CN201096020Y - 发动机电子调速器 - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种电子调速器，以解决现有的调速器响应速度慢、调速精度低、稳定性差等缺点。该调速器，包括：调速控制器；与调速控制器连接的转速传感器和电磁执行器。本实用新型的发动机电子调速器以双核16位微处理器为核心，数据处理能力强，接口配置全面，除基本调速功能外，可实现废气再循环、预行程、环境条件自动补偿，车辆自动巡航、轻载/重载，以及自适应等更复杂的控制功能和控制策略，可满足国III排放柴油机的控制要求；控制器设有曲轴位置检测输入和开关式高速电磁阀驱动输出，不仅适用于发动机直列泵或单体泵的位置式控制，而且适用于VE泵的时间式控制，具有的局域网接口，满足整车综合控制需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及调速装置技术领域，具体地说，涉及一种发动机电子调速器。
背景技术
发动机调速系统是指能根据负荷变化情况自动调节喷油泵循环供油量，协助操作人员稳定发动机转速的装置。发动机上均要用到调速装置，这是发动机自身的特点——由扭矩速度特性及喷油泵速度特性所决定的。
发动机转速变化时，可燃混合气的数量、成分变化不大。因此，通过燃烧产生的扭矩变化也不大。发动机扭矩速度特性的这一特点，使发动机在负荷(阻力矩)略有变化时，会引起其转速很大的变化。在操作人员不能及时操纵加速踏板改变喷油泵循环供油量的情况下，发动机或因负荷(阻力矩)增大而转速迅速下降，以至熄火；或因负荷(阻力矩)减少而转速立即升高，甚至出现超速运转及“飞车”现象。另一方面，从喷油泵的速度特性对发动机转速的影响来看：当发动机负荷(阻力矩)减少而转速立即升高时，需要减少循环供油量，而喷油泵却相反的增大循环供油量(原因是随着发动机转速升高，喷油泵柱塞套油孔的节流作用加大，使油泵供油始点提前，供油终点延迟，柱塞副泄漏时间减少)。可燃混合气成分由稀趋向合适，质量得到改善，燃烧速度加快，促使发动机转速越来越高。反之，当发动机负荷(阻力矩)增大转速降低时，需要循环供油量相应增加，而喷油泵却又减少了供油量，使可燃混合气成分变稀，质量变差，燃烧速度变慢，促使发动机转速降低。可见，喷油泵的这一特性进一步降低了发动机转速的稳定性。因此，为了使发动机在负荷变化的情况下，在需要的某一转速下运转，防止意外熄火和超速运行，发动机上必须安装调速装置，以保证发动机的稳定运行。
目前广泛应用的机械式调速器是直接利用飞锤旋转时产生的离心力与调速器弹簧回位力之间的平衡的原理来实现调速过程的，当转速变化时，飞锤的转动即转变为滑套及其相连接的喷油泵齿杆的移动，以达到调节喷油泵循环供油量的目的。由于飞锤旋转时产生的离心力是反映转速的最直接信号，再加上这种机械式调速器结构比较简单，工作也十分可靠，且已积累了长期的使用与维修经验，目前仍在发动机特别是中小功率发动机上得到广泛的应用。由于飞锤所产生的调节力在低速时较小，故这种调速器只适用于高速的中小功率发动机，对大型发动机，由于油量调节机构磨擦阻力较大，加之发动机转速不高，若再采用纯机械式飞锤，势必要增加飞锤与调速质量与尺寸，使调速器的结构十分笨重而导致灵敏度降低。
为此，随着发动机技术，特别是电控技术的发展，对发动机的调速技术也有了新的要求。结构紧凑、功能齐全、调节精度高、性能可靠、制造精度要求高和成本较低的电子调速器就应运而生了。
中国专利ZL 1 200520024903.X提供了一种发动机电子调速器，包含壳体和内部电路，其特征为：内部电路包含转速输入信号的放大整形电路、输入端与放大整形电路的输出端相连的启动油量限制电路、输入端与启动油量限制电路的输出端相连的比较运算电路、输出端与比较运算电路的的输入端相连的转速设定电路、与比较运算电路的输出端相连的驱动电路以及电源电路；启动油量限制电路包含相互连接的运放芯片以及连接于运放芯片之间的电阻、电容，其中，运放芯片的反相端与二极管、电阻、电感串联形成线端并与壳体上的引出端子相连；比较运算电路包含相互连接的运放芯片以及连接于运放芯片之间的电阻、电容和二极管，其中，运放芯片的同相端与启动油量限制电路中的运放芯片的输出端相连，运放芯片的输出端经电阻与启动油量限制电路中的运放芯片的反相端相连；转速设定电路包含运放芯片、和连接于运放芯片之间由电阻、电容连接而成的调压电路，调压电路中的线端与壳体上的引出端子相连；驱动电路包含三极管，输出端分别与三极管的基极相连的运放芯片，与三极管的输出端相连的VMOS管，驱动电路的输出端与壳体上的引出端子相连，驱动电路中的三极管的基极经电阻、并经比较运算电路中的二极管、三极管、电阻、二极管与运放芯片的输出端相连。但其同样存在响应速度慢、调速精度低、稳定性差等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电子调速器，以解决现有的调速器响应速度慢、调速精度低、稳定性差等缺点。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种发动机电子调速器，其特征在于，包括：
调速控制器，进行发动机调速控制；
转速传感器，与调速控制器连接，检测发动机飞轮转速，并向调速控制器进行转速输入；
电磁执行器，安装于发动机喷油泵壳体上，与调速控制器连接，进行发动机飞轮转速调节。
本实用新型中，所述调速控制器，包括：
转速调节电路，其与电磁执行器相连，驱动电磁执行器动作；
设置在转速传感器和转速调节电路之间的转速反馈电路；
与电瓶电源相连为调速控制器和电磁执行器供电的电源处理电路。
所述转速调节电路设有怠速/额定转速开关，进一步可设置与转速开关相连的转速微调开关，以便于更精确地进行转速调节。
所述转速开关和转速调节电路之间设有延时电路，以在设定的响应时间下进行转速调节。
所述转速反馈电路和转速传感器之间还设有断线保护电路，以在飞轮转速超标时，及时切断电源。
电源处理电路中设有急停按钮，以便于在需要的时候进行紧急停机。
所述转速调节电路和电磁执行器之间还设有发动机油量调整电路和油量位置反馈电路，以利于进行发动机的油量控制。
所述调速控制器中还设有与电磁执行器相连的传感器励磁电源，以为电磁执行器提供工作电源。
所述调速控制器中还设有状态试验按钮，以进行状态调试。
本实用新型中，所述转速传感器采用磁电式转速传感器，其内部结构由导磁探头、线圈、磁钢组成。
本实用新型的发动机电子调速器以双核16位微处理器为核心，数据处理能力强，接口配置全面，除基本调速功能外，可实现废气再循环、预行程、环境条件自动补偿，车辆自动巡航、轻载/重载，以及自适应等更复杂的控制功能和控制策略，可满足国III排放发动机的控制要求；控制器设有曲轴位置检测输入和开关式高速电磁阀驱动输出，不仅适用于发动机直列泵或单体泵的位置式控制，而且适用于VE泵的时间式控制(即电控燃油喷射)，具有的局域网接口，满足整车综合控制需求。
附图说明
图1为本实用新型发动机电子调速器的结构示意图。
图2为本实用新型发动机电子调速器电路原理图。
图3为实用新型发动机电子调速器的转速传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种发动机电子调速器，包括调速控制器1，转速传感器2和电磁执行器3，调速控制器1进行发动机调速控制；转速传感器2与调速控制器1连接，检测发动机飞轮转速，并向调速控制器进行转速输入，电磁执行器3安装于发动机喷油泵壳体上，与调速控制器1连接，进行发动机飞轮转速调节。
参见图2，调速控制器1包括转速调节电路PID1，转速调节电路PID1设有怠速/额定转速开关11，以及与转速开关11相连的转速微调开关12，可进行精确地转速调节，转速调节电路PID1与电磁执行器3相连，驱动电磁执行器动作，转速开关和转速调节电路PID1之间设有延时电路，以在设定的响应时间下进行转速调节。转速调节电路PID1连接发动机油量调整电路PID2，发动机油量调整电路PID2连接电磁执行器3，以对电磁执行器3发送转速控制指令和油量控制指令，为了实现闭环控制，转速调节电路PID1和发动机油量调整电路PID2分别设有转速反馈电路和油量位置反馈电路。转速反馈电路通过F/V转换电路实现，其与转速传感器2相连，转换为直流电压后，将转速信号传送到转速调节电路PID1，转速反馈电路和转速传感器2之间还设有断线保护电路，以在飞轮转速超标时，及时切断电源。油量位置反馈电路与电磁执行器3相连，向油量调整电路PID2反馈油量信号。电源处理电路与电瓶电源4相连，以为调速控制器1和电磁执行器3供电，其上设有急停按钮41，以便于在需要的时候进行紧急停机。调速控制器1中还设有与电磁执行器3相连的传感器励磁电源，以为电磁执行器提供工作电源，以及进行状态调试的状态试验按钮13。
参见图3，转速传感器2采用磁电式转速传感器，其内部结构由导磁探头21、线圈22、磁钢23以及接插件24组成，磁电式转速传感器为现有技术，本领域的技术人员对其结构和工作原理都是熟知的，在此不再累述；同理，电磁执行器的结构和工作原理也不再进行叙述了。
在工作时，调速控制器1由模拟电路或计算机软件实现“比例调节”、“积分调节”和“微分调节”等运算或更加复杂的智能，通过电磁执行器3控制发动机的供油量。电磁执行器3的实际输出位置可通过非接触位置传感器反馈给转速控制器1，实现闭环控制。转速传感器2感受发动机的实际转速，并将信号传输给调速控制器1。该信号经F/V电路转换为直流电压，与转速设定值比较后得到转速偏差量；该偏差经转速调节电路PID1运算放大后得出发动机燃料供给量位置值，即执行元件稳态输出指令位置，该指令位置与当前电磁执行器3实际输出位置比较后，得到位置偏差量，该偏差再经过油量调整电路PID2运算放大后，转化成PWM电流控制方式，向电磁执行器3输出驱动电流，以改变电磁执行器3的输出位置，驱动发动机喷油泵齿条、节气门或燃料控制阀向减小转速偏差的方向运动，从而控制发动机在所设定的转速下稳定运行。因此电子调速器能够更加精确、更加及时地根据实际需要来控制发动机的供油量，从而达到响应速度快、调速精度高、稳定性好和节能减排的要求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种发动机电子调速器，其特征在于，包括：
调速控制器，进行发动机调速控制；
转速传感器，与调速控制器连接，检测发动机飞轮转速，并向调速控制器进行转速输入；
电磁执行器，安装于发动机喷油泵壳体上，与调速控制器连接，进行发动机飞轮转速调节。
2.如权利要求1所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述调速控制器，包括：
转速调节电路，其与电磁执行器相连，驱动电磁执行器动作；
设置在转速传感器和转速调节电路之间的转速反馈电路；
与电瓶电源相连为调速控制器和电磁执行器供电的电源处理电路。
3.如权利要求2所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述转速调节电路设有怠速/额定转速开关，进一步可设置与转速开关相连的转速微调开关
4.如权利要求2所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述转速开关和转速调节电路之间设有延时电路。
5.如权利要求2所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述转速反馈电路和转速传感器之间还设有断线保护电路。
6.如权利要求2所述的发动机电子调速器，其特征在于：电源处理电路中设有急停按钮。
7.如权利要求2所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述转速调节电路和电磁执行器之间设有发动机油量调整电路和油量位置反馈电路。
8.如权利要求1所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述调速控制器中设有与电磁执行器相连的传感器励磁电源。
9.如权利要求1所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述调速控制器中设有状态试验按钮。
10.如权利要求1所述的发动机电子调速器，其特征在于：所述转速传感器为磁电式转速传感器。
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Assignee: Shanghai Fortrust Power Electric Co., Ltd. Assignor: Shi Yuanqiang Contract fulfillment period: 2009.10.10 to 2014.10.9 Contract record no.: 2009310000284 Denomination of utility model: Electronic speed-regulator for diesel engine Granted publication date: 20080806 License type: Exclusive license Record date: 20091030 |
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