[發(fā)明專利]一種大功率柴油機(jī)直流無刷電機(jī)調(diào)速執(zhí)行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510001281.7
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN104533635B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石勇;寧一高
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F02D11/10
• 分類號: F02D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器，尤其涉及一種大功率柴油機(jī)直流無刷電機(jī)調(diào)速執(zhí)行器。

背景技術(shù)

日趨嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)保問題要求柴油機(jī)不斷提高其性能，以減少燃油消耗和降低污染物排放。作為柴油機(jī)電控核心技術(shù)之一的電子調(diào)速技術(shù)對柴油機(jī)性能有著顯著的影響，而柴油機(jī)電子調(diào)速系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。目前在我國艦船柴油機(jī)上大多使用位置控制式電子調(diào)速執(zhí)行器，按工作原理主要有電磁式、電液式和電機(jī)式三種類型。

電磁式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常是比例電磁鐵。如2006年內(nèi)燃機(jī)第2期論文“柴油機(jī)數(shù)字式電子調(diào)速器的研究”中介紹的電磁執(zhí)行器為直流比例電磁鐵，噴油泵齒桿供油方向的驅(qū)動力與通過電磁執(zhí)行器繞組的工作電流成正比，減油方向復(fù)位力由復(fù)位彈簧產(chǎn)生。當(dāng)兩個力平衡時，輸出軸位于相應(yīng)的平衡位置；若增加執(zhí)行器的工作電流強(qiáng)度，則噴油泵供油齒桿向加油方向移動；反之，則向減油方向移動。其缺點是最大驅(qū)動力受到線圈和最大工作電流的限制，因而配機(jī)范圍只限于中小功率的柴油機(jī)上。

對于大功率柴油機(jī)，其調(diào)速執(zhí)行器一般采用電液式或電機(jī)式。如專利號為200520010074.X的中國專利，提出了一種柴油機(jī)電液調(diào)速器的執(zhí)行器，它由電磁轉(zhuǎn)換器、負(fù)載彈簧、控制閥、減壓閥、動力活塞、過濾器、油泵、輸出軸和傳動軸等組成，具有推力大、電功耗低等優(yōu)點，但液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)對零件加工精度要求高，并需要外加液壓驅(qū)動源等原因，造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，限制了其使用。

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，如專利號為02243850.5的中國專利，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(jī)、減速機(jī)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(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)作為運動部件，減速機(jī)構(gòu)沒有齒隙消除裝置，螺紋傳動難以保證精度。

此外，2008年8月在哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報論文“有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)作為柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計研究”中提出采用有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)作為柴油機(jī)調(diào)速執(zhí)行器。有限轉(zhuǎn)角力矩電機(jī)設(shè)計復(fù)雜，價格成本較高，控制復(fù)雜。作為執(zhí)行器時，體積較大，因此應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、精度高的大功率柴油機(jī)直流無刷電機(jī)調(diào)速執(zhí)行器。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括倒T型支架、安裝在倒T型支架一側(cè)的直流無刷電機(jī)和安裝在倒T型支架另一側(cè)的導(dǎo)套，導(dǎo)套的端部安裝端蓋，導(dǎo)套內(nèi)設(shè)置有法蘭盤，法蘭盤的右端面與減速機(jī)的一端固連，減速機(jī)的另一端安裝在倒T型支架上，直流無刷電機(jī)的輸出軸與減速機(jī)的輸入軸通過聯(lián)軸器連接，減速機(jī)的輸出軸與主軸連接，主軸上套裝扇形大齒輪且主軸與扇形大齒輪為一體，法蘭盤的左端面安裝傳感器支架，轉(zhuǎn)角位移傳感器安裝在傳感器支架上，傳感器支架上還安裝扇形測量齒輪，扇形測量齒輪與扇形大齒輪嚙合，主軸穿過端蓋的部分套裝有搖臂，搖臂與柴油機(jī)噴油泵齒條連接。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.在所述法蘭盤的左端面上的傳感器支架的兩側(cè)分別安裝有左限位擋塊和右限位擋塊。

2.在減速機(jī)與倒T型支架接觸的端面上設(shè)置止口盤。

3.在倒T型支架頂端開有緊固通孔。

4.在所述端蓋的外表面上設(shè)置轉(zhuǎn)角刻度，在主軸上安裝有指針。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用直流無刷電機(jī)與減速機(jī)的配合實現(xiàn)大功率柴油機(jī)的調(diào)速，而直流無刷電機(jī)系統(tǒng)具有功率密度高、響應(yīng)速度快、可靠性高、效率高、電磁污染小、維護(hù)費用低等優(yōu)點，因此采用大功率直流無刷電機(jī)和性能優(yōu)良的集成化精密減速機(jī)作為執(zhí)行器的主要部件，直流無刷電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動搖臂控制噴油量，并安裝有限位擋塊以限位主軸的轉(zhuǎn)角輸出范圍，結(jié)構(gòu)緊湊，控制精度高，可較好的實現(xiàn)大功率柴油機(jī)電子調(diào)速功能。在具體工作過程中，本發(fā)明通過減速機(jī)來降低直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并增大轉(zhuǎn)矩，通過轉(zhuǎn)角位移傳感器反饋轉(zhuǎn)角輸出信息，可實現(xiàn)對噴油泵齒條的精準(zhǔn)控制，達(dá)到柴油機(jī)位置控制式電子調(diào)速功能。相對于現(xiàn)有技術(shù)，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，輸出力矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適用于大功率柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是本發(fā)明的左視圖；

圖3是本發(fā)明的俯視圖；

圖4是圖3的A-A的局部剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。