油门9调节指令，接收由光电编码器1和角度传感器11发出驱动装置及传动装置相应的位置信息，通过计算比较，向控制模块发出相应的脉冲和方向量，驱动电机的运动，同时测量系统的拉压力，和初始标定值相比较，作为系统控制参考。

当需要加大发动机的油门9开度时，可以给定一脉冲量和方向量，使驱动电机正转，带动整个系统正向旋转，同时通过丝杆14和丝杆套筒8，将旋转运动转化为直线运动，带动油门拉索16加大发动机油门9的开度；当需要减小发动机的油门9开度时，可以给定一脉冲量和反方向量，使驱动电机反转，带动整个系统反向旋转，同时通过丝杆14和丝杆套筒8，将旋转运动转化为直线运动，带动油门拉索16减小发动机油门9的开度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种用于发动机试验的油门控制设备，它包括驱动装置和传动装置，该传动装置又包括一可与发动机油门相连接的油门拉索，其特征在于：该油门控制设备还包括一可控制驱动装置转动的控制装置，所述的传动装置中还设有一可将旋转运动转换为直线运动的转换器，该转换器分别与所述的驱动装置及油门拉索相连接。

2、根据权利要求1所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的驱动装置包括伺服电机和与该伺服电机相连接的减速器，其中，伺服电机与所述的控制装置电连接，减速器则与所述的转换器相连接。

3、根据权利要求2所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的控制装置还包括一光电编码器及一角度传感器，其中，光电编码器安装在所述的伺服电机上，角度传感器则安装在所述的减速器上，光电编码器及角度传感器均与所述的控制装置电连接。

4、根据权利要求3所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的控制装置还包括一拉压力传感器，该拉压力传感器一端连接在所述的转换器上，另一端则连接在所述的油门拉索上，该拉压力传感器还与所述的控制装置电连接。

5、根据权利要求1至4任一权利要求所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的转换器包括一丝杆及一丝杆套筒，该丝杆套筒可移动的安装在所述的丝杆上，该丝杆分别与所述的驱动装置及油门拉索相连接。

6、根据权利要求5所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的丝杆上还设有一可控制丝杆行程的行程定位装置。

7、根据权利要求6所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的行程定位装置包括一锁紧螺母及一可固定该锁紧螺母的锁片，该锁紧螺母及锁片均安装在所述的丝杆上。

8、根据权利要求7所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的丝杆上设有一凹槽，而所述的锁紧螺母上设有一开口，所述的锁片的内径表面及外径表面上则分别设有与所述凹槽及开口相对应的径向凸起及轴向凸起，该锁片通过该径向凸起及轴向凸起安装在所述丝杆上并与所述的锁紧螺母相卡接。

9、根据权利要求2所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的伺服电机、减速器及转换器之间均是通过法兰连接。

10、根据权利要求4所述的用于发动机试验的油门控制设备，其特征在于：所述的控制装置包括一工控计算机及一系统控制器，该系统控制器与工控计算机电连接，所述的光电编码器、角度传感器及拉压力传感器均与该系统控制器电连接。

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