专利名称：一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涡轮增压器气动执行器装置，尤其涉及一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，属于内燃机领域。
背景技术：
随着国家排放法规和用户需求的不断发展，发动机尤其是柴油发动机的增压技术也有了长足的进步，废气涡轮增压器的结构从传统的固定截面发展到了能够兼顾发动机低速扭矩的废气旁通结构增压器，到了国III排放法规实施以后，人们对于能够兼顾发动机高低速性能的发动机增压器的需求越来越强烈，可变截面涡轮增压器成为了国内外研发的重点。在可变截面涡轮增压器应用上，其控制一直是一个大问题，传统气动执行器由于行程特性不能分段，只能线性控制，无法实现全工况的性能匹配，而采用电控执行器，成本会 增加很多，而且可靠性也存在一定问题，研发一种分段式行程特性气动执行器，实现可变截面涡轮增压器性能匹配、成本、可靠性的有机统一，已是涡轮增压器厂家迫切需要解决的问题。目前，增压器气动执行器结构如图I所示，一般包括上壳体8、橡胶膜片6、膜片座7、弹簧2、下壳体I、芯杆3、气嘴10,上壳体8与下壳体I通过螺栓5与橡胶膜片6连在一起，膜片座7与芯杆3通过螺母9连接在一起，整个气动执行器通过连接螺纹孔4安装在增压器上。工作时，带有压力的气体从气嘴10进入上壳体8与橡胶膜片6形成的密闭空腔，推动橡胶膜片6与膜片座7向下壳体I方向移动，膜片座7带动与其组装在一起的芯杆3一起移动，实现对增压器的调节。这种气动执行器由于只靠单个弹簧来决定最终的行程特性，所以只能是线性运动，行程特性由弹簧的弹性系数决定。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是针对传统增压器气动执行器结构的以上缺陷，提供一种能够实现可变截面涡轮增压器性能匹配、成本、可靠性的有机统一的涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置。为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，包括上壳体和下壳体；上壳体和下壳体之间设有橡胶膜片；橡胶膜片将上壳体与下壳体之间的空腔间隔成两个互不连通的空腔第一空腔和
第二空腔；第二空腔内靠近橡胶膜片的位置设有膜片座；所述膜片座上连接有辅芯杆；辅芯杆上安装有两道弹性系数不同的弹簧。以下是本实用新型对上述方案的进一步改进膜片座上焊接有上锁止销组件，辅芯杆与膜片座之间能够相互滑动，也能够通过上锁止销组件锁在一起运动；[0013]辅芯杆远离膜片座的一端从下壳体上伸出并与下壳体之间滑动连接。进一步改进所述膜片座上连接有主芯杆；所述主芯杆的其中一端与膜片座固定连接，另一端从下壳体上伸出并与下壳体滑动连接。进一步改进所述膜片座上连接有主芯杆；所述主芯杆的其中一端与膜片座固定连接，另一端从下壳体上伸出并与下壳体滑动连接。下壳体上位于辅芯杆一侧的位置固定连接有与辅芯杆平行的辅助杆，所述辅助杆的另一端位于下壳体内。进一步改进所述辅助杆上靠近膜片座的一端的端部靠里位置设有第一凹下带；主芯杆上靠近下壳体的位置设有第二凹下带，下壳体上靠近第二凹下带的位置设有下锁止销组件，下锁止销组件焊接在下壳体上；辅芯杆上设有锁止销孔，以与上锁止销组件、下锁止销组件配合进行辅芯杆的锁止。进一步改进辅芯杆上设有主弹簧座和辅弹簧座，主弹簧座与辅芯杆通过焊接连接在一起，辅弹簧座与辅芯杆之间滑动连接，两道弹性系数不同的弹簧分别设置在主弹簧座和辅弹簧座上。进一步改进所述主弹簧座设置在辅弹簧座与膜片座之间。进一步改进主弹簧的长度和直径都小于辅弹簧的长度和直径，辅弹簧套装在主弹簧的外部。工作时，带有压力的气体从气嘴进入第一空腔，推动橡胶膜片与膜片座向下壳体方向移动，膜片座通过上锁止销组件与辅芯杆连在一起运动，辅芯杆通过焊接在一起的主弹簧座压缩主弹簧，主芯杆随着膜片座一起运动，对增压器进行调节。此时，只主弹簧起作用，行程特性由主弹簧的弹性系数决定。随着压力的升高，膜片座继续移动，当上锁止销组件进入辅助杆的第一凹下带、下锁止销组件离开主芯杆的第二凹下带时，膜片座与辅芯杆断开连接，同时，辅芯杆被锁死，不再参与运动。膜片座继续推动辅弹簧座向下壳体方向移动，压缩辅弹簧，此时，只辅弹簧起作用，行程特性由辅弹簧的弹性系数决定。当压力减小时，膜片座回缩，当上锁止销组件离开辅助杆的第一凹下带、下锁止销组件进入主芯杆的第二凹下带时，膜片座与辅芯杆重新连接；同时，辅芯杆锁死被打开，继续参与运动，又只主弹簧起作用。这样，可以实现各种不同行程特性的搭配，尽可能的将增压器性能调至最佳。另一种改进主弹簧与辅弹簧的直径相同，主弹簧设置在主弹簧座与下壳体之间，辅弹簧设置在主弹簧座和辅弹簧座之间。工作时，带有压力的气体从气嘴进入上壳体与橡胶膜片形成的第一空腔，推动橡胶膜片与膜片座向下壳体方向移动，膜片座通过上锁止销组件与辅芯杆连在一起运动，辅芯杆通过焊接在一起的主弹簧座压缩主弹簧，主芯杆随着膜片座一起运动，对增压器进行调节。此时，只主弹簧起作用，行程特性由主弹簧的弹性系数决定。随着压力的升高，膜片座继续移动，当上锁止销组件进入辅助杆的第一凹下带、下锁止销组件离开主芯杆的第二凹下带时，膜片座与辅芯杆断开连接，同时，辅芯杆被锁死，不再参与运动。膜片座继续推动辅弹簧座向下壳体方向移动，压缩辅弹簧。此时，只辅弹簧起作用，行程特性由辅弹簧的弹性系数决定。当压力减小时，膜片座回缩，当上锁止销组件离开辅助杆的第一凹下带、下锁止销组件进入主芯杆的第二凹下带时，膜片座与辅芯杆重新连接，同时，辅芯杆锁死被打开，继续参与运动，又只主弹簧起作用。
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
附图I是本实用新型背景技术中气动执行器的结构示意图；附图2是附图I的右视图；附图3是本实用新型实施例I中气动执行器的结构示意图；附图4是附图3的右视图；附图5是本实用新型实施例2中气动执行器的结构示意图。图中1_下壳体；2-弹簧；3-芯杆；4_连接螺纹孔；5_螺栓；6_橡胶膜片；7-膜片座；8_上壳体；9-螺母；10_气嘴；11_辅助杆；12_螺母；13_辅芯杆；14_下锁止销组件；15-主芯杆；16-主弹簧；17-辅弹簧；18-主弹簧座；19_螺栓；20_支撑臂；21_辅弹簧座；22-上锁止销组件；23_第一凹下带；24_第二凹下带；25_锁止销孔；26_第一空腔；27_第二空腔。
具体实施方式
实施例1，如图3、图4所示，一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，包括上壳体8和下壳体I ;上壳体8和下壳体I之间设有橡胶膜片6,上壳体8与下壳体I通过螺栓5与橡胶膜片6密封连接；橡胶膜片6将上壳体8与下壳体I之间的空腔间隔成两个互不连通的空腔第一空腔26和第二空腔27。所述上壳体8上设有与第一空腔26连通的气嘴10。第二空腔27内靠近橡胶膜片6的位置设有膜片座7，所述膜片座7上连接有主芯杆15 ；所述主芯杆15的其中一端通过螺栓19与膜片座7固定连接,另一端从下壳体I上伸出并与下壳体I滑动连接。下壳体I上设有用来与增压器连接的连接螺纹孔4。所述膜片座7上设有内孔，内孔内连接有辅芯杆13 ；膜片座7上焊接有上锁止销组件22，辅芯杆13与膜片座7之间能够相互滑动，也能够通过上锁止销组件22锁在一起运动；上锁止销组件由锁止销、弹簧、外壳组成，自然状态锁止销回缩。辅芯杆13远离膜片座7的一端从下壳体I上伸出并与下壳体I之间滑动连接；辅芯杆13上安装有两道弹性系数不同的弹簧。下壳体I上位于辅芯杆13 —侧的位置通过螺母12固定连接有与辅芯杆13平行的辅助杆11，所述辅助杆11的另一端位于下壳体I内，下壳体I上安装有用来固定辅助杆11的支撑臂20。所述辅助杆11上靠近膜片座7的一端的端部靠里位置设有第一凹下带23 ；主芯杆15上靠近下壳体I的位置设有第二凹下带24，下壳体I上靠近第二凹下带24的位置设有结构与上锁止销组件22相同的下锁止销组件14，下锁止销组件14焊接在下壳体I上。辅芯杆13上设有锁止销孔25，以与上锁止销组件22、下锁止销组件14配合进行辅芯杆13的锁止。辅芯杆13上设有主弹簧座18和辅弹簧座21，主弹簧座18与辅芯杆13通过焊接连接在一起，辅弹簧座21与辅芯杆13之间滑动连接，两道弹性系数不同的弹簧分别设置在主弹簧座18和辅弹簧座21上。所述主弹簧座18设置在辅弹簧座21与膜片座7之间。主弹簧16的长度和直径都小于辅弹簧17的长度和直径，辅弹簧17套装在主弹簧16的外部。工作时，带有压力的气体从气嘴10进入第一空腔26，推动橡胶膜片6与膜片座7向下壳体I方向移动，膜片座7通过上锁止销组件22与辅芯杆13连在一起运动，辅芯杆13通过焊接在一起的主弹簧座18压缩主弹簧16，主芯杆15随着膜片座7 —起运动，对增压器进行调节。此时，只主弹簧16起作用，行程特性由主弹簧16的弹性系数决定。随着压力的升高，膜片座7继续移动，当上锁止销组件22进入辅助杆11的第一凹下带23、下锁止销组件14离开主芯杆15的第二凹下带24时，膜片座7与辅芯杆13断开连接，同时，辅芯杆13被锁死，不再参与运动。膜片座7继续推动辅弹簧座21向下壳体I方向移动，压缩辅弹簧17，此时，只辅弹簧17起作用，行程特性由辅弹簧17的弹性系数决定。当压力减小时，膜片座7回缩，当上锁止销组件22离开辅助杆11的第一凹下带23、下锁止销组件14进入主芯杆15的第二凹下带24时，膜片座7与辅芯杆13重新连接；同时，辅芯杆13锁死被打开，继续参与运动，又只主弹簧16起作用。这样，可以实现各种不同行程特性的搭配，尽可能的将增压器性能调至最佳。实施例2，如图5所示，上述实施例I中，主弹簧16与辅弹簧17的直径相同，主弹簧16设置在主弹簧座18与下壳体I之间，辅弹簧17设置在主弹簧座18和辅弹簧座21之间。工作时，带有压力的气体从气嘴10进入上壳体8与橡胶膜片6形成的第一空腔26，推动橡胶膜片6与膜片座7向下壳体I方向移动，膜片座7通过上锁止销组件22与辅芯杆13连在一起运动，辅芯杆13通过焊接在一起的主弹簧座18压缩主弹簧16，主芯杆15随着膜片座7 —起运动，对增压器进行调节。此时，只主弹簧16起作用，行程特性由主弹簧16的弹性系数决定。随着压力的升高，膜片座7继续移动，当上锁止销组件22进入辅助杆11的第一凹下带23、下锁止销组件14离开主芯杆15的第二凹下带24时，膜片座7与辅芯杆13断开连接，同时，辅芯杆13被锁死，不再参与运动。膜片座7继续推动辅弹簧座21向下壳体I方向移动，压缩辅弹簧17。此时，只辅弹簧17起作用，行程特性由辅弹簧17的弹性系数决定。当压力减小时，膜片座7回缩，当上锁止销组件22离开辅助杆11的第一凹下带23、下锁止销组件14进入主芯杆15的第二凹下带24时，膜片座7与辅芯杆13重新连接，同时，辅芯杆13锁死被打开，继续参与运动，又只主弹簧16起作用。 这样，可以实现各种不同行程特性的搭配，尽可能的将增压器性能调至最佳。现在我们已经按照国家专利法对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替。这些修改是在本实用新型的精神和范围内的。
权利要求1.一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，包括上壳体(8)和下壳体(I)； 上壳体(8 )和下壳体(I)之间设有橡胶膜片(6 ); 橡胶膜片(6)将上壳体(8)与下壳体(I)之间的空腔间隔成两个互不连通的空腔第一空腔(26)和第二空腔(27)； 第二空腔(27)内靠近橡胶膜片(6)的位置设有膜片座(7)； 其特征在于 所述膜片座(7)上连接有辅芯杆(13);辅芯杆(13)上安装有两道弹性系数不同的弹簧。
2.根据权利要求I所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 膜片座(7)上焊接有上锁止销组件(22)，辅芯杆(13)与膜片座(7)之间能够相互滑动，也能够通过上锁止销组件(22)锁在一起运动； 辅芯杆(13)远离膜片座(7)的一端从下壳体(I)上伸出并与下壳体(I)之间滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 所述膜片座(7)上连接有主芯杆(15);所述主芯杆(15)的其中一端与膜片座(7)固定连接，另一端从下壳体(I)上伸出并与下壳体(I)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 所述膜片座(7)上连接有主芯杆(15);所述主芯杆(15)的其中一端与膜片座(7)固定连接，另一端从下壳体(I)上伸出并与下壳体(I)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 下壳体(I)上位于辅芯杆(13) —侧的位置固定连接有与辅芯杆(13)平行的辅助杆(11)，所述辅助杆(11)的另一端位于下壳体(I)内。
6.根据权利要求5所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 所述辅助杆(11)上靠近膜片座(7)的一端的端部靠里位置设有第一凹下带(23)； 主芯杆(15)上靠近下壳体(I)的位置设有第二凹下带(24)，下壳体(I)上靠近第二凹下带(24)的位置设有下锁止销组件(14)，下锁止销组件(14)焊接在下壳体(I)上； 辅芯杆(13)上设有锁止销孔(25)，以与上锁止销组件(22)、下锁止销组件(14)配合进行辅芯杆(13)的锁止。
7.根据权利要求6所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 辅芯杆(13)上设有主弹簧座(18)和辅弹簧座(21 )，主弹簧座(18)与辅芯杆(13)通过焊接连接在一起，辅弹簧座(21)与辅芯杆(13)之间滑动连接，两道弹性系数不同的弹簧分别设置在主弹簧座(18)和辅弹簧座(21)上。
8.根据权利要求7所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于所述主弹簧座(18 )设置在辅弹簧座(21)与膜片座(7)之间。
9.根据权利要求8所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 主弹簧(16)的长度和直径都小于辅弹簧(17)的长度和直径，辅弹簧(17)套装在主弹簧(16)的外部。
10.根据权利要求8所述的一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，其特征在于 主弹簧(16)与辅弹簧(17)的直径相同，主弹簧(16)设置在主弹簧座(18)与下壳体(I)之间，辅弹簧(17)设置在主弹簧座(18)和辅弹簧座(21)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，包括上壳体和下壳体；上壳体和下壳体之间设有橡胶膜片；橡胶膜片将上壳体与下壳体之间的空腔间隔成两个互不连通的空腔第一空腔和第二空腔；第二空腔内靠近橡胶膜片的位置设有膜片座；所述膜片座上连接有辅芯杆；辅芯杆上安装有两道弹性系数不同的弹簧，本实用新型可以实现各种不同行程特性的搭配，尽可能的将增压器性能调至最佳。
文档编号F02B37/22GK202611860SQ201220306508
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者王航, 桑悟海, 郭伦海, 杨恒兴, 袁道军, 曹怀瑞 申请人:康跃科技股份有限公司