用于涡轮增压器的电动执行器的制造方法

文档序号:10051591阅读:765来源:国知局
用于涡轮增压器的电动执行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车技术领域,具体涉及一种用于涡轮增压器的电动执行器。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器是发动机上的重要零件,与发动机的性能、油耗、排放等息息相关。涡轮增压技术在车用柴油机上已广泛普及,在车用汽油机上,涡轮增压技术也已经成为满足未来油耗法规的重要技术手段之一。为了控制增压压力和防止增压器超速,涡轮增压器上都带有废气放气阀。
[0003]当前,汽油机涡轮增压器的废气放气阀主要采用气动系统控制,常见的废气放气阀气动执行器主要包括气源、管路、三通电磁阀、执行器壳体、膜片、弹簧以及卡箍等。这种气动执行器存在子零件多、气源控制不稳定、响应慢和输出力小等缺点。

【发明内容】

[0004]有鉴于此,本实用新型提出一种用于涡轮增压器的电动执行器,引入直流电机及齿轮部件驱动执行器,系统零件少,响应速度快。
[0005]本实用新型提供了一种用于涡轮增压器的电动执行器,其中,包括:直流电机、齿轮组、位移传感器和输出轴;其中,直流电机上设置有电机齿轮,电机齿轮通过齿轮组与输出轴的一端连接,齿轮组将电机齿轮的转动转化为输出轴的曲柄运动,输出轴的另一端控制放气阀的打开或关闭;位移传感器设置在输出轴上,用于测定输出轴的位移;直流电机和位移传感器分别与行车电脑ECU电连接,ECU根据位移传感器的信号控制直流电机。
[0006]优选的是,其中,齿轮组包括两级圆柱齿轮组和一级扇形齿轮,一级扇形齿轮安装在输出轴的一端,两级圆柱齿轮组安装在一级扇形齿轮和电机齿轮之间,两级圆柱齿轮组包括两个圆柱齿轮。
[0007]优选的是,其中,还包括上壳体和下壳体,上壳体罩盖在下壳体上,所述直流电机、齿轮组、位移传感器和输出轴位于上、下壳体形成的空间内,其中,输出轴的另一端穿过上壳体而延伸至上壳体外部。
[0008]优选的是,其中,电机齿轮的材质为不锈钢。
[0009]优选的是,其中,圆柱齿轮和一级扇形齿轮均为塑料齿轮。
[0010]优选的是,其中,所述电动执行器的线束接插件包括五个引脚,分别为:直流电机正极、直流电机负极、位移传感器输入电压、接地线和输出端。
[0011]优选的是,所述电动执行器安装在涡轮增压器上,涡轮增压器上设置有执行器推杆,所述输出轴的另一端与执行器推杆连接,执行器推杆通过摇臂带动放气阀打开或关闭。
[0012]优选的是,其中,输出轴顺时针转动时,放气阀向关闭方向运动;输出轴逆时针转动时,放气阀向打开方向运动。
[0013]本实用新型提供的用于涡轮增压器的电动执行器通过齿轮组将直流电机的旋转运动传递到输出轴的曲柄运动,输出轴的曲柄运动带动执行器推杆控制废气放气阀的开启和关闭,减小了子零件,增大了输出力,提高了发动机低速扭矩和加速响应;并集成了位移传感器,可以更加灵活、自由、精确的控制放气阀开度和增压压力,降低部分负荷油耗和冷启动排放。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例的电动执行器的结构示意图;
[0015]图2是本实用新型实施例的电动执行器的安装结构示意图;
[0016]图3是本实用新型实施例的电动执行器的工作原理图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图以及具体实施例,对本实用新型的技术方案进行详细描述。
[0018]图1示出了本实用新型实施例的电动执行器的结构示意图,其包括:直流电机701、齿轮组702、上壳体703、位移传感器705、输出轴706和下壳体707。其中,上壳体703罩盖在下壳体707上,其余大部分部件位于上、下壳体形成的空间内部。
[0019]其中,直流电机701上设置有电机齿轮710,电机齿轮710通过齿轮组702与输出轴706的一端连接,位移传感器705设置在输出轴706上,用于测定输出轴706的位移,输出轴706的另一端穿过壳体而延伸至壳体外部。
[0020]工作时,直流电机702驱动电机齿轮710转动,电机齿轮710带动齿轮组702转动,齿轮组702带动输出轴706转动。
[0021]采用本实用新型实施例的电动执行器控制涡轮增压器的废气放气阀,可以以直流电机带动输出轴转动,并利用位移传感器检测输出轴的位移,能够提供更大的输出力,有利于提高发动机低速扭矩和加速响应。
[0022]在本实用新型的优选实施例中,齿轮组702进一步包括两级圆柱齿轮组和一级扇形齿轮708,两级圆柱齿轮组包括两个圆柱齿轮709,一级扇形齿轮708安装在输出轴706的一端,两级圆柱齿轮组位于一级扇形齿轮708和电机齿轮710之间。通过两级圆柱齿轮组和一级扇形齿轮708将直流电机701的旋转运动最终转化为输出轴706的曲柄运动。
[0023]在本实用新型的优选实施例中,电机齿轮710的材料为耐磨不锈钢,圆柱齿轮709和扇形齿轮708均为塑料齿轮。为增强电机齿轮710、圆柱齿轮709和扇形齿轮708的耐磨性能和可靠性,材质中均加入了强化和耐磨成分。应可理解,齿轮结构的设计以及齿轮材料的选择以满足整个传动机构的可靠性、耐久性要求即可。
[0024]图2示出了本实用新型实施例的电动执行器的安装结构示意图,可将电动执行器7的壳体安装在涡轮增压器的压壳8上(安装前需要对压壳8上的执行器布置位置进行适当改装),使用上述电动执行器7直接替换原有的气动控制装置。具体地,电动执行器7的输出轴706的另一端穿过壳体13而延伸至壳体13外部,进一步地,输出轴706的所述另一端通过卡环6与涡轮增压器的执行器推杆9连接,执行器推杆9由固定销连接到涡轮增压器的摇臂。其余部件按原有方式布置即可,如放气阀衬套压接在涡轮增压器的涡壳的通孔内,废气放气阀组件穿过放气阀衬套的中心孔,端面与摇臂焊接在一起,实现由电动执行器的转动带动放气阀的工作。
[0025]工作时,直流电机701的转动带动输出轴706做曲柄运动,曲柄运动通过执行器推杆9传递到摇臂上,摇臂带动放气阀12关闭或者打开。在本实用新型的实施例中,若电动执行器7的输出轴706顺时针转动,则带动放气阀向关闭方向运动,相反地,若电动执行器7的输出轴706逆时针转动,则放气阀向打开方向运动。
[0026]图3示出了本实用新型优选实施例的电动执行器的工作原理图,本实用新型通过引入直流电机驱动执行器,可在EOJ(Electronic Control Unit,行车电脑)中增加Η桥,由PWM(Pulse Width Modulat1n,脉冲调制宽度)信号驱动直流电机;同时,电动执行器上集成的位移传感器将输出轴的位置反馈给ECU,ECU根据标定的目标增压压力和放气阀目标位置,通过 PID (Proport1n-1ntegrat1n-Differentiat1n,比例-积分-微分控制器)闭环调节,可实现对放气阀位置和增压压力的精确控制。此外,可为直流电机配置滤波电路板704,用于控制直流电机701的工作。
[0027]在本实用新型优选实施例中,电动执行器的线束接插件包括五个引脚,分别为直流电机701正极、直流电机701负极、位移传感器705输入电压、接地线和输出端,根据不同的应用需求可以有不同的布置顺序。
[0028]在本实用新型的实施例中,直流电机701的驱动电压为9?16V,位移传感器705的输入电压通常在5V左右,位移传感器705可以为接触式,也可以选择非接触式,如基于霍尔效应的位移传感器,以及Hella CIP0S的非接触式位移传感器等。
[0029]在本实用新型的实施例中,直流电机701带动输出轴706运动,位移传感器705将测定的输出轴706的位置,位移传感器705的输出信号为模拟型号或者SENT信号,ECU接到位移传感器705的输出信号后,根据设定的目标进行控制直流电动机701,从而控制输出轴706。电动执行器集成了位移传感器705,可以更加灵活、自由、精确的控制放气阀开度和增压压力,降低部分负荷油耗和冷启动排放。
[0030]以上,结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍,所描述的具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在本实用新型具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,包括:直流电机、齿轮组、位移传感器和输出轴;其中, 直流电机上设置有电机齿轮,电机齿轮通过齿轮组与输出轴的一端连接,齿轮组将电机齿轮的转动转化为输出轴的曲柄运动,输出轴的另一端控制放气阀的打开或关闭; 位移传感器设置在输出轴上,用于测定输出轴的位移; 直流电机和位移传感器分别与行车电脑ECU电连接,ECU根据位移传感器的信号控制直流电机。2.如权利要求1所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,齿轮组包括两级圆柱齿轮组和一级扇形齿轮,一级扇形齿轮安装在输出轴的一端,两级圆柱齿轮组安装在一级扇形齿轮和电机齿轮之间,两级圆柱齿轮组包括两个圆柱齿轮。3.如权利要求1所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,还包括上壳体和下壳体,上壳体罩盖在下壳体上,所述直流电机、齿轮组、位移传感器和输出轴位于上、下壳体形成的空间内,其中,输出轴的另一端穿过上壳体而延伸至上壳体外部。4.如权利要求1所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,电机齿轮的材质为不锈钢。5.如权利要求1所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,圆柱齿轮和一级扇形齿轮均为塑料齿轮。6.如权利要求1所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,所述电动执行器的线束接插件包括五个引脚,分别为:直流电机正极、直流电机负极、位移传感器输入电压、接地线和输出端。7.如权利要求1-6任一项所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,所述电动执行器安装在涡轮增压器上,涡轮增压器上设置有执行器推杆,所述输出轴的另一端与执行器推杆连接,执行器推杆通过摇臂带动放气阀打开或关闭。8.如权利要求7所述的用于涡轮增压器的电动执行器,其特征在于,其中,输出轴顺时针转动时,放气阀向关闭方向运动;输出轴逆时针转动时,放气阀向打开方向运动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于涡轮增压器的电动执行器,其中,包括:直流电机、齿轮组、位移传感器和输出轴;直流电机上设置有电机齿轮,电机齿轮通过齿轮组与输出轴的一端连接,齿轮组将电机齿轮的转动转化为输出轴的曲柄运动,输出轴的另一端控制放气阀的打开或关闭;位移传感器设置在输出轴上,用于测定输出轴的位移,直流电机和位移传感器分别与行车电脑ECU电连接,ECU根据位移传感器的信号控制直流电机。本实用新型通过直流电机控制废气放气阀的开启和关闭,减少了子零件,增大了输出力,提高了发动机低速扭矩和加速响应;并集成了位移传感器,可以更加灵活、自由、精确的控制废气放气阀开度和增压压力,降低负荷油耗和冷启动排放。
【IPC分类】F02B37/18
【公开号】CN204961070
【申请号】CN201520656420
【发明人】邓大伟, 王荣吉, 黄伟达, 田大洋
【申请人】上汽通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月27日
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