专利名称：一种数字式电子调速器执行机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发动机用电子调速器领域，特别涉及一种数字式电子调速器执行 机构。
背景技术：
调速器是发动机的控制中心，能根据发动机负载变化自动调节发动机的循环供油 量，保持发动机的转速稳定，从而保证发动机具有良好的工作性能。小型发动机上使用的 是离心式机械调速器，离心式机械调速器作为第一代调速器，其结构比较复杂，调速精度较 差，不能满足市场需要。近年来，由于计算机技术的发展，柴油发动机的调速多采用数字式 电子调速器，但数字式电子调速器在国内的发展比较缓慢，尤其是针对小功率柴油机或柴 油机发电机组开发的数字式电子调速机领域尚属空白。由于受柴油机成本、配件布置空间等限制，目前，针对小功率柴油机或柴油机发电 机组的调速器大多采用离心式机械调速器。目前市场上也有少数用于小功率柴油机调速的 数字式电子调速器执行机构，其主要使用步进电机提供驱动力并通过蜗轮蜗杆传动机构以 驱动联动杆动作，联动杆与供油泵齿条联动，从而实现对供油泵供油量的调节，完成对柴油 机的精确调速。但是在上述蜗轮蜗杆传动机构中所采取的通过摆动杆和联动杆的结构容易 造成联动杆卡死和脱落事故，调速稳定性和可靠性有明显缺陷，另外在联动杆的末端通过 弹性卡箍与供油泵的齿条实现联动，其整体的装配过程对安装工人的熟练程度要求较高， 装配繁杂，装配效率较低。并且因为采用蜗轮蜗杆这样具备自锁功能的传动系统，当出现紧 急状况时，需要在电子调速器上设置可以打破蜗轮蜗杆传动系统自锁的装置，以保证快速 的将油门快速降到最小，实现紧急停机。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种既能实现传动自锁、又能实现紧急停机的数字式电 子调速器执行机构。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种数字式电子调速器执行机 构，包括固定架，在固定架上安装有步进电机和蜗轮蜗杆传动装置，步进电机通过蜗轮蜗杆 传动装置驱动用于与供油泵齿条联动的联动杆，所述联动杆上沿联动杆轴向导向移动装配 有用于驱动供油泵齿条的浮动块，在联动杆上设有对浮动块单向限位的限位结构，在浮动 块和联动杆之间设有沿联动杆轴向延伸的将浮动块顶压在联动杆的限位结构上的弹簧，弹 簧的一端固连在联动杆上、另一端固连在浮动块上；在固定架上设有紧急停机装置，该紧急 停机装置包括停机电磁铁和与停机电磁铁传动连接的用于克服弹簧对浮动块及供油泵齿 条的作用力而带动浮动块或供油泵齿条向最小油门位置移动的急停传动机构。所述联动杆上与浮动块相对应的一端设有用于与浮动块间隙滑动配合的沿联动 杆轴向由联动杆端面向内延伸的安装孔，弹簧装配在安装孔中。所述弹簧为压簧，联动杆上的用于对浮动块单向限位的限位结构为安装孔的孔
3底，压簧将浮动块顶压在安装孔的孔底上，压簧的固连在浮动块上的一端顶压在浮动块的 远离安装孔孔底的一端端面上、其另一端由固设在联动杆上远离安装孔孔底的一端端部的 限位螺钉限位。所述浮动块上设置有用于与供油泵齿条间隙配合的穿孔，在安装孔的孔壁上与穿 孔的相对应位置开设有沿联动杆轴向延伸并贯穿孔壁的与供油泵齿条滑动间隙滑动配合 的滑槽。所述固定架上设置有导向块，导向块上设置有沿联动杆轴向延伸的用于与联动杆 滑动配合的导向孔。所述固定架上转动安装有蜗轮轴，在蜗轮轴上同轴固设有与蜗杆啮合传动的蜗 轮，蜗轮轴上设有沿其径向延伸的绕蜗轮轴摆动的拨动杆，拨动杆的远离蜗轮轴的一端与 联动杆传动连接，所述浮动块设置在联动杆上的远离拨动杆的一端。所述固定架上安装有用于限制蜗杆轴向窜动的套装在蜗杆上的蜗杆套，蜗杆套为 法兰结构，蜗杆套通过与法兰相配合的螺钉固设在固定架上，蜗杆上与蜗杆套的相对应处 设置有轴肩，轴肩与蜗杆套的止推面顶压配合。所述蜗轮轴上靠近拨动杆端的外周面上绕其周向设置有凹槽，在固定架上与凹槽 相对应处开设有与沿蜗轮轴径向延伸的孔，在孔内装配有销钉和钢球，销钉顶着钢球卡在 蜗轮轴上的凹槽中。所述联动杆上设置有沿垂直于联动杆轴向延伸的滑动槽，在拨动杆上设置有沿垂 直于拨动杆轴向延伸的传动杆，在导向块的导向孔孔壁上开设有供传动杆随拨动杆摆动的 弧形槽，传动杆穿过弧形槽延伸至联动杆上的滑动槽中，传动杆与滑动槽间隙滑动配合。所述急停传动机构包括由停机电磁铁直接驱动的推动杆，推动杆的远离停机电磁 铁的一端用于在停机电磁铁工作时驱动浮动块及供油泵齿条向最小油门位置运动。本实用新型一种数字式电子调速器执行机构中在固定架上设置蜗轮蜗杆传动装 置，通过蜗轮蜗杆自锁装置实现传动自锁，并由蜗轮蜗杆驱动与供油泵齿条联动的联动杆， 通过蜗轮蜗杆机构将步进电机的旋转运动变成联动杆的直线运动，从而保证在联动杆端部 设置的浮动块驱动供油泵齿条动作。通过弹簧和联动杆上的单向限位结构将浮动块同步 固定在联动杆上以实现联动杆和浮动块的联动，当需要紧急停机时，由停机电磁铁向与之 传动连接的急停传动机构提供动力，急停传动机构克服弹簧对浮动块作用力驱动供油泵齿 条及与之配合的浮动块运动，直至急停传动机构将供油泵齿条及浮动块驱动到最小油门位 置，实现紧急停机。当紧急停机装置工作时，不论蜗轮蜗杆自锁传动机构处于何种工作状 态，联动杆和浮动块处于何种工作位置，均可以克服蜗轮蜗杆的自锁而实现紧急停机。本 实用新型结构简单，传动平稳，执行机构运行稳定可靠，能够有效的保证对柴油机的精确调 速。本实用新型无须对原有柴油机结构作改动，利用原有离心式机械调速器的调速手柄的 安装位置，实现执行机构的安装，从而提高了产品的经济型和适应性。由于不改变原有柴油 机结构，从而既保证了数字式电子调速器执行机构安装、使用和调试的方便性，又节省了开 发成本。
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；[0017]图2为图1的正视图；图3为图2中浮动块与联动杆连接结构示意图；图4为图2中拨动杆和联动杆及固定架上弧形槽之间的装配结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，一种数字式电子调速器执行机构，包括通过螺钉固定 在柴油机齿轮箱盖上的固定架15，在固定架15上安装有42步进电机13和蜗轮蜗杆传动 装置，步进电机13的输出转轴通过销钉和联轴节14与蜗杆12传动连接，在固定架15上转 动安装有蜗轮轴4，在蜗轮轴4上同轴固设有与蜗杆12啮合传动的蜗轮10，蜗杆轴4的末 端设有沿其径向延伸的拨动杆20，拨动杆20随蜗杆轴4旋转而绕蜗杆轴4摆动，拨动杆20 的远离蜗轮轴4的一端传动连接有用于驱动供油泵齿条6的联动杆5，在固定架15上设置 有导向块21，在导向块21上设置有沿联动杆轴向延伸的导向孔，联动杆5与导向孔滑动间 隙配合，联动杆5的远离拨动杆20的一端传动连接有与供油泵齿条6联动的浮动块7，在浮 动块7上设置有穿孔，供油泵齿条6通过与穿孔间隙配合实现与浮动块7的联动。如图1、图2、图3所示，在联动杆5上设置垂直于联动杆轴向延伸的滑动槽212，在 拨动杆20上设置有沿垂直于拨动杆轴向延伸的传动杆213，在导向块21上的导向孔孔壁上 开设有供传动杆随拨动杆摆动的弧形槽211，传动杆213与弧形槽211滑动间隙配合，传动 杆213穿过弧形槽211延伸至联动杆5上的滑动槽212中，传动杆213与滑动槽212间隙 滑动配合。本实施例中的导向块21与固定架15 —体设置，具体实施时也可以分体设置。如图1所示，为限制蜗杆12在轴向上的窜动，在固定架15上安装有蜗杆套11，该 蜗杆套11为法兰结构，用三个螺钉固结在固定架上，蜗杆套11套装在蜗杆12上，蜗杆12 上与蜗杆套11的相对应处为阶梯结构，蜗杆12上阶梯结构的轴肩与蜗杆套11的止推面顶 压配合，限制蜗杆的轴向窜动。如图1所示，本实施例中在蜗轮轴4上安装有用于限制蜗轮轴轴向窜动的钢球3 和销钉2，在蜗轮轴上靠近拨动杆端的外周面上设置有凹槽30，在固定架上与凹槽30相对 应处开设有沿蜗轮轴径向延伸的孔，钢球3和销钉2装配在孔中，销钉2顶着钢球3卡装在 蜗轮轴上的凹槽30中，从而完成对蜗轮轴的轴向限位，防止蜗轮轴的轴向窜动。如图3所示，在联动杆5上与浮动块7相对应的一端设置有安装孔22，浮动块7间 隙滑动配合地设置在安装孔22中，在联动杆5和浮动块7之间设有沿联动杆5轴向延伸的 用于固定浮动块7的弹簧8，弹簧8的一端固连在浮动块7上，另一端固连在联动杆5上，本 实施例中的弹簧采用的是压簧，压簧的固连在浮动块7上的一端顶压在浮动块的远离拨动 杆的一端端面上，其另一端由固设在联动杆远离拨动杆的一端端部的限位螺钉9限位，在 联动杆5上设置有用于克服弹簧8对浮动块7的作用力对浮动块单向限位的限位结构，本 实施例中的限位结构为设置在通过安装孔的孔底对浮动块进行单向限位。本实施例中，在 弹簧作用下，浮动块7被固定在联动杆的一端随联动杆5同步动作，进而通过浮动块上的穿 孔实现与供油泵齿条6的联动，从而通过联动杆的直线运动实现对供油量大小的调节。在浮动块7上开设有用于与供油泵齿条间配合的穿孔，在联动杆5的安装孔22孔 壁上与穿孔相对应位置处开设有沿联动杆轴向延伸贯穿孔壁的滑槽，滑槽关于联动杆中心轴线对称布置，供油泵齿条穿过滑槽并与滑槽滑动间隙配合。本实施例中设置在联动杆上的限位结构为安装孔的孔底端面，具体实施时，也可 以将滑槽的远离限位螺钉的一端设置成限位端，在浮动块固设与限位端相配合的限位杆， 限位杆与滑槽滑动间隙配合。本实施例中的弹簧8以压簧的形式将浮动块固定在联动杆上，具体实施时也可以 使得弹簧以拉簧的形式将浮动块固定在联动杆，此时可以通过拉簧和滑槽的限位端配合完 成对浮动块的轴向定位，使浮动块与联动杆实现联动。如图1、图2所示，在固定架15上还设置有用于驱动浮动块7动作的紧急停机装 置，紧急停机装置主要用于在无指令或故障情况下停机时使用，该紧急停机装置包括设置 在固定架15上的停机电磁铁1和与浮动块7传动连接的急停传动机构，急停传动机构为推 动杆31，在本实施例中推动杆31由停机电磁铁1直接驱动，推动杆31设置在固定架48上 设有与推动杆滑动配合的导向槽中，使用时，供油泵齿条6上一体设有撞击块32，，推动杆 21正对撞击块32，当停机电磁铁1工作时，推动杆21在停机电磁铁1推力作用下推动撞击 块32向最小油门处运动，直至撞击块32带动供油泵齿条6和浮动块7克服弹簧8作用力 运动到最小油门位置，实现停机。在具体实施时，当停机电磁铁1不工作时，推动杆31与撞击块32不接触或接触但 推动杆不挤压撞击块，但是推动杆始终正对撞击块，这样一旦停机电磁铁工作，无论浮动块 及供油泵齿条位于那个位置，推动杆都可以通过撞击块将浮动块及供油泵齿条推至最小油 门的位置。设计时要保证当推动杆31处于工作行程中距离停机电磁铁的最近点时，推动杆 不影响供油泵齿条及浮动块与联动杆的正常联动，当推动杆处于工作行程中距离停机电磁 铁的最远点时，推动杆正好可以完成将浮动块及供油泵齿条推至最小油门位置的任务。本实施例中的撞击块与供油泵齿条一体设计，具体实施时，也可将撞击块与浮动 块呈一体设计。这样推动杆挤压撞击块时将通过推动浮动块带动供油泵齿条运动到最小油 门位置，同样可以实现紧急停机。具体实施时，急停传动机构可以为推动杆也可以为拉杆，此时停机电磁铁设置在 供油泵的另一侧，通过拉杆端部设置的钩子可以拉动撞击块运动，完成将浮动块及供油泵 齿条带动到最小油门位置的任务。紧急停机时，由停机电磁铁1向推动杆31提供推力，推动杆31推动撞击块32，从 而使得供油泵齿条6及浮动块7克服弹簧通过浮动块对供油泵齿条的作用力使浮动块远离 安装孔孔底直至使得供油泵齿条及浮动块运动到油门最小位置，实现紧急停机。本实用新型数字式电子调速器执行机构在使用时，由42步进电机13驱动蜗杆12 转动，通过蜗杆12与蜗轮10的啮合传动，蜗轮轴4带动拨动杆20摆动，拨动杆20驱动联 动杆5沿导向孔做直线运动，联动杆5的端部设置的与供油泵齿条6联动的浮动块7随着 联动杆5的动作而移动，从而实现对供油泵供油量的调节，保证稳定可靠的执行电子调速 器的调速指令。在无指令后故障状态下，在停机电磁铁1的推力作用下，推动供油泵齿条及 与之配合的浮动块使浮动块克服弹簧对浮动块的作用力远离滑槽的限位端直至使得供油 泵齿条运动到油门最小位置，实现紧急停机。
权利要求1.一种数字式电子调速器执行机构，包括固定架，在固定架上安装有步进电机和蜗轮 蜗杆传动装置，步进电机通过蜗轮蜗杆传动装置驱动用于与供油泵齿条联动的联动杆，其 特征在于所述联动杆上沿联动杆轴向导向移动装配有用于驱动供油泵齿条的浮动块，在 联动杆上设有对浮动块单向限位的限位结构，在浮动块和联动杆之间设有沿联动杆轴向延 伸的将浮动块顶压在联动杆的限位结构上的弹簧，弹簧的一端固连在联动杆上、另一端固 连在浮动块上；在固定架上设有紧急停机装置，该紧急停机装置包括停机电磁铁和与停机 电磁铁传动连接的用于克服弹簧对浮动块及供油泵齿条的作用力而带动浮动块或供油泵 齿条向最小油门位置移动的急停传动机构。
2.根据权利要求1所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于所述联动杆上与 浮动块相对应的一端设有用于与浮动块间隙滑动配合的沿联动杆轴向由联动杆端面向内 延伸的安装孔，弹簧装配在安装孔中。
3.根据权利要求2所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于所述弹簧为压簧， 联动杆上的用于对浮动块单向限位的限位结构为安装孔的孔底，压簧将浮动块顶压在安装 孔的孔底上，压簧的固连在浮动块上的一端顶压在浮动块的远离安装孔孔底的一端端面 上、其另一端由固设在联动杆上远离安装孔孔底的一端端部的限位螺钉限位。
4.根据权利要求2所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于所述浮动块上设 置有用于与供油泵齿条间隙配合的穿孔，在安装孔的孔壁上与穿孔的相对应位置开设有沿 联动杆轴向延伸并贯穿孔壁的与供油泵齿条滑动间隙滑动配合的滑槽。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于 所述固定架上设置有导向块，导向块上设置有沿联动杆轴向延伸的用于与联动杆滑动配合 的导向孔。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于 所述固定架上转动安装有蜗轮轴，在蜗轮轴上同轴固设有与蜗杆啮合传动的蜗轮，蜗轮轴 上 设有沿其径向延伸的绕蜗轮轴摆动的拨动杆，拨动杆的远离蜗轮轴的一端与联动杆传动 连接，所述浮动块设置在联动杆上的远离拨动杆的一端。
7.根据权利要求6所述的电子调速执行机构，其特征在于所述固定架上安装有用于 限制蜗杆轴向窜动的套装在蜗杆上的蜗杆套，蜗杆套为法兰结构，蜗杆套通过与法兰相配 合的螺钉固设在固定架上，蜗杆上与蜗杆套的相对应处设置有轴肩，轴肩与蜗杆套的止推 面顶压配合。
8.根据权利要求6所述的电子调速执行机构，其特征在于所述蜗轮轴上靠近拨动杆 端的外周面上绕其周向设置有凹槽，在固定架上与凹槽相对应处开设有与沿蜗轮轴径向延 伸的孔，在孔内装配有销钉和钢球，销钉顶着钢球卡在蜗轮轴上的凹槽中。
9.根据权利要求6所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于所述联动杆上设 置有沿垂直于联动杆轴向延伸的滑动槽，在拨动杆上设置有沿垂直于拨动杆轴向延伸的传 动杆，在导向块的导向孔孔壁上开设有供传动杆随拨动杆摆动的弧形槽，传动杆穿过弧形 槽延伸至联动杆上的滑动槽中，传动杆与滑动槽间隙滑动配合。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的数字式电子调速器执行机构，其特征在于 所述急停传动机构包括由停机电磁铁直接驱动的推动杆，推动杆的远离停机电磁铁的一端 用于在停机电磁铁工作时驱动浮动块及供油泵齿条向最小油门位置运动。
专利摘要本实用新型公开了一种数字式电子调速器执行机构，包括固定架，在固定架上安装有步进电机和蜗轮蜗杆传动装置，步进电机通过蜗轮蜗杆传动装置驱动与供油泵齿条联动的联动杆，所述联动杆上设置有沿联动杆轴向平动的用于驱动供油泵齿条的浮动块，浮动块和联动杆之间设有沿联动杆轴线延伸的用于固定浮动块的弹簧，弹簧的一端固连在联动杆上，另一端固连在浮动块上，在联动杆上设置有用于克服弹簧对浮动块的作用力对浮动块单向限位的限位结构；在固定架上设有紧急停机装置，该紧急停机装置包括停机电磁铁和与停机电磁铁传动连接的推动杆，推动杆由停机电磁铁提供推力以克服弹簧通过浮动块对供油泵齿条轴的作用力推动供油泵齿条及浮动块与联动杆发生相对运动。
文档编号F02D1/08GK201818372SQ20102058129
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者付主木, 张聚伟, 李勋, 李志斌, 梁坤峰, 王程远, 高爱云 申请人:河南科技大学