补偿装置及用于起动这种装置的方法
专利汇可以提供补偿装置及用于起动这种装置的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种补偿装置及用于起动这种补偿装置的方法。在借助于一 转子 装置(4)补偿在往复 活塞 式 发动机 (1)运行过程中由惯性 力 引起的振动的方面，该转子装置(4)可借助于一自身的驱动 马 达(5)进行驱动，该驱动马达(5)可在起动过程中这样换向。即使转子装置(4)按照摇架的方式来回起动，由此可获得较小的驱动马达(5)。，下面是补偿装置及用于起动这种装置的方法专利的具体信息内容。
1.一种在往复活塞式发动机(1)的运转过程中对由惯性力引起的振 动进行补偿的装置，该装置具有一转子装置(4)，该转子装置以按预定 的比例取决于往复活塞式发动机(1)的转速和相位的转速和相位进行驱 动，其中，转子装置(4)借助于一自身的驱动马达(5)进行驱动，该 驱动马达(5)在起动时这样换向，即使转子装置(4)按照摇架的方式 来回起动。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，为驱动马达(5)配有 一用于按预定的比例使转子装置(4)与往复活塞式发动机(1)同步的 控制装置(6)并且控制装置(6)设有一程序存储器(50)，该程序存储 器包括一由控制装置(6)处理的起动程序，用于转子装置(4)的来回 摆动的起动，该起动程序借助于一起动信号启动。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，起动程序构成为随着来 回摆动的起动过程使转子装置(4)一直加速到往复活塞式发动机的转速 范围并然后使转子装置(4)的转速和相位精确趋近于往复活塞式发动机 (1)的转速和相位。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，配属于转子装置(4) 的驱动马达(5)为转矩可调的液压马达，该液压马达供以一种恒定压力 的液压介质并且其转速通过转矩的改变而改变而且该液压马达具有一影 响转矩的控制环节，该控制环节通过控制装置(6)的作用进行调节。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，构成配属于转子装置(4) 的驱动马达(5)的液压马达为液压的轴向柱塞马达，该轴向柱塞马达供 以一种恒定压力的液压介质并且其各柱塞与一倾斜的圆盘协同操作，该 圆盘的斜度根据控制装置(6)的一个所配给的原始值进行调节。
6.按照权利要求1至5之一项所述的装置，其特征在于，配属于驱动 马达(5)的控制装置(6)包括一调节器(11)和一为其配置的比较器 (13)，其中比较器(13)具有用于转子装置(4)和往复活塞式发动机 (1)的转速和相位的各输入端以及一个用于由输入信号的偏差形成的误 差信号的输出端并且调节器(11)具有用于该误差信号、程序存储器(50) 和一与转子装置(4)的转角相对应的信号的各输入端以及一用于影响驱 动马达(5)的控制环节的控制信号的输出端。
7.按照权利要求1至5之一项所述的装置，其特征在于，所述往复活 塞式发动机(1)是用作船用推进装置的二冲程大型柴油机。
8.按照权利要求1至5之一项所述的装置，其特征在于，所述惯性力 是第二阶惯性力。
9.一种用于起动借助一转子装置(4)在往复活塞式发 动机(1)的运转过程中对由惯性力引起的振动进行补偿的装置的方法， 该转子装置(4)以按预定的比例取决于往复活塞式发动机(1)的转速 和相位的转速和相位进行驱动，其中，转子装置(4)借助于一自身的驱 动马达(5)进行驱动，该驱动马达(5)在起动时这样换向，即使转子 装置(4)按照摇架的方式来回起动。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述往复活塞式发动 机(1)是用作船用推进装置的二冲程大型柴油机。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述惯性力是第二阶 惯性力。
12.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，使转子装置(4)在起 动过程中沿正向和反向驱动，以如下方式排除转子装置沿反向越过上死 点，即检测转子装置(4)在每一正向摆动时的角度摆幅并由此算出来回 摆动的数，即转子装置(4)直到超过上死点所需要的来回摆动数，并且 据此使驱动马达(5)这样启动，即使转子装置(4)只沿正向超过上死 点。
13.按照上述权利要求9至12之一项所述的方法，其特征在于，随着 来回摆动的起动过程，使转子装置(4)一直加速到往复活塞式发动机的 转速范围并然后使转子装置(4)的转速和相位精确趋近于往复活塞式发 动机(1)的转速和相位。
技术领域
背景技术
发明内容
按本发明建议了一种用于在往复活塞式发动机特别是用作船用推进 装置的二冲程大型柴油机的运转过程中对由惯性力特别是第二阶惯性力 引起的振动进行的补偿的装置及用于起动这种装置的方法，其中为了补 偿，采用一转子装置，该转子装置可以以按预定的比例取决于往复活塞 式发动机的转速和相位的转速和相位进行驱动，并且其中该转子装置可 借助于一自身的驱动马达进行驱动，该驱动马达在起动时这样换向，即 使转子装置按照摇架的方式来回起动。
由此上述目的以极简单而低成本的方式来达到，由于来回的起动运 动，较小的驱动马达是足够用的。该驱动马达可以合乎目的地设计为转 矩可调的。可供以一种恒定压力的液压介质的、优选为包括与一倾斜的 圆盘协同操作的柱塞构造的液压马达的轴向柱塞马达，其转速可通过转 矩的改变而改变并且其具有一影响转矩的控制环节，后者可通过控制装 置进行调节。在这样的液压马达中可以很简单而快速地实现转向。为此 在所述轴向柱塞马达中只须将与各柱塞协同操作的圆盘偏向另一侧。
有利的是，可以为驱动马达配置有一用于按预定的比例使转子装置 与往复活塞式发动机同步的控制装置，其中控制装置设有一程序存储器。 该程序存储器包括一可由控制装置处理的起动程序，用于转子装置的来 回摆动的起动，该起动程序可借助于一起动信号启动。该措施可实现自 动的起动过程。
在上述措施的另一种进一步构成中，可以检测转子装置在每一正向 摆动中的角度摆幅并由此算出转子装置直到超过上死点所需要的来回摆 动数，在此，转子装置据此沿正向和反向进行驱动，排除转子装置沿反 向越过上死点。借此自动确保转子装置沿符合要求的正向进行操作。
上述措施的其他有利的实施形式和合乎目的的进一步构成可由下列 的借助于附图的实例描述中更详细地得知。
附图说明
具体实施方式
补偿装置2包括一由图3可见的形成不平衡的转子装置4，其可以以 按一已知的比例取决于往复活塞式发动机1的转速和相位的转速和相位 驱动。在平衡第二阶惯性力的情况下该比例为1∶2并且应该预置于当前 的情况中。在平衡第二阶惯性力的情况下补偿装置2设有水平的和垂直 于往复活塞式发动机1的纵向轴线延伸的转子轴，以使转子装置4在一 垂直的垂直于往复活塞式发动机的轴线延伸的平面内旋转。
为了补偿装置2的转子装置4的驱动，其设有自身的驱动马达5。该 驱动马达5借助于一配置的控制装置6可调节成使转子装置4的转速和 相位以符合要求的比例，即2∶1与往复活塞式发动机1的转速和相位相 匹配。这以同步操作为特征。假如设有多个补偿装置。则控制装置6合 乎目的地这样构成，即可借其调节全部的补偿装置。当然也可以设置在 这里未更详细表示的手动控制装置，借其可以对自动的控制交替地使用 手控。
驱动马达5构成为转矩可调的液压马达，亦即构成为液压马达，其 转速在恒定的压力下可通过转矩的改变而改变，构成驱动马达5的液压 马达因此设有一影响转矩的控制环节，其位置可由控制装置6的信号来 影响。
对此，构成驱动马达5的液压马达可以简单地构成为液压的可供给 恒定压力的轴向柱塞马达，其包括多个柱塞，各柱塞与一倾斜的圆盘协 同操作，后者的斜度可根据控制装置6的配置的原始值调节。因此该圆 盘设置成可绕与其平面共面的轴线摆动。柱塞可以与液压马达的轴相连 接，在该情况下可倾斜的圆盘沿旋转方向是固定的。但也可以设想可倾 斜的圆盘与轴相连接并且活塞沿旋转方向是固定的。
可以为液压马达配置一泵。在无凸轮轴的往复活塞式发动机中，例 如在具有可操作的阀的二冲程大型柴油机中，通常设有一可供给恒定压 力的共用轨道。图1中示出一个这样的共用轨道7，其借助于配置的泵8 供给具有例如210巴压力的液压油。泵8可以借助于配置的电机或借助 于由往复活塞式发动机1分接出的在图1中只由一点划线示意表示的传 动系9来驱动。由共用轨道7分出通向各阀等的不同的未更详细说明的 供给支路和一导向驱动马达5的供给支路10，为后者配置一压力补偿罐 10’。
在完成工作后离开驱动马达5的液压油经由一从驱动马达5分出的 回油管10a返回一为泵8配置的容器。回油管10a也可以设有一压力补 偿罐10a’，其在转子装置4的制动时是有利的。在转子装置4制动时构 成驱动马达5的液压马达起泵的作用。倾斜的圆盘此时可以从中性的位 置偏向另一侧，借此在构成驱动马达5的液压马达的转向不变的情况下 液压油流过驱动马达5的方向反向，如图1中由双箭头所示。
以上所述的控制装置6包括一调节器11，其产生为所述的驱动马达 5的控制环节配置的控制信号并且经由信号线12与一为所述的控制环节 配置的操纵机构相连接。在调节器11的前面设有一比较器13，其用于往 复活塞式发动机1和转子装置4的各输入端具有相应的信号。为了检测 往复活塞式发动机1的转速，其曲轴14设有一增量元件，即齿轮15的 形式，其轮齿借助一传感器16来扫描，在比较器13上产生相应的脉冲， 如由信号线17所示。为了检测曲轴14的相位，其设有一脉冲发送器18， 其由一配置的传感器19扫描，在比较器13上产生相应的脉冲，如由信 号线20所示。
转子装置4的转速与驱动马达5的转速相适应。因此驱动马达5为 了检测转子装置4的转速设有一脉冲发生器21，其产生用22表示的方式 的取决于转角的脉冲。由传感器16也发出类似的脉冲。由脉冲发生器21 发出的信号通向调节器11和比较器13。因此由脉冲发生器21分出的信 号线23设有分支点24，由其分出通向调节器11和通向比较器13的支路 23a、23b。为了检测转子装置4的相位设有一为其配置的传感器25，其 向比较器13提供相应的信号，如由信号线26所示。
来自往复活塞式发动机1、经由信号线17和20输入比较器13的信 号实际上表示额定值。来自补偿装置2、经由信号线23和26输入比较器 13的信号是实际值。比较器13实施额定值与实际值的比较并由可能的偏 差求出一误差信号，该误差信号经由信号线27输入调节器11。调节器 11由接收的误差信号和也由接收的转速的实际值信号算出一控制信号用 以经由所述信号线12调节上述的驱动马达5的控制环节。
如由图2显而易见的。补偿装置2具有一滚筒形壳体28，其可以安 装在往复活塞式发动机1的机座上或与其分开地安装。在当前的情况下， 亦即在平衡第二阶惯性力的情况下。壳体28设置成使其中安装的转子装 置4的轴水平地和垂直于往复活塞式发动机1的曲轴14的轴线延伸。驱 动马达5设置在壳体28的外面，即圆周外面的区域并且经由一中间带传 动装置按以下还要描述的方式与设置于壳体28内的转子装置4协同操 作。
如由图3显而易见的，壳体28具有一穿过的固定轴29，其上可旋转 地支承转子装置4。转子装置4具有可旋转地安装在轴29上的轴套30， 其上固定一构成不平衡的、亦即不是旋转对称地而是偏心地设置的平衡 重装置。后者在所示实例中包括两个并列设置平衡重31、32。转子装置 4还具有一同心于轴29延伸的齿圈33，一在壳体28内设置的、从外面 可驱动的齿轮34与该齿圈33相啮合。齿圈33在指向外面的侧面固定一 平衡重。即平衡重32，其具有一为齿圈33和齿轮34配置的侧面的凹槽 35。
齿轮34安装在轴36上，轴36支承于轴承箱37内，后者穿过壳体 28的邻近齿轮34的侧壁。轴36通过轴承箱37通向外面并在其外端支承 一齿形带轮38，其与一齿形带39协同操作。如由图2显而易见的，齿形 带39通向驱动马达5的一个相配的从动轮40。以齿形带39和包括齿形 带轮38与齿轮34的双联齿轮的形式连接从动轮40与齿圈33的传动系 构成上述的中间带传动装置。其中通过直径的适当选择可以得到符合要 求的传动比。
如由图2中可见的，轴承箱37可移动地设置以便张紧齿形带39。为 了移动和张紧，设有一以构成调节螺钉的形式的调节装置41。合乎目的 是轴承箱37可在其上移动的导轨是弧形的，其半径相当于离轴29的中 心的距离，从而在调节轴承箱37的情况下不会影响齿圈33与齿轮34之 间的相互啮合。
如由图3显而易见的，转子装置4的两平衡重31、32的重量是不同 的，较重的平衡重31的重量为两平衡重31、32的总重的65％，因此另一 平衡重32的重量为总重的35％。两平衡重31、32还可相对于轴29相对 转动。借助于不同重的平衡重的相互偏转可以精确地调节要求的不平衡 度。
平衡重31、32分别包括一由轴套30穿过的轮毂42、43。较重的平 衡重31的轮毂42通过热压配合固定在轴套30上而可通过可拆式夹紧连 接与邻接的平衡重32的轮毂43相连接。如由图3中显而易见的。为了 构成可拆式夹紧连接，平衡重31、32在其相互面对的侧面的区域设有可 相互嵌接的锥形元件。轮毂42设有环形的向邻接的轮毂43的方向扩张 的锥形槽。轮毂43具有环形的向邻接的轮毂42的方向逐斩变细的锥形 凸缘45，其嵌入锥形槽44内。为了构成力锁合连接，平衡重32以其轮 毂43紧靠到邻接的平衡重31上。此时使相互的锥面相互靠紧地配合。
为此，如由图4可最清楚看出的，设有至少一个经由壳体28的邻接 的侧壁的孔46从外面可操作的调节螺钉47。其一方面支承在轴套30的 径向凸缘48上而另一面支承在邻接的平衡重的轮毂43上。在所示的实 例中设有一插入凸缘48内，通过在内部的径向凸缘支承的螺纹套49，调 节螺钉47与该螺纹套49螺纹啮合。图4中只示出一个调节螺钉47。当 然可以在凸缘48的圆周上设置多个调节螺钉，以便确保在锥面配置的区 域尽可能均匀的夹紧。
为了使驱动马达4的结构尺寸尽可能地小，转子装置4的起动不是 沿一个方向连续地进行，而是按摇架的方式来回起动。为此控制装置6 设有一图1中所示的起动程序存储器50，其以其输出端位于调节器11 的一配置的输入端。在出现一起动信号时打开该输入端，从而调节器11 接收存储50中存储的起动程序并按此工作。
起动程序构成为使驱动马达5首先沿正向发出满额力矩，这导致转 子装置4的绕一规定的转角的摆幅。一旦转子装置4进入停止，即达到 反向点，就进行马达5的换向，从而其沿反向发出满额力矩并且转子装 置4沿反向驱动，其中转子装置4的该运动由重力给予支持。马达5的 换向在当前的方式的转矩可调的液压马达的情况下以特别简单的方式是 可能的。在上述液压的轴向柱塞马达中，其各柱塞与一倾斜的圆盘协同 操作，为此简单地使圆盘由一中立位置偏向另一侧。
转子装置4的来回运动一直重复到驱动马达5使转子装置4沿正向 运动到越过上死点。合乎目的地，检测转子装置4直到换向点的角度摆 幅。由此可以算出，直到超过上死点需要多少次来回运动。如果根据计 算说明可能存在危险，即转子装置4在反向运动时可能超过上死点，则 马达5在转子装置4的反向运动时不施加转矩。在这种情况下，马达5 只在正向运动时开动。
一旦转子装置4已超过上死点，则马达5就不再进行换向。此时马 达5连续地沿正向驱动。此时在平衡接近往复活塞式发动机1的双倍转 速的第二阶惯性力的情况下，转子装置4首先以接近要求的同步转速的 转速加速。在该加速阶段中，马达5以满额转矩投入工作。紧接着实现 在一接近同步相位的狭窄的角度范围内使转子装置4的转速和相位精确 匹配于同步转速和同步相位。为此使马达5输出一逐渐提高的或降低的 作用到转子装置上的力矩。在相位偏差大于15°时马达5以满额的最大 转矩工作。随着相位角偏差的减小该转矩也减小。一旦达到转子装置4 和往复活塞式发动机1的同步运转，就终止起动过程并且调节以其他的 上述方式达到正常运转。
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