一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，包括主殼體、直流電機、電渦流傳感器，主殼體的兩端分別安裝前端蓋和后端蓋，直流電機固定在主殼體里，直流電機通過諧波減速器連接輸出軸，輸出軸從前端蓋穿出并連接柴油機的噴油泵齒條，電渦流傳感器設(shè)置在主殼體里并通過傳感器支架固定在前端蓋上，輸出軸上安裝偏心輪，直流電機控制輸出軸帶動柴油機的噴油泵齒條移動，電渦流傳感器檢測偏心輪的位置從而檢測輸出軸轉(zhuǎn)動角度。本發(fā)明通過諧波減速器減速，調(diào)節(jié)輸出軸的轉(zhuǎn)角，實現(xiàn)對齒條的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)?？奢^好的實現(xiàn)柴油機位置控制式電子調(diào)速功能。
【專利說明】一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種柴油機，具體地說是柴油機噴油控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界范圍內(nèi)能源短缺，環(huán)保為題嚴(yán)重，針對柴油機提出了低能耗、低排放、高功率密度、結(jié)構(gòu)緊湊等要求，這推動了柴油機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目前，電調(diào)技術(shù)已經(jīng)成為衡量柴油機先進性能的指標(biāo)之一。
[0003]我國船用柴油機大多采用機械式和位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器，位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器一般采用比例電磁鐵、力矩電機或電液執(zhí)行器作為執(zhí)行器的運動部件，分別用于小、中、大功率柴油機轉(zhuǎn)速控制。比例電磁鐵作為電子調(diào)速執(zhí)行器只能通過增加復(fù)位彈簧實現(xiàn)雙向移動，這樣其輸出力的一部分用于克服復(fù)位彈簧的拉力，影響力其輸出力的大小。同時，電磁執(zhí)行器的比例電磁鐵工藝復(fù)雜，有效行程小，輸出力小，電磁鐵和彈簧難以匹配和穩(wěn)定性差的缺點。
[0004]直流伺服電動機的作用是將控制電壓信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸上的角速度輸出，通過改變控制電壓的極性和大小，就能改變電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。傳統(tǒng)直流電機作為機電能量轉(zhuǎn)換裝置，具有良好的線性機械特性、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大、控制電路簡單，適用于中、大功率隨動系統(tǒng)。
[0005]在論文“有限轉(zhuǎn)角力矩電機作為柴油機調(diào)速執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計研究”提出了采用有限轉(zhuǎn)角力矩電機作為柴油機調(diào)速執(zhí)行器。有限轉(zhuǎn)角力矩電機設(shè)計比較復(fù)雜，價格成本較高，控制復(fù)雜，實際使用受到很大限制。
[0006]申請?zhí)枮?00620113604的專利，提出一種油門執(zhí)行器，該執(zhí)行器包括:控制器、數(shù)
據(jù)采集調(diào)理裝置、伺服控制器和伺服電機。該執(zhí)行器采用伺服電機具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，精度高的優(yōu)點，但伺服電機沒有轉(zhuǎn)角硬限位，沒有安全保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供相應(yīng)速度快、保證柴油機轉(zhuǎn)速可靠控制的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]本發(fā)明一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:包括主殼體、直流電機、電渦流傳感器，主殼體的兩端分別安裝前端蓋和后端蓋，直流電機固定在主殼體里，直流電機通過諧波減速器連接輸出軸，輸出軸從前端蓋穿出并連接柴油機的噴油泵齒條，電渦流傳感器設(shè)置在主殼體里并通過傳感器支架固定在前端蓋上，輸出軸上安裝偏心輪，直流電機控制輸出軸帶動柴油機的噴油泵齒條移動，電渦流傳感器檢測偏心輪的位置從而檢測輸出軸轉(zhuǎn)動角度。
[0010]本發(fā)明還可以包括:
[0011]1、前端蓋上安裝具備自調(diào)心功能的球面端蓋，輸出軸穿過球面端蓋并通過滾動軸承與球面端蓋相配合，前端蓋上固定有夾緊端蓋，夾緊端蓋的弧面形狀與球面端蓋相匹配并將球面端蓋固定。
[0012]2、主殼體內(nèi)壁上設(shè)置限位桿，輸出軸上設(shè)置限位擋鐵，限位擋鐵與限位桿相配合使輸出軸的最大轉(zhuǎn)角被限制。
[0013]3、固定端蓋固定在前端蓋上，固定端蓋上開有密封槽，密封槽里安裝密封氈圈，輸出軸穿過固定端蓋并通過密封氈圈實現(xiàn)密封，固定端蓋外壁上繪制轉(zhuǎn)角刻度，輸出軸上安裝指針，指針位于固定端蓋外壁上，輸出軸帶動指針轉(zhuǎn)動，指針通過轉(zhuǎn)角刻度顯示輸出軸轉(zhuǎn)動角度。
[0014]4、前端蓋與主殼體之間通過兩個定位銷釘相連，兩個定位銷釘相對于輸出軸軸線相隔180度。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明采用大功率電機執(zhí)行機構(gòu)，輸出功率較大，能實現(xiàn)連續(xù)堵轉(zhuǎn)，技術(shù)成熟，有很好的工業(yè)適應(yīng)性。將其作為柴油機位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器的主要運動元件，可以實現(xiàn)較大功率范圍內(nèi)的柴油機轉(zhuǎn)速控制。本發(fā)明提出了一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，通過諧波減速器減速，調(diào)節(jié)輸出軸的轉(zhuǎn)角，實現(xiàn)對齒條的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)?？奢^好的實現(xiàn)柴油機位置控制式電子調(diào)速功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的左視圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的剖視圖；
[0019]圖4為固定端蓋轉(zhuǎn)角刻度示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0021 ] 結(jié)合圖1?4，本發(fā)明裝置由前端蓋1、滾動軸承2、輸出軸3、指針4、密封氈圈5、固定端蓋6、球面端蓋7、夾緊端蓋8、傳感器支架9、電渦流傳感器10、定位銷釘11、密封墊片12、偏心輪13、諧波減速器14、直流電機15、主殼體16、O型圈17、后端蓋18、電連接器19、限位當(dāng)鐵20、限位桿21等組成。
[0022]本發(fā)明包括諧波減速器14連接直流電機15與輸出軸3，輸出軸3上固定有偏心輪13，傳感器支架9上裝有電渦流傳感器10，通過感應(yīng)與偏心輪的距離判斷輸出軸的初始位置，前端蓋I里，輸出軸軸承2固定在球面端蓋7里，可以調(diào)節(jié)輸出軸與電機軸的同軸度，球面端蓋7外圈是夾緊端蓋8，固定端蓋6上刻有刻度，固定端蓋6內(nèi)側(cè)裝有密封氈圈5，端蓋外側(cè)輸出軸上裝有指針4，限位桿21和限位擋鐵20限制輸出軸轉(zhuǎn)角，前端蓋I與主殼體16由兩個定位銷釘11連接，后端蓋18上裝有電連接器19。
[0023]結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明采用Harmonic Drive CSG25減速器的諧波減速器14連接maxon EC motor EC60直流電機15與輸出軸3，輸出軸3采用采用ANSB92.1-197645DEGX72/144X36T JY花鍵與減速器固定，輸出軸3上固定有偏心輪13，傳感器支架9上裝有電渦流傳感器10，通過感應(yīng)與偏心輪的距離判斷輸出軸的初始位置，前端蓋I內(nèi)，輸出軸軸承2采用6005球軸承，其被球面端蓋7固定，可以調(diào)節(jié)輸出軸與電機軸的同軸度，球面端蓋7外圈是夾緊端蓋8，固定端蓋6上刻有刻度，固定端蓋6內(nèi)側(cè)裝有密封氈圈5，端蓋外側(cè)輸出軸上裝有指針4，限位桿21和限位擋鐵20限制輸出軸轉(zhuǎn)角，前端蓋I與主殼體16由兩個定位銷釘11連接，后端蓋18上裝有電連接器19。
[0024]為了研究基于大驅(qū)動能力直流伺服電機的執(zhí)行器，首先分析柴油機位置控制調(diào)速方式的工作原理。柴油機的轉(zhuǎn)速控制是通過控制噴油泵的噴油量來實現(xiàn)的，而噴油泵的控制是通過調(diào)節(jié)噴油泵齒條的位置實現(xiàn)的。調(diào)速執(zhí)行器的輸出一般直接在齒條上，柴油機位置控制式電子調(diào)速就是通過電機的轉(zhuǎn)動帶動噴油泵的齒條運動，從而控制噴油量，實現(xiàn)柴油機轉(zhuǎn)速的改變，而齒條的位移可以通過鏈接在軸上的位移傳感器反饋出來。
[0025]安裝在前端蓋內(nèi)側(cè)的傳感器支架9上的渦流傳感器10，測得輸出軸3的轉(zhuǎn)角位置。輸出軸的轉(zhuǎn)角由限位桿和限位擋鐵限制。
[0026]本發(fā)明采用大功率電機作為運動機構(gòu)的控制元件，電機的轉(zhuǎn)子與諧波減速器14連接，減速器減速后帶動輸出軸3轉(zhuǎn)動一定角度，輸出軸另一端與柴油泵齒條相連，帶動齒條運動，實現(xiàn)對噴油量的改變，進而調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。齒條的位移量與輸出軸轉(zhuǎn)動的角度有關(guān)，輸出軸的初始位置由傳感器測得，該位移量由輸出軸的轉(zhuǎn)角位置控制。
[0027]柴油機噴油泵齒條的移動通過控制直流電機15實現(xiàn)，直流電機15的旋轉(zhuǎn)通過諧波減速器14減速后帶動輸出軸3轉(zhuǎn)動一定角度，輸出軸3帶動齒條運動；輸出軸3上裝有偏心輪13，電渦流傳感器10判斷輸出軸3的初始位置；輸出軸3的最大轉(zhuǎn)角由限位擋鐵20控制。
[0028]采用電渦流傳感器10，通過偏心輪13的轉(zhuǎn)動，使偏心軸13表面與電渦流傳感器10距離變化，然后通過信號轉(zhuǎn)化，得到輸出軸轉(zhuǎn)角位置。
[0029]采用限位桿21和限位擋鐵20限制輸出軸轉(zhuǎn)角大小，保護柴油機齒條不會超出最大行程。
[0030]通過在固定端蓋6上繪制轉(zhuǎn)角刻度，并將指針固定在輸出軸3上，從而顯示輸出軸3的轉(zhuǎn)角位置。
[0031]為了防止輸出軸3與電機軸的同軸度不好，影響輸出軸轉(zhuǎn)動，在前端蓋上設(shè)置球面端蓋7，通過球面自調(diào)心功能，可以補償輸出軸3的不水平度。球面端蓋7用夾緊端蓋8固定。
[0032]為了保證安裝時輸出軸3與電機軸的同軸度，在前端蓋I與主殼體16之間設(shè)計兩個定位銷11，保證裝拆后能夠找到輸出軸3與電機軸的同軸。
[0033]在固定端蓋6上開有密封槽,安裝有密封租圈5,防止油污和灰塵進入,在前端蓋I與主殼體16之間安裝密封墊片12,主殼體16與后端體接觸部位開有密封環(huán)槽,安裝O形圈17。
[0034]主殼體16、前端蓋I開有散熱片，防止溫度過高。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:包括主殼體、直流電機、電渦流傳感器，主殼體的兩端分別安裝前端蓋和后端蓋，直流電機固定在主殼體里，直流電機通過諧波減速器連接輸出軸，輸出軸從前端蓋穿出并連接柴油機的噴油泵齒條，電渦流傳感器設(shè)置在主殼體里并通過傳感器支架固定在前端蓋上，輸出軸上安裝偏心輪，直流電機控制輸出軸帶動柴油機的噴油泵齒條移動，電渦流傳感器檢測偏心輪的位置從而檢測輸出軸轉(zhuǎn)動角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:前端蓋上安裝具備自調(diào)心功能的球面端蓋，輸出軸穿過球面端蓋并通過滾動軸承與球面端蓋相配合，前端蓋上固定有夾緊端蓋，夾緊端蓋的弧面形狀與球面端蓋相匹配并將球面端蓋固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:主殼體內(nèi)壁上設(shè)置限位桿，輸出軸上設(shè)置限位擋鐵，限位擋鐵與限位桿相配合使輸出軸的最大轉(zhuǎn)角被限制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:固定端蓋固定在前端蓋上，固定端蓋上開有密封槽，密封槽里安裝密封氈圈，輸出軸穿過固定端蓋并通過密封氈圈實現(xiàn)密封，固定端蓋外壁上繪制轉(zhuǎn)角刻度，輸出軸上安裝指針，指針位于固定端蓋外壁上，輸出軸帶動指針轉(zhuǎn)動，指針通過轉(zhuǎn)角刻度顯示輸出軸轉(zhuǎn)動角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:固定端蓋固定在前端蓋上，固定端蓋上開有密封槽，密封槽里安裝密封氈圈，輸出軸穿過固定端蓋并通過密封氈圈實現(xiàn)密封，固定端蓋外壁上繪制轉(zhuǎn)角刻度，輸出軸上安裝指針，指針位于固定端蓋外壁上，輸出軸帶動指針轉(zhuǎn)動，指針通過轉(zhuǎn)角刻度顯示輸出軸轉(zhuǎn)動角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:前端蓋與主殼體之間通過兩個定位銷釘相連，兩個定位銷釘相對于輸出軸軸線相隔180度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:前端蓋與主殼體之間通過兩個定位銷釘相連，兩個定位銷釘相對于輸出軸軸線相隔180度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:前端蓋與主殼體之間通過兩個定位銷釘相連，兩個 定位銷釘相對于輸出軸軸線相隔180度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種柴油機調(diào)速用大功率電機執(zhí)行器，其特征是:前端蓋與主殼體之間通過兩個定位銷釘相連，兩個定位銷釘相對于輸出軸軸線相隔180度。
【文檔編號】F02D1/04GK103899420SQ201410117079
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】石勇, 涂必慶, 李文聽, 孫軍 申請人:哈爾濱工程大學(xué)