耐腐蚀的气动致动器的制造方法
【专利摘要】一种涡轮增压器(1)，包括：支撑在涡轮壳体(8)的废气门阀(30)，以及被配置为致动该废气门阀(30)的气动致动器(100)。该气动致动器(100)包括：壳体(101)，其通过分离构件(110，112)被分成隔室(104，108)；活塞(112)，其设置在壳体(101)内，该壳体(101)至少限定了分离构件(110，112)中的一部分；偏压活塞弹簧(120)，其设置在壳体(101)内；第一入口(126)，其与第一隔室(104)流体连通，且被配置为连接到非零压力流体源(8)；以及第二入口(116)，其与第二隔室(108)流体连通，且被配置为连接到非零压力流体源(104)。
【专利说明】耐腐蚀的气)动致动器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求在2014年2月11日提交的标题为"耐腐蚀的气动致动器"的美国临时申 请编号为61/938，284的优先权和全部权益，其通过引用结合在本申请中。
【背景技术】
[0003] 1.技术领域
[0004] 本申请涉及气动致动器，其使用空气流来阻止空气和水进入气动致动器并将水和 碎肩驱赶到致动器之外，由此降低了致动器腐蚀和磨损。
[0005] 2.相关技术说明
[0006] 涡轮增压器是一种与内燃机一起使用的强制进气系统。涡轮增压器将压缩的空气 传送到发动机进气端从而允许燃烧更多的燃料，因此增加了发动机的马力而没有明显地增 加发动机的重量。因此，涡轮增压器允许使用与较大的、正常吸气发动机形成相同量的马力 的较小发动机。在车辆中使用较小发动机具有减小车辆质量、提高性能并且增强燃料经济 性的期望效果。此外，使用涡轮增压器允许被传送至发动机的燃料的更完全的燃烧，这有助 于达到十分令人期望的更加清洁的环境目标。
【发明内容】
[0007] 在一些方面，单次作用气动致动器包括壳体，该壳体具有第一部分、由第一部分部 分地限定的第一隔室、第二部分、和由第二部分部分地限定且通过分离构件与第一隔室分 隔开的第二隔室。气动致动器包括设置在壳体中的活塞，该活塞至少限定分离构件的一部 分。气动致动器包括弹簧，该弹簧设置在壳体中并在活塞与第一部分和第一部分的其中一 个之间延伸。此外，气动致动器包括与第一隔室流体连通的第一入口和与第二隔室流体连 通的第二入口，该第一入口配置成连接至非零压力流体源，该第二入口配置成连接至非零 压力流体源。
[0008] 气动致动器可包括以下特征中的一个或多个:第二入口包括分离构件中的孔。第 二入口包括在壳体的第二部分中的开口。第二入口经由流体管线连接至第一入口。第二入 口包括限流器。在第一入口和壳体之间的流体路径中设置阀，且阀控制流体流动通过第二 入口。该阀为电磁操作阀，其配置成控制非零压力流体从非零压力流体源流向第一隔室。气 动致动器进一步包括连接至第一入口的非零压力流体源，其中该非零压力流体源被配置成 在大于大气压力的压力下提供流体。气动致动器进一步包括连接至第一入口的非零压力流 体源，其中该非零压力流体源被配置成在小于大气压力的压力下提供流体。分离构件包括 连接至活塞的隔膜，第二入口包括隔膜中的第一开口和活塞中的第二开口。分离构件包括 连接至活塞的隔膜，第二入口为在与隔膜分隔开的位置处的壳体的第二部分中的开口。分 离构件包括〇形环，该〇形环围绕活塞的圆周设置并提供活塞的外表面和壳体的内表面之间 的密封，且第二入口包括活塞中的孔。分离构件包括连接至活塞的隔膜，第二入口包括隔膜 中的单孔(其具有介于0.25mm和2.0mm之间的直径）和活塞中的单孔(其具有介于0.25mm和 2.Omm之间的直径）。分离构件包括连接至活塞的隔膜，第二入口包括隔膜孔和活塞孔，且孔 的总开口面积在〇.〇49mm2至3.154mm2的范围内。弹簧设置在第二隔室中，且供给到第一隔室 的流体的压力大于供给到第二隔室的流体的压力。
[0009] 在一些方面，涡轮增压器包括具有压缩机叶轮的压缩机部分和具有涡轮机壳体的 涡轮机部分，该涡轮机壳体围绕涡轮机叶轮，其中涡轮机叶轮经由轴连接至压缩机叶轮。涡 轮增压器包括支撑在涡轮机壳体上的废气门阀和配置成致动废气门阀的单次作用气动致 动器。气动致动器包括壳体，
[0010] 该壳体具有第一部分、由第一部分部分地限定的第一隔室、第二部分、和由第二部 分部分地限定且通过分离构件与第一隔室分隔开的第二隔室。气动致动器包括设置在壳体 中并连接至废气门的活塞，该活塞至少限定分离构件的一部分。气动致动器包括弹簧，该弹 簧设置在壳体中并在活塞与第一部分和第一部分的其中一个之间延伸。气动致动器还包括 与第一隔室流体连通的第一入口和与第二隔室流体连通的第二入口，该第一入口配置成连 接至非零压力流体源，该第二入口配置成连接至非零压力流体源。
[0011] 单次作用气动致动器包括通过活塞分成第一隔室和第二隔室的壳体。偏压弹簧被 设置在壳体中并在活塞和壳体的内表面之间延伸。第一隔室包括配置成连接至非零压力流 体源的第一入口，第二隔室包括配置成连接至非零压力流体源的第二入口。第一隔室中的 加压流体具有足以克服弹簧的偏压力的压力并且相对于壳体移动活塞。第二隔室中的流体 处于相对于第一隔室中的流体的绝对压力的相对低的压力下，且用于使从环境进入第二隔 室的水和碎肩的量变少。
[0012] 单次作用气动致动器可以与一些传统单次作用气动致动器进行比较，这些传统单 次作用气动致动器将非零压力仅提供至致动器的第一隔室。在这种传统气动执行器中，当 活塞回退到致动器中时来自大气的空气被吸入第二隔室。在这些传统设备中，当空气进入 第二隔室时，水和碎肩也可进入第二隔室。水和碎肩会干扰活塞的操作，并可导致腐蚀和磨 损。有利地，通过在第二隔室中为气动致动器提供正压，进入第二隔室的空气流有所减少或 消除，由此降低了腐蚀和磨损。
【附图说明】
[0013] 当结合附图参照以下详细说明时，将容易理解并能更好地认识气动致动器的优 点，其中：
[0014] 图1是包括连接至气动致动器的废气门阀的废气涡轮增压器的部分截面透视图。
[0015] 图2是图1的气动致动器的截面图，其示出了形成于活塞和隔膜中的每一个中的单 个小孔。
[0016] 图3是另一个实施例的气动致动器的截面图，其中来自第一隔室的空气入口管通 过流体管线被连接至第二隔室。
[0017] 图4是包括用于第一隔室和第二隔室中的每一个的单独的空气入口管的另一个实 施例的气动致动器的截面图。
[0018] 图5是另一个实施例的气动致动器的截面图，其中电磁操作阀连接第一隔室和第 二隔室。
[0019] 图6是包括真空致动活塞的另一个实施例的气动致动器的截面图。
[0020] 图7是包括0形环密封活塞的另一个实施例的气动致动器的截面图。
[0021] 图8是另一个实施例的气动致动器的截面图，其中活塞和隔膜各自具有两个小孔。
【具体实施方式】
[0022] 参照图1，废气涡轮增压器1包括涡轮机部分2、压缩机部分4以及布置在压缩机部 分4和涡轮机部分2之间并将压缩机部分4和涡轮机部分2相连的轴承壳体6。涡轮机部分2包 括涡轮机壳体8,其限定了废气入口 10、废气出口 12以及设置在废气入口 10和废气出口 12之 间的流体路径上的涡轮蜗壳14。涡轮机叶轮16设置在涡轮蜗壳14和废气出口 12之间的涡轮 机壳体8内。轴18连接至涡轮机叶轮16,可旋转地支撑于在轴承壳6内，并延伸到压缩机部分 4内。压缩机部分4包括压缩机壳体20，其限定了空气入口 22、空气出口 24和压缩机蜗壳26。 压缩机叶轮28设置在空气入口 22和压缩机蜗壳26之间的压缩机壳体20内。压缩机叶轮28连 接于轴18并被其驱动。
[0023]在使用中，涡轮机叶轮16被发动机(未示出）的排气歧管所供应的废气入流可旋转 地驱动。由于轴18将涡轮机叶轮16连接至压缩机叶轮28,因此涡轮机叶轮16的旋转引起压 缩机叶轮28的旋转。当压缩机叶轮28旋转时，其通过经由来自压缩机空气出口 24的外流增 加传送到发动机的气缸的空气质量流速、空气流密度和空气压力而向发动机提供压力增 压。
[0024]当废气的压力高时，可存在比所需要提供的期望压力增压更高的废气压力。该问 题的一个解决方法是在高废气压力状况下使废气从涡轮机叶轮16转向离开，使得到达涡轮 机叶轮16的废气的量为所需要提供最佳压力增压的量。废气门阀30用于使废气从涡轮机叶 轮16转向离开。废气的转向控制涡轮机叶轮旋转速度，这反过来控制压缩机叶轮28的旋转 速度。通过控制压缩机叶轮28的旋转速度，废气门阀30能够调节由涡轮增压器1提供给发动 机的最大增压压力。
[0025]废气门阀30设置在涡轮机叶轮16上游的涡轮机壳体8上，并由将涡轮增压器1用作 加压流体源的气动致动器100致动。例如，来自压缩机部分4的加压空气的一部分经由管线 109被导引至气动致动器100的空气入口 126。当压缩机出口压力高时，气动致动器100打开 废气门阀30。
[0026] 参照图2,气动致动器100具有壳体101，该壳体101包括在其第一端102处的第一部 分103,和在其第二端106处的第二部分107。第一部分103和第二部分107由壳体101中的束 缚件114保持在一起。气动致动器100包括柔性不透气隔膜110,其以使得隔膜110的外周边 缘也由束缚件114保持的方式设置在壳体中。第一隔室104限定在壳体第一部分103和隔膜 110之间，第二隔室108限定在壳体第二部分107和隔膜110之间。
[0027] 隔膜110连接至活塞112,该活塞112驻留在第二隔室108中。活塞112经由在活塞 112和壳体第二端106之间延伸的弹簧120朝向壳体第一端102推动。活塞112通过杆124连接 至废气门阀30,该杆124通过套管122延伸出壳体101的第二部分107。
[0028]气动致动器100为单次作用，例如，使用施加到活塞的一侧112a的加压流体(例如， 经由隔膜110)使活塞112前进，且通过作用于活塞的相反侧112b的弹簧120使活塞112返回 至缩回位置。这可与双作用气动致动器(未示出）进行比较，其中使用施加到活塞的一侧的 加压流体使活塞前进，使用施加到活塞的相反侧的加压流体(例如，省去弹簧)使弹簧缩回。
[0029] 第一位置103包括加压空气入口 126,通过其第一隔室104经由管线109接收来自压 缩机的加压空气。因此，第一隔室104包括正压下的空气，其被定义为在高于大气压的压力 下。第二隔室108被标称地加压，如以下详细讨论，因此基本处于大气压下。第一隔室104中 的加压空气作用于活塞112,且当其具有充足的压力时，空气朝第二端106对抗弹簧120的力 推动活塞112。由于其经由杆124连接至废气门阀30，活塞112朝壳体第二端106的运动导致 废气门阀30从关闭位置到打开位置的运动。当第一隔室104的压力不充足时，由于弹簧120 的回弹性能，活塞112朝第一端102缩回。当活塞112朝壳体第一端102移动时，废气门阀30从 打开位置移动到关闭位置。
[0030] 气动致动器100配置成最小化或消除水和碎肩进入壳体101。特别地，隔膜110包括 隔膜孔116,活塞112包括活塞孔118。隔膜孔116和活塞孔118协作以允许第一隔室104和第 二隔室108之间的流体连通。例如，加压空气通过隔膜孔116和活塞孔118从第一隔室104流 入第二隔室108以提供第二隔室108的标称加压。隔膜孔116和活塞孔118是相对小的开口， 使得所允许的空气的量足以允许空气流动通过第二隔室108,并阻止空气通过包围轴124的 套管122和轴124的外表面之间的空隙空间流入第二隔室108。然而，为了响应于允许加压空 气通过空气入口 126,允许通过孔116、118的空气的量没有大到足以将第二隔室108中的空 气压力升高到阻止第一隔室104中的空气移动活塞112的水平。
[0031] 第二隔室108通过空隙空间125通向大气。空隙是小的，且在实践中在第二隔室108 建立微小(例如，标称)正压。通过经由孔116、118允许少量加压空气进入第二隔室108,降低 或消除了进入第二隔室108的水和碎肩的量。
[0032]在常规流中，通过孔的空气流量与孔的面积成比例，并因此其与孔的直径的平方 成比例。通常，通过孔的流量与横跨孔的压力差的平方根成比例。然而，为了避免对第二隔 室108过加压，优选的是，孔116和118是小的且以阻塞流模式操作。在阻塞流中，在横跨孔的 低压力差下，空气流量大致上与孔的面积，或者孔的直径的平方成比例。这示于表1。然而， 在阻塞流下，通过孔的流量与压力差的平方根不成比例。相反，随着横跨孔的压力差增加， 流量的增加将小于预期。
[0033]为了保持空气流以正确的范围从加压第一隔室104流向第二隔室108,隔膜孔116 和活塞孔118相对较小。已经发现介于0.25mm至2.0mm直径的圆形孔是适当的。这种孔具有 0.049_2至3.154_ 2的开口面积。在横跨孔的压力差为至少5镑/平方英寸(PSIG)下(其为相 对于大气压力的压力），流动通过孔(直径为0.25mm至2.0mm)的空气的体积被堵塞。在压力 差低于20PSIG下，通过孔的流量随着压力差变得更大而增加，尽管没有预期的大。然而，当 横跨孔的压力差大于20PSIG时，流动通过孔的空气的体积几乎没有增加。在具有这种孔的 气动致动器中，从第一隔室104流向第二隔室108的空气流量不会随增加，随着第一隔室104 和第二隔室108之间的差超过20PSIG。表1示出了流动通过各种大小的圆形孔的计算的流动 体积（以mm 3表示）（立方毫米)和各种压力差（以PSIG表示）。这些流动是在维持恒定的室温 下。
[0034]表 1
[0035]
[0036] 单次作用气动致动器100可以与不包括隔膜开口 116和活塞开口 118的一些传统单 次作用气动致动器相比较。在这种传统气动执行器中，当活塞朝第二端缩回时来自大气的 空气被吸入第一隔室。在这些传统设备中，当空气进入第一隔室时，水和碎肩也可进入第一 隔室。
[0037] 水和碎肩会干扰活塞的操作，并可导致腐蚀和磨损。有利地，通过设置包括隔膜开 口 116和活塞开口 118的气动致动器100,通过空隙间隔125流入第二隔室108的空气流得以 减少或消除，从而降低或消除外来杂质如水和碎肩侵入壳体101。
[0038] 参照图3,另一实施例的单次作用气动致动器200包括壳体201，该壳体201被分为 在其第一端202处的第一部分203和在其第二端206处的第二部分207。第一部分203和第二 部分207通过壳体201中的束缚件214保持在一起。气动致动器200包括柔性不透气隔膜210， 其以使得隔膜210的外周边缘也由束缚件214保持的方式设置在壳体中。第一隔室204限定 在壳体第一部分203和隔膜210之间，第二隔室208限定在壳体第二部分207和隔膜210之间。 [0039]隔膜210连接至活塞212,该活塞212被保留在第二隔室208中。活塞212经由在活塞 212和壳体第二端206之间延伸的弹簧120朝向壳体第一端202推动。活塞212通过杆224连接 至废气门阀30，该杆224通过套管222延伸出壳体201的第二部分207。
[0040] 加压空气被允许通过第一空气入口管226进入第一隔室204。此外，加压空气被允 许通过第二入口管228进入第二隔室208。第二入口管228连接至处于与隔膜210分隔开的位 置处的壳体201的第二部分207中的开口 205。流体管线227将第一入口管226连接至第二入 口管228。流体管线227具有相对小的内径，例如，0.25mm至2.0mm的范围。然而，在一些应用 中，其可以更方便使用普通直径管或软管并包括限流器236比如管或软管内具有0.25mm至 2.0_直径的孔的孔板。
[0041] 流动通过流体管线227的空气被扼流，并因此超过某一点，第一隔室204和第二隔 室208之间的空气压力差的增加不会导致通过流体管线227的空气流的增加，如之前所讨 论。第二隔室208通过包围轴224的套管222和轴224的外表面之间的空隙间隔而通向大气。 [0042]空隙是小的，且在实践中在第二隔室208中建立微小（例如，标称）正压。如上针对 前面的实施例进行的讨论，通过经由第二入口管228允许少量加压空气进入第二隔室208， 进入第二隔室208的水和碎肩的量被降低或消除。
[0043] 参照图4,另一实施例的单次作用气动致动器300包括壳体301，该壳体301被分为 在其第一端302处的第一部分303和在其第二端306处的第二部分307。第一部分303和第二 部分307通过壳体301中的束缚件314保持在一起。气动致动器300包括柔性不透气隔膜310， 其以使得隔膜310的外周边缘也由束缚件314保持的方式设置在壳体中。第一隔室304限定 在壳体第一部分303和隔膜310之间，第二隔室308限定在壳体第二部分307和隔膜310之间。
[0044] 隔膜310连接至活塞312,该活塞312被保留在第二隔室308中。活塞312经由弹簧 320朝向壳体第一端302推动，该弹簧320在活塞312和壳体第二端306之间延伸。活塞312通 过杆324连接至废气门阀30，该杆324通过套管322延伸出壳体301的第二部分307。
[0045] 加压空气被允许通过第一空气入口管326进入第一隔室304。此外，加压空气被允 许通过第二入口管328进入第二隔室308。第二入口管328连接至处于与隔膜310分隔开的位 置处的壳体301的第二部分307中的开口 305。不像如图3所示的气动致动器200，第一空气入 口管326和第二空气入口管328未连接，相反地独立于彼此。允许进入第二隔室308的空气的 量通过第二入口管328的大小控制，或者可选地，通过将限流器336置于第二入口管328 (图 4)中而控制。限流器336可以为具有孔的孔板，该孔具有0.25mm至2mm的直径。允许进入第二 隔室308的加压空气的源可以为将加压空气提供至第一隔室304的相同的源。第二隔室308 通过包围轴324的套管322和轴324的外表面之间的空隙间隔而通向大气。空隙是小的，且在 实践中在第二隔室308中建立微小（例如，标称)正压。如上针对前面的实施例进行的讨论， 通过经由第二入口管328来使少量加压空气进入第二隔室308,进入第二隔室308的水和碎 肩的量被降低或消除。
[0046] 参照图5,另一实施例的单次作用气动致动器400包括壳体401，该壳体401被分为 在其第一端402处的第一部分403和在其第二端406处的第二部分407。第一部分403和第二 部分407通过壳体401中的束缚件414保持在一起。气动致动器400包括柔性不透气隔膜410， 其以使得隔膜410的外周边缘也由束缚件414保持的方式设置在壳体中。第一隔室404限定 在壳体第一部分403和隔膜410之间，第二隔室408限定在壳体第二部分407和隔膜410之间。 [0047]隔膜410连接至活塞412,该活塞412被保留在第二隔室408中。活塞412经由在活塞 412和壳体第二端406之间延伸的弹簧420朝向壳体第一端402推动。活塞412通过杆424连接 至废气门阀30，该杆424通过套管422延伸出壳体401的第二部分407。
[0048] 气动致动器400包括设置在壳体342中的电磁操作阀434,该壳体432支撑在气动致 动器壳体401上。加压空气通过第一空气入口管430被允许进入电磁操作阀434。第二空气入 口管426将空气从电磁操作阀434引导到第一隔室404。电磁操作阀434可允许空气进入第二 隔室408的空气入口 428。空气入口 428开口在与隔膜410分隔开的位置处的壳体401的第二 部分407中。启动时，电磁操作阀434将空气从第一隔室404引导至第二隔室408。
[0049]因此，第一隔室404和第二隔室408通过电磁操作阀434彼此相连。在需要较少启动 气动致动器400的时间，电磁操作阀434打开并将空气排到第二隔室408。这提供空气到第二 隔室408的偶尔急流以驱赶碎肩和湿气。在所示实施例中，加压流体被允许通过第一入口 430进入电磁操作阀434,且第二空气入口管426将加压空气从电磁操作阀434引导至第一隔 室404。可选地，加压空气可以直接被允许进入第一隔室，电磁操作阀434可简单地将加压空 气从第一隔室404引导至第二隔室408。用以操作电磁操作阀434的电信号可以来自涡轮增 压器控制器或来自发动机电子控制单元。
[0050] 参照图6,另一实施例的单次作用气动致动器500包括壳体501，该壳体501被分为 在其第一端502处的第一部分503和在在第二端506处的第二部分507。第一部分503和第二 部分507通过壳体501中的束缚件514保持在一起。气动致动器500包括柔性不透气隔膜510， 其以使得隔膜510的外周边缘也由束缚件514保持的方式设置在壳体中。第一隔室504限定 在壳体第一部分503和隔膜510之间，第二隔室508限定在壳体第二部分507和隔膜510之间。 [00511隔膜510连接至活塞512,该活塞512驻留在第一隔室504中。活塞512经由在活塞 512和壳体第一端502之间延伸的弹簧520朝向壳体第二端506推动。活塞512通过杆524连接 至废气门阀30，该杆524通过套管522延伸出壳体501的第二部分507。
[0052] 经由第一管526将真空施加到第一隔室504并且用于控制活塞512相对于壳体501 的位置，并且因此控制废气门阀30的位置。因此，第一隔室504包括负压下的空气，其被定义 为在低于大气压的压力下。第二隔室508被标称地加压，因此基本处于大气压下。例如，少 (例如，标称)量加压(例如，正压)空气被允许通过第二管528进入第二隔室508。第二入口管 528连接至处于与隔膜510分隔开的位置处的壳体501的第二部分507中的开口 505。
[0053]允许进入第二隔室508的正加压空气的量通过第二管528的大小控制，或者可选 地，通过将限流器536置于第二管528(图5)中而控制。限流器536可以为具有孔的孔板，该孔 具有0.25_至2mm的直径。涡轮增压器1或其他方便的加压空气源可以为将加压空气提供至 第二管528的源。第二隔室508通过包围轴524的套管522和轴524的外表面之间的空隙间隔 而通向大气。空隙是小的，且在实践中在第二隔室508中建立微小(例如，标称)正压。
[0054]如上针对前面的实施例进行的讨论，通过经由第二管528允许少(例如，标称)量加 压空气进入第二隔室508,进入第二隔室508的水和碎肩的量被降低或消除。
[0055] 参照图7,另一实施例的单次作用气动致动器600包括壳体601，该壳体601被分为 在其第一端602处的第一部分603和在在第二端606处的第二部分607。第一部分603和第二 部分607通过紧固件沿着凸缘609被保持在一起。活塞612被设置在壳体601中以便在第一端 602和第二端606之间滑动。第一隔室604限定在壳体第一部分603和活塞612之间，第二隔室 608限定在壳体第二部分607和活塞612之间。
[0056] 活塞612包括围绕活塞612的圆周延伸的两个0形环650。0形环650提供活塞612的 外周和壳体601的内表面之间的不透流体密封。活塞612通过在活塞612和壳体第二端606之 间延伸的弹簧620朝向壳体第一端602推动。活塞612通过杆624连接至废气门阀30,该杆624 通过套管622延伸出壳体601的第二部分607。壳体第一部分603包括空气入口 626，且加压空 气(例如在正压下的空气)通过空气入口 626进入第一隔室604。
[0057] 活塞612包括活塞孔618。特别地，活塞孔618设置在与活塞外周间隔开的位置，并 因此不会负面地影响由0形环650提供的密封。活塞孔618提供第一隔室604和第二隔室608 之间的流体连通。例如，加压空气通过活塞孔618从第一隔室604流入第二隔室608。活塞孔 618尺寸设计成提供相对小的开口，使得为了响应于允许加压空气进入第一隔室604,所允 许空气的量足以允许空气流动通过第二隔室608,但不会大到足以将第二隔室608中的空气 压力升高到阻止第一隔室604中的空气移动活塞612的水平。例如，活塞孔618具有介于 0.25mm至2mm范围的直径。通过孔618从第一隔室604流向第二隔室608的空气的量是少的， 因此气动致动器600的第一隔室604中的高压并未基本降低。第二隔室608通过包围轴624的 套管622和轴624的外表面之间的空隙间隔而通向大气。可以在第二隔室608中建立小的（例 如，标称)正压，但通过控制孔大小，标称正压不会干扰气动致动器600的操作。因此，在活塞 618的存在下气动致动器600将正常操作。如上针对前面的实施例进行的讨论，通过经由活 塞孔618使少量加压空气进入第二隔室608,进入第二隔室608的水和碎肩的量得以降低或 消除。
[0058] 尽管气动致动器600被描述为具有两个0形环650,但应当理解，可以使用一个0形 环650或者两个以上0形环650以相对于壳体601密封活塞612。
[0059] 参照图8,尽管气动致动器100、600在本文描述为包括单个孔(例如，用于气动致动 器100的单个隔膜孔116和单个活塞孔118,和用于气动致动器600的单个活塞孔618)，但气 动致动器100、600不限于具有单个孔。例如，另一个单次作用气动致动器700包括具有两个 隔膜孔116的隔膜110'和具有两个活塞孔118的活塞112'。在其他方面气动致动器700对于 气动致动器100在形式和功能上是类似的，且相同的附图标记用于指相同的部件。
[0060] 隔膜孔116和活塞孔118具有0.049mm2至3.154mm2的总开口面积。然而，隔膜110和/ 或活塞112、612可包括两个以上孔116、118、618,且孔形状不限于圆形形状，只要孔116、 118、618的总开口面积介于0.049mm 2至3.154mm2之间。
[0061] 加压空气通过空气入口 126进入第一隔室104。加压空气通过隔膜孔116和活塞孔 118流入第二隔室108。通过隔膜孔116和活塞孔118从第一隔室104流向第二隔室108的空气 的量是少的，因此气动致动器700的第一隔室104中的高压并未基本降低。可以在第二隔室 108中建立小的正压，但通过控制隔膜孔116和活塞孔118的大小，使进入第二隔室108的空 气不会干扰气动致动器700的操作。因此，在隔膜孔116和活塞孔118的存在下气动致动器 700将正常操作。如上针对前面的实施例进行的讨论，通过经由隔膜孔116和活塞孔118允许 少量加压空气进入第二隔室，进入第二隔室108的水和碎肩的量被降低或消除。
[0062] 本文该的实施例包括孔116、118、618和或具有建议尺寸和/或尺寸范围的第二入 口管228、328、428、528。应当理解，这些孔和入口的尺寸可以被降低以改善致动器反应定时 或者被增加以提供附加的耐蚀性。
[0063] 本发明的所选说明性实施例在以上详细地描述。应当理解，为了阐明本发明，本文 已经仅仅描述了认为必要的结构。其他传统结构，以及系统的那些附属和辅助部件被假定 为被本领域技术人员所知和理解。此外，尽管已经描述了本发明的工作实例，但本发明不限 于上述工作实例，在不脱离权利要求该的本发明的情况下可以实施各种设计变化。
【主权项】
1. 一种单次作用气动致动器(100)，包括： 壳体（101)，其包括： 第一部分（103)， 第一隔室（104)，其由所述第一部分（103)部分限定， 第二部分（107)，以及 第二隔室（108)，其由所述第二部分（107)部分限定并通过分离构件（110、112)与所述 第一隔室（104)分隔开， 活塞（112)，其设置在所述壳体(101)内，并至少限定了分离构件（110，112)-部分， 弹簧（120)，其设置在所述壳体（101)内，并在所述活塞（112)与所述第一部分（103)和 所述第二部分(107)中的其中一个之间延伸， 第一入口（126)，其与所述第一隔室（104)流体连通，且被配置为连接到非零压力流体 源(4)，以及 第二入口（116)，其与所述第二隔室（108)流体连通，且被配置为连接到非零压力流体 源（104)。2. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述第二入口包括所述分离构件 (110，112)中的孔(116，118)。3. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述第二入口包括在所述壳体的所述 第二部分(207)中的开口（205)。4. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述第二入口（228)经由流体管线 (227)连接至第一入口（226)。5. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述第二入口（228)包括限流器 (236)〇6. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中在所述第一入口（426)和所述壳体 (401)之间的流体路径中设置阀（434)，且所述阀（434)控制流体流动通过所述第二入口 (428) 〇7. 根据权利要求6所述的气动致动器(100)，其中所述阀(434)是电磁控制阀，其配置成 控制非零压力流体从所述非零压力流体源(4)流向所述第一隔室（104)。8. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，还包含连接至所述第一入口（126)的所述 非零压力流体源(4)，其中所述非零压力流体源(4)被配置成在大于大气压力的压力下提供 流体。9. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，还包含连接到所述第一入口（126)的所述 非零压力流体源，其中所述非零压力流体源被配置在小于大气压力的压力下提供流体。10. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述分离构件（110,112)包括连接到 所述活塞（112)的隔膜（110)，所述第二入口包括所述隔膜（116)中的第一开口和在所述活 塞（112)中的第二开口（118)。11. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述分离构件包括(210,212)连接到 所述活塞(212)的隔膜(210)，所述第二入口（228)为在与隔膜(110)分隔开的位置处的壳体 的第二部分(207)中的开口（205)。12. 根据权利要求1所述的气动致动器（100)，其中所述分离构件（612)包括0形环 (650)，所述O形环(650)沿着所述活塞(612)的圆周布置，且提供所述活塞(612)的外表面和 所述壳体(601)的内表面之间的密封;所述第二入口包括述活塞(612)中的孔(618)。13. 根据权利要求2所述的气动致动器(100 )，其中 所述分离构件（11〇，112)包括连接到所述活塞（112)的隔膜(110)，且 所述第二入口包括所述隔膜中的单孔（116)和所述活塞（112)中的单孔（118)，所述孔 (116)具有介于0.25mm和2 .Omm之间的直径，所述孔（118)具有介于0.25mm和2 .Omm之间的直 径。14. 根据权利要求2所述的气动致动器(100 )，其中 所述分离构件（11〇，112)包括连接到所述活塞（112)的隔膜(110)，且 所述第二入口包括隔膜孔（116)和活塞孔（118)，且这两个孔（116,118)的总开口面积 在0.049mm2 ^ 3.154mm2的范围内。15. 涡轮增压器（1)，其包括 压缩机部分(4)，其具有压缩机叶轮(28)， 涡轮机部分(2)，其具有涡轮壳体(8)，所述涡轮壳体(8)围绕所述涡轮机叶轮（16)，所 述涡轮机叶轮(16)经由轴(18)连接到所述压缩机叶轮(28)， 废气门阀(30 )，其支撑在所述涡轮壳体(8)上，以及 单次作用气动致动器（100)，其被配置为致动所述废气门阀（30)，所述气动致动器 (100)包含 壳体，其包括 第一部分（103)， 第一隔室（104)，其由所述第一部分（103)部分限定， 第二部分（107)，以及 第二隔室（108)，其由所述第二部分（107)部分限定且通过所述分离构件（110,112)从 与所述第一隔室（104)分隔开，活塞(112)，其设置在所述壳体中且连接到所述废气门（30)， 所述活塞至少限定所述分离构件（11〇，112)的一部分， 弹簧（120)，其设置在所述壳体（101)内，所述弹簧在所述活塞（112)与所述第一部分 (103)和所述第二部分（107)其中一个之间延伸， 第一入口（126)，其与所述第一隔室（104)流体连通，所述第一入口（126)被配置为连接 到非零压力流体源(4)，以及 第二入口（116)，其与所述第二隔室（108)流体连通，所述第二入口（116)被配置为连接 到非零压力流体源(104)。
【文档编号】F02B37/22GK105960516SQ201580006930
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年2月5日
【发明人】C·郎埃克, R·豪威尔
【申请人】博格华纳公司