一种单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构的制作方法

1.本发明属于发电机设备技术领域，涉及一种单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构。


背景技术：

2.发电机是将机械能转化成电能的机械装置。现有技术中，燃油发电机是较为常见的发电机类型，通过燃油发动机产生动力，将化学能转化为动能，再使得发电机组产生电能，汽油、柴油等燃料广泛应用与各种燃油发电机中，现有的燃油发电机装置的缺点是，发动机输出的额定功率，无论电机有无负载，发动机都在高速下运行，无法根据电机负载功率的变化而变化，发电机始终保持高功率的燃油消耗，造成资源浪费。因此需要根据电机负载功率的变化对燃油发动机的功率进行调整。市场上传统的发动机调速机构均为机械式拨叉调速，传统单缸风冷柴油机调速器工作原理是：柴油机运转，当转速增大时，飞锤由于运转的离心力作用自动打开，并带动调速推盘，调速推盘产生轴向力，向外推移，压迫在调速拨叉杠杆上的下端，调速拨叉转动，调速拨叉的开口带动喷油泵减少油量，来控制转速。当转速减慢时，反之，飞锤由于运转的离心力作用自动关闭，调速轴上的弹簧还原，按上述程序，增大油量增加转速，达到调速的目的；这种结构控制不够智能和精准可靠，故障率高，容易出现飞车、游车、怠速转速高、调速率高等问题。
3.目前大部分发电用柴油发动机都是采用直列柱塞式喷油泵进行高压燃油喷射的，因此逐渐出现了通过电子调速器来驱动喷油泵实现动力控制的相关结构。
4.例如我国专利(公告号：cn203420778u；公告日：2014
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05)公开了一种节能发电机组，包括发电机、发动机、底座油箱、燃油油路、化油器，化油器安装在燃油油路上，发动机通过连接件与发电机连接，化油器内设有燃油节能装置，燃油节能装置包括上端盖和下端盖，上、下端盖之间对称设有一对磁钢，上、下端盖中部形成供油路通过的通孔；发电机的输出端安装有电磁互感器，电磁互感器的第一输出端连接直流电源的负极，电磁互感器的第二输出端连接一控制发动机油门的油门驱动电磁阀后与直流电源的正极连接，油门驱动电磁阀通过传动机构控制发动机油门的开度，传动机构由调速臂和控制发动机油门开度的油门拉杆组成，调速臂靠近油门驱动电磁阀的磁芯，调速臂的一端连接在发动机的机身上，调速臂的另一端连接油门拉杆。
5.上述专利文献公开的发电机组中主要是汽油机驱动，通过电磁阀以及传动机构控制发动机油门的开度来实现发动机功率的调整；但是没有公开其具体的安装结构；类似结构普遍存在体积大、动作不够精准、外观不够美观等缺点，现有技术中也还没有运用在单缸风冷小型柴油发电机中的相关结构。


技术实现要素：

6.本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构，本发明所要解决的技术问题是：如何提高单缸风冷柴油发电机中电子式调速
结构的紧凑性以及精准可靠性。
7.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
8.一种单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构，单缸风冷柴油发电机包括磁电机和发动机，所述发动机为单缸风冷柴油发动机，所述发动机包括箱体和设置在所述箱体上的供油组件；所述发动机的输出轴与所述磁电机的转子相连接，其特征在于，所述电子式调速结构包括驱动电机和拨叉，所述拨叉与所述供油组件中的油门相连接且能够控制所述油门的开合角度；所述驱动电机的输出轴与所述拨叉相连接且能够带动所述拨叉来回摆动；所述电子式调速结构还包括中央处理器单元以及用于测算所述磁电机的输出轴转速的转速采集单元。
9.其工作原理如下：本电子式调速结构特别适用于单缸风冷柴油发电机中，例如目前通用发电机市场上的170，173，178,186，188，192等单缸风冷柴油发电机机型，主要用于控制发动机油门；本技术方案中针对的油门结构与传统的油门结构相同或相似，发动机内部省去了飞锤和调速推盘结构。使用过程中，通过转速采集单元和中央处理器单元测算出发动机曲轴上的飞轮及磁电机的转速，具体来说，可以根据磁电机中绕组磁信号的变化频率等进行分析计算；中央处理器单元据此判断用户负载和工况，从而控制驱动电机的对应动作，驱动电机正转或反转，驱动电机带动拨叉动作，发动机的油门在驱动电机和拨叉的带动下打开或关闭一定角度，通过控制进油量对发动机进行速度控制，实现怠速运行或高速运行。本技术方案中通过自动化检测和智能化控制，实现发动机油门及转速的自动化控制，提高了单缸风冷柴油发电机中的燃油燃烧效率；整个工作过程中，电控系统对发动机转速进行实时监测，并及时反馈，整个过程稳定可靠。
10.本技术方案中使用驱动电机替代外围调速机构，内部结构基本不变，去掉飞锤和调速推盘结构，燃油发动机在运行过程中根据用户负载和工况进行速度调控，转速的转变更加精准和智能。
11.在上述的单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构中，所述驱动电机为步进电机，所述发动机的箱体上固设有固定块，所述步进电机固设在所述固定块上，所述步进电机的输出轴朝向所述拨叉。
12.在上述的单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构中，所述固定块的上侧通过螺栓固设在所述发动机的箱体外侧，所述步进电机具有罩壳，所述固定块的下侧呈弯折状且所述步进电机的罩壳通过螺栓固设在所述固定块的下侧；所述拨叉位于所述发动机的箱体内；所述拨叉的下端与所述步进电机的输出轴相连接，所述拨叉的上端与所述供油组件相连接。
13.在上述的单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构中，所述步进电机的输出轴上固连有拨叉轴，所述拨叉的下端开设有安装孔，所述拨叉轴的一端插接在所述拨叉的安装孔内，所述拨叉上螺接有用于锁紧所述拨叉轴的销钉。
14.在上述的单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构中，所述步进电机的输出轴与所述拨叉轴的另一端之间通过联轴器相连接，所述联轴器上还套设有复位弹簧。该复位弹簧不但具有复位作用，更重要的是，当步进电机的输出轴插接在联轴器上时，通过复位弹簧的扭矩能够消除两者之间的间隙，克服加工误差和装配误差带来的尺寸误差，从而使步进电机的输出轴与联轴器传动时更加精准可靠。
15.在上述的单缸风冷柴油发电机中的电子式调速结构中，所述中央处理器单元为单片机。
16.转速采集单元和中央处理器单元根据磁电机中绕组磁信号的变化频率等进行分析计算出磁电机的输出轴转速，然后中央处理器单元与预先设定转速进行比较，中央处理器单元通过微积分电路等调节步进电机动作，利用步进电机的输出轴准确调节拨叉的位置，进而控制油门位置及喷油量，最终得到发动机相应功率。
17.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
18.1、本技术方案中在柴油发动机运行的许多工况下，本电子式调速结构能够根据用户设备负载大小直接控制油门开度，做出精确的调整，把转速控制在用户需要的范围内，不会出现长期高速运转，有效提高了引擎的寿命；特别是在低负荷和怠速工况下，有效节省了燃油，降低了噪音以及降低了有害物质排放量。
19.2、本技术方案中通过自动化检测和智能化控制，实现发动机油门及转速的自动化控制，提高了单缸风冷柴油发电机中的燃油燃烧效率；整个工作过程中，电控系统对发动机转速进行实时监测，并及时反馈，整个过程稳定可靠。
20.3、本技术方案中采用步进电机替代外围调速机构，内部结构不变，使得燃油发动机在运行过程中根据用户负载和工况进行速度调控，转速的转变更加精准和智能。
附图说明
21.图1是本电子式调速结构的安装结构示意图。
22.图2是本电子式调速结构的立体结构示意图。
23.图3是本电子式调速结构控制流程结构示意图。
24.图中，1、发动机；11、箱体；12、供油组件；2、驱动电机；21、步进电机；21a、罩壳；3、拨叉；31、安装孔；32、销钉；4、固定块；5、拨叉轴；6、联轴器；7、复位弹簧。
具体实施方式
25.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
26.本电子式调速结构特别适用于单缸风冷柴油发电机中，例如目前通用发电机市场上的170，173，178,186，188，192等单缸风冷柴油发电机机型，主要用于控制柴油发动机的油门；本实施例中针对的油门结构与传统柴油发动机的油门结构相同或相似，发动机内部省去了飞锤和调速推盘结构。如图1至图3所示，本实施例中的单缸风冷柴油发电机包括磁电机和发动机1，发动机1为单缸风冷柴油发动机，发动机1包括箱体11和设置在箱体11上的供油组件12；供油组件12包括油泵等，发动机1的输出轴与磁电机的转子相连接，发动机1的输出轴转动带动磁电机的转子转动；本电子式调速结构包括驱动电机2和拨叉3，拨叉3与供油组件12中的油门相连接且能够控制油门的开合角度；驱动电机2的输出轴与拨叉3相连接且能够带动拨叉3来回摆动；电子式调速结构还包括中央处理器单元以及用于测算磁电机转速的转速采集单元。
27.使用过程中，中央处理器单元和转速采集单元利用磁电机绕组电磁感应周期频率测算出磁电机的输出轴转速，中央处理器单元据此判断用户负载和工况，从而控制驱动电
机2的对应动作，驱动电机2正转或反转，驱动电机2带动拨叉3动作，发动机1的油门在驱动电机2和拨叉3的带动下打开或关闭一定角度，通过控制进油量对发动机1进行速度控制，实现怠速运行或高速运行。本实施例中通过自动化检测和智能化控制，实现发动机1油门及转速的自动化控制，提高了单缸风冷柴油发电机中的燃油燃烧效率；整个工作过程中，电控系统对发动机1转速进行实时监测，并及时反馈，整个过程稳定可靠。本实施例中使用驱动电机2替代外围调速机构，内部结构基本不变，去掉传统的飞锤和调速推盘结构，燃油发动机1在运行过程中根据用户负载和工况进行速度调控，转速的转变更加精准和智能。
28.进一步的，本实施例中的驱动电机2为步进电机21，发动机1的箱体11上固设有固定块4，步进电机21固设在固定块4上，步进电机21的输出轴朝向拨叉3；固定块4的上侧通过螺栓固设在发动机1的箱体11外侧，步进电机21具有罩壳21a，固定块4的下侧呈弯折状且步进电机21的罩壳21a通过螺栓固设在固定块4的下侧；拨叉3位于发动机1的箱体11内；拨叉3的下端与步进电机21的输出轴相连接，拨叉3的上端与供油组件12相连接；更进一步的，步进电机21的输出轴上固连有拨叉轴5，拨叉3的下端开设有安装孔31，拨叉轴5的一端插接在拨叉3的安装孔31内，拨叉3上螺接有用于锁紧拨叉轴5的销钉32，拨叉3和拨叉轴5整体形成拨叉杠杆组件；步进电机21的输出轴与拨叉轴5的另一端之间通过联轴器6相连接，联轴器6上还套设有复位弹簧7。
29.本实施例中中央处理器单元为单片机；转速采集单元和中央处理器单元根据磁电机中绕组磁信号的变化频率等进行分析计算出磁电机的输出轴转速，然后中央处理器单元与预先设定转速进行比较，中央处理器单元通过微积分电路等调节步进电机21动作，利用步进电机21的输出轴准确调节拨叉3的位置，进而控制油门位置及喷油量，最终得到发动机1相应功率。
30.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。