CN103410602A - 电控液压执行器 - Google Patents

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Abstract

一种电控液压执行器，包括阀体、阀套、比例电磁阀、阀芯、弹簧、弹簧堵头、传动部件、活塞端盖、活塞及带有轴套和密封圈的阀体端盖。阀套安装在阀体的阀套安装孔内，比例电磁阀通过螺钉固定安装在阀体上设有阀套安装孔的一端，阀芯、弹簧及带有密封圈的弹簧堵头依次安装在阀套的阀芯孔内，活塞安装在阀体上的活塞杆安装孔和活塞腔内，活塞端盖通过螺钉固定安装在活塞腔的端口，传动部件安装在阀体上的传动部件安装腔内，两个阀体端盖分别通过螺钉固定安装在传动部件安装腔两端，传动部件上的传动轴安装在阀体端盖上的轴套内，传动部件上的传动齿轮与活塞杆上的齿条啮合，弹簧堵头依靠弹簧的弹簧力顶在传动部件的凸轮上。

Description

电控液压执行器
技术领域
本发明涉及涡轮增压领域，特别是一种用于控制可变截面式涡轮增压器的流通截面面积的电控液压执行器。
背景技术
随着人们对汽车尾气排放要求越来越严格，对汽车的动力性能要求也越来越高，发动机匹配的固定截面式涡轮增压器已渐渐不能满足人们对汽车的高性能要求。而可变截面式增压器具有与发动机有更宽的联合运行范围，且在变截面过程中增压效率没有大幅度变化，改善了涡轮增压器与发动机在全工况范围内的匹配性等优点，被越来越广泛的应用在发动机上。
匹配了可变截面式涡轮增压器的发动机在不同功况下可通过改变截面涡轮增压器的流通截面面积，以满足发动机的进排气需求，从而使发动机保持在高效率的工作区间工作。但可变截面式增压器的技术难点在于对可变截面喷嘴环开度的精确控制。
目前可变截面的控制方式主要是采用电控执行器，但电控执行器对工作环境温度要求严格，在环境恶劣的情况下不能对可变截面喷嘴环开度进行精确控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于控制可变截面式涡轮增压器的流通截面面积的电控液压执行器。。
本发明的技术方案是：一种电控液压执行器，包括阀体、阀套、比例电磁阀、阀芯、弹簧、带有密封圈的弹簧堵头、传动部件、带有密封圈的活塞端盖、活塞及带有轴套和密封圈的阀体端盖。
所述的阀体上设有进油口、出油口、传动部件安装腔、活塞杆安装孔、活塞腔及阀套安装孔，进油口、出油口及传动部件安装腔分别与阀套安装孔相通，活塞杆安装孔分别与阀套安装孔及活塞腔相通，在阀体上设有第一油道和第二油道，第一油道的进油孔和第二油道的进油孔设在阀套安装孔的孔壁上，第一油道的出油孔和第二油道的出油孔设在活塞腔的孔壁上。
所述的阀套上设有阀芯孔，阀套的外圆上设有五个环形圆盘，五个环形圆盘分别为第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘、第四圆盘及第五圆盘，第一圆盘与第二圆盘之间设有环形油腔D，环形油腔D的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第二圆盘与第三圆盘之间设有环形油腔C，环形油腔C的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第三圆盘与第四圆盘之间设有环形油腔B，环形油腔B的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第四圆盘与第五圆盘之间设有环形油腔A，环形油腔A的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通。
所述的比例电磁阀的推杆上设有油道孔，推杆的外圆上设有进油孔，进油孔与油道孔相通。
所述的阀芯上设有贯通的油路通道，阀芯外圆的两端分别设有与阀套上阀芯孔孔壁接触的径向突出圆盘。
所述的传动部件由两端带有密封圈的传动轴、凸轮、传动齿轮及健组成，凸轮及传动齿轮通过健固定在传动轴上。
所述的活塞包括活塞头和活塞杆，活塞杆两端设有密封圈，活塞杆上还设有与传动部件上的传动齿轮啮合的齿条。
安装时，阀套安装在阀体的阀套安装孔内，阀套与阀套安装孔的内壁采用过盈配合，阀体上的进油口与阀套上的环形油腔A相通，阀体上的出油口与阀套上的环形油腔C相通，阀体上的第一油道的进油孔与阀套上的环形油腔B相通，阀体上的第二油道的进油孔与阀套上的环形油腔D相通。比例电磁阀通过螺钉固定安装在阀体上设有阀套安装孔的一端，比例电磁阀的端平面与阀体的端平面之间设有密封垫圈，比例电磁阀上的推杆伸入阀套的阀芯孔内。阀芯、弹簧及带有密封圈的弹簧堵头依次安装在阀套的阀芯孔内，阀芯的一端顶在比例电磁阀推杆的端平面上，带有密封圈的弹簧堵头的圆弧端伸入到阀体上的传动部件腔内。活塞安装在阀体上的活塞杆安装孔和活塞腔内，活塞上的活塞杆伸入到活塞杆安装孔内，活塞上的活塞头将活塞腔分为E1腔和E2腔，第一油道的出油孔处在E1腔，第二油道的出油孔处在E2腔，活塞端盖通过螺钉固定安装在活塞腔的端口。传动部件安装在阀体上的传动部件安装腔内，两个阀体端盖分别通过螺钉固定安装在传动部件安装腔两端，阀体端盖与阀体的结合面设有密封垫圈，传动部件上的传动轴安装在阀体端盖上的轴套内，传动轴有一端伸出轴套外，用来带动执行机构，传动部件上的传动齿轮与活塞杆上的齿条啮合，由齿条带动传动齿轮转动，弹簧堵头依靠弹簧的弹簧力顶在传动部件的凸轮上。
本发明的工作原理简述如下： 
所述的电控液压执行器用于控制可变截面式两级废气涡轮增压器中喷嘴环的开度，以期得到增压器与发动机更好的匹配性能。在发动机处于某一个转速的功况点时，其控制芯片会收集发动机功况信息并进行处理，然后向电控液压执行器发送一个对应的电信号。电控液压执行器通过信号接收装置接收到该电信号后，并将信号转换为对应大小的电流（或电压）信号，再输出给比例电磁阀。比例电磁阀接收到该信号后，产生对应大小的推力，通过推杆作用于阀芯，驱动阀芯在阀套内的阀芯孔中滑动，并打开或关闭相应的油路通道，通过液压驱动所述传动部件，传动部件的动量通过传动轴传递给位于涡轮增压器上的执行机构，并由执行机构直接控制喷嘴环的开度。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的电控液压执行器对工作环境的适应范围广，在环境恶劣的情况下也能对可变截面喷嘴环开度进行精确控制。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1中的A-A剖视图；
附图3为阀体的结构示意图；
附图4为附图3中的后视图；
附图5为附图3中的B-B剖视图；
附图6为阀套的结构示意图；
附图7为附图6中的C-C剖视图；
附图8为传动部件的结构示意图；
附图9为附图8中的D-D剖视图；
附图10为活塞的结构示意图；
附图11为附图10中的E-E剖视图；
附图12为阀芯的结构示意图；
附图13为附图12中的F-F剖视图；
附图14为阀体端盖的结构示意图；
附图15为附图14中的G-G剖视图；
附图16为弹簧堵头的结构示意图；
附图17为附图16中的左视图。
具体实施方式
一种电控液压执行器，包括阀体1、阀套2、比例电磁阀3、阀芯4、弹簧5、带有密封圈6-1的弹簧堵头6、传动部件7、带有密封圈的活塞端盖8、活塞9及带有轴套10-1和密封圈10-2的阀体端盖10。
所述的阀体1上设有进油口1-1、出油口1-2、传动部件安装腔1-3、活塞杆安装孔1-4、活塞腔1-5及阀套安装孔1-6，进油口1-1、出油口1-2及传动部件安装腔1-3分别与阀套安装孔1-6相通，活塞杆安装孔1-4分别与阀套安装孔1-6及活塞腔1-5相通，在阀体1上设有第一油道和第二油道，第一油道的进油孔1-7和第二油道的进油孔1-8设在阀套安装孔1-6的孔壁上，第一油道的出油孔1-9和第二油道的出油孔1-10设在活塞腔1-5的孔壁上。
所述的阀套2上设有阀芯孔2-1，阀套2的外圆上设有五个环形圆盘，五个环形圆盘分别为第一圆盘2-2、第二圆盘2-3、第三圆盘2-4、第四圆盘2-5及第五圆盘2-6，第一圆盘2-2与第二圆盘2-3之间设有环形油腔D，环形油腔D的底部设有两个对称的油孔2-7，油孔2-7与阀芯孔2-1相通，第二圆盘2-3与第三圆盘2-4之间设有环形油腔C，环形油腔C的底部设有两个对称的油孔2-8，油孔2-8与阀芯孔2-1相通，第三圆盘2-4与第四圆盘2-5之间设有环形油腔B，环形油腔B的底部设有两个对称的油孔2-9，油孔2-9与阀芯孔2-1相通，第四圆盘2-5与第五圆盘2-6之间设有环形油腔A，环形油腔A的底部设有两个对称的油孔2-10，油孔2-10与阀芯孔2-1相通。
所述的比例电磁阀3的推杆3-1上设有油道孔3-1-2，推杆3-1的外圆上设有进油孔3-1-2，进油孔3-1-2与油道孔3-1-2相通。
所述的阀芯4上设有贯通的油路通道4-3，阀芯4外圆的两端分别设有与阀套2上阀芯孔2-1孔壁接触的径向突出圆盘4-1、4-2。
所述的传动部件7由两端带有密封圈的传动轴7-1、凸轮7-2、传动齿轮7-3及健7-4组成，凸轮7-2及传动齿轮7-3通过健7-4固定在传动轴7-1上。
所述的活塞9包括活塞头9-1和活塞杆9-2，活塞杆9-2两端设有密封圈9-3，活塞杆9-2上还设有与传动部件7上的传动齿轮7-3啮合的齿条9-2-1。
安装时，阀套2安装在阀体1的阀套安装孔1-6内，阀套2与阀套安装孔1-6的内壁采用过盈配合，阀体1上的进油口1-1与阀套2上的环形油腔A相通，阀体1上的出油口1-2与阀套2上的环形油腔C相通，阀体1上的第一油道的进油孔1-7与阀套2上的环形油腔B相通，阀体1上的第二油道的进油孔1-8与阀套2上的环形油腔D相通。比例电磁阀3通过螺钉固定安装在阀体1上设有阀套安装孔1-6的一端，比例电磁阀3的端平面与阀体1的端平面之间设有密封垫圈，比例电磁阀3上的推杆3-1伸入阀套2的阀芯孔2-1内。阀芯4、弹簧5及带有密封圈6-1的弹簧堵头6依次安装在阀套2的阀芯孔2-1内，阀芯4的一端顶在比例电磁阀3推杆3-1的端平面上，带有密封圈6-1的弹簧堵头6的圆弧端伸入到阀体1上的传动部件腔1-3内。活塞9安装在阀体1上的活塞杆安装孔1-4和活塞腔1-5内，活塞9上的活塞杆9-2伸入到活塞杆安装孔1-4内，活塞9上的活塞头9-1将活塞腔1-5分为E1腔和E2腔，第一油道的出油孔1-9处在E1腔，第二油道的出油孔1-10处在E2腔，活塞端盖8通过螺钉固定安装在活塞腔1-5的端口。传动部件7安装在阀体1上的传动部件安装腔1-3内，两个阀体端盖10分别通过螺钉固定安装在传动部件安装腔1-3两端，阀体端盖10与阀体1的结合面设有密封垫圈，传动部件7上的传动轴7-1安装在阀体端盖10上的轴套10-1内，传动轴7-1有一端伸出轴套10-1外，用来带动执行机构，传动部件7上的传动齿轮7-3与活塞杆9-2上的齿条9-2-1啮合，由齿条9-2-1带动传动齿轮7-3转动，弹簧堵头6依靠弹簧5的弹簧力顶在传动部件7的凸轮7-2上。
本发明的工作原理简述如下： 
所述的电控液压执行器用于控制可变截面式两级废气涡轮增压器中喷嘴环的开度，以期得到增压器与发动机更好的匹配性能。在发动机处于某一个转速的功况点时，其控制芯片会收集发动机功况信息并进行处理，然后向电控液压执行器发送一个对应的电信号。电控液压执行器通过信号接收装置接收到该电信号后，并将信号转换为对应大小的电流（或电压）信号，再输出给比例电磁阀3。比例电磁阀3接收到该信号后，产生对应大小的推力，通过推杆3-1作用于阀芯4，驱动阀芯4在阀套2内的阀芯孔2-1中滑动，并打开或关闭相应的油路通道，通过液压驱动所述传动部件7，传动部件7的动量通过传动轴7-1传递给位于涡轮增压器上的执行机构，并由执行机构直接控制喷嘴环的开度。
所述信号接收装置和执行机构为现有技术，为便于描述，下文沿比例电磁阀3上的推杆3-1在阀芯孔2-1内移动来进行描述，推杆3-1向前移动为右，向后移动为左。
以下分情况具体阐述本发明对喷嘴环开度的控制：
当发动机处于稳定工作状态时，比例电磁阀3和弹簧5产生的作用力处于平衡状态，电控液压执行器内阀芯4上的两个突出圆盘4-1、4-2分别将环形油腔B和环形油腔D封闭，第一油道和第二油道处于关闭状态。
当需要加大喷嘴环开度，以获得较大的流通截面面积时，发动机会将收集到的工况信息处理为一个电信号，信号接收装置接收并处理该信号后发送给比例电磁阀3，比例电磁阀3上的推杆3-1根据该信号产生相应的推力向前移动，推动阀芯4向右移动，阀芯4的平衡状态被打破，环形油腔B和环形油腔D被打开，液压油经进油口1-1进入环形油腔A，从环形油腔A进入环形油腔B，再从环形油腔B内的第一油道的进油孔1-7通过第一油道的出油孔1-9进入活塞腔1-5的E1腔，推动活塞9向右移动，活塞杆9-2上的齿条9-2-1带动传动部件7逆时针转动，通过传动部件7上的传动轴7-1将转动量传递给执行机构，并通过执行机构加大喷嘴环的开度。
当传动部件7逆时针转动时，传动部件7上的凸轮7-2也同时逆时针转动，使得凸轮7-2的远心端挤压弹簧堵头6的圆弧端，弹簧堵头6受力向左移动而挤压弹簧5，弹簧5的弹力将驱使阀芯4向左移动，在凸轮7-2的远心端逐渐挤压弹簧堵头6的过程中，弹簧5的弹力也逐渐增大，当弹簧5的弹力与比例电磁阀3产生的推力相等时，阀芯4达到平衡状态，此次调节过程完成。
在E1腔进油的同时，E2腔的液压油经第二油道进入环形油腔D，再通过阀套2上的阀芯孔2-1进入环形油腔C从出油口1-2排出。
当发动机回到稳定工作状态时，发动机会将收集到的工况信息处理为一个电信号，信号接收装置接收并处理该信号后发送给比例电磁阀3，比例电磁阀3上的推杆3-1根据该信号向后移动，弹簧5推动阀芯4向左移动，将环形油腔B和环形油腔D封闭，第一油道和第二油道处于关闭状态。
当需要减小喷嘴环开度，以减小流通截面面积时，发动机会将收集到的工况信息处理为一个电信号，信号接收装置接收并处理该信号后发送给比例电磁阀3，比例电磁阀3根据该信号减小推杆3-1作用在阀芯4上推力，此时阀芯4右侧弹簧5的弹力大于左侧推杆3-1的推力，阀芯4的平衡状态被打破，并在弹簧5弹力的作用下向左移动，环形油腔D被打开，液压油经进油口1-1进入环形油腔A，从环形油腔A进入推杆3-1的油道孔3-1-2、阀芯4上的油路通道4-3进入环形油腔D，再从环形油腔D内的第二油道的进油孔1-8通过第二油道的出油孔1-10进入活塞腔1-5的E2腔，推动活塞9向左移动，活塞杆9-2上的齿条9-2-1带动传动部件7顺时针转动，通过传动部件7上的传动轴7-1将转动量传递给执行机构，并通过执行机构减小喷嘴环的开度。
当传动部件7顺时针转动时，传动部件7上的凸轮7-2也同时顺时针转动，凸轮7-2远心端对弹簧堵头6的挤压力逐渐减小，弹簧堵头6逐渐向右移动，弹簧5被放松，其弹力逐渐减小，当弹力减小至与比例电磁阀3的推力相等的情况下，阀芯4再次达到平衡状态，此次调解过程完成。
在E2腔进油的同时，E1腔的液压油经第一油道进入环形油腔B，再通过阀套2上的阀芯孔2-1进入环形油腔C从出油口1-2排出。
当发动机回到稳定工作状态时，发动机会将收集到的工况信息处理为一个电信号，信号接收装置接收并处理该信号后发送给比例电磁阀3，比例电磁阀3上的推杆3-1根据该信号向前移动，推动阀芯4向右移动，将环形油腔B和环形油腔D封闭，第一油道和第二油道处于关闭状态。

Claims (1)

1.一种电控液压执行器，其特征是：包括阀体、阀套、比例电磁阀、阀芯、弹簧、带有密封圈的弹簧堵头、传动部件、带有密封圈的活塞端盖、活塞及带有轴套和密封圈的阀体端盖；
所述的阀体上设有进油口、出油口、传动部件安装腔、活塞杆安装孔、活塞腔及阀套安装孔，进油口、出油口及传动部件安装腔分别与阀套安装孔相通，活塞杆安装孔分别与阀套安装孔及活塞腔相通，在阀体上设有第一油道和第二油道，第一油道的进油孔和第二油道的进油孔设在阀套安装孔的孔壁上，第一油道的出油孔和第二油道的出油孔设在活塞腔的孔壁上；
所述的阀套上设有阀芯孔，阀套的外圆上设有五个环形圆盘，五个环形圆盘分别为第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘、第四圆盘及第五圆盘，第一圆盘与第二圆盘之间设有环形油腔D，环形油腔D的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第二圆盘与第三圆盘之间设有环形油腔C，环形油腔C的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第三圆盘与第四圆盘之间设有环形油腔B，环形油腔B的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通，第四圆盘与第五圆盘之间设有环形油腔A，环形油腔A的底部设有两个对称的油孔，油孔与阀芯孔相通；
所述的比例电磁阀的推杆上设有油道孔，推杆的外圆上设有进油孔，进油孔与油道孔相通；
所述的阀芯上设有贯通的油路通道，阀芯外圆的两端分别设有与阀套上阀芯孔孔壁接触的径向突出圆盘；
所述的传动部件由两端带有密封圈的传动轴、凸轮、传动齿轮及健组成，凸轮及传动齿轮通过健固定在传动轴上；
所述的活塞包括活塞头和活塞杆，活塞杆两端设有密封圈，活塞杆上还设有与传动部件上的传动齿轮啮合的齿条；
安装时，阀套安装在阀体的阀套安装孔内，阀套与阀套安装孔的内壁采用过盈配合，阀体上的进油口与阀套上的环形油腔A相通，阀体上的出油口与阀套上的环形油腔C相通，阀体上的第一油道的进油孔与阀套上的环形油腔B相通，阀体上的第二油道的进油孔与阀套上的环形油腔D相通；比例电磁阀通过螺钉固定安装在阀体上设有阀套安装孔的一端，比例电磁阀的端平面与阀体的端平面之间设有密封垫圈，比例电磁阀上的推杆伸入阀套的阀芯孔内；阀芯、弹簧及带有密封圈的弹簧堵头依次安装在阀套的阀芯孔内，阀芯的一端顶在比例电磁阀推杆的端平面上，带有密封圈的弹簧堵头的圆弧端伸入到阀体上的传动部件腔内；活塞安装在阀体上的活塞杆安装孔和活塞腔内，活塞上的活塞杆伸入到活塞杆安装孔内，活塞上的活塞头将活塞腔分为E1腔和E2腔，第一油道的出油孔处在E1腔，第二油道的出油孔处在E2腔，活塞端盖通过螺钉固定安装在活塞腔的端口；传动部件安装在阀体上的传动部件安装腔内，两个阀体端盖分别通过螺钉固定安装在传动部件安装腔两端，阀体端盖与阀体的结合面设有密封垫圈，传动部件上的传动轴安装在阀体端盖上的轴套内，传动轴有一端伸出轴套外，用来带动执行机构，传动部件上的传动齿轮与活塞杆上的齿条啮合，由齿条带动传动齿轮转动，弹簧堵头依靠弹簧的弹簧力顶在传动部件的凸轮上。
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