專利名稱:內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置的制作方法
本實(shí)用新型為一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)調(diào)速裝置新結(jié)構(gòu)。
在已有技術(shù)中，東風(fēng)4型機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置如附圖一所示，該裝置司機(jī)控制器〔1〕有5組控制觸點(diǎn)；電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕內(nèi)電子控制線路由升速振蕩器〔5〕、降速振蕩器〔6〕、控制門〔7〕、環(huán)形計(jì)數(shù)器〔8〕、功放輸出電路〔9〕組成；柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)的調(diào)速彈簧控制機(jī)構(gòu)〔4〕由傘齒輪〔10〕〔11〕、帶絲桿結(jié)構(gòu)的配速活塞〔12〕、高速止擋螺絲〔13〕〔14〕；低速止擋螺釘〔15〕〔16〕和配速缸〔17〕組成；其最高、最低轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是利用傘齒輪〔11〕上下端面相應(yīng)圓周上的圓孔(如附圖二)進(jìn)行定位的。
這種無級(jí)調(diào)速裝置，其結(jié)構(gòu)存在下列問題1.電子驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)的控制系統(tǒng)為開環(huán)控制；2.配速活塞〔12〕采用絲桿結(jié)構(gòu)，一旦電路失靈，轉(zhuǎn)速不能自動(dòng)退回柴油機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速位；3.柴油機(jī)最高、最低轉(zhuǎn)速的整定受圓孔位置的限制，調(diào)節(jié)精度低；4.沒有設(shè)故障控制和雙機(jī)重聯(lián)控制。
以上問題的存在，使機(jī)車操作不方便，不安全，并且不能通用于各型內(nèi)燃機(jī)車。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種新型的無級(jí)調(diào)速裝置，采用閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)及直齒－齒套傳動(dòng)裝置，克服已知技術(shù)的缺點(diǎn)，達(dá)到操作方便運(yùn)行安全，通用于各型內(nèi)燃機(jī)車。
本實(shí)用新型的工作原理是(參看附圖三、四、五)在司機(jī)控制器〔1〕上裝有位移－電壓變換器〔19〕，隨著司機(jī)控制器動(dòng)作軸〔18〕位置的變化，產(chǎn)生一相應(yīng)的連續(xù)電壓值，作為給定信號(hào)，輸至電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕。
電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕內(nèi)的電子控制線路中，裝有存儲(chǔ)電路〔21〕、比較電路〔22〕、校準(zhǔn)電路〔23〕和轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕，組成閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)設(shè)有雙機(jī)重聯(lián)控制電路〔25〕。電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕根據(jù)給定信號(hào)或雙機(jī)重聯(lián)控制信號(hào)〔26〕〔27〕的變化，發(fā)出工作脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)〔3〕。
步進(jìn)電機(jī)〔3〕帶動(dòng)柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧上由多組直齒輪〔28〕〔29〕〔30〕〔31〕、扇形齒板〔32〕、空心齒套〔33〕、最低轉(zhuǎn)速限制螺釘〔34〕和擋塊〔35〕組成的直齒－齒套裝置，以改變調(diào)速彈簧的壓縮程度，達(dá)到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)調(diào)節(jié)。
在司機(jī)控制器〔1〕的面板上裝有多觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的故障控制器〔20〕，以保證在電子驅(qū)動(dòng)箱一旦電路失靈后，司機(jī)能手動(dòng)操作，繼續(xù)控制機(jī)車運(yùn)行。
本實(shí)用新型的實(shí)施例如圖三、四、五所示。
在司機(jī)控制器〔1〕的動(dòng)作軸〔18〕上，通過連接裝置控制位移－電壓變換器〔19〕。當(dāng)司機(jī)操作控制器〔1〕的動(dòng)作軸〔18〕產(chǎn)生位移變化時(shí)，在位移－電壓變換器〔19〕上就產(chǎn)生相應(yīng)變化的電壓值，作為給定信號(hào)，輸出至電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕。位移－電壓變換器〔19〕的電源為機(jī)車上使用的輔助電源。
電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕內(nèi)的電子控制線路，在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，加裝了存儲(chǔ)電路〔21〕、比較電路〔22〕、校準(zhǔn)電路〔23〕、轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕，組成閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)。雙機(jī)重聯(lián)控制電路〔25〕是在已有技術(shù)中的功放輸出電路〔9〕中，引入了重聯(lián)主機(jī)對(duì)付機(jī)送出的動(dòng)作信號(hào)〔26〕和重聯(lián)付機(jī)接受主機(jī)送入的控制信號(hào)〔27〕進(jìn)行控制，達(dá)到機(jī)車雙機(jī)重聯(lián)操作的目的。
在存儲(chǔ)電路〔21〕中，對(duì)控制門〔7〕輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生閉環(huán)控制所需的模擬電壓量，向比較電路〔22〕及校準(zhǔn)電路〔28〕輸出，該模擬電壓的量值表征了調(diào)速器中調(diào)速彈簧的壓縮程度。
在比較電路〔22〕中，對(duì)位移－電壓變換器〔19〕輸出的司機(jī)給定信號(hào)和由儲(chǔ)存電路〔21〕輸出的表征當(dāng)前時(shí)刻下，調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧實(shí)際壓縮狀態(tài)的模擬電壓值，進(jìn)行比較，得出相應(yīng)的控制信號(hào)，送至控制門〔7〕、存儲(chǔ)電路〔21〕和環(huán)形計(jì)數(shù)器〔8〕，使步進(jìn)電機(jī)〔3〕工作在相應(yīng)的工作狀態(tài)下。
在校準(zhǔn)電路〔23〕中，當(dāng)司機(jī)控制器〔1〕在零位，存儲(chǔ)電路〔21〕輸出為規(guī)定值(此規(guī)定值表征了予先設(shè)定的調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧的壓縮程度)時(shí)，輸出一校準(zhǔn)信號(hào)，以消除本系統(tǒng)在工作中偶然產(chǎn)生的各種誤差，使步進(jìn)電機(jī)〔3〕準(zhǔn)確地根據(jù)司機(jī)給定信號(hào)，對(duì)調(diào)速彈簧進(jìn)行壓縮。
在轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕中，對(duì)位移－電壓變換器〔19〕輸入的給定信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也對(duì)調(diào)速彈簧的最大壓縮量進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速控制。
雙機(jī)重聯(lián)控制電路〔25〕是在功放輸出電路〔9〕中，增加了重聯(lián)主機(jī)對(duì)付機(jī)送出動(dòng)作信號(hào)〔26〕和重聯(lián)付機(jī)接受主機(jī)送入的控制信號(hào)〔27〕，以實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車步進(jìn)電機(jī)同步工作，達(dá)到機(jī)車雙機(jī)重聯(lián)運(yùn)行的目的。
這樣電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕根據(jù)位移－電壓轉(zhuǎn)換器〔19〕送來的給定信號(hào)，經(jīng)過閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)的控制，送出一列脈沖信號(hào)至步進(jìn)電機(jī)〔3〕。步進(jìn)電機(jī)〔3〕轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。
步進(jìn)電機(jī)〔3〕驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧上裝有由多組直齒輪〔28〕〔29〕〔30〕〔31〕、扇形齒板〔32〕、空心齒套〔33〕及最低轉(zhuǎn)速限制螺釘〔34〕、擋塊〔35〕組成的直齒－齒套傳動(dòng)裝置。直齒－齒套傳動(dòng)裝置的空心齒套〔33〕直接改變調(diào)速器調(diào)速彈簧的壓縮程度，從而達(dá)到控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
在司機(jī)控制器〔1〕面板上裝有多觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的故障控制器〔20〕，在機(jī)車輔助電源供電下，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)故障控制器〔20〕，就能連續(xù)輸出有一定規(guī)律的三相驅(qū)動(dòng)脈沖，使步進(jìn)電機(jī)〔3〕轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置投入工作后，當(dāng)司機(jī)操作控制器〔1〕向升速方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，送入電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕的位移－電壓變換器〔19〕輸出給定值也連續(xù)地升高。
電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕根據(jù)給定信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)速給定電路〔24〕整定后，送至比較電路〔22〕和由存儲(chǔ)電路〔21〕送來的、表征當(dāng)前時(shí)刻調(diào)速彈簧壓縮狀態(tài)的輸出電壓進(jìn)行比較，得出所需的控制信號(hào)，送至控制門〔7〕，使升速振蕩器〔5〕的脈沖信號(hào)，經(jīng)由控制門〔7〕到環(huán)形計(jì)數(shù)器〔8〕；在控制信號(hào)控制下，環(huán)形計(jì)數(shù)器〔8〕接受控制門〔7〕發(fā)來的脈沖，并按一定的順序經(jīng)過功放電路〔9〕至步進(jìn)電機(jī)〔3〕。步進(jìn)電機(jī)〔3〕在功放電路〔9〕按一定順序的三相脈沖驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)的直齒輪〔28〕〔29〕〔30〕〔31〕及扇形齒板〔32〕，最后通過空心齒套〔33〕，壓縮調(diào)速彈簧，于是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)司機(jī)操作而升速運(yùn)行。與此同時(shí)，電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕送出的連續(xù)工作脈沖數(shù)，在比較電路〔22〕的控制信號(hào)作用下，送至存儲(chǔ)電路〔21〕作加法計(jì)數(shù)，并轉(zhuǎn)換為模擬電壓量，又返回比較電路〔22〕與位移－電壓變換器〔19〕的給定值號(hào)進(jìn)行比較。當(dāng)兩者差值為一恒值時(shí)，電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕不再輸出脈沖，步進(jìn)電機(jī)〔3〕停止轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)速彈簧置于一新的壓縮狀態(tài)。
當(dāng)司機(jī)操作司機(jī)控制器〔1〕向減速方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上述動(dòng)作相反，完成一個(gè)降速的轉(zhuǎn)速給定。
由于司機(jī)控制器可給出連續(xù)的電壓量，所以步進(jìn)電機(jī)能依次轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
當(dāng)司機(jī)操作控制器〔1〕于柴油機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速位或零位時(shí)，由于位移－電壓變換器〔19〕輸出的給定信號(hào)為零，如上所述，柴油機(jī)降速，直至同樣表征調(diào)速彈簧壓縮程度的擋塊〔35〕，在最低轉(zhuǎn)速相應(yīng)的調(diào)速彈簧壓縮下與最低轉(zhuǎn)速限制螺釘〔34〕接觸為止。旋轉(zhuǎn)螺釘〔34〕即可方便的對(duì)柴油機(jī)最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行整定。
當(dāng)司機(jī)控制器〔1〕由柴油機(jī)零位或最低工作位改變至最高工作轉(zhuǎn)速時(shí)，相應(yīng)位移－電壓變換器〔19〕輸出一最高電壓給定信號(hào)，經(jīng)電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕的轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕調(diào)整，電子驅(qū)動(dòng)箱給出一定個(gè)數(shù)的脈沖，使步進(jìn)電機(jī)〔3〕旋轉(zhuǎn)，壓縮調(diào)速彈簧至最高轉(zhuǎn)速給定位，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕就是改變了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)〔3〕旋轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)，也就是改變調(diào)速彈簧最終的壓縮狀態(tài)，所以就能方便地對(duì)柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。一旦電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕的電子控制線路發(fā)生故障，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)〔3〕失電，于是調(diào)速彈簧自由伸張，使擋塊〔35〕和最低轉(zhuǎn)速限制螺釘〔34〕相接觸，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)退至最低工作轉(zhuǎn)速。此時(shí)司機(jī)即可借助多觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的故障控制器〔20〕來調(diào)整轉(zhuǎn)速，確保柴油機(jī)正常工作。
由于步進(jìn)電機(jī)〔3〕的旋轉(zhuǎn)速度，僅由電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕內(nèi)的升、降速振蕩器〔5〕〔6〕的振蕩頻率決定，所以不管司機(jī)對(duì)司機(jī)控制器〔1〕的操作快慢程度如何，一旦升、降速振蕩器〔5〕〔6〕的振蕩頻率按要求調(diào)整好后，調(diào)速彈簧的壓縮和伸張速度均是固定的，以此保證柴油機(jī)獲得平穩(wěn)的速度調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)1.柴油機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)；2.柴油機(jī)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，提高了柴油機(jī)工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；3.方便的轉(zhuǎn)速整定方法和精確的轉(zhuǎn)速給定精度；4.司機(jī)操作方便，并可實(shí)現(xiàn)機(jī)車雙機(jī)重聯(lián)控制；5.一旦位移－電壓變換器和電子驅(qū)動(dòng)箱失靈時(shí)，轉(zhuǎn)速可自動(dòng)退至最低值，并可通過故障控制器〔20〕重新調(diào)整柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，保證機(jī)車正常運(yùn)行。
附圖一、東風(fēng)4型機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置附圖二、傘型齒輪端面上相應(yīng)的圓孔附圖三、內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置附圖四、柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧直齒－齒套傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡圖附圖五、電子驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)電子控制線路框圖
權(quán)利要求
1.內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置由司機(jī)控制器[1]、電子驅(qū)動(dòng)箱[2]、步進(jìn)電機(jī)[3]和柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)的調(diào)速彈簧控制機(jī)構(gòu)[4]等主要零部件組成。其特征是司機(jī)控制器[1]上裝有位移一電壓變換器[19]，司機(jī)控制器[1]面板上裝有多觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的故障控制器[20]，電子驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)電子控制線路裝有存儲(chǔ)電路[21]、比較電路[22]、校準(zhǔn)電路[23]和轉(zhuǎn)速整定電路[24]組成閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)，并設(shè)有雙機(jī)重聯(lián)控制電路[25]，在柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)的調(diào)速彈簧控制機(jī)構(gòu)采用由多組直齒輪[28][29][30][31]扇形齒板[32]、空心齒套[33]及最低轉(zhuǎn)速限制螺釘[34]和擋塊[35]組成的直齒一齒套傳動(dòng)裝置。
2.按權(quán)利要求
〔1〕的內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)無級(jí)調(diào)速裝置，其特征是電子驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)電子控制線路的存儲(chǔ)電路〔21〕對(duì)控制門〔7〕輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生閉環(huán)控制所需的模擬電壓量輸出；比較電路〔22〕對(duì)位移－電壓變換器〔19〕輸出的給定信號(hào)和存儲(chǔ)電路〔21〕輸出的模擬電壓量進(jìn)行比較，并送出控制信號(hào)，校準(zhǔn)電路〔23〕當(dāng)司機(jī)控制器〔1〕在零位，存儲(chǔ)電路〔21〕輸出為規(guī)定值時(shí)，輸出控制信號(hào)，轉(zhuǎn)速整定電路〔24〕對(duì)位移－電壓變換器〔19〕輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)最高轉(zhuǎn)速整定，雙機(jī)重聯(lián)控制電路〔25〕在電子驅(qū)動(dòng)箱〔2〕內(nèi)的功放電路〔9〕中增加重聯(lián)主機(jī)對(duì)付機(jī)送出動(dòng)作信號(hào)〔26〕和重聯(lián)付機(jī)接受主機(jī)送入的控制信號(hào)〔27〕。
專利摘要
本實(shí)用新型為一種內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)調(diào)速裝置的新結(jié)構(gòu)。它針對(duì)已有技術(shù)中運(yùn)行操作不方便，調(diào)節(jié)精度低、控制失靈時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不能自動(dòng)退回至最低轉(zhuǎn)速位，工作不安全等問題，在司機(jī)控制器上裝有位移-電壓變換器和多觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的故障控制器；在電子驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)采用閉環(huán)隨動(dòng)系統(tǒng)、雙機(jī)重聯(lián)控制電路；柴油機(jī)調(diào)速器內(nèi)調(diào)速彈簧控制機(jī)構(gòu)采用直齒-齒套傳動(dòng)裝置，從而提高了調(diào)節(jié)精度。司機(jī)操作方便、系統(tǒng)工作安全，并能適用于各型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)調(diào)速裝置。
文檔編號(hào)B61C9/00GK86201030SQ86201030
公開日1987年7月8日 申請日期1986年2月8日
發(fā)明者李敦康, 潘大德 申請人:鐵道部大連內(nèi)燃機(jī)車研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan