專利名稱：柴油機直線電機調速執(zhí)行器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種柴油機的控制裝置，具體涉及一種直線電機調節(jié)機械位移的控制系技術。
背景技術：
目前在我國使用的柴油機位置控制式電子調速執(zhí)行器，主要采用電磁執(zhí)行器、力矩電機或電液執(zhí)行器作為調速執(zhí)行器的運動執(zhí)行元件，并分別用于小、中、大功率柴油機轉速的控制。電磁執(zhí)行器即以比例電磁鐵作為運動執(zhí)行元件，其一般由比例電磁鐵和復位彈簧組成，電磁鐵將電能轉化為磁力，克服彈簧力吸引銜鐵運動，通過改變電磁鐵電流大小來改變電磁力大小，控制銜鐵的位移。由于它通過復位彈簧實現雙向的移動，其電磁力一部分用于克服復位彈簧的拉力，影響了其輸出力大小。在中國專利號為ZL 200420093200.8的專利“磁力復位式電磁執(zhí)行器”中對電磁執(zhí)行器的缺點進行了介紹，指出電磁執(zhí)行器的比例電磁鐵工藝復雜，有效行程小，輸出力小、電磁鐵和彈簧難以匹配和穩(wěn)定性差的缺點。該專利提出通過采用兩個電磁鐵相對安裝，通過產生相反方向的電磁力來控制油泵齒條的前后移動，盡管能克服以上的一些缺點，但其相對結構和控制復雜。以力矩電機作為執(zhí)行元件的技術方案較多，例如專利申請?zhí)枮?2243850.5，名稱為“直線運動式電子控制電動油門執(zhí)行器”的實用新型專利中記載的技術方案等，但力矩電機作為電子調速執(zhí)行器運動執(zhí)行元件只能實現旋轉運動，若要獲得直線運動需要通過轉換機構，將旋轉運動變成直線運動。而轉換機構會影響控制精度。電液式調速執(zhí)行器結構復雜，輸出功率大，控制特性不好，一般用于大功率場合。
專利申請?zhí)枮閆L 97242519.5，名稱為“電磁執(zhí)行器”的實用新型專利中公開了一種電磁執(zhí)行器，作為柴油機電子調速執(zhí)行器的一個部件。其依然采用比例電磁鐵作為電磁執(zhí)行器運動執(zhí)行元件，因此沒有解決以上問題。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種控制柴油機油泵齒條位移，可以實現高可靠、寬領域的柴油機位置式電子調速控制的柴油機直線電機調速執(zhí)行器。
本發(fā)明的目的是這樣實現的它包括殼體，安裝在殼體內的執(zhí)行元件，與執(zhí)行元件點連接的控制器，其特征在于所述的執(zhí)行元件是直線電機，直線電機安裝在殼體的中間，直線電機的輸出軸的兩端伸出殼體分別與柴油機噴油泵齒條和位移傳感器相連，位移傳感器輸入控制器，控制器由相互連接的信號采集電路、電源電路、微處理器、信號輸出電路和通信電路組成，控制器通過通信電路連接外部微處理器，信號輸出電路連接直線電機。
本發(fā)明還有這樣一些結構特征1、所述的殼體的兩端設置有中間帶有通孔的擋鐵，在擋鐵的通孔內壁加工有“O”型密封槽，“O”型密封槽中安裝“O”型密封圈，擋鐵與殼體之間螺紋連接，擋鐵通過外螺母與客體之間固定，直線電機的輸出軸穿出擋鐵；2、所述的在殼體的一端固定安裝有后殼體，位移傳感器通過壓板安裝在后殼體上；3、所述的后殼體的底部開有小孔；4、所述的殼體由上下可分離的兩部分組成，通過螺栓連接成一個整體，兩部分之間安裝有密封墊片。
本發(fā)明中控制器主要由信號采集電路、電源電路、微處理器、信號輸出電路和通信電路組成。其中殼體1由上下可分離的兩部分組成，其通過螺栓連接成一個整體，這兩個部分之間安裝有密封墊片。直線電機通過螺釘安裝殼體內部，殼體前后兩個安裝擋鐵的孔加工有內螺紋，擋鐵是一個圓柱體，其外邊面加工有外螺紋，擋鐵即通過螺紋連接裝入殼體。在擋鐵的內孔加工有“O”型密封槽，并安裝“O”型密封圈，阻止灰塵、油污通過直線電機輸出軸和擋鐵之間的間隙，進入殼體內腔。外螺母和擋鐵通過螺紋連接，其用于緊固擋鐵。旋轉擋鐵可改變其位置，然后用外螺母固定，以此來調節(jié)直線電機的行程。直線電機的輸出軸左邊和柴油機噴油泵齒條可通過螺紋或連軸器連接在一起，控制器控制直線電機的移動，直線電機輸出軸的移動改變噴油泵齒條位置。直線電機的輸出軸右邊通過螺紋或連軸器和位移傳感器相連，位移傳感器反饋直線電機輸出軸的移動量到控制器，形成閉環(huán)控制。后殼體和殼體用螺栓進行連接，在其下方可開設一個小孔，用于漏除灰塵、油污。位移傳感器通過壓板固定在后殼體上，壓板是一個有一個豁槽的圓柱片，其內孔中穿過位移傳感器，壓板通過螺栓和后殼體相連，通過徑向擠壓豁槽的圓柱片來加緊位移傳感器。直線電機控制線和位移傳感器信號線與控制器相連。控制器通過信號采集電路獲得位移傳感器、轉速傳感器、油壓、油溫等信號給微處理器，微處理器計算直線電機位移輸出值，通過信號輸出電路輸出電信號，控制直線電機位移量大小，該控制采用PID算法實現雙閉環(huán)控制，轉速作為外環(huán)，位移作為內環(huán)?？刂破魍ㄟ^通信電路和上位機相連。如果要保證高可靠性，可以采用兩個位移傳感器，實現冗余控制。
近年來，直線電機技術不斷成熟，其可以直接輸出直線運動，不需要把旋轉運動變成直線運動的附加裝置，因此，其控制精度高，可達0.5um；響應速度快，加速度可達10g；其最大可輸出幾十KN的力，有較好的工業(yè)應用，將其作為柴油機位置控制式電子調速執(zhí)行器的主要運動執(zhí)行元件，可以實現小、中功率柴油機轉速控制，解決柴油機電磁調速執(zhí)行器具有的以上問題。
本發(fā)明提供的柴油機直線電機調速執(zhí)行器具有結構簡單，控制方便，有足夠的輸出力和位移、靈敏度高、死區(qū)小、滯環(huán)小、穩(wěn)態(tài)精度高等優(yōu)點，能夠保證柴油機轉速的可靠控制，適用于中、小功率柴油機的轉速控制。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明的控制器結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明結合圖1，本實施例由殼體1，直線電機2，擋鐵3，外螺母4，后殼體5，壓板6，位移傳感器7和控制器8組成。直線電機安裝在殼體1內部，殼體1前后設置有兩個安裝擋鐵3的安裝孔，擋鐵3通過殼體1前后的安裝孔連接裝入殼體1，直線電機2的輸出軸和位移傳感器7與柴油機噴油泵齒條連接，位移傳感器7通過壓板6固定在后殼體5上，直線電機2控制線和位移傳感器7信號線與控制器8相連，控制器8由相互連接的信號采集電路、電源電路、微處理器、信號輸出電路和通信電路組成，控制器8通過通信電路連接外部微處理器。直線電機2采用圓筒式直線電機。其中殼體1由上下可分離的兩部分組成，其通過螺栓連接成一個整體，這兩個部分之間安裝有密封墊片。直線電機通過螺釘安裝殼體1內部，殼體1前后兩個安裝擋鐵3的孔加工有內螺紋，擋鐵3是一個圓柱體，其外邊面加工有外螺紋，擋鐵3即通過螺紋連接裝入殼體1。在擋鐵3的內孔加工有“O”型密封槽，并安裝“O”型密封圈，阻止灰塵、油污通過直線電機2輸出軸和擋鐵3之間的間隙，進入殼體1內腔。外螺母4和擋鐵3通過螺紋連接，其用于緊固擋鐵3。直線電機2的輸出軸左邊和柴油機噴油泵齒條可通過螺紋連接在一起。直線電機2的輸出軸右邊通過螺紋和位移傳感器7相連。后殼體5和殼體1用螺栓進行連接。位移傳感器7通過壓板6固定在后殼體5上。
將外螺母4松開，旋轉擋鐵3，改變擋鐵3的位置，就可以改變圓筒式直線電機的移動行程，調整好行程后，擰緊外螺母4，將擋鐵3固定。
位移傳感器7通過螺紋和圓筒式直線電機軸連接在一起，通過壓板6緊固在后殼體上。本實施例中控制器8還連接有其他傳感器9，其中包括轉速傳感器10等。
結合圖2，控制器8采用inter80c196KC微處理器，利用轉速傳感器采集柴油機的轉速信號，并把柴油機其他信號油溫、油壓等通過信號輸入電路傳給微處理器，微處理器查詢MAP表，獲得本次控制噴油的齒條位移量，通過微處理器PWM控制輸出給信號輸出電路，控制圓筒式直線電機2移動，并通過位移傳感器7反饋圓筒式直線電機2的實際移動量，采用雙PID閉環(huán)控制確保圓筒式直線電機移動準確的距離，轉速環(huán)作為外環(huán)，位移環(huán)作為內環(huán)。
位移傳感器7為北京泰澤公司生產的TWH型傳感器。
圓筒式直線電機為哈爾濱泰富公司的XYY100-050B-6.0型直線電機。
權利要求
1.一種柴油機直線電機調速執(zhí)行器，它包括殼體，安裝在殼體內的執(zhí)行元件，與執(zhí)行元件點連接的控制器，其特征在于所述的執(zhí)行元件是直線電機，直線電機安裝在殼體的中間，直線電機的輸出軸的兩端伸出殼體分別與柴油機噴油泵齒條和位移傳感器相連，位移傳感器輸入控制器，控制器由相互連接的信號采集電路、電源電路、微處理器、信號輸出電路和通信電路組成，控制器通過通信電路連接外部微處理器，信號輸出電路連接直線電機。
2.根據權利要求1所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于殼體的兩端設置有中間帶有通孔的擋鐵，在擋鐵的通孔內壁加工有“O”型密封槽，“O”型密封槽中安裝“O”型密封圈，擋鐵與殼體之間螺紋連接，擋鐵通過外螺母與客體之間固定，直線電機的輸出軸穿出擋鐵。
3.根據權利要求1或2所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于在殼體的一端固定安裝有后殼體，位移傳感器通過壓板安裝在后殼體上。
4.根據權利要求3所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于所述的后殼體的底部開有小孔。
5.根據權利要求1或2所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于所述的殼體由上下可分離的兩部分組成，通過螺栓連接成一個整體，兩部分之間安裝有密封墊片。
6.根據權利要求3所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于所述的殼體由上下可分離的兩部分組成，通過螺栓連接成一個整體，兩部分之間安裝有密封墊片。
7.根據權利要求4所述的柴油機直線電機調速執(zhí)行器，其特征在于所述的殼體由上下可分離的兩部分組成，通過螺栓連接成一個整體，兩部分之間安裝有密封墊片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柴油機直線電機調速執(zhí)行器。它包括殼體，安裝在殼體內的執(zhí)行元件，與執(zhí)行元件電連接的控制器和與柴油機噴油泵齒條連接的位移傳感器，所述的執(zhí)行元件是直線電機，直線電機安裝在殼體的中間，直線電機的輸出軸的兩端伸出殼體分別與柴油機噴油泵齒條和位移傳感器相連，位移傳感器連接控制器，控制器由相互連接的信號采集電路、電源電路、微處理器、信號輸出電路和通信電路組成，控制器通過通信電路連接外部微處理器，信號輸出電路連接直線電機。本發(fā)明可以實現高可靠、寬領域的柴油機位置式電子調速控制。
文檔編號F02D11/10GK101068103SQ200710071950
公開日2007年11月7日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權日2007年3月28日
發(fā)明者石勇, 馬修真, 費紅姿 申請人:哈爾濱工程大學