[实用新型]一种用于柴油电站油门控制的直线式电磁执行器

说明书

技术领域：

本实用新型属于发动机油门执行器控制技术领域，涉及一种用于柴油电站油门控制的直线式电磁执行器装置。

背景技术：

柴油机电控系统主要由电控单元、执行器和转速传感器组成。其中执行器是柴油机电控系统的一个关键环节，它直接与发动机的油门控制部件连接，它的性能将直接影响到整个控制系统的性能，在设计时要充分考虑到调节精度、动态响应特性、抗振动能力、抗干扰能力等一系列问题。可见，执行器的选择与设计是整个电控系统设计中的一个重点，也是一个难点。

现在的机械连接中很大一部分都是螺纹连接方式。螺纹连接方式具有稳固、安装灵活方便及通用性强等诸多优点，因此许多大型机械装置的附件均采用此方式进行连接。本实用新型根据一种柴油机用执行器的测试装置，设计了一种连接螺纹杆件的快速装卡装置。

实用新型内容：

本使用新型的目的在于给柴油电站的发动机提供一种直线式电磁执行器，以适应柴油电站的转速控制要求，使其转速调节快速、准确，进而提高电站的整体质量和输出性能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：一种用于柴油电站油门控制的直线式电磁执行器，所述直线式电磁执行器包括定子部件和动子部件；所述定子部件包括铝端盖、起导磁作用的前后钢端盖、磁轭、电磁线圈和骨架；所述动子部件包括锥形杯体、弹簧盖、弹簧和直线往复滑动轴。

所述直线式电磁执行器是双端压铆型静子结构。

所述铝端盖是用整体铝棒料机械加工得到。

电磁执行器的工作原理是当电磁铁的线圈中通以电流时，线圈中产生磁场，使其中的衔铁受到磁力的作用克服复位弹簧的力向前运动，其推力与输入的电流成正比，从而推动拉杆向前运动，借助于选定的柴油机上的支点，拨杆就带动下面的油量控制滑套运动，改变了滑套相对于柱塞上进油口的位置，从而控制喷油量的大小。

电磁式执行器是电、磁、温度和力等多物理场量的集合体；从结构组成上看，直线型电磁执行器定子部件主要由铝端盖、起导磁作用的前后钢端盖、磁轭、电磁线圈及骨架组成，动子部件主要由锥形杯体、弹簧盖、弹簧及直线往复滑动轴组成。

本实用新型与常规的比例型电磁执行器相比，其突出的难点表现在大行程(全行程26mm，而常规的比例型电磁执行器的全行程约1～6mm)条件下，要求动态响应性好、净输出力大、尤其是运动连续性好、平滑性要求高、产品一致性好等。经反复的电磁设计分析、数值计算，并结合国内原材料(尤其是导磁材料)状况、机械加工及绝缘处理水平以及实施工艺状况，本实用新型解决的主要难点和创新点有：

1、锥形间隙电磁执行器的等效磁路设计

目前几乎所有的电磁执行器由于行程短(1～6mm)而采用端面轴向间隙，由于静子和动子两端面之间的间隙均匀，间隙距离就是动子轴向移动距离，而且线圈产生的电磁力仅存在轴向力，且磁力线路径与动子轴向移动路径重合，因此，相对电磁设计分析方法简单；而本项目因有效行程长26mm，采用动静子内外锥面轴向间隙形式，使磁力线路径与动子轴向移动路径不再重合，且线圈产生的电磁力不仅存在轴向力，还存在垂直于轴向的分力，因此，尺寸设计及形位公差要求都相当高，否则，容易导致电调执行器的平滑性较差。本实用新型通过反复设计分析摸索和研制样机并经实验测试，探索了该类型锥形间隙电磁执行器的等效磁路设计分析方法。

2、双端压铆型静子结构

在执行器生产过程中，为改善产品的加工工艺性(缩短加工周期、减少加工工时及工序)，同时为降低原材料的用量以改善产品的经济性，而且还必须确保电磁执行器的电磁特性满足设计要求，在电磁执行器产品结构上设计并实施了双端压铆型静子结构，同时，研制了相应的专用工装和模具，经反复改进和产品性能实验测试，达到了预期要求。

执行器的静子壳体采用整体10#钢棒机加工的方法，铝端盖则通过用整体铝棒料机械加工得到，执行器的底座则通过钢板在电火花线切割得到，含油轴承采用相近尺寸二次加工方法来满足设计要求，线圈骨架均采用3240绝缘棒料加工的方法得到，电磁线圈采用简易绕线模绕制得到，骨架油封订购相近尺寸再加工方法得到，细长轴经五次反复(其中两端加中心孔精加工后镀硬铬反复2次、螺纹加工反复3次)，最终达到了设计要求。

因为本实用新型的直线式比例电磁铁控制信号是电流信号，因此它具有结构简单、体积小、控制方便、响应速度快、稳态精度好、调整精度高、输出位移和输入电流之间能够保持良好的线性关系等优点。