專(zhuān)利名稱(chēng)：基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前在我國(guó)船舶上使用的柴油機(jī)位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器，基本上采用比例電磁鐵、力矩電機(jī)或電液執(zhí)行器作為執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)元件，分別用于小、中、大功率柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。比例電磁鐵作為電子調(diào)速執(zhí)行器只能通過(guò)增加復(fù)位彈簧實(shí)現(xiàn)雙向的移動(dòng)，這樣其輸出力一部分用于克服復(fù)位彈簧的拉力，影響了其輸出力大小。中國(guó)專(zhuān)利號(hào)ZL97242519.5、名稱(chēng)為“電磁執(zhí)行器”的專(zhuān)利文件中公開(kāi)了一種電磁執(zhí)行器，其電磁鐵線圈為單繞組線圈、傳感器為單轉(zhuǎn)角傳感器；位置傳感器總成的從動(dòng)桿與執(zhí)行器本體上的執(zhí)行器軸經(jīng)同步桿聯(lián)成一體，以達(dá)到將銜鐵的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角傳感器所需的轉(zhuǎn)動(dòng)的目的；執(zhí)行器軸借助聯(lián)接器實(shí)現(xiàn)其與油泵齒條間的無(wú)間隙傳動(dòng)。其缺點(diǎn)在于單繞組線圈和單傳感器工作的可靠性低；轉(zhuǎn)角傳感器線性度差；傳感器沒(méi)有間隙消除機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)復(fù)雜，降低了裝置的響應(yīng)速度、控制精度。綜上所述，其性能與可靠性不能滿足柴油機(jī)高壓油泵對(duì)其驅(qū)動(dòng)裝置的要求。采用電機(jī)作為柴油機(jī)位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器的關(guān)鍵部件，已經(jīng)獲得研究，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?2M3850. 5的專(zhuān)利文件中，提出一種直線運(yùn)動(dòng)式電子控制電動(dòng)油門(mén)執(zhí)行器，具有殼體、微型直流減速電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、通過(guò)螺紋傳動(dòng)連接的兩個(gè)連接件、手動(dòng)調(diào)整旋鈕、手動(dòng)/電動(dòng)轉(zhuǎn)換鈕機(jī)構(gòu)、軸向限位體、電機(jī)控制電路。該結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜，采用直流電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)部件，減速機(jī)構(gòu)沒(méi)有齒隙消除裝置，螺紋傳動(dòng)難以保證精度。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00620113604.8的專(zhuān)利文件中，提出一種油門(mén)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(jī)。該執(zhí)行器采用伺服電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，精度高的優(yōu)點(diǎn)，但伺服電機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)角硬限位，沒(méi)有安全保護(hù)。力矩電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出扭矩大，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)堵轉(zhuǎn)，技術(shù)成熟，重量和體積小，有較好的工業(yè)應(yīng)用，將其作為柴油機(jī)位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器的主要運(yùn)動(dòng)元件，可以實(shí)現(xiàn)較大功率范圍內(nèi)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速控制。通過(guò)滾珠絲杠螺母副可以吧力矩電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠螺母副的摩擦小、速度高、效率高。軸的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)直線軸承傳遞， 直線軸承的摩擦小、速度高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供響應(yīng)速度快、保證柴油機(jī)轉(zhuǎn)速可靠控制的基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器，其特征是包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)定子、殼體、滾珠螺母、滾珠絲杠、直線軸承，位移傳感器安裝在位移傳感器外殼里，位移傳感器外殼固定在力矩電機(jī)定子上，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子位于力矩電機(jī)定子里，滾珠絲杠和滾珠螺母配合且均位于殼體里，滾珠螺母與力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子相連，滾珠絲杠連接位移傳感器，直線軸承安裝在殼體里并限制滾珠絲杠、使?jié)L珠絲杠直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本發(fā)明能夠保證柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的可靠控制，其響應(yīng)速度較快，適用于中功率柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1，本發(fā)明包括位移傳感器1、位移傳感器外殼2、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子3、力矩電機(jī)定子4、殼體5、滾珠螺母6、滾珠絲杠7、直線軸承8，位移傳感器1安裝在位移傳感器外殼2 里，位移傳感器外殼2固定在力矩電機(jī)定子4上，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子3位于力矩電機(jī)定子4里， 滾珠絲杠7和滾珠螺母6配合且均位于殼體5里，滾珠螺母6與力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子3相連，滾珠絲杠7連接位移傳感器1，直線軸承8安裝在殼體5里并限制滾珠絲杠7、使?jié)L珠絲杠7直線運(yùn)動(dòng)。為了研究基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器，首先分析柴油機(jī)位置控制式調(diào)速方式的工作原理。柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速的控制是通過(guò)控制噴油泵的噴油量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而噴油量的控制是通過(guò)調(diào)節(jié)噴油泵齒條的位置實(shí)現(xiàn)。調(diào)速執(zhí)行器的輸出一般直接連接在齒條上， 柴油機(jī)位置控制式電子調(diào)速就是通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)噴油泵的齒條的運(yùn)動(dòng)，從而控制噴油量，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的改變，而齒條的位移可以通過(guò)連接在軸上的位移傳感器反饋出來(lái)。位移傳感器1安裝在傳感器外殼2中，傳感器外殼2固定在力矩電機(jī)的定子4上。 保護(hù)滾珠絲杠螺母副的殼體5用螺母安裝在力矩電機(jī)定子4上。安裝在殼體5內(nèi)的直線軸承8保證滾珠絲杠7的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠7與位移傳感器1用螺柱連接，滾珠螺母6與力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子3相連。本發(fā)明采用力矩電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制元器件。力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子3與滾珠螺母 6間用螺母連接，殼體5通過(guò)螺母安裝在力矩電機(jī)的定子4上，如圖1。力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠螺母6轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠螺母6把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滾珠絲桿7的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿7 在直線軸承8內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，另一端與柴油泵齒條相連，帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)噴油量的變化，以改變柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。齒條的位移量即為滾珠絲杠7的位移量，該位移量可通過(guò)連接在滾珠絲桿7上的位移傳感器測(cè)量出。
權(quán)利要求
1.基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器，其特征是包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)定子、殼體、滾珠螺母、滾珠絲杠、直線軸承，位移傳感器安裝在位移傳感器外殼里，位移傳感器外殼固定在力矩電機(jī)定子上，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子位于力矩電機(jī)定子里，滾珠絲杠和滾珠螺母配合且均位于殼體里，滾珠螺母與力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子相連，滾珠絲杠連接位移傳感器，直線軸承安裝在殼體里并限制滾珠絲杠、使?jié)L珠絲杠直線運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供基于力矩電機(jī)的直線式柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器，包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子、力矩電機(jī)定子、殼體、滾珠螺母、滾珠絲杠、直線軸承，位移傳感器安裝在位移傳感器外殼里，位移傳感器外殼固定在力矩電機(jī)定子上，力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子位于力矩電機(jī)定子里，滾珠絲杠和滾珠螺母配合且均位于殼體里，滾珠螺母與力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子相連，滾珠絲杠連接位移傳感器，直線軸承安裝在殼體里并限制滾珠絲杠、使?jié)L珠絲杠直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明能夠保證柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的可靠控制，其響應(yīng)速度較快，適用于中功率柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
文檔編號(hào)F02D1/02GK102182561SQ201110123729
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者張連俞, 石勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)