專利名稱：柴油機(jī)卸載調(diào)節(jié)電控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能在柴油機(jī)負(fù)載突卸時(shí)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電子自動(dòng)控制裝置，適用于配有以速為感受信號(hào)的單脈沖機(jī)械—液壓式調(diào)速器的柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，屬于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，一般廣為使用以轉(zhuǎn)速為感受信號(hào)的單脈沖機(jī)械—液壓式調(diào)速器，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程是扭矩變化后，引起轉(zhuǎn)速變化Δn，再由Δn去調(diào)節(jié)供油機(jī)構(gòu)的供油量，由于這類機(jī)械液壓式調(diào)速器要通過中間參量Δn來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)動(dòng)作，加之調(diào)速器轉(zhuǎn)速感受元件存在著固有慣性和摩擦阻力以及系統(tǒng)的傳動(dòng)撓性，所以其調(diào)節(jié)速度比較緩慢，調(diào)節(jié)滯后時(shí)間也較長(zhǎng)，因此，其調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)不高，當(dāng)系統(tǒng)突卸負(fù)載時(shí)，引起的轉(zhuǎn)速飛升，有時(shí)會(huì)使柴油機(jī)超速保護(hù)裝置動(dòng)作，造成中途停機(jī)，危及設(shè)備安全，影響柴油機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，中國(guó)專利CN105258u及CN284614u等已作了比較詳細(xì)的報(bào)導(dǎo)，用于內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)及電子控制器指令電磁閥分段進(jìn)行工作和內(nèi)燃機(jī)電腦綜合檢測(cè)控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電控的，本實(shí)用新型在設(shè)計(jì)上進(jìn)行了改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的即在改善上述柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載突卸時(shí)諸項(xiàng)缺點(diǎn)而提供一種能在柴油機(jī)負(fù)載突卸時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速自動(dòng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)的電子控制裝置。
本實(shí)用新型的目的是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型由信號(hào)測(cè)量元件，檢測(cè)控制電路，停車電磁閥及油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，測(cè)量控制電路包括信號(hào)傳輸回路，狀態(tài)取樣回路，集成觸發(fā)器回路，功率放大回路。其中信號(hào)測(cè)量元件，在發(fā)電用柴油機(jī)中由連接在發(fā)電機(jī)輸出電源線上的電流互感器及功率變送器，對(duì)于非發(fā)電用柴油機(jī)則在柴油機(jī)曲軸上加裝力矩傳感器及力矩變送器，感知柴油機(jī)的負(fù)載大小，并將其感受的負(fù)荷量轉(zhuǎn)換成其大小成正比的電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)檢測(cè)控制電路，進(jìn)行處理和輸出，由停車電磁閥通過油量調(diào)節(jié)，自動(dòng)進(jìn)行柴油機(jī)負(fù)載突卸時(shí)增速減油調(diào)節(jié)的電子控裝置。
本實(shí)用新型的停車電磁閥與一個(gè)電子檢測(cè)控制電路輸出端連接，電子檢測(cè)控制電路的輸入端與一個(gè)可感知柴油機(jī)負(fù)載信號(hào)的測(cè)量傳感元件的輸出端電連接，該電子檢測(cè)控制電路由負(fù)載信號(hào)傳輸回路、狀態(tài)取樣回路、集成觸發(fā)器回路、功率放大回路組成負(fù)載信號(hào)傳輸回路耦合連接信號(hào)狀態(tài)取樣回路。
狀態(tài)取樣回路由可調(diào)電阻Rw1和電阻R16串聯(lián)連接且跨接在電容C5的兩端，取樣控制點(diǎn)A處的電壓經(jīng)晶體管V3和電阻R17接成的射極跟隨電路跟隨，晶體管V3的射極與電阻R17的連接點(diǎn)B與電容C6相接，由電容C6接至微分控制回路控制點(diǎn)F。
電容C6和電阻R17、R18和可調(diào)電阻Rw2串聯(lián)成微分控制回路，跨接于電源V11和參考地之間，微分控制回路的控制點(diǎn)F通過二極管VD3正向接到集成觸發(fā)器輸入端，在集成觸發(fā)器輸入端還設(shè)置一個(gè)由可調(diào)電阻Rw2，電阻R18R20串聯(lián)連接的回路，接在電源Vcc和地線之間組成分壓網(wǎng)絡(luò)建立高于集成觸發(fā)器門限翻轉(zhuǎn)電平的參考電壓回路，電阻R18和電阻R20的接點(diǎn)為參考電壓設(shè)定點(diǎn)，與微分控制回路控制點(diǎn)F相接。
集成觸發(fā)器的輸出端接功率放大回路。
電子檢測(cè)控制電路位于專門的機(jī)箱內(nèi)，通過導(dǎo)線接插件與柴油機(jī)負(fù)載信號(hào)傳感測(cè)量元件，電源和修車電磁閥電連接。
本裝置的信號(hào)測(cè)量元件在發(fā)電用柴油機(jī)上由連接在發(fā)電機(jī)輸出主電源線上的交流電流互感器組成，在非發(fā)電用的柴油機(jī)由安裝在柴油機(jī)曲軸上的力矩傳感器組成。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型電控裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安裝使用方便，遠(yuǎn)距離遙控運(yùn)行可靠，易于大量推廣，特別是電站柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，只要在柴油機(jī)配套的操作控制屏中新安裝的電流互感器次級(jí)繞組上連接幾根導(dǎo)線，接通電源和電磁閥即可投入使用，當(dāng)調(diào)節(jié)電阻Rw1后，可使電路對(duì)于柴油機(jī)負(fù)載突卸量≥40％時(shí)，都可產(chǎn)生信號(hào)輸出，以控制電磁閥完成增速減油控制，具有廣泛的實(shí)用性。
下邊結(jié)合附圖及實(shí)施便對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1，是本實(shí)用新型用于電站柴油機(jī)實(shí)施例的檢測(cè)控制電路原理圖。
圖2，是表示
圖1所示電路各點(diǎn)處電壓波形。
電路包括由電阻R1-R6，電容C1和集成運(yùn)算放大器N1連接的電路網(wǎng)絡(luò)組成交流耦合反相比例放大器，此控制電路經(jīng)導(dǎo)線接在電站柴油機(jī)控制屏中的控制測(cè)量元件A相電流互感器次級(jí)繞組上和晶體管V1組成的射級(jí)跟隨器電路之間形成一條支路，以放大來自A相電流互感器與柴油機(jī)負(fù)載成比例對(duì)應(yīng)關(guān)系的電流信號(hào)，以放大來自A相電流互感器與柴油機(jī)負(fù)載成比例對(duì)應(yīng)關(guān)系的電流信號(hào)，將晶體管V1的射級(jí)和電阻R13連接處經(jīng)電容C3接在二級(jí)管VD1正級(jí)上，實(shí)現(xiàn)A相電流信號(hào)放大和整流。
電路還包括由電阻R17-R12，電容C2和集成運(yùn)算放大器N2連接的電路網(wǎng)絡(luò)組成的交流耦合反相比例放大器，此控制電路接在控制屏上B相電流互感器次級(jí)繞組上和由晶體V2組成的射級(jí)跟隨器電路之間形成一條支路，以放大來自B相電流互感器的電流信號(hào)，將晶體管V2的射級(jí)和電阻R14連接處經(jīng)電容C4接在二級(jí)管VD2正級(jí)上，實(shí)現(xiàn)B相信號(hào)電流放大和整流。
電路還包含由電阻R15和電容C5組成的RC網(wǎng)絡(luò)對(duì)來自二級(jí)管VD1和VD2的整流電壓進(jìn)行濾波以減小脈動(dòng)電壓。
電路還包括由電阻R16和可調(diào)電阻Rw1串連跨接在電阻R15和電容C5的連接點(diǎn)與設(shè)備地線之間組成負(fù)載狀態(tài)取樣回路，三級(jí)管V3接成射級(jí)跟隨器，可調(diào)阻Rw1的取樣控制點(diǎn)A，接在三級(jí)管V3的基級(jí)上，射極與地之間跨接電阻R17，射級(jí)和電阻R17，射級(jí)和電阻R17連接點(diǎn)B接電容C6。
電路還包括帶有一個(gè)輸入端(7)和一個(gè)輸出端(2)的多功能觸發(fā)器D，它可以是集電極開路或未開路之類的產(chǎn)品，有常見的電源Vcc和接地線引線。
電路還包括由電阻R18、R20、可調(diào)電阻Rw2串聯(lián)連接的電路網(wǎng)絡(luò)接在電源Vcc和地線之間組成分壓網(wǎng)絡(luò)，R18和R20的連接點(diǎn)，通過二級(jí)管VD3與觸發(fā)器D的輸入端(7)相接以給觸發(fā)器D的輸入端(7)建立高于觸發(fā)器D翻轉(zhuǎn)門限電壓值的參考電壓。
電路還包括由電阻R18可調(diào)電阻Rw2電容C6串聯(lián)連接的電路網(wǎng)絡(luò)組成的微分控制回路，此控制電路接在電源Vcc和晶體管V3的射極與電阻R17的連接處之間形成一條支路，以改變觸發(fā)器D輸入端(7)的電壓，將位于R18、R22，電容C6連接處的控制點(diǎn)F經(jīng)二級(jí)管VD3接到觸發(fā)器D輸入端(7)上，二級(jí)管正極接控制點(diǎn)F，負(fù)極接至輸入端(7)上。
電路還包括由晶體管V4、V5、V6接成復(fù)合管，構(gòu)成觸發(fā)器D輸出的功放級(jí)，以提高負(fù)載能力。晶體管V4的集電極經(jīng)電阻R20與電源Vcc連接，晶體管V5、V6集電極與電源之間跨接停車電磁閥或繼電器，二極管VD5，其正級(jí)接在晶體管V5和V6的集電極連接處，負(fù)極接在電源V上，為在電感性負(fù)載斷電時(shí)短接自感電動(dòng)勢(shì)，起到保護(hù)晶體管的作用，觸發(fā)器D的輸出端(2)與功放級(jí)之間含有一個(gè)穩(wěn)壓管，VD4其正級(jí)接在晶體管V4的基極，負(fù)極接在觸發(fā)器輸出端(2)上，為保證觸發(fā)器輸出電壓從第二狀態(tài)(高電平)翻轉(zhuǎn)到第一狀態(tài)(低電平狀態(tài))使前置功放管V4可靠的載止，提高電路抗干擾能力。
本實(shí)用新型的電路工作過程如下電源接通在柴油機(jī)負(fù)載沒有變化時(shí)，由可調(diào)電阻Rw2、電R18、R20串聯(lián)連接的網(wǎng)絡(luò)建立的參考電壓，使觸發(fā)器D輸出端(2)處于第一狀態(tài)，這里，第一狀態(tài)代表觸發(fā)器輸出端處于低電平狀態(tài)，第二狀態(tài)代表觸發(fā)器輸出端處于高電平狀態(tài)。
當(dāng)觸發(fā)器D采用集電極開路型的產(chǎn)品，可以利用電阻R19使觸發(fā)器D輸出端達(dá)到Vcc的電壓，如果集成電路觸發(fā)器D是集電極未開路型的，可以去掉電阻R19。
本新型最佳實(shí)施例中，可調(diào)電阻RW2、電阻R18和電阻R22的比例為R12＋R18≤R22，由于柴油機(jī)負(fù)載沒有變化，取樣可調(diào)電阻A點(diǎn)電位不變，晶體管V3射極跟隨作用B點(diǎn)電位不變，電容C6的隔直作用，對(duì)觸發(fā)器D輸入控制點(diǎn)F不發(fā)生影響，因此，在觸發(fā)器輸入控制點(diǎn)F處參考電壓是≥1/2Vcc，此時(shí)觸發(fā)器輸出端處于第一狀態(tài)(低電平)。
當(dāng)柴油機(jī)負(fù)載突加時(shí)，引起可調(diào)電阻取樣點(diǎn)A的電位升高躑V、晶體管V3的跟隨作用B點(diǎn)電壓也一樣升高ΔV，由于E點(diǎn)電位的升高通過電容C6的微分作用傳遞到觸發(fā)器輸入控制點(diǎn)F處，產(chǎn)生一個(gè)電壓與參考電壓相迭加為ΔV＋1/2Vcc，大于輸入觸發(fā)電平，對(duì)觸發(fā)器不發(fā)生影響，觸發(fā)器輸出端仍處于第一狀態(tài)。
當(dāng)柴油機(jī)負(fù)載突卸時(shí)，設(shè)置的參考電壓在可調(diào)電阻Rw1取樣點(diǎn)A和B點(diǎn)處的電位由高變低，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的階躍跳變，電容器兩端電壓不能突變，要通過電阻R17，R18，R20和可調(diào)電阻Rw2，按指數(shù)規(guī)律進(jìn)行充電，在控制點(diǎn)F處產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的尖脈沖電壓，此脈沖電壓與已建立的參考電壓進(jìn)行迭加合成1/2Vcc-ΔV小于觸發(fā)門限電壓時(shí)，觸發(fā)器輸出就從第一狀態(tài)變到第二狀態(tài)，通過功放電路控制調(diào)速器停車電磁閥帶動(dòng)供油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行減油動(dòng)作，隨著電容C6放電，使得控制點(diǎn)F處的電壓逐漸上升，當(dāng)F處電壓高于觸發(fā)器門限電平時(shí)，觸發(fā)器輸端電壓就從第二狀態(tài)變恢復(fù)到初始狀態(tài)即第一狀態(tài)，通過功放電路控制停車電磁閥減油動(dòng)作結(jié)束，產(chǎn)生圖2所示的輸出電壓。
圖2中(a)表示取樣點(diǎn)A處電壓波形，其100％代表柴油機(jī)額定滿載時(shí)取樣電壓值。50％代表柴油機(jī)50％額定負(fù)載時(shí)取樣電壓值。
(b)表示觸發(fā)器輸入端控制點(diǎn)F處的電壓波行，其中E表示觸發(fā)器輸入端控制點(diǎn)觸發(fā)門限電平。
(c)表示觸發(fā)器輸出端2處的電壓皮形。
對(duì)非發(fā)電用柴油機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，本實(shí)用新型測(cè)量控制電路其原理大致相同，只有信號(hào)傳輸放大回路略有差異。
權(quán)利要求1.一種柴油機(jī)卸載調(diào)節(jié)電控裝置，具有控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上裝有停車電磁閥，其特征在于停車電磁閥與一個(gè)電子檢測(cè)控制電路輸出端連接，電子檢測(cè)控制電路的輸入端與一個(gè)可感知柴油機(jī)負(fù)載信號(hào)的測(cè)量傳感元件的輸出端連接，該電子檢測(cè)控制電路由負(fù)載信號(hào)傳輸回路、狀態(tài)取樣回路、集成觸發(fā)器回路、功率放大回路組成負(fù)載信號(hào)傳輸回路耦合連接信號(hào)狀態(tài)取樣回路；信號(hào)狀態(tài)取樣回路由可調(diào)電阻Rw1和電阻R16串聯(lián)連接，且跨接在電容C5的兩端，取樣控制點(diǎn)A處的電壓經(jīng)晶體管V3和電阻R17接成的射極跟隨電路跟隨，晶體管V3的射極與電阻R17的連接點(diǎn)B與電容C6相接，由電容C6接至微分控制回路的控制點(diǎn)F；電容C6、電阻R17、R18和可調(diào)電阻Rw2串聯(lián)成微分控制回路，跨接于電源V11和參考地之間，微分控制回路的控制點(diǎn)F通過二極管VD3正向接到集成觸發(fā)器輸入端，在集成觸發(fā)器輸入端還設(shè)置一個(gè)由可調(diào)電阻Rw2、電阻R18、R20串聯(lián)連接的回路，接在電源Vcc和地線之間組成分壓網(wǎng)絡(luò)，建立高于集成觸發(fā)器門限翻轉(zhuǎn)電平的參考電壓回路，電阻R18和電阻R20的接點(diǎn)為參考電壓點(diǎn)，與微分控制電路控制點(diǎn)F相接，集成觸發(fā)器的輸出端接功率放大回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)電控裝置，其特征在于，信號(hào)測(cè)量元件在發(fā)電用柴油機(jī)上由連接在發(fā)電機(jī)輸出主電源線上的交流電流互感器組成，在非發(fā)電用的柴油機(jī)由安裝在柴油機(jī)曲軸上的力矩傳感器組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能在柴油機(jī)負(fù)載突卸時(shí)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電控裝置，它在柴油機(jī)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上裝有的停車電磁閥，與一個(gè)電子檢測(cè)控制電路連接，電子檢測(cè)控制電路的輸入端與一個(gè)負(fù)載信號(hào)測(cè)量傳感元件的輸出端連接，該電子檢測(cè)控制電路由負(fù)載信號(hào)傳輸回路、信號(hào)狀態(tài)取樣回路、集成觸發(fā)器回路，功率放大回路依次電連接而成。該裝置能有效抑制柴油機(jī)卸載變化時(shí)的轉(zhuǎn)速飛升，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便，遠(yuǎn)距離遙控運(yùn)行可靠。
文檔編號(hào)F02D45/00GK2244622SQ9422991
公開日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1994年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月24日
發(fā)明者宋畢春 申請(qǐng)人:四川紅江機(jī)械廠