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基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器的制作方法

文檔序號:5190640閱讀:319來源:國知局
專利名稱:基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及的是一種發(fā)動機的控制裝置。
背景技術(shù)
目前在我國船舶上使用的柴油機位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器,基本上采用比例電磁鐵、力矩電機或電液執(zhí)行器作為執(zhí)行器的運動元件,分別用于小、中、大功率柴油機轉(zhuǎn)速的控制。比例電磁鐵作為電子調(diào)速執(zhí)行器只能通過增加復(fù)位彈簧實現(xiàn)雙向的移動,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。中國專利號ZL97242519.5、名稱為“電磁執(zhí)行器”的專利文件中公開了一種電磁執(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,以達到將銜鐵的直線運動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角傳感器所需的轉(zhuǎn)動的目的;執(zhí)行器軸借助聯(lián)接器實現(xiàn)其與油泵齒條間的無間隙傳動。其缺點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;傳感器沒有間隙消除機構(gòu);運動轉(zhuǎn)換機構(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高壓油泵對其驅(qū)動裝置的要求。采用電機作為柴油機位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器的關(guān)鍵部件,已經(jīng)獲得研究,如中國專利申請?zhí)枮?2M3850. 5的專利文件中,提出一種直線運動式電子控制電動油門執(zhí)行器,具有殼體、微型直流減速電機、減速機構(gòu)、通過螺紋傳動連接的兩個連接件、手動調(diào)整旋鈕、手動/電動轉(zhuǎn)換鈕機構(gòu)、軸向限位體、電機控制電路。該結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜,采用直流電機作為運動部件,減速機構(gòu)沒有齒隙消除裝置,螺紋傳動難以保證精度。中國專利申請?zhí)枮?00620113604.8的專利文件中,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。力矩電機結(jié)構(gòu)簡單,輸出扭矩大,能實現(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。通過滾珠絲杠螺母副可以吧力矩電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。滾珠絲杠螺母副的摩擦小、速度高、效率高。軸的直線運動通過直線軸承傳遞, 直線軸承的摩擦小、速度高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供響應(yīng)速度快、保證柴油機轉(zhuǎn)速可靠控制的基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器,其特征是包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機轉(zhuǎn)子、力矩電機定子、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定子上,力矩電機轉(zhuǎn)子位于力矩電機定子里,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珠絲杠直線運動。本實用新型的優(yōu)勢在于本實用新型能夠保證柴油機轉(zhuǎn)速的可靠控制,其響應(yīng)速度較快,適用于中功率柴油機的轉(zhuǎn)速控制。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述結(jié)合圖1,本實用新型包括位移傳感器1、位移傳感器外殼2、力矩電機轉(zhuǎn)子3、力矩電機定子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固定在力矩電機定子4上,力矩電機轉(zhuǎn)子3位于力矩電機定子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直線運動。為了研究基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器,首先分析柴油機位置控制式調(diào)速方式的工作原理。柴油機的轉(zhuǎn)速的控制是通過控制噴油泵的噴油量來實現(xiàn)的,而噴油量的控制是通過調(diào)節(jié)噴油泵齒條的位置實現(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的運動,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連接在軸上的位移傳感器反饋出來。位移傳感器1安裝在傳感器外殼2中,傳感器外殼2固定在力矩電機的定子4上。 保護滾珠絲杠螺母副的殼體5用螺母安裝在力矩電機定子4上。安裝在殼體5內(nèi)的直線軸承8保證滾珠絲杠7的直線運動。滾珠絲杠7與位移傳感器1用螺柱連接,滾珠螺母6與力矩電機轉(zhuǎn)子3相連。本實用新型采用力矩電機作為運動機構(gòu)的控制元器件。力矩電機的轉(zhuǎn)子3與滾珠螺母6間用螺母連接,殼體5通過螺母安裝在力矩電機的定子4上,如圖1。力矩電機轉(zhuǎn)子 3轉(zhuǎn)動帶動滾珠螺母6轉(zhuǎn)動,滾珠螺母6把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為滾珠絲桿7的直線運動。滾珠絲桿7在直線軸承8內(nèi)進行直線運動,另一端與柴油泵齒條相連,帶動齒條運動,實現(xiàn)噴油量的變化,以改變柴油機轉(zhuǎn)速。齒條的位移量即為滾珠絲杠7的位移量,該位移量可通過連接在滾珠絲桿7上的位移傳感器測量出。
權(quán)利要求1.基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器,其特征是包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機轉(zhuǎn)子、力矩電機定子、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定子上,力矩電機轉(zhuǎn)子位于力矩電機定子里,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珠絲杠直線運動。
專利摘要本實用新型的目的在于提供基于力矩電機的直線式柴油機調(diào)速執(zhí)行器,包括位移傳感器、位移傳感器外殼、力矩電機轉(zhuǎn)子、力矩電機定子、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定子上,力矩電機轉(zhuǎn)子位于力矩電機定子里,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珠絲杠直線運動。本實用新型能夠保證柴油機轉(zhuǎn)速的可靠控制,其響應(yīng)速度較快,適用于中功率柴油機的轉(zhuǎn)速控制。
文檔編號F02D1/02GK202100330SQ20112015369
公開日2012年1月4日 申請日期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 申請人:哈爾濱工程大學(xué)
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