CN105240115A - 一种用于复合涡轮、增压器或egr的电液执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于复合涡轮及增压器和EGR的电液执行器，包括执行器壳体以及安装在所述执行器壳体内部的传动线轴和滑块，所述传动线轴用于带动所述滑块移动，所述滑块用于带动传动轴将转动输出。本发明所提供的电液执行器中，所述执行器壳体中设置有执行器内腔，所述执行器内腔与所述滑块之间形成液压腔，并且所述液压腔与进油孔和回油孔连通，所述传动线轴移动，使得进油配合边打开时，液体由进油孔流入液压腔中，推动滑块运动，当回油配合边打开时，液压腔中的液体流向回油孔，滑块向相反方向移动，滑块的移动带动传动轴转动，实现控制，该电液执行器的控制方式精度高、可靠性好、成本低，达到最佳性价比。

Description

一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器
技术领域
本发明涉及内燃机控制设备领域，特别是涉及一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器。
背景技术
随着国家排放法规的日益严格，对复合涡轮、增压器、EGR的控制精度及控制可靠性要求越来越严格，现有技术中，主要有三种控制方式，气动控制、气电联合控制以及步进电机控制。
其中，气动控制主要采用气动执行器进行控制，如图1所示，气动执行器包括上壳体8、橡胶膜片6、膜片座7、弹簧2、下壳体1、芯杆3以及气嘴10，上壳体8与下壳体1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安装在复合涡轮、增压器或EGR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1的方向移动，膜片座7带动与其组装在一起的芯杆3一起移动，实现对复合涡轮、增压器、EGR的调节。
气动执行器的控制方式可靠性最好、成本最低，但控制精度差。
对于气、电联合控制方式而言，现有技术中，主要采用气动执行器+脉宽调节阀，即在气动执行器的气嘴10前安装有脉宽调节阀，脉宽调节阀通过脉冲调制(PulseWidthModulation，简称PWM)实现占空比的调整，不同的占空比控制气动执行器气嘴的进气压力，实现对复合涡轮、增压器、EGR的调节。
如图2，脉宽调节阀的电子接头11内部设有信号线、电源线，与发动机的ECU相连，进气管口12与气源相连，出气管口14与气动执行器相连，回流管口13负责泄压。
气动执行器+脉宽调节阀的控制方式可靠性适中、成本适中、控制精度适中。
另外，步进电机控制主要采用步进电机的旋转实现对复合涡轮、增压器、EGR的调节。
如图3所示，步进电机控制器的电子接头设有五个输入接口，销片组件15与复合涡轮、增压器、EGR的调节阀门相连，步进电机的旋转带动销片组件15旋转。
步进电机控制器的控制方式精度最高，但可靠性最差、成本最高。
因此，如何在保证执行器可靠性和控制精度的前提下，实现最高性价比，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器，该电液执行器的结构简单，成本低，同时，精度高，可靠性好。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器，包括执行器壳体以及安装在所述执行器壳体内部的传动线轴和滑块，所述传动线轴用于带动所述滑块移动，所述滑块用于带动传动轴将转动输出；
所述执行器壳体上设有进油孔、回油孔、执行器内腔、壳体进油配合边、壳体回油配合边以及用于放置传动线轴的传动线轴安装内孔；
所述传动线轴上设有与所述壳体进油配合边位置对应的线轴进油配合边以及与所述壳体回油配合边位置对应的线轴回油配合边；
所述传动线轴与所述传动线轴安装内孔间隙配合，并且所述传动线轴能够沿所述传动线轴安装内孔的延伸方向移动，并且移动过程中择一开启或闭合进油配合边或回油配合边；
所述滑块可移动的设置在所述执行器内腔中，所述滑块与所述执行器内腔之间形成液压腔，所述液压腔内能够存储用于推动所述滑块移动的液体，所述进油孔、所述回油孔均能够与所述液压腔连通。
优选的，还包括用于推动所述传动线轴运动的比例电磁阀，所述比例电磁阀与所述执行器壳体靠近所述传动线轴的一侧密封连接。
优选的，所述传动线轴上设有用于形成所述线轴进油配合边以及所述线轴回油配合边的配合边凸台。
优选的，所述执行器壳体上还设有用于连通所述液压腔与所述进油孔或所述液压腔与所述回油孔的液体通道。
优选的，所述执行器壳体靠近所述执行器内腔的一侧设有密封连接的端盖。
优选的，所述传动线轴与所述滑块之间通过反馈弹簧连接。
优选的，所述滑块上还连接有回位弹簧。
优选的，所述滑块上设有用于安装所述反馈弹簧的反馈弹簧安装孔以及用于安装所述回位弹簧的回位弹簧安装凸台。
优选的，所述滑块的内部具有空腔，所述空腔中设有驱动块，所述传动轴安装在所述驱动块上，并且所述驱动块用于在所述滑块移动的过程中带动所述传动轴旋转。
优选的，所述传动块的左右两侧均设有一个起限位作用的止动面。
本发明所提供的电液执行器，包括执行器壳体以及安装在所述执行器壳体内部的传动线轴和滑块，所述传动线轴用于带动所述滑块移动，所述滑块用于带动传动轴将转动输出。该电液执行器中，所述执行器壳体中设置有执行器内腔，所述执行器内腔与所述滑块之间形成液压腔，并且所述液压腔与进油孔和回油孔连通，所述传动线轴移动，使得供油配合边打开时，液体由进油孔流入液压腔中，推动滑块运动，当泄油配合边打开时，液压腔中的液体流向回油孔，滑块向相反方向移动，滑块的移动带动传动轴转动，实现控制，该电液执行器的控制方式精度高、可靠性好、成本低，达到最佳性价比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中气动执行器的结构示意图；
图2为现有技术中脉宽调节阀的结构示意图；
图3为现有技术中步进电机的结构示意图；
图4为本发明所提供的电液执行器一种具体实施方式的结构示意图；
图5为图4所示电液执行器的局部放大示意图；
图6为图4所示电液执行器的剖示图；
图7为图4所示执行器壳体的剖示图；
图8为图6所示滑块的结构示意图；
图9为图6所示传动线轴的结构示意图；
其中：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-电子接头、12-进气管口、13-回流管口、14-出气管口、15-销片组件、16-电子接头、17-比例电磁阀、18-执行器壳体、19-轴套、20-传动轴、21-端盖、22-端盖螺钉、23-回油孔、24-进油孔、25-电磁阀螺钉、26-滑块、27-驱动块、28-反馈弹簧、29-传动线轴、30-回位弹簧、31-顶杆、32-电磁阀密封圈、33-滑块密封圈、34-端盖密封圈、35-机油通道、36-液压腔、37-壳体进油配合边、38-壳体回油配合边、39-回位弹簧安装孔、40-执行器内腔、41-轴套安装孔、42-传动线轴安装内孔、43-反馈弹簧安装孔、44-回位弹簧安装凸台、45-线轴进油配合边、46-线轴回油配合边、47-反馈弹簧安装凹坑、48-端面、49-止动面、50-泄油通道、51-泄油孔、52-机油回油路线、53-机油进油路线。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器，该电液执行器能够有效的提供精度，降低成本。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图4至图9，图4为本发明所提供的电液执行器一种具体实施方式的结构示意图，图5为图4所示电液执行器的局部放大示意图，图6为图4所示电液执行器的剖示图，图7为图4所示执行器壳体的剖示图，图8为图6所示滑块的结构示意图，图9为图6所示传动线轴的结构示意图。
在该实施方式中，电液执行器包括执行器壳体18以及安装在执行器壳体18内部的传动线轴29和滑块26，传动线轴29用于带动滑块26移动，滑块26用于带动传动轴20将转动输出。
具体的，如图7所述，执行器壳体18上设有进油孔24、回油孔23、执行器内腔40、壳体进油配合边37、壳体回油配合边38以及用于放置传动线轴29的传动线轴安装内孔42。
进油孔24可以连入待调节设备的机油系统中，直接采用设备用机油，避免布置额外的送油系统，节约成本，简化结构。
传动线轴29上设有与壳体进油配合边37位置对应的线轴进油配合边45以及与壳体回油配合边38位置对应的线轴回油配合边46。壳体进油配合边37与线轴进油配合边45共同构成可密封连接的进油配合边，壳体回油配合边38与线轴回油配合边46共同构成可密封连接的回油配合边。
传动线轴29与传动线轴安装内孔42间隙配合，传动线轴29能够沿传动线轴安装内孔42的延伸方向移动，并且移动过程中择一开启或闭合进油配合边或回油配合边。
具体的，如图9所示，传动线轴29上设有用于形成线轴进油配合边45以及线轴回油配合边46的配合边凸台，配合边凸台可以为圆柱形，并且配合边凸台的直径应该与传动线轴安装内孔42的直径相配合，实现密封效果，另外，传动线轴29靠近比例电磁阀17的一端还设有用于防止机油泄露的防漏凸台，防漏凸台与配合边凸台的直径相同，传动线轴29上除配合边凸台与防漏凸台的位置外，其他各部分的直径应该适当降低，保证传动线轴29与传动线轴安装内孔42之间具有能够供液体流动的通道。
另外，为了进一步节约成本和执行器的重量，传动线轴29可以制作成为空心结构。
执行器内腔40中安装有滑块26，滑块26可移动的设置在执行器内腔40中，滑块26与执行器内腔40之间形成液压腔36，执行器壳体18靠近执行器内腔40的一侧设有密封连接的端盖21，端盖21通过端盖螺钉22拧紧在执行器壳体18上，端盖21的中间安装端盖密封圈34。
液压腔36位于端盖21与滑块26之间，端盖21的设置可以方便滑块26的安装和拆卸，同时密封设置可以避免漏油。
液压腔36内能够存储用于推动滑块26移动的液体，进油孔24、回油孔23均能够与液压腔36连通，执行器壳体18上还设有用于连通液压腔36与进油孔24或液压腔36与回油孔23的液体通道35。
滑块26远离传动线轴29的一侧安装有滑块密封圈33，靠近传动线轴29的一侧端部上设有用于安装反馈弹簧28的反馈弹簧安装孔43以及用于安装回位弹簧30的回位弹簧安装凸台44，回位弹簧安装凸台44的侧圆弧面上设有泄油通道50和泄油孔51。
优选的，传动线轴29与滑块26之间通过反馈弹簧28连接，用于平衡传动线轴29与滑块26之间的受力，反馈弹簧28的一端安装在反馈弹簧安装孔43中，另一端安装在传动线轴29的反馈弹簧安装凹坑47内。
这里需要说明的是，当传动线轴29与滑块26处于平衡状态时，反馈弹簧28应当处于压缩状态。
另外，滑块26上还连接有用于复位滑块26的回位弹簧30，回位弹簧30的一端安装在执行器壳体18的回位弹簧安装孔39内，另一端安装在滑块26的回位弹簧安装凸台44上。
回位弹簧30与滑块26以及执行器壳体18之间可以采用固定连接，回位弹簧30的设置可以确保滑块26的稳定移动。
另外，滑块26与传动轴20之间的运动传递可以通过驱动块27来实现，滑块26的内部具有空腔，空腔中设有驱动块27，传动轴20安装在驱动块27上，并且驱动块27用于在滑块26移动的过程中带动传动轴20旋转。
驱动块27两个最外侧点宽度等于滑块26内部宽度减去活动间隙，驱动块27的左右两侧均设有一个起限位作用的止动面49，驱动块27的止动面49在滑块26移动到行程的一侧终点时，与滑块26内侧紧密配合。优选的，如图6所示，驱动块27可以呈三角板装置，其中一个侧面沿水平方向设置，另外两个侧面作为止动面49。
执行器壳体18上还设有轴套安装孔41，轴套安装孔41上安装有轴套19，传动轴20一侧安装在轴套19内，一侧安装在驱动块27上，驱动块27能够带动传动轴20旋转。
另外，该电液执行器还包括用于推动传动线轴29运动的比例电磁阀17，比例电磁阀17与执行器壳体18靠近传动线轴29的一侧采用电磁阀密封圈32密封连接。
比例电磁阀17用电磁阀螺钉25拧紧在执行器壳体18的一侧，比例电磁阀17利用电磁阀密封圈32，以确保不漏油，同时，比例电磁阀17上设有顶杆31，顶杆31与传动线轴29的端面48相接，能够按照命令推动传动线轴29运动。
电磁阀密封圈32、滑块密封圈33以及端盖密封圈34可以为同一类型的密封圈，当然也可以根据具体的需要选择不同种类的密封圈。
在实际工作中，控制系统得到指令后，将比例电磁阀17的力逐渐升高，推动传动线轴29向靠近滑块26的一侧移动，线轴进油配合边45与壳体进油配合边37打开，机油从进油孔24进入，流经液体通道35，最终流至液压腔36中，机油进油路线如图示曲线53，随着液压腔36中的机油量增加，机油推动滑块26向靠近比例电磁阀17的一侧移动，反馈弹簧28的压缩增加，会在某个点与比例电磁阀17的力相当，当两个力处于平衡，则传动线轴29处于平衡状态，进油配合边关闭，油停止流动；
当比例电磁阀17的力逐渐减小，反馈弹簧28的弹力推动传动线轴29向靠近比例电磁阀17的一侧移动，线轴回油配合边46与壳体回油配合边38打开，机油从液压腔36经液体通道35后，流入泄油通道50，进而流入泄油孔51，最终流至回油孔23，机油回油路线如图示曲线52；
滑块26在执行器内腔40运动过程中，带动驱动块27转动，驱动块27转动带动传动轴20旋转，实行控制部件的调整。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的电液执行器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于复合涡轮、增压器或EGR的电液执行器，其特征在于，包括执行器壳体(18)以及安装在所述执行器壳体(18)内部的传动线轴(29)和滑块(26)，所述传动线轴(29)用于带动所述滑块(26)移动，所述滑块(26)用于带动传动轴(20)将转动输出；
所述执行器壳体(18)上设有进油孔(24)、回油孔(23)、执行器内腔(40)、壳体进油配合边(37)、壳体回油配合边(38)以及用于放置传动线轴(29)的传动线轴安装内孔(42)；
所述传动线轴(29)上设有与所述壳体进油配合边(37)位置对应的线轴进油配合边(45)以及与所述壳体回油配合边(38)位置对应的线轴回油配合边(46)；
所述传动线轴(29)与所述传动线轴安装内孔(42)间隙配合，并且所述传动线轴(29)能够沿所述传动线轴安装内孔(42)的延伸方向移动，并且移动过程中择一开启或闭合进油配合边或回油配合边；
所述滑块(26)可移动的设置在所述执行器内腔(40)中，所述滑块(26)与所述执行器内腔(40)之间形成液压腔(36)，所述液压腔(36)内能够存储用于推动所述滑块(26)移动的液体，所述进油孔(24)、所述回油孔(23)均能够与所述液压腔(36)连通。
2.根据权利要求1所述的电液执行器，其特征在于，还包括用于推动所述传动线轴(29)运动的比例电磁阀(17)，所述比例电磁阀(17)与所述执行器壳体(18)靠近所述传动线轴(29)的一侧密封连接。
3.根据权利要求1所述的电液执行器，其特征在于，所述传动线轴(29)上设有用于形成所述线轴进油配合边(45)以及所述线轴回油配合边(46)的配合边凸台。
4.根据权利要求1所述的电液执行器，其特征在于，所述执行器壳体(18)上还设有用于连通所述液压腔(36)与所述进油孔(24)或所述液压腔(36)与所述回油孔(23)的液体通道(35)。
5.根据权利要求4所述的电液执行器，其特征在于，所述执行器壳体(18)靠近所述执行器内腔(40)的一侧设有密封连接的端盖(21)。
6.根据权利要求1所述的电液执行器，其特征在于，所述传动线轴(29)与所述滑块(26)之间通过反馈弹簧(28)连接。
7.根据权利要求6所述的电液执行器，其特征在于，所述滑块(26)上还连接有回位弹簧(30)。
8.根据权利要求7所述的电液执行器，其特征在于，所述滑块(26)上设有用于安装所述反馈弹簧(28)的反馈弹簧安装孔(43)以及用于安装所述回位弹簧(30)的回位弹簧安装凸台(44)。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的电液执行器，其特征在于，所述滑块(26)的内部具有空腔，所述空腔中设有驱动块(27)，所述传动轴(20)安装在所述驱动块(27)上，并且所述驱动块(27)用于在所述滑块(26)移动的过程中带动所述传动轴(20)旋转。
10.根据权利要求9所述的电液执行器，其特征在于，所述传动块的左右两侧均设有一个起限位作用的止动面(49)。
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