專利名稱：柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種由微機控制的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其屬于發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)。
在柴油機上，為了穩(wěn)定柴油機的轉(zhuǎn)速，都裝有自動調(diào)速裝置，即通常所說的調(diào)速器。傳統(tǒng)的調(diào)速器是專用離心式機械調(diào)速方法。對于某些要求柴油機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性很高的應(yīng)用場合，例如電站用柴油機，采用機械調(diào)速方法難以獲得令人滿意的調(diào)速精度。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了性能優(yōu)良的電子調(diào)速器。這種調(diào)速器可達(dá)到很高的調(diào)速精度，可滿足電站用柴油機的要求。電子調(diào)速器可分為模擬電路式和數(shù)字電路式。與模擬式電子調(diào)速器相比較，帶微處理機的數(shù)字式調(diào)速器具有更強的功能。它除可按程序設(shè)定進行精確地調(diào)速外，還可實現(xiàn)對柴油機的供油按用戶和工作對象的要求進行油量校正，這一功能特別適用于增壓柴油機和要求有較大扭矩儲備系數(shù)的工程用柴油機。
數(shù)字式電子調(diào)速器的關(guān)鍵部件之一是用于調(diào)整柴油機高壓油泵供油量的執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)的作用是把來自電子控制器的信號轉(zhuǎn)換成機械位移力，以此驅(qū)動高壓油泵的齒條。對執(zhí)行機構(gòu)的基本要求是對控制器的輸出信號有迅速的機械響應(yīng)，有足夠大的機械驅(qū)動力，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，并具有當(dāng)控制器發(fā)生故障時能進行人工控制操作。
基于上述要求，本實用新型的目的在于設(shè)計一種柴油機數(shù)字式電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，使其可直接接受控制器發(fā)出的數(shù)字信號，與控制器相配合達(dá)到對柴油機進行精確的調(diào)速和油量校正。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，它包括一個調(diào)節(jié)柴油機高壓油泵供油量的齒桿，一個使齒桿產(chǎn)生位移的齒桿位移執(zhí)行器，本實用新型的特殊之處在于，上述齒桿的端部連接一個齒桿位置傳感器，凸輪軸旁安裝一個轉(zhuǎn)速傳感器，齒桿位移執(zhí)行器主要包括一個步進電機、一個由旋轉(zhuǎn)螺桿和滑動螺母組成的傳動機構(gòu)和一個杠桿，杠桿的一端通過銷軸同齒桿鉸接，另一端通過銷軸同滑軸鉸接，中間通過銷軸同滑動螺母鉸接，滑軸上裝有復(fù)位彈簧，銷軸還同手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。
上述的旋轉(zhuǎn)螺桿固定在步進電機的轉(zhuǎn)軸上，與滑動螺母的內(nèi)螺紋相嚙合，滑動螺母與滑套成鍵式滑動連接。
滑動螺母的外園上加工1～4條凸起，與此相對應(yīng)，滑套的內(nèi)孔加工1～4條凹槽。
手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)由手柄、銷軸和撥桿組成，手柄和撥桿的一端與銷軸成固定連接，撥桿的另一端同銷軸鉸接。
杠桿兩端采用長形連接孔。
上述技術(shù)方案的指導(dǎo)思想是該電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)與微機配合使用時，必須對柴油機進行自動控制。即微機根據(jù)采集的柴油機供油量和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，使步進電機轉(zhuǎn)動，固定在步進電機轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)螺桿驅(qū)動滑動螺母產(chǎn)生軸向位移，通過杠桿推動齒桿改變柴油機的供油量，齒桿位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的信號不斷輸入微機，經(jīng)微機處理后不斷向步進電機發(fā)出指令，從而實行自動控制。借助于手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)可對柴油機進行人為控制或緊急停車。為了使旋轉(zhuǎn)螺桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成滑動螺母的平動，滑動螺母和滑套之間采用鍵式連接。杠桿兩端采用長形連接孔是為了具有足夠的擺動量而不會因銷軸被卡死。


附圖1是一種柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)的手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖。
下面是本實用新型的一個實施例，通過對該實施例的描述和附圖給出本實用新型的細(xì)節(jié)。
附圖1是一種柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，步進電機〔1〕的轉(zhuǎn)軸〔2〕上固定一個旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕，旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕的螺紋段〔3a〕與滑動螺母〔4〕的內(nèi)螺紋〔4a〕嚙合，加工在滑動螺母〔4〕外園上的花鍵式凸起〔4b〕插入靜止滑套〔5〕的花鍵式凹槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)把步進電機〔1〕的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成滑動螺母〔4〕的平動。柴油機高壓油泵上的油量調(diào)節(jié)齒桿〔7〕的端部連接油量位置傳感器〔6〕，杠桿〔8〕的一端經(jīng)銷軸〔9〕同齒桿鉸接在一起，另一端經(jīng)銷軸〔11〕同滑軸〔15〕鉸接在一起，中間經(jīng)銷軸〔10〕同滑動螺母〔4〕鉸接在一起，為了讓杠桿〔8〕擺動自如，銷軸〔9〕〔11〕處采用長形連接孔〔12〕〔13〕?；S〔15〕的另一端安裝了一個復(fù)位彈簧〔14〕，保證使用手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)時自動復(fù)位。在對柴油機進行自動控制時，步進電機〔1〕的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為滑動螺母〔4〕的平動，由于滑軸〔15〕在復(fù)位彈簧〔14〕的作用下，銷軸〔11〕成為固定支點，滑動螺母〔4〕的平動轉(zhuǎn)化為杠桿〔8〕繞銷軸〔11〕的擺動，從而實現(xiàn)齒桿〔7〕較大幅度的位移，調(diào)節(jié)柴油機高壓油泵的供油量。
附圖2是柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)的手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)示意圖。圖中，銷軸〔19〕穿過殼體，外側(cè)固定一個手柄〔18〕，內(nèi)側(cè)固定一個撥桿〔20〕，撥桿〔20〕的另一端與銷軸〔11〕鉸接。高壓油泵的凸輪軸〔16〕端部安裝一個測速齒輪〔21〕，旁邊裝一個轉(zhuǎn)速傳感器〔17〕。在圖1和圖2中，手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)的動作過程如下扳動手柄〔18〕經(jīng)撥桿〔20〕推動滑軸〔15〕壓縮復(fù)位彈簧〔14〕產(chǎn)生位移，這時銷軸〔10〕變成固定支點，由于杠桿〔8〕的作用，齒桿〔7〕產(chǎn)生同滑軸〔15〕相反方向的位移，根據(jù)需要可以控制手柄〔18〕在適當(dāng)?shù)奈恢茫瑢Σ裼蜋C高壓油泵的供油量進行人為調(diào)節(jié)。在自動控制時，手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)還可作緊急停車之用。
本實用新型的效果在于，上述的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)與微機配合裝機試驗，在各給定轉(zhuǎn)速下，起動時都能得到良好的響應(yīng)性，在800～3000轉(zhuǎn)／分時，穩(wěn)定時間為1.5～1.8秒；空負(fù)荷時的轉(zhuǎn)速波動率及全負(fù)荷時的穩(wěn)定調(diào)速率均可達(dá)到0％，一般轉(zhuǎn)速波動均在±0.3％以內(nèi)，實現(xiàn)了柴油機的恒速運轉(zhuǎn)；負(fù)荷突變時，隨著轉(zhuǎn)速的變化，控制輸出和齒條位置均有良好的跟隨性，并又作用于轉(zhuǎn)速，因而得到非常好的結(jié)果。該裝置只要改變給定的放大系數(shù)，就能適應(yīng)不同的柴油機規(guī)格和用途，結(jié)構(gòu)輕巧，價格低廉，便于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，它包括一個調(diào)節(jié)柴油機高壓油泵供油量的齒桿[7]，一個使齒桿[7]產(chǎn)生位移的齒桿位移執(zhí)行器，本實用新型的特征在于，上述齒桿[7]的端部連接一個齒桿位置傳感器[6]，凸輪軸[16]旁安裝一個轉(zhuǎn)速傳感器[17]，齒桿位移執(zhí)行器主要包括一個步進電機[1]，一個由旋轉(zhuǎn)螺桿[3]和滑動螺母[4]組成的傳動機構(gòu)和一個杠桿[8]，杠桿[8]的一端通過銷軸[9]同齒桿[7]鉸接，另一端通過銷軸[11]同滑軸[15]鉸接，中間通過銷軸[10]同滑動螺母[4]鉸接，滑軸[15]上裝有復(fù)位彈簧[14]，銷軸[11]還同手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于，上述的旋轉(zhuǎn)螺桿〔3〕固定在步進電機〔1〕的轉(zhuǎn)軸〔2〕上，與滑動螺母〔4〕的內(nèi)螺紋相嚙合，滑動螺母〔4〕與滑套〔5〕成鍵式滑動連接。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于，滑動螺母〔4〕的外園上加工1～4條凸起，與此相對應(yīng)，滑套〔5〕的內(nèi)孔加工1～4條凹槽。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于，手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)由手柄〔18〕、銷軸〔19〕和撥桿〔20〕組成，手柄〔18〕和撥桿〔20〕的一端與銷軸〔19〕成固定連接，撥桿〔20〕的另一端同銷軸〔11〕鉸接。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于，杠桿〔8〕兩端采用長形連接孔〔12〕〔13〕。
專利摘要一種由微機控制的柴油機電子調(diào)速器執(zhí)行機構(gòu)，其屬于發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)。該裝置由步進電機通過傳動系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)柴油機高壓油泵的供油量，手動供油調(diào)節(jié)機構(gòu)可以進行人為調(diào)節(jié)和緊急停車之用。齒桿位置和轉(zhuǎn)速傳感器為微機提供控制的必要參數(shù)。在各給定轉(zhuǎn)速下，發(fā)動機的起動響應(yīng)性好，空負(fù)荷時的轉(zhuǎn)速波動率及全負(fù)荷時的穩(wěn)定調(diào)速率均為0％，轉(zhuǎn)速波動均在±0.3％以內(nèi)，負(fù)荷突變時齒桿位置跟隨性好。
文檔編號F02D41/00GK2036208SQ8820655
公開日1989年4月19日 申請日期1988年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月31日
發(fā)明者張育華, 宋冬明 申請人:大連天新新技術(shù)開發(fā)公司