专利名称：拉线式柴油机调速控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及柴油机调速控制领域，具体是一种能精确控制柴油机转速的拉 线式柴油机调速控制装置。
技术背景在汽车、轮船等应用领域，拉线式调速器是一种传统的调速装置，它调速 平滑，简单可靠，应用广泛，适用于不需对柴油机转速精确控制的场合；而应 用于轨道交通领域的牵引机车，均需对柴油机转速进行分档精确控制，以满足 恒功控制需要。由于采用现有拉线调速器的柴油机无法满足牵引机车的使用要 求。多年来， 一直采用专用柴油机或电喷柴油机来满足这一特殊需求，成本极 高。发明内容本发明为了解决现有采用拉线式调速器的柴油机无法满足牵引机车使用 要求的问题，提供了一种能精确控制柴油机转速的拉线式柴油机调速控制装 置。本发明是采用如下技术方案实现的拉线式柴油机调速控制装置，包括机 械传动单元和电气控制单元，机械传动单元包含柴油机油门拉线、其上固定有 步进电机的固定座板，步进电机的电机轴上固定有小齿轮，固定座板上通过支 座固定有能绕支座上的销轴转动的、与小齿轮啮合的扇形齿轮，柴油机油门拉 线一端与扇形齿轮固定，固定座板上扇形齿轮正下方幵有供扇形齿轮转动通过的矩形通孔；电气控制单元包含编码型司机控制器AC、输入端与司机控制器 AC的编码信号输出端连接的逻辑控制器PLC、逻辑控制器PLC的输出端分别 经限流电阻RW1、 RW2、 RW3与步进电机的三相电源进线端连接。使用时，在本装置与柴油机之间、柴油机机体旁安装由支架架起的滑轮， 将连接柴油机与本装置的柴油机油门拉线放在滑轮上，使柴油机油门拉线被拉 动时，水平拉动柴油机油门；本装置的调速工作原理司机操作编码式司机控 制器AC (4位16档或3位8档)发出柴油机调速编码指令(0000-1111);在 相应软件支持下，柴油机调速编码指令经逻辑控制器PLC转化为驱动步进电 机运行的矩形驱动脉冲信号，每一档位对应一确定的脉冲数，驱动脉冲信号经 限流电阻RW1、 RW2、 RW3送入步进电机；步进电机在驱动脉冲信号的驱动 下，由电机轴输出相应角位移，然后通过电机轴上的小齿轮带动扇形齿轮转动， 扇形齿轮拉动柴油机油门拉线，由于步进电机输出的角位移精确，因此扇形齿 轮拉动柴油机油门拉线的位移量精确，最终精确控制柴油机的油门开度，进而 实现对柴油机的分档位精确调速控制。其中，限流电阻RW1-RW3起到调整限 制逻辑控制器PLC输出电流的作用，并在步进电机短路时，保护逻辑控制器 PLC不至烧损。与现有技术相比，本发明通过机电一体化设计，为传统的拉线调速柴油机 应用于机车牵引领域提供了一个完整的解决方案采用齿轮传动结构，主动齿轮由步进电机驱动，从动齿轮拉动柴油机油门拉线，通过控制步进电机的准确 角位移输出，来精确控制柴油机油门拉线的拉动位移量，进而实现对柴油机转 速的精确控制；对步进电机的控制采用由编码型司机控制器AC和逻辑控制器 PLC控制，基于软件编程的逻辑控制器PLC和由脉冲驱动的步进电机的应用使得本发明所述控制装置具有很高的可靠性和足够的精度，保证了司机控制器AC每一档位对应柴油机转速的精确控制和各档位转速值的动态调整，调速精 度高，并且可以通过逻辑控制器PLC方便地调整每一档位下的转速给定值； 本发明所述调速控制装置将拉线调速时模糊的转速控制转化为由步进电机控 制的精确的转速控制，从而使传统的拉线调速式柴油机能够实现精确的分档转 速控制，满足铁路内燃机车、轨道车等牵引设备对柴油机的使用要求。另外， 根据采用司控器类型不同，可实现8档、16档多级位柴油机转速控制一多档位 调速，操作方便；采用多机电部件协调配合工作的机电一体化设计，使用安装 便捷，给用户使用提供了方便；适用于各种型号的拉线调速式柴油机，产品适 应性强。本发明结构合理、简洁，具有操作安装方便、调速精度高、适应性强、性 价比高的优点，可在小功率内燃机车、轨道车、地铁牵引车等领域推广应用。
图1为本发明的结构原理图； 图2为图1的A-A剖视图；图中l-步进电机；2-固定座板；3-小齿轮；4-支座；5-销轴；6-扇形齿轮； 7-矩形通孔；8-滑套；9-柴油机油门拉线；10-柴油机；ll-支架；12-滑轮。
具体实施方式
拉线式柴油机调速控制装置，包括机械传动单元和电气控制单元，机械传 动单元包含柴油机油门拉线9、其上固定有步进电机1的固定座板2，步进电 机1的电机轴上固定有小齿轮3，固定座板2上通过支座4固定有能绕支座4 上的销轴5转动的、与小齿轮3啮合的扇形齿轮6，柴油机油门拉线9一端与扇形齿轮6固定，固定座板2上扇形齿轮6正下方开有供扇形齿轮6转动通过 的矩形通孔7;电气控制单元包含编码型司机控制器AC、输入端与司机控制 器AC的编码信号输出端连接的逻辑控制器PLC、逻辑控制器PLC的输出端 分别经限流电阻RW1、 RW2、 RW3与步进电机1的三相电源进线端连接。使 用时，在本装置与柴油机10之间、柴油机10机体旁安装由支架11架起的滑 轮12,将连接柴油机与本装置的柴油机油门拉线放在滑轮上，使柴油机油门拉 线被拉动时，水平拉动柴油机油门；具体实施时，逻辑控制器PLC采用通用的8进8出逻辑控制器；扇形齿 轮6上与销轴5的配合处设有滑套8，滑套8为一黄铜制作的环形柱套，压装 于扇形齿轮6上，与扇形齿轮6—起绕销轴5转动，不但更换方便，而且减小 扇形齿轮内孔磨耗，减小扇形齿轮6与销轴5之间的滑动阻力，提高扇形齿轮 6的转动精度，进而提高油门拉线的位移精度，精确分档位控制柴油机转速。
权利要求
1、一种拉线式柴油机调速控制装置，包括机械传动单元和电气控制单元，其特征在于机械传动单元包含柴油机油门拉线(9)、其上固定有步进电机(1)的固定座板(2)，步进电机(1)的电机轴上固定有小齿轮(3)，固定座板(2)上通过支座(4)固定有能绕支座(4)上的销轴(5)转动的、与小齿轮(3)啮合的扇形齿轮(6)，柴油机油门拉线(9)一端与扇形齿轮(6)固定，固定座板(2)上扇形齿轮(6)正下方开有供扇形齿轮(6)转动通过的矩形通孔(7)；电气控制单元包含编码型司机控制器AC、输入端与司机控制器AC的编码信号输出端连接的逻辑控制器PLC、逻辑控制器PLC的输出端分别经限流电阻RW1、RW2、RW3与步进电机(1)的三相电源进线端连接。
2、 根据权利要求1所述的拉线式柴油机调速控制装置，其特征在于扇 形齿轮(6)上与销轴(5)的配合处设有滑套(8)。
全文摘要
本发明涉及柴油机调速控制领域，具体是一种拉线式柴油机调速控制装置。解决了现有采用拉线式调速器的柴油机无法满足牵引机车使用要求的问题，该控制装置包括机械传动单元和电气控制单元，机械传动单元包含柴油机油门拉线、电机轴上固定有小齿轮的步进电机、固定座板，固定座板上固定有与小齿轮啮合的扇形齿轮，拉线一端与扇形齿轮固定，固定座板上扇形齿轮正下方开有矩形通孔；电气控制单元包含编码型司机控制器、逻辑控制器、逻辑控制器的输出端分别经限流电阻与步进电机的三相电源进线端连接。本发明结构合理、简洁，具有操作安装方便、调速精度高、适应性强、性价比高的优点，可在小功率内燃机车、轨道车、地铁牵引车等领域推广应用。
文档编号F02D11/10GK101328839SQ20081005550
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月27日 优先权日2008年7月27日
发明者梁培志, 程卫东, 董晓妮, 陈国栋 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司