[发明专利]拉线式柴油机调速控制装置

说明书

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。

背景技术

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开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-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。

附图说明

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：1-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；11-支架；12-滑轮。

具体实施方式