一種汽油機(jī)用混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于調(diào)速器領(lǐng)域，尤其涉及一種汽油機(jī)用混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于機(jī)械式離心調(diào)速器具有可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此在汽油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用；目前絕大多數(shù)汽油機(jī)產(chǎn)品上均使用了機(jī)械式離心調(diào)速器。但是，由于機(jī)械式離心調(diào)速器及汽油機(jī)的固有特性，使用機(jī)械式調(diào)速器的汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)及瞬時(shí)調(diào)速性能較差，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足對(duì)頻率特性要求較高的場(chǎng)合需要。
[0003]近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)汽油機(jī)用電子調(diào)速器的研宄不斷增多，電子調(diào)速器開始在部分汽油機(jī)中得到使用。電子調(diào)速器依靠控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)和控制功能，使汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速在負(fù)荷不斷變化的情況下，能夠穩(wěn)定在設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。因此，電子調(diào)速性具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)性高，穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)調(diào)速性能好，穩(wěn)定時(shí)間很短等傳統(tǒng)機(jī)械式離心調(diào)速器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01410294554.7的發(fā)明專利申請(qǐng)，提供了一種汽油機(jī)電子調(diào)速器，包括轉(zhuǎn)速采樣模塊、數(shù)字控制器、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊和執(zhí)行器，轉(zhuǎn)速采樣模塊獲取當(dāng)前的轉(zhuǎn)速信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理后送給數(shù)字控制器；在數(shù)字控制器中利用PID數(shù)字控制算法對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到控制命令輸送給執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊；執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制命令驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行控制命令；執(zhí)行器控制汽油機(jī)的節(jié)氣門，從而對(duì)汽油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0005]直接使用電子調(diào)速器來(lái)控制汽油機(jī)節(jié)氣閥的開度，要求電子調(diào)速器本身具有極高的可靠性，并且由于其反饋信號(hào)來(lái)自于汽油機(jī)輸出產(chǎn)生的電信號(hào)，因此，在汽油機(jī)及電子調(diào)速器本身出現(xiàn)故障的情況下，極易造成汽油機(jī)轉(zhuǎn)速持續(xù)升高，進(jìn)而造成飛車等致命故障發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種汽油機(jī)用混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)，通過(guò)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)速?gòu)椈深A(yù)緊力的方式，解決了使用機(jī)械式離心調(diào)速器的汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)及瞬時(shí)調(diào)速性能差，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題；同時(shí)消除了直接使用電子調(diào)速器來(lái)控制汽油機(jī)轉(zhuǎn)速的潛在安全隱患。
[0007]本實(shí)用新型所提供汽油機(jī)用混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)，包括離心調(diào)速部件及預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件；所述離心調(diào)速部件分別與汽油機(jī)的節(jié)氣閥、曲軸連接；所述離心調(diào)速部件包括調(diào)速?gòu)椈?，所述預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件與所述調(diào)速?gòu)椈蛇B接；所述離心調(diào)速部件從汽油機(jī)曲軸獲得離心力并調(diào)節(jié)節(jié)氣閥的開度，直至離心力與調(diào)速?gòu)椈深A(yù)緊力平衡，從而控制汽油機(jī)轉(zhuǎn)速在很小的范圍內(nèi)變化；所述預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件根據(jù)汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力大小，以保持節(jié)氣閥始終處于與不同工況相對(duì)應(yīng)的開度，維持汽油機(jī)在不同工況條件下近乎恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
[0008]本實(shí)用新型一方面通過(guò)離心調(diào)速部件從汽油機(jī)曲軸獲得離心力，利用曲軸反饋的離心力來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)氣閥的開度，另一方面，通過(guò)預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件實(shí)時(shí)獲取汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)轉(zhuǎn)速變化情況來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力，調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力與離心力產(chǎn)生相反的作用，兩者相互作用直至達(dá)到平衡，以保持節(jié)氣閥與不同工況相對(duì)應(yīng)的開度，從而維持汽油機(jī)在不同工況條件下穩(wěn)定運(yùn)行，本實(shí)用新型可以快速消除超調(diào)量或增加補(bǔ)償量，始終使汽油機(jī)工作在所需及額定轉(zhuǎn)速條件下，并可避免單獨(dú)使用電子調(diào)速器時(shí)，由于電子調(diào)速器失控而造成飛車等致命故障，增強(qiáng)了汽油機(jī)的穩(wěn)定性，同時(shí)，也避免了單純使用機(jī)械式離心調(diào)速器時(shí)，汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)及瞬時(shí)調(diào)速性能較差，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，不能滿足對(duì)頻率特性要求較高的場(chǎng)合需要的不足。
[0009]所述預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件包括控制模塊和執(zhí)行部件；所述控制模塊用于接收并分析汽油機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的變化生成執(zhí)行信號(hào)，并將執(zhí)行信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行部件；所述執(zhí)行部件根據(jù)接收到的執(zhí)行信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整調(diào)速?gòu)椈深A(yù)緊力大小。
[0010]優(yōu)選地，所述執(zhí)行部件包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸與調(diào)節(jié)螺桿的一端連接，該調(diào)節(jié)螺桿的另一端與所述調(diào)速?gòu)椈蛇B接。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿前進(jìn)或后退，進(jìn)而使調(diào)速?gòu)椈蓮埦o或放松，以調(diào)節(jié)調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力大小，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的控制精度較高。
[0011]為使調(diào)速?gòu)椈深A(yù)緊力的更準(zhǔn)確的控制，所述調(diào)節(jié)螺桿穿過(guò)一支架后與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸連接，該支架與調(diào)節(jié)螺桿上設(shè)有相互配合的螺紋，由于設(shè)置有螺紋，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺桿移動(dòng)量的更精確化控制，也就實(shí)現(xiàn)了調(diào)速?gòu)椈深A(yù)緊力大小的更精確化控制。
[0012]為避免驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)大，以及可能發(fā)生的失控，所述調(diào)節(jié)螺桿上套有張緊簧，該張緊簧位于所述支架與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，利用張緊簧控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最大行程。
[0013]優(yōu)選地，所述離心調(diào)速部件還包括離心飛塊、離心齒輪、調(diào)速套筒、轉(zhuǎn)軸、調(diào)速擺桿及調(diào)速臂；所述離心齒輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述離心飛塊安裝在離心齒輪上；所述調(diào)速套筒套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸的端部，該轉(zhuǎn)軸的另一端與所述汽油機(jī)的曲軸連接；所述調(diào)速擺桿安裝在汽油機(jī)箱體上；所述調(diào)速臂的近端與所述調(diào)速擺桿連接，并可與調(diào)速擺桿一起繞安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述調(diào)速臂的其遠(yuǎn)端連接調(diào)速拉桿，所述調(diào)速拉桿的另一端與所述汽油機(jī)的節(jié)氣閥連接；所述調(diào)速臂的近端還與所述調(diào)速?gòu)椈蛇B接；所述調(diào)速套筒的兩端分別與離心飛塊、調(diào)速擺桿接觸或連接，并可在離心飛塊、調(diào)速擺桿的作用下沿所述轉(zhuǎn)軸軸向滑動(dòng)。轉(zhuǎn)軸與汽油機(jī)曲軸連接，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)離心齒輪旋轉(zhuǎn)，離心齒輪則帶動(dòng)離心飛塊轉(zhuǎn)動(dòng)，離心飛塊推動(dòng)調(diào)速套筒移動(dòng)，由調(diào)速套筒帶動(dòng)調(diào)速擺桿、調(diào)速臂移動(dòng)，調(diào)速臂則帶動(dòng)調(diào)速拉桿來(lái)進(jìn)行加減油的控制，而調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力會(huì)產(chǎn)生與離心飛塊相反的作用力，兩者相互作用直至達(dá)到平衡，以保持節(jié)氣閥與不同工況相對(duì)應(yīng)的開度，從而維持汽油機(jī)在不同工況條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
[0014]優(yōu)選地，所述調(diào)速拉桿上套有微調(diào)速?gòu)椈?，該微調(diào)速?gòu)椈傻囊欢伺c所述調(diào)速臂的遠(yuǎn)端連接，另一端與所述節(jié)氣閥連接，微調(diào)速?gòu)椈煽杀苊庹{(diào)速拉桿動(dòng)作過(guò)大而導(dǎo)致節(jié)氣閥開度劇烈變化。
[0015]優(yōu)選地，所述離心調(diào)速部件還包括安裝在汽油機(jī)箱體上、并可繞安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)速?gòu)椈赊D(zhuǎn)臂，該調(diào)速?gòu)椈赊D(zhuǎn)臂的一端與所述調(diào)速?gòu)椈蛇B接，另一端與所述預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件接觸或連接，從而使預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件間接與所述調(diào)速?gòu)椈蛇B接。
[0016]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)軸與離心齒輪之間安裝有卡圈，通過(guò)卡圈對(duì)離心飛塊進(jìn)行軸向限位。
[0017]本實(shí)用新型同時(shí)具備機(jī)械離心式調(diào)速器與電子調(diào)速器的優(yōu)點(diǎn)。不僅可靠性高、維修簡(jiǎn)單，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)性高，瞬時(shí)及穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能好，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所耗時(shí)間很短。根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)表明，在設(shè)定汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min的條件下，其瞬時(shí)調(diào)速可達(dá)到5.8%，穩(wěn)定時(shí)間可達(dá)到3.ls，均優(yōu)于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，該混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)只需對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品作輕微調(diào)整便可推廣使用，有利于現(xiàn)有產(chǎn)品的升級(jí)換代，能最大程度降低經(jīng)濟(jì)成本。
[0018]采用普通的機(jī)械式離心調(diào)速器的汽油機(jī)，當(dāng)負(fù)載小于額定負(fù)載較多時(shí)，其工作頻率高出額定頻率較多，此種工況，既造成汽油機(jī)油耗較高，有害物質(zhì)排放嚴(yán)重，同時(shí)汽油機(jī)的噪聲較高；當(dāng)汽油機(jī)性能下降或負(fù)載超出額定負(fù)載較多時(shí)，汽油機(jī)的工作頻率則低于額定頻率較多，此種工況，不能充分利用汽油機(jī)的潛能，同時(shí)對(duì)外輸出的電壓波動(dòng)較大，質(zhì)量較低。采用本實(shí)用新型提供的混合式調(diào)速機(jī)構(gòu)的汽油機(jī)，預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件可根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)快速消除超調(diào)量或增加補(bǔ)償量，始終使汽油機(jī)工作在所需及額定轉(zhuǎn)速條件下，從而改善上述不足。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型工作過(guò)程圖(工況一、工況四)；
[0020]圖2為本實(shí)用新型工作過(guò)程圖(工況二、工況三)；
[0021]圖3為本實(shí)用新型所述控制模塊框圖。
[0022]圖中離心調(diào)速部件；2_預(yù)緊力電子調(diào)節(jié)部件；3_轉(zhuǎn)軸；4_離心齒輪；5-調(diào)速套筒；6_調(diào)速擺桿；7_離心飛塊；8_調(diào)速臂；9_微調(diào)速?gòu)椈桑?0_調(diào)速拉桿；11_調(diào)速?gòu)椈桑?2-調(diào)速?gòu)椈赊D(zhuǎn)臂；13-調(diào)節(jié)螺桿；14_支架；15-張緊簧；16_步進(jìn)電機(jī)；17-執(zhí)行部件；18-控制模塊；19-卡圈。