CN2036208U - 柴油机电子调速器执行机构 - Google Patents

Abstract

一种由微机控制的柴油机电子调速器执行机构，其属于发动机的电子控制系统。该装置由步进电机通过传动系统自动调节柴油机高压油泵的供油量，手动供油调节机构可以进行人为调节和紧急停车之用。齿杆位置和转速传感器为微机提供控制的必要参数。在各给定转速下，发动机的起动响应性好，空负荷时的转速波动率及全负荷时的稳定调速率均为0％，转速波动均在±0.3％以内，负荷突变时齿杆位置跟随性好。

Description

一种由微机控制的柴油机电子调速器执行机构，其属于发动机的电子控制系统。

在柴油机上，为了稳定柴油机的转速，都装有自动调速装置，即通常所说的调速器。传统的调速器是专用离心式机械调速方法。对于某些要求柴油机转速稳定性很高的应用场合，例如电站用柴油机，采用机械调速方法难以获得令人满意的调速精度。随着电子技术的发展，出现了性能优良的电子调速器。这种调速器可达到很高的调速精度，可满足电站用柴油机的要求。电子调速器可分为模拟电路式和数字电路式。与模拟式电子调速器相比较，带微处理机的数字式调速器具有更强的功能。它除可按程序设定进行精确地调速外，还可实现对柴油机的供油按用户和工作对象的要求进行油量校正，这一功能特别适用于增压柴油机和要求有较大扭矩储备系数的工程用柴油机。

数字式电子调速器的关键部件之一是用于调整柴油机高压油泵供油量的执行机构。执行机构的作用是把来自电子控制器的信号转换成机械位移力，以此驱动高压油泵的齿条。对执行机构的基本要求是：对控制器的输出信号有迅速的机械响应，有足够大的机械驱动力，结构简单、可靠，并具有当控制器发生故障时能进行人工控制操作。

基于上述要求，本实用新型的目的在于设计一种柴油机数字式电子调速器执行机构，使其可直接接受控制器发出的数字信号，与控制器相配合达到对柴油机进行精确的调速和油量校正。

本实用新型的技术解决方案是：一种柴油机电子调速器执行机构，它包括一个调节柴油机高压油泵供油量的齿杆，一个使齿杆产生位移的齿杆位移执行器，本实用新型的特殊之处在于，上述齿杆的端部连接一个齿杆位置传感器，凸轮轴旁安装一个转速传感器，齿杆位移执行器主要包括一个步进电机、一个由旋转螺杆和滑动螺母组成的传动机构和一个杠杆，杠杆的一端通过销轴同齿杆铰接，另一端通过销轴同滑轴铰接，中间通过销轴同滑动螺母铰接，滑轴上装有复位弹簧，销轴还同手动供油调节机构连接。

上述的旋转螺杆固定在步进电机的转轴上，与滑动螺母的内螺纹相啮合，滑动螺母与滑套成键式滑动连接。

滑动螺母的外园上加工1～4条凸起，与此相对应，滑套的内孔加工1～4条凹槽。

手动供油调节机构由手柄、销轴和拨杆组成，手柄和拨杆的一端与销轴成固定连接，拨杆的另一端同销轴铰接。

杠杆两端采用长形连接孔。

上述技术方案的指导思想是：该电子调速器执行机构与微机配合使用时，必须对柴油机进行自动控制。即微机根据采集的柴油机供油量和转速数据，发出指令，使步进电机转动，固定在步进电机转轴上的旋转螺杆驱动滑动螺母产生轴向位移，通过杠杆推动齿杆改变柴油机的供油量，齿杆位置传感器和转速传感器的信号不断输入微机，经微机处理后不断向步进电机发出指令，从而实行自动控制。借助于手动供油调节机构可对柴油机进行人为控制或紧急停车。为了使旋转螺杆的转动转变成滑动螺母的平动，滑动螺母和滑套之间采用键式连接。杠杆两端采用长形连接孔是为了具有足够的摆动量而不会因销轴被卡死。

附图说明：

附图1是一种柴油机电子调速器执行机构的结构示意图。

附图2是柴油机电子调速器执行机构的手动供油调节机构示意图。

下面是本实用新型的一个实施例，通过对该实施例的描述和附图给出本实用新型的细节。

附图1是一种柴油机电子调速器执行机构的结构示意图。图中，步进电机〔1〕的转轴〔2〕上固定一个旋转螺杆〔3〕，旋转螺杆〔3〕的螺纹段〔3a〕与滑动螺母〔4〕的内螺纹〔4a〕啮合，加工在滑动螺母〔4〕外园上的花键式凸起〔4b〕插入静止滑套〔5〕的花键式凹槽内。这种结构把步进电机〔1〕的转动转变成滑动螺母〔4〕的平动。柴油机高压油泵上的油量调节齿杆〔7〕的端部连接油量位置传感器〔6〕，杠杆〔8〕的一端经销轴〔9〕同齿杆铰接在一起，另一端经销轴〔11〕同滑轴〔15〕铰接在一起，中间经销轴〔10〕同滑动螺母〔4〕铰接在一起，为了让杠杆〔8〕摆动自如，销轴〔9〕〔11〕处采用长形连接孔〔12〕〔13〕。滑轴〔15〕的另一端安装了一个复位弹簧〔14〕，保证使用手动供油调节机构时自动复位。在对柴油机进行自动控制时，步进电机〔1〕的转动转化为滑动螺母〔4〕的平动，由于滑轴〔15〕在复位弹簧〔14〕的作用下，销轴〔11〕成为固定支点，滑动螺母〔4〕的平动转化为杠杆〔8〕绕销轴〔11〕的摆动，从而实现齿杆〔7〕较大幅度的位移，调节柴油机高压油泵的供油量。

附图2是柴油机电子调速器执行机构的手动供油调节机构示意图。图中，销轴〔19〕穿过壳体，外侧固定一个手柄〔18〕，内侧固定一个拨杆〔20〕，拨杆〔20〕的另一端与销轴〔11〕铰接。高压油泵的凸轮轴〔16〕端部安装一个测速齿轮〔21〕，旁边装一个转速传感器〔17〕。在图1和图2中，手动供油调节机构的动作过程如下：扳动手柄〔18〕经拨杆〔20〕推动滑轴〔15〕压缩复位弹簧〔14〕产生位移，这时销轴〔10〕变成固定支点，由于杠杆〔8〕的作用，齿杆〔7〕产生同滑轴〔15〕相反方向的位移，根据需要可以控制手柄〔18〕在适当的位置，对柴油机高压油泵的供油量进行人为调节。在自动控制时，手动供油调节机构还可作紧急停车之用。

本实用新型的效果在于，上述的柴油机电子调速器执行机构与微机配合装机试验，在各给定转速下，起动时都能得到良好的响应性，在800～3000转／分时，稳定时间为1.5～1.8秒；空负荷时的转速波动率及全负荷时的稳定调速率均可达到0％，一般转速波动均在±0.3％以内，实现了柴油机的恒速运转；负荷突变时，随着转速的变化，控制输出和齿条位置均有良好的跟随性，并又作用于转速，因而得到非常好的结果。该装置只要改变给定的放大系数，就能适应不同的柴油机规格和用途，结构轻巧，价格低廉，便于推广应用。

Claims (5)

1、一种柴油机电子调速器执行机构，它包括一个调节柴油机高压油泵供油量的齿杆[7]，一个使齿杆[7]产生位移的齿杆位移执行器，本实用新型的特征在于，上述齿杆[7]的端部连接一个齿杆位置传感器[6]，凸轮轴[16]旁安装一个转速传感器[17]，齿杆位移执行器主要包括一个步进电机[1]，一个由旋转螺杆[3]和滑动螺母[4]组成的传动机构和一个杠杆[8]，杠杆[8]的一端通过销轴[9]同齿杆[7]铰接，另一端通过销轴[11]同滑轴[15]铰接，中间通过销轴[10]同滑动螺母[4]铰接，滑轴[15]上装有复位弹簧[14]，销轴[11]还同手动供油调节机构连接。

2、据权利要求1所述的柴油机电子调速器执行机构，其特征在于，上述的旋转螺杆〔3〕固定在步进电机〔1〕的转轴〔2〕上，与滑动螺母〔4〕的内螺纹相啮合，滑动螺母〔4〕与滑套〔5〕成键式滑动连接。

3、据权利要求2所述的柴油机电子调速器执行机构，其特征在于，滑动螺母〔4〕的外园上加工1～4条凸起，与此相对应，滑套〔5〕的内孔加工1～4条凹槽。

4、据权利要求1所述的柴油机电子调速器执行机构，其特征在于，手动供油调节机构由手柄〔18〕、销轴〔19〕和拨杆〔20〕组成，手柄〔18〕和拨杆〔20〕的一端与销轴〔19〕成固定连接，拨杆〔20〕的另一端同销轴〔11〕铰接。

5、据权利要求1所述的柴油机电子调速器执行机构，其特征在于，杠杆〔8〕两端采用长形连接孔〔12〕〔13〕。

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