船用发动机主动减振装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种船用发动机主动减振装置，其包括用于采集船体加速度的加速度传感器、连接在发动机底部与船体之间的筒形支架以及设置在筒形支架内部的电磁作动器，发动机上设置发动机转速传感器，加速度传感器和发动机转速传感器的信号输出端以及电磁作动器的控制端均与一控制电路电连接；形支架包括筒体、连接在筒体顶端的环形顶座和连接在筒体底端的环形底座，环形顶座与发动机的底端通过螺栓固接且两者之间设置隔振垫，环形底座通过螺栓与船体固接。本实用新型能有效隔离发动机的振动，具有结构简单、控制精确、系统稳定可靠和减震效果好的优点。
【专利说明】
船用发动机主动减振装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及船用发动机减振技术领域，具体的说是一种船用发动机主动减振
目.0
【背景技术】
[0002]在船用发动机隔振领域，传统的如单层隔振、双层隔振、浮筏隔振等均能在一定程度上隔离船舶机械设备的振动向船体传递，已经在船舶领域得到了广泛的应用，现有的隔振系统均为被动隔振技术。对于被动隔振系统，在低频时，隔振系统的刚度要高，以便承受发动机的重量，同时要求阻尼大，以便有效的抵抗外界的冲力；而在高频时，隔振系统则要求刚度低和阻尼小，以达到良好的隔振效果。
[0003]可见，在解决抗冲击和解决隔振问题上存在矛盾，耦合的橡胶隔振器和液压隔振器解决了抗冲击和隔振这对矛盾，但是该两种隔振技术均是在单一输入频率的情况下得到的，而对于船用发动机，系统的输入频率很多，隔振系统的隔振效果不明显。另外，被动隔振系统的结构确定以后，其隔振效果就确定，无法跟随外扰频率的变化而变化，隔振效果不理想，因此，现有的被动隔振技术难以满足人们对减振效果日益严格的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种船用发动机主动减振装置，该装置能有效隔离发动机的振动，且整体结构简单、控制精确、系统稳定可靠、减振效果好。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的船用发动机主动减振装置的结构特点是包括用于采集船体加速度的加速度传感器、连接在发动机底部与船体之间的筒形支架以及设置在筒形支架内部的电磁作动器，发动机上设置发动机转速传感器，所述加速度传感器和发动机转速传感器的信号输出端以及电磁作动器的控制端均与一控制电路电连接。
[0006]所述筒形支架包括筒体、连接在筒体顶端的环形顶座和连接在筒体底端的环形底座，环形顶座与发动机的底端通过螺栓固接且两者之间设置隔振垫，环形底座通过螺栓与船体固接。
[0007]所述电磁作动器设置在筒体的内腔中，电磁作动器的底部与船体之间设置软垫，筒体的筒壁上开设有可供线路穿过的穿线孔。
[0008]所述控制电路包括按照信号走向依次连接的电荷放大器、低通滤波器、A/D转换器、数字信号运算器、D/A转换器、带通滤波器和功率放大器，电荷放大器的输入端连接加速度传感器的信号输出端，功率放大器的输出端连接电磁作动器的控制端，发动机转速传感器的信号输出端与低通滤波器连接。
[0009]本实用新型的工作原理是:发动机底部设置四个隔振垫，每个隔振垫的下部均安装一个筒形支架，电磁作动器位于筒形支架内部，并通过软垫支撑于船体上;筒形支架将隔振垫和船体刚性连接;加速度传感器作为误差信号传感器，利用控制电路控制电磁作动器产生与发动机传递下来载荷方向相反的载荷，有效控制发动机减振器安装位置处的振动，从而控制整个发动机振动响应向船体结构的传递。
[0010]本实用新型的有益效果是:利用加速度信号作为误差信号，通过控制电路对电磁作动器的功率进行控制，从而与发动机的运行状况相匹配，从而能将更多的发动机振动量抵消，减小发动机振动向船体传播;利用发动机转速信号作为前馈控制信号，增强控制系统稳定性，能够得到发动机的主要激励频率，将其作为参考信号能够改善误差信号反馈运算带来的滞后效应;采用筒形支架的结构，刚度大，能够承受发动机本身的作用力，并且能够保证内部的作动器作用力点为悬置的中心点，同时，利用筒形结构还能对电磁作动器起到保护作用。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0012]图1为本实用新型的整体结构原理示意图；
[0013]图2为本实用新型中筒形支架的立体结构示意图；
[0014]图3为本实用新型中控制电路的原理结构示意框图。
【具体实施方式】
[0015]参照附图，本实用新型的船用发动机主动减振装置包括用于采集船体加速度的加速度传感器1、连接在发动机2底部与船体3之间的筒形支架4以及设置在筒形支架4内部的电磁作动器5，发动机2上设置发动机转速传感器6，加速度传感器I和发动机转速传感器6的信号输出端以及电磁作动器5的控制端均与一控制电路7电连接。
[0016]参照图1和图2，筒形支架4包括筒体41、连接在筒体41顶端的环形顶座42和连接在筒体41底端的环形底座43，环形顶座42与发动机2的底端通过螺栓固接且两者之间设置隔振垫8，环形底座43通过螺栓与船体3固接。电磁作动器5设置在筒体41的内腔中，电磁作动器50的底部与船体3之间设置软垫9，筒体41的筒壁上开设有可供线路穿过的穿线孔10，电磁作动器的电源线和信号线可通过穿线孔10穿过。电磁作动器置于筒形支架内部主要有三个作用:I)筒形支架刚度大，能够承受柴油机本身的作用力;2)筒形支架能够保证内部的作动器作用力点为悬置的中心点;3)筒形支架能够起保护电磁作动器的作用。
[0017]主动减振的原理为:加速度传感器将加速度信号传递到控制电路，控制电路经过运算，对电磁作动器发出动作指令，以船载发电机作为电源给作动器提供能量，产生一个与船体振动幅值相等但相位相差180度的力作用在船体上，这个力与发动机振动的力相互抵消，从而达到减小振动的目的。
[0018]本实用新型具体使用中，发动机底部设置四个隔振垫，每个隔振垫的下部均安装一个筒形支架，电磁作动器位于筒形支架内部，并通过软垫支撑于船体上;筒形支架将隔振垫和船体刚性连接;加速度传感器作为误差信号传感器，利用控制电路控制电磁作动器产生与发动机传递下来载荷方向相反的载荷，有效控制发动机减振器安装位置处的振动，从而控制整个发动机振动响应向船体结构的传递。
[0019]参照图3，控制电路7包括按照信号走向依次连接的电荷放大器71、低通滤波器72、A/D转换器73、数字信号运算器74、D/A转换器75、带通滤波器76和功率放大器77，电荷放大器71的输入端连接加速度传感器I的信号输出端，功率放大器77的输出端连接电磁作动器5的控制端，发动机转速传感器6的信号输出端与低通滤波器72连接。
[0020]该控制电路的控制原理为:发动机转速信号经过低通滤波，得到关心频带内包含发动机基频及各阶谐频的简谐信号，这个信号幅值稳定，是较为理想的控制运算的参考输入信号；加速度传感器测得的加速度作为控制运算的误差信号，这两种信号经过A/D转换器、数字信号运算器的控制运算、D/A转换器，最终控制作动器的输出。其中，控制运算采用自适应控制算法，同时输入参考信号和误差信号进行运算，控制收敛系数取得足够小，从而得到控制系统的输出值。其中，对信号的采集、处理以及运算并输出控制信号的过程，通过现有技术即可实现，在此不再赘述。
[0021]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【主权项】
1.一种船用发动机主动减振装置，其特征是包括用于采集船体加速度的加速度传感器(I)、连接在发动机(2)底部与船体(3)之间的筒形支架(4)以及设置在筒形支架(4)内部的电磁作动器(5)，发动机(2)上设置发动机转速传感器(6)，所述加速度传感器(I)和发动机转速传感器(6)的信号输出端以及电磁作动器(5)的控制端均与一控制电路(7)电连接。2.如权利要求1所述的船用发动机主动减振装置，其特征是所述筒形支架(4)包括筒体(41)、连接在筒体(41)顶端的环形顶座(42)和连接在筒体(41)底端的环形底座(43)，环形顶座(42)与发动机(2)的底端通过螺栓固接且两者之间设置隔振垫(8)，环形底座(43)通过螺栓与船体(3)固接。3.如权利要求2所述的船用发动机主动减振装置，其特征是所述电磁作动器(5)设置在筒体(41)的内腔中，电磁作动器(5)的底部与船体(3)之间设置软垫(9)，筒体(41)的筒壁上开设有可供线路穿过的穿线孔(10)。4.如权利要求1-3中任一项所述的船用发动机主动减振装置，其特征是所述控制电路(7)包括按照信号走向依次连接的电荷放大器(71)、低通滤波器(72)、A/D转换器(73)、数字信号运算器(74)、D/A转换器(75)、带通滤波器(76)和功率放大器(77)，电荷放大器(71)的输入端连接加速度传感器(I)的信号输出端，功率放大器(77 )的输出端连接电磁作动器(5 )的控制端，发动机转速传感器(6)的信号输出端与低通滤波器(72)连接。
【文档编号】F16F15/04GK205559678SQ201620153781
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月1日
【发明人】张晓 , 黄国龙, 张振京, 曹精明
【申请人】潍柴动力股份有限公司