真空执行器、发动机进气歧管翻板控制装置及发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于发动机进气歧管翻板控制装置的真空执行器，包括：腔体；膜片，所述膜片设置在所述腔体内以将所述腔体分为上腔体和下腔体；推杆，所述推杆一端穿过所述下腔体与所述膜片连接，另一端用于推动所述发动机进气歧管翻板；复位装置，所述复位装置用于将膜片进行复位；进气装置，所述进气装置与所述上腔体相通，使进入所述上腔体的气体推动所述膜片；推杆位置检测装置，所述推杆位置检测装置用于检测推杆的运动行程。根据本发明实施例的真空执行器，能够避免由于所述推杆出现故障或者磨损等原因所述控制单元对所述进气歧管翻板的控制出现错误。本发明进一步的公开了发动机进气歧管翻板控制装置及有其的发动机。
【专利说明】真空执行器、发动机进气歧管翻板控制装置及发动机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机，尤其是涉及一种真空执行器、发动机进气歧管翻板控制装置 及有其的发动机。
【背景技术】
[0002] 现有直喷发动机大都采用分层燃烧技术，为了满足多种不同的充气模式，引入了 进气歧管翻板控制系统。当发动机处于低速工况，采用分层充气模式下，进气歧管翻板通 过关闭下进气通道，形成较窄的横截面积的方式，增加了气流流速，有效形成强烈的进气涡 流，利于分层充气模式下混合气的形成与雾化更加充分，提高了燃烧效率，进而增加发动机 扭矩输出；而当发动机进入高速工况，采用均质混合气模式时，进气歧管翻板通过开启下进 气通道，形成较宽的横截面积的方式，增大进气量，使更多的空气参与燃烧，从而提升发动 机的输出功率。
[0003] 现有技术对进气歧管翻板控制方式为：控制单元根据相关传感器输入信号，判断 发动机当前工况，计算出目标翻板位置，并向翻板电磁阀发送控制指令，翻板电磁阀接到指 令后驱动真空执行器动作，真空执行器带动翻板轴转动至目标位置。但是现有技术存在的 问题是：当真空执行器带动翻板的推杆出现故障或者使用磨损将会出现控制单元对进气歧 管翻板的控制出现错误。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种可最大程度减少进气歧管翻板产生错误的 真空执行器。
[0006] 本发明第一方面实施例提出了一种用于发动机进气歧管翻板控制装置的真空执 行器，所述执行器包括：腔体，膜片，所述膜片设置在所述腔体内以将所述腔体分为上腔体 和下腔体；推杆，所述推杆一端穿过所述下腔体与所述膜片连接，另一端用于推动所述发动 机进气歧管翻板；复位装置，所述复位装置用于将所述膜片进行复位；进气装置，所述进气 装置与所述上腔体相通，所述进气装置使进入所述上腔体的气体推动所述膜片；推杆位置 检测装置，所述推杆位置检测装置用于检测推杆的运动行程。
[0007] 根据本发明实施例的真空执行器，通过增加能够检测所述推杆实际的运动行程和 复位情况的推杆位置检测装置，于是所述推杆位置检测装置将检测到的所述推杆实际的运 动行程和复位信号传送给控制单元，所述控制单元能够根据所述推杆位置检测装置的反馈 信号对所述推杆的控制进行进一步的修正。所以能够避免由于所述推杆出现故障或者磨损 等原因导致所述控制单元对所述进气歧管翻板控制出现的错误。
[0008] 另外，根据本发明的真空执行器还具有如下附加技术特征：
[0009] 优选地，所述复位装置为将所述膜片设置为弹性模量为1800-2200的弹性材料。 [0010] 优选地，所述复位装置包括：螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端与所述上腔体的隔板 固定，所述螺旋弹簧的另一端与所述膜片固定。
[0011] 优选地，所述推杆位置检测装置为与所述推杆连接的位置传感器。
[0012] 优选地，所述推杆位置检测装置为与所述上腔体相通的气体压力传感器。
[0013] 优选地，所述进气装置包括：气路连接管；气体连接仓，所述气体连接仓将所述气 路连接管与所述上腔体相连，所述气体压力传感器固定在所述气体连接仓内。
[0014] 本发明第二方面实施例提出的一种用于发动机进气歧管翻板控制装置，包括：水 温传感器，所述水温传感器用于检测发动机的水温；曲轴位置传感器，所述曲轴位置传感器 用于检测所述发动机的曲轴位置；节气门位置传感器，所述节气门位置传感器用于检测所 述发动机的节气门阀片位置；翻板电磁阀；真空泵，所述真空泵与所述翻板电磁阀连接；上 述的真空执行器，所述真空执行器的进气装置与所述翻板电磁阀连接；和控制单元，所述控 制单元分别与所述水温传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、翻板电磁阀和所述真 空执行器相连，用以根据所述水温传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器和推杆位置 检测装置的检测信号控制所述翻板电磁阀。
[0015] 根据本发明实施例的用于发动机进气歧管翻板控制装置，能够避免由于所述推杆 出现故障或者磨损等原因导致所述控制单元对所述进气歧管翻板控制出现的错误。
[0016] 另外，根据本发明的控制装置还具有如下附加技术特征：
[0017] 优选地，所述的发动机进气歧管翻板控制装置还包括：第一开关，所述第一开关设 置在所述真空执行器与所述控制单元之间。
[0018] 优选地，所述的发动机进气歧管翻板控制装置还包括：第二开关，所述第二开关设 置在所述翻板电磁阀与所述控制单元之间。
[0019] 本发明第三方面实施例提出了一种发动机，所述发动机包括本发明第二方面实施 例所述的发动机进气歧管翻板控制装置。
[0020] 根据本发明实施例的发动机，能够避免由于所述推杆出现故障或者磨损等原因导 致所述控制单元对所述进气歧管翻板控制出现的错误。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中 ：
[0023] 图1为根据本发明第一方面实施例的真空执行器的第一实施例的结构示意图；
[0024] 图2为根据本发明第一方面实施例的真空执行器的第二实施例的结构示意图；
[0025] 图3为根据本发明第二方面实施例的发动机进气歧管翻板控制装置的结构示意 图；
[0026] 图4为根据本发明第二方面实施例中翻板电磁阀结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要 性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相 连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。
[0030] 下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简 化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且 目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种 重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
[0031] 另外，以下描述的第一特征在第二特征之"上"的结构可以包括第一和第二特征形 成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这 样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0032] 下面参考图1和图2所示，本发明第一方面实施例提出了一种用于发动机进气歧 管翻板控制装置的真空执行器100,该真空执行器100能够带动发动机进气歧管翻板转动 至目标位置。
[0033] 如图1和图2所示，真空执行器100包括上腔体11、下腔体12、膜片2、推杆3、复 位装置51、52、进气装置4和推杆位置检测装置61、62。进气装置4能将真空气体导入到真 空执行器100的上腔体内即可，在此对进气装置4的具体结构不进行限制；复位装置51、52 用于将膜片2由于受到真空吸力的变形而进行复位，在此具体结构不做限定，例如：在本发 明中提到将膜片设置为弹性材料51和螺旋弹簧52两种结构；推杆位置检测装置61、62用 于检测推杆3的伸缩行程，在此具体结构不做限定，例如：在本发明中提到位置传感器61和 气体压力传感器62两种结构。
[0034] 如图1所示，对本发明第一方面实施例的第一种实施例进行详细的描述，本发明 第一方面实施例的第一种实施例提供的真空执行器1〇〇包括上腔体11、下腔体12、膜片2、 推杆3、复位装置51、进气装置4和推杆位置检测装置61。腔体1通过膜片2分割为上腔 体11和下腔体12,膜片2设置为的弹性材料，例如：弹性模量为1800-2200的片状弹簧等。 推杆3的一端穿过下腔体12与弹性模量为1800-2200的材料制成的膜片2相连，进气装置 4的气路连接管41 一端用于连接真空另一端与气体连接仓42相连，气体连接仓42与上腔 体11相连，位置传感器61与推杆3相连，用于检测推杆3的伸缩行程。在具体使用过程中 控制单元将发出控制推杆3行程信号，此时将有一定的真空量通过气路连接管41进入气体 连接仓42中，由于气体连接仓42与上腔体11相连，所以上腔体11的真空度随着真空量的 大小发生改变，当上腔体11的真空度发生改变时由于膜片2为弹性模量为1800-2200的弹 性材料因此膜片2的受力平衡也会将被打破，导致膜片2的伸缩变形，并且能够带动推杆3 进行伸缩。此时位置传感器61将会将推杆3的实际行程进行检测，形成反馈信号，并将反 馈信号传送给控制单元，控制单元从而对控制推杆行程信号与推杆3实际行程的反馈信号 进行对比，如果控制推杆行程信号与反馈信号相同则控制单元对控制推杆行程信号不再进 行修正，如果不同则控制单元对控制推杆行程信号进行修正。所以当推杆3出现故障或者 磨损，控制单元将会对发出控制推杆行程信号进行及时的修改或者报警，从而避免出现对 推杆3控制错误现象发生。
[0035] 如图2所示，对本发明第一方面实施例的第二种实施例进行详细的描述，第二种 实施例较第一种实施例不同之处为两点：第一、膜片2是通过一般材料制成，而是在上腔体 隔板111和膜片之间设置有螺旋弹簧52,螺旋弹簧52起到复位的作用，采用该种结构膜片 2的结构更为简单，制造成本更低；第二、将推杆位置检测装置设置为气体压力传感器62， 气体压力传感器62固定在与上腔体11相通的气体连接仓42中，由于推杆3的行程与上腔 体11中压力成一定的关系，如果推杆3的行程与上腔体11中压力的关系与设置的关系不 同时，控制单元将会进行修正或者报警，采用该种结构可以方便的将气体压力传感器62进 行安装，并且检测使根据上腔体11的压力进行检测，因此检测数据更加精确。
[0036] 如图3和图4所示，本发明的第二方面的实施例提出的一种用于发动机进气歧管 翻板控制装置包括：控制单元700、水温传感器600、曲轴位置传感器500、节气门位置传感 器400、翻板电磁阀800、真空泵900和第一发明实施例的真空执行器100。
[0037] 控制单元700,有四个信号输入端，通过电缆线分别与水温传感器600、曲轴位置 传感器500、节气门位置传感器400及真空执行器100相连，采集水温传感器600、曲轴位置 传感器500、节气门位置传感器400及真空执行器100的信号。有一个信号输出端，通过电 缆线与翻板电磁阀800相连，控制单元700发出控制推杆行程信号发送给翻板电磁阀800 实现对翻板电磁阀800开度的调节。即言，控制单元700分别与水温传感器600、曲轴位置 传感器500、节气门位置传感器400、翻板电磁阀800和真空执行器100相连，用以根据水温 传感器600、曲轴位置传感器500、节气门位置传感器400和推杆位置检测装置61或62的 检测信号控制翻板电磁阀800。
[0038] 翻板电磁阀800,翻板电磁阀800内部有气路通道，外部有大气通孔801、真空执行 器通孔803和真空泵通孔804三个气路连接口及插接座802,大气通孔801用于与大气相 通；真空执行器通孔803用于与真空执行器100相通使真空执行器100产生真空；真空泵通 孔804与真空泵900相通将真空泵900的真空传送给翻板电磁阀800内；插接座802用于 接收控制单元发送的控制信号，从而决定翻板电磁阀800翻板打开的大小。
[0039] 真空泵900与翻板电磁阀800连接。
[0040] 真空执行器100,在第一方面实施例中已经进行了详细的描述。
[0041] 在实际工作中，水温传感器600用于检测发动机的水温信号、曲轴位置传感器500 用于检测发动机的曲轴位置信号、节气门位置传感器400用于检测所述发动机的节气门阀 片位置信号，然后将这些信号传送给控制单元700,控制单元700通过计算将发出控制推杆 行程信号，翻板电磁阀800根据接收到控制推杆行程信号的大小控制翻板开度的大小，从 而决定真空泵产生的真空进入真空执行器100多少，真空执行器100从而带动发动机进气 歧管翻板200进行旋转，真空执行器100中推杆3的行程将会反馈给控制单元700,从而避 免出现对推杆3控制错误现象发生，因而提高了对发动机进气歧管翻板200精度。
[0042] 为进一步的降低成本，将本发明提供的发动机进气歧管翻板控制装置能够应用到 不同产品的发动机上，因此可以将第一开关1000设置在真空执行器100和控制单元700之 间，例如：将本发明提供的发动机进气歧管翻板控制装置拟安装在要求较低的发动机上，此 时可以将第一开关1000关闭即可，因此可以不再进行开发新的发动机进气歧管翻板控制 装直。
[0043] 进一步的为降低成本可以将本发明提供的动机进气歧管翻板控制装置与其他装 置进行集成加工，采用该种集成加工后的部件可以将本发明提供的发动机进气歧管翻板控 制装置在翻板电磁阀800与控制单元700之间设置第二开关1100,如使用的发动机无进气 气歧管翻板可以将设置在翻板电磁阀800与控制单元700之间的第二电磁阀进行关闭。
[0044] 本发明的第三方面的实施例提出了一种发动机，该发动机包括第二方面实施例提 供的发动机进气歧管翻板控制装置。该发动机能够避免出现对推杆3控制错误现象发生， 因而提高了对发动机进气歧管翻板200精度。
[0045] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示意性实施例"、 "示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1. 一种用于发动机进气歧管翻板控制装置的真空执行器，其特征在于，包括： 腔体； 膜片，所述膜片设置在所述腔体内以将所述腔体分为上腔体和下腔体； 推杆，所述推杆一端穿过所述下腔体与所述膜片连接，另一端用于推动所述发动机进 气歧管翻板； 复位装置，所述复位装置用于将所述膜片进行复位； 进气装置，所述进气装置与所述上腔体相通，所述进气装置使进入所述上腔体的气体 推动所述膜片；和 推杆位置检测装置，所述推杆位置检测装置用于检测推杆的运动行程。
2. 根据权利要求1所述的真空执行器，其特征在于，所述复位装置为将所述膜片设置 为弹性模量为1800-2200的弹性材料。
3. 根据权利要求1所述的真空执行器，其特征在于，所述复位装置包括： 螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端与所述上腔体的隔板固定，所述螺旋弹簧的另一端与 所述膜片固定。
4. 根据权利要求1所述的真空执行器，其特征在于，所述推杆位置检测装置为与所述 推杆连接的位置传感器。
5. 根据权利要求1所述的真空执行器，其特征在于，所述推杆位置检测装置为与所述 上腔体相通的气体压力传感器。
6. 根据权利要求5所述的真空执行器，其特征在于，所述进气装置包括： 气路连接管； 气体连接仓，所述气体连接仓将所述气路连接管与所述上腔体相连，所述气体压力传 感器固定在所述气体连接仓内。
7. -种用于发动机进气歧管翻板控制装置，其特征在于，包括： 水温传感器，所述水温传感器用于检测发动机的水温； 曲轴位置传感器，所述曲轴位置传感器用于检测所述发动机的曲轴位置； 节气门位置传感器，所述节气门位置传感器用于检测所述发动机的节气门阀片位置； 翻板电磁阀； 真空泵，所述真空泵与所述翻板电磁阀连接； 根据权利要求1-6任一所述的真空执行器，所述真空执行器的进气装置与所述翻板电 磁阀连接；和 控制单元，所述控制单元分别与所述水温传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感 器、翻板电磁阀和所述真空执行器相连，用以根据所述水温传感器、曲轴位置传感器、节气 门位置传感器和推杆位置检测装置的检测信号控制所述翻板电磁阀。
8. 根据权利要求7所述的发动机进气歧管翻板控制装置，其特征在于，还包括： 第一开关，所述第一开关设置在所述真空执行器与所述控制单元之间。
9. 根据权利要求8所述的发动机进气歧管翻板控制装置，其特征在于，还包括： 第二开关，所述第二开关设置在所述翻板电磁阀与所述控制单元之间。
10. -种发动机，所述发动机包括根据权利要求7-9任一所述的发动机进气歧管翻板 控制装置。
【文档编号】F02M35/10GK104100383SQ201310111661
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】刘婷, 武凤荣 申请人:北汽福田汽车股份有限公司