CN112412620B - 一种涡轮增压器及其废气旁通阀气动执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种涡轮增压器及其废气旁通阀气动执行机构,该废气旁通阀气动执行机构包括摇臂、推杆和执行器(1),执行器的壳体由膜片(12)划分为气压腔和弹簧腔,气压腔内设置有中部带管嘴(131)的隔板(13),气压腔的进气口开设在隔板背对膜片一侧的壳体的壳底中部,壳底与隔板之间设置有迷宫式稳压单元,稳压单元包括设置在壳底上且与进气口同轴的棱筒(15)和圆筒(16),棱筒的棱数为奇数,棱筒位于圆筒内且低于圆筒,圆筒远离壳底的一端由盖板(14)封住,盖板和圆筒上均开设有多个气孔。本发明提供的废气旁通阀气动执行机构能够实现稳定控制,有效抑制推杆的振动和相关金属敲击噪声,有助于提高涡轮增压器的工作可靠性和乘车的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮增压器技术领域,特别是涉及一种涡轮增压器及其废气旁通阀气动执行机构。
背景技术
增压发动机为了满足动力需求,一般要控制进入气缸的空气流量(压力),这个主要通过控制涡轮增压器的废气旁通阀开度来达到,即发动机控制单元(ECU)发出指令,由执行机构来完成废气旁通阀的指定开关动作。随着人们对增压发动机高升功率和低排放的追求,涡轮增压器的工作范围达到了越来越高的压气机压缩比,与此同时,涡轮增压器的伴随噪声也越来越受到关注,特别是在某些过渡工况下,废气旁通阀执行机构相关的工作气压不稳定,推杆抖动现象突出,致使推杆与摇臂之间及废气旁通阀与阀座之间等多处连接部位发生金属碰撞敲击噪声,零件相互磨损严重,关联间隙变大,甚至出现连接松弛。因此,如何改进废气旁通阀执行机构以实现稳定控制,抑制推杆的振动和相关金属敲击噪声,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种涡轮增压器及其废气旁通阀气动执行机构,该废气旁通阀气动执行机构能够实现稳定控制,有效抑制推杆的振动和相关金属敲击噪声,有助于提高涡轮增压器的工作可靠性和乘车的舒适性。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种涡轮增压器的废气旁通阀气动执行机构,包括与所述废气旁通阀固定连接的摇臂、与所述摇臂铰接的推杆,以及用于驱动所述推杆的执行器,所述执行器的壳体由内部的膜片划分为气压腔和弹簧腔,所述气压腔内设置有隔板,所述隔板的中部具有朝所述膜片方向延伸的管嘴,所述气压腔的进气口开设在所述隔板背对所述膜片一侧的所述壳体的壳底中部,所述壳底与所述隔板之间设置有迷宫式稳压单元,所述稳压单元包括设置在所述壳底上且与所述进气口同轴的棱筒和圆筒,所述棱筒的棱数为奇数,所述棱筒位于所述圆筒内且低于所述圆筒,所述圆筒远离所述壳底的一端由盖板封住,所述盖板和所述圆筒上均开设有多个气孔。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述盖板上的所述气孔开设在所述棱筒和所述圆筒之间的区域内。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述盖板上的所述气孔和所述圆筒上的所述气孔均围绕所述进气口的轴线均匀分布。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述摇臂包括臂杆和与所述臂杆铆接的摇臂销,所述推杆设置有用于穿接所述摇臂销的铰接孔,所述摇臂销上安装有弹性垫片和止退卡子,所述弹性垫片位于所述臂杆和所述推杆之间,所述止退卡子位于所述推杆相对所述弹性垫片的另一侧。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述摇臂与所述推杆的连接处设置有弹性夹,所述臂杆和所述推杆位于所述弹性夹的两个夹片之间,两个所述夹片中的一个构成所述止退卡子,另一个所述夹片的两侧具有用于掐接所述臂杆的防转指。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述弹性夹的与两个所述夹片相连的过渡部具有弧形弯折以形成内凹蒜头形或外凸鼓形。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,带有所述防转指的所述夹片的末端具有外翻形成的翘尾。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,带有所述防转指的所述夹片开设有用于避让所述摇臂销的通孔。
可选地,在上述废气旁通阀气动执行机构中,所述推杆包括杆体和推杆头,所述铰接孔开设在所述推杆头上,所述推杆头远离所述铰接孔的一端与所述杆体螺纹连接。
一种涡轮增压器,包括如上述任意一项所公开的废气旁通阀气动执行机构。
根据上述技术方案可知,本发明提供的废气旁通阀气动执行机构中,执行器的气压腔内设置有中部带管嘴的隔板,隔板与执行器的壳底之间设置有迷宫式稳压单元,在该迷宫式稳压单元中,圆筒和盖板一起将棱筒罩住,并在圆筒和盖板上开设有多个气孔,迷宫式稳压单元能够对工作气体的压力脉动产生阻尼作用,而且,由于棱筒的棱数为奇数,所以棱筒的内壁面形状可防止工作气体的压力波规则反射,起到抑制气压波动加剧和共鸣现象的效果。综上所述,本发明提供的废气旁通阀气动执行机构能够实现稳定控制,有效抑制推杆的振动和相关金属敲击噪声,有助于提高涡轮增压器的工作可靠性和乘车的舒适性。
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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种涡轮增压器的立体示意图;
图2是图1所示涡轮增压器的废气旁通阀气动执行机构的示意图;
图3是图2中执行器1的剖视图;
图4是图3中的A-A剖视图;
图5是图2中弹性夹7的示意图;
图6是图2中弹性夹7处的剖视图;
图7是图6中的B-B剖视图;
图8是图2中推杆2的纵剖图;
图9是图2中弹性夹7的另一种设计结构的示意图。
图中标记为:
1、执行器;11、弹簧;12、膜片;13、隔板;131、管嘴;14、盖板;15、棱筒;16、圆筒;
2、推杆;21、杆体;22、推杆头;221、铰接孔;23、防松螺母;
3、摇臂;31、臂杆;32、摇臂销;
4、涡轮机;5、电磁阀;6、压气机;
7、弹性夹;71、夹片;72、过渡部;721、孔槽;73、夹片;731、通孔;732、翘尾;733、防转指;
8、废气旁通阀;91、压前取气管;92、压后取气管;93、工作气体导管;10、弹性垫片。
具体实施方式
为了便于理解,下面结合附图对本发明作进一步的描述。
参见图1~图4,图1是本发明实施例提供的一种涡轮增压器的立体示意图,图2是图1所示涡轮增压器的废气旁通阀气动执行机构的示意图,图3是图2中执行器1的剖视图,图4是图3中的A-A剖视图。
本发明实施例提供的涡轮增压器包括涡轮机4、电磁阀5、压气机6,以及废气旁通阀气动执行机构。废气旁通阀气动执行机构包括与废气旁通阀8固定连接的摇臂3、与摇臂3铰接的推杆2,以及用于驱动推杆2的执行器1。电磁阀5为三通阀,其三个接口分别连接压前取气管91、压后取气管92和工作气体导管93,来自压气机6前的气体(压力较低)依次经过压前取气管91、电磁阀5和工作气体导管93可以进入执行器1,来自压气机6后的气体(压力较高)依次经过压后取气管92、电磁阀5和工作气体导管93可以进入执行器1。通过电磁阀5可以调控进入执行器1的工作气体的压力大小,从而调整废气旁通阀8的开度大小。
如图3所示,执行器1的壳体由内部的膜片12划分为气压腔和弹簧腔,弹簧腔内设置有弹簧11,气压腔内设置有隔板13,隔板13的中部具有朝膜片12方向延伸的管嘴131,气压腔的进气口(未标记)开设在隔板13背对膜片12一侧的壳体的壳底中部,壳底与隔板13之间设置有迷宫式稳压单元。
稳压单元包括设置在壳底上且与进气口同轴的棱筒15和圆筒16,其中,棱筒15的棱数为奇数(本实施例中为五棱),棱筒15位于圆筒16内且低于圆筒16(即棱筒15比圆筒16短),圆筒16远离壳底的一端由盖板14封住,盖板14和圆筒16上均开设有多个气孔。
圆筒16上的气孔可由图4展示的A-A剖视图看出,由于棱筒15比圆筒16短,所以棱筒15的端面与盖板14之间具有缝隙,工作气体可从该缝隙通过。如图3所示,盖板14和圆筒16将棱筒15罩了起来,里面的工作气体有两种路径到达管嘴131,一种是从盖板14上的气孔流出后,经过盖板14与隔板13之间的夹层区域到达管嘴131;另一种是从圆筒16上的气孔流出后,先经过圆筒16与执行器1壳体之间的夹层区域,再经过盖板14与隔板13之间的夹层区域到达管嘴131。以上两种路径的工作气体在管嘴131汇合,流经管嘴131后共同吹向膜片12,最终气压腔内的压力升高,膜片12克服弹簧11的压力向外鼓并驱动推杆2移动。容易理解的是,当气压腔内的压力不足时,膜片12和推杆2在弹簧11的作用下做反向运动。需要说明的是,执行器1的壳体上具有连通弹簧腔与周围环境的透气孔,可以保证弹簧腔内“呼吸”自由。
从上面的工作原理可知,迷宫式稳压单元能够对工作气体的压力脉动产生阻尼作用,而且,由于棱筒15的棱数为奇数,所以棱筒15的内壁面形状可防止工作气体的压力波规则反射,起到抑制气压波动加剧和共鸣现象的效果。综上所述,本发明提供的废气旁通阀气动执行机构能够实现稳定控制,有效抑制推杆的振动和相关金属敲击噪声,有助于提高涡轮增压器的工作可靠性和乘车的舒适性。
本实施例中,盖板14上的气孔开设在棱筒15和圆筒16之间的区域内,也就是说,棱筒15内的工作气体需经过棱筒15与盖板14之间的上述缝隙才能到达盖板14的气孔处。与图4展示的圆筒16上的气孔相类似,盖板14上的气孔也可以围绕气压腔进气口的轴线均匀分布。
为了便于调节弹簧11的工作范围,本实施例将推杆2设计成分段组合结构,这样可使推杆2长度可调。如图2和图8所示,推杆2包括杆体21和推杆头22,推杆头22上开设有铰接孔221,推杆头22远离铰接孔221的一端与杆体21螺纹连接。另外,可以在杆体21的螺纹段设置一颗防松螺母23,通过防松螺母23的锁紧作用使杆体21与推杆头22连接得更稳固,这样不容易出现异响。
为了尽量避免出现异响,本实施例对摇臂3与推杆2之间的连接结构也作了改进,如图6所示,摇臂3包括臂杆31和与臂杆31铆接的摇臂销32,摇臂销32穿过推杆头22上的铰接孔221,臂杆31和推杆2之间设置了弹性垫片10,而且,摇臂3和推杆2被图5所示的弹性夹7夹住,弹性夹7具有两个夹片,分别为夹片71和夹片73,其中,夹片71构成止退卡子安装在摇臂销32的卡槽上,如图7所示;夹片73的两侧具有防转指733,用于掐接臂杆31,如图2所示,所谓“掐接”是指夹片73两侧的防转指733卡在臂杆31的边沿上,这样当推杆2来回移动时,臂杆31与弹性夹7之间不发生相对转动或仅在有限的小范围内发生相对转动。
由图6可知,弹性夹7可以产生向内的夹紧力,而弹性垫片10可以产生向外的推力,因此弹性夹7和弹性垫片10构成了双弹力系统,确保任一弹力衰减后连接依然不松懈,这样可以增强整个装配件组合的柔性和锁紧保障。在其他的实施例中,如果不需要双弹力构造,那么可以只保留夹片71部分(即止退卡子),此时弹性夹7的过渡部72和夹片73都将省略,而弹性垫片10仍将发挥作用,避免出现异响。
如图5所示,本实施例中,弹性夹7的过渡部72具有弧形弯折,整体呈内凹蒜头形,这样可使弹性夹7具有较强的弹力。相似地,过渡部72也可弯折形成图9所示的外凸鼓形。如果弹性夹7的夹紧力过大,可以采取在过渡部72开设孔槽的方式来调节弹性夹7向内的夹紧力大小,例如,图9中的弹性夹7在过渡部72开设有孔槽721,孔槽721的大小可根据弹性夹7所需的夹紧力大小而定。夹片73的末端具有外翻形成的翘尾732,翘尾732可作为安装或拆卸时的抓手,方便使用。另外,可在夹片73上开设通孔731,这样能够避让摇臂销32的铆接头,如图7所示。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种涡轮增压器的废气旁通阀气动执行机构,包括与所述废气旁通阀固定连接的摇臂(3)、与所述摇臂(3)铰接的推杆(2),以及用于驱动所述推杆(2)的执行器(1),所述执行器(1)的壳体由内部的膜片(12)划分为气压腔和弹簧腔,其特征在于,所述气压腔内设置有隔板(13),所述隔板(13)的中部具有朝所述膜片(12)方向延伸的管嘴(131),所述气压腔的进气口开设在所述隔板(13)背对所述膜片(12)一侧的所述壳体的壳底中部,所述壳底与所述隔板(13)之间设置有迷宫式稳压单元,所述稳压单元包括设置在所述壳底上且与所述进气口同轴的棱筒(15)和圆筒(16),所述棱筒(15)的棱数为奇数,所述棱筒(15)位于所述圆筒(16)内且低于所述圆筒(16),所述圆筒(16)远离所述壳底的一端由盖板(14)封住,所述盖板(14)和所述圆筒(16)上均开设有多个气孔。
2.根据权利要求1所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述盖板(14)上的所述气孔开设在所述棱筒(15)和所述圆筒(16)之间的区域内。
3.根据权利要求1所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述盖板(14)上的所述气孔和所述圆筒(16)上的所述气孔均围绕所述进气口的轴线均匀分布。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述摇臂(3)包括臂杆(31)和与所述臂杆(31)铆接的摇臂销(32),所述推杆(2)设置有用于穿接所述摇臂销(32)的铰接孔(221),所述摇臂销(32)上安装有弹性垫片(10)和止退卡子,所述弹性垫片(10)位于所述臂杆(31)和所述推杆(2)之间,所述止退卡子位于所述推杆(2)相对所述弹性垫片(10)的另一侧。
5.根据权利要求4所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述摇臂(3)与所述推杆(2)的连接处设置有弹性夹(7),所述臂杆(31)和所述推杆(2)位于所述弹性夹(7)的两个夹片之间,两个所述夹片中的一个构成所述止退卡子,另一个所述夹片的两侧具有用于掐接所述臂杆(31)的防转指(733),所述防转指(733)卡在所述臂杆(31)的边沿上,以实现当所述推杆(2)来回移动时所述臂杆(31)与所述弹性夹(7)之间不发生相对转动。
6.根据权利要求5所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述弹性夹(7)的与两个所述夹片相连的过渡部(72)具有弧形弯折以形成内凹蒜头形或外凸鼓形。
7.根据权利要求6所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,带有所述防转指(733)的所述夹片的末端具有外翻形成的翘尾(732)。
8.根据权利要求7所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,带有所述防转指(733)的所述夹片开设有用于避让所述摇臂销(32)的通孔(731)。
9.根据权利要求4所述的废气旁通阀气动执行机构,其特征在于,所述推杆(2)包括杆体(21)和推杆头(22),所述铰接孔(221)开设在所述推杆头(22)上,所述推杆头(22)远离所述铰接孔(221)的一端与所述杆体(21)螺纹连接。
10.一种涡轮增压器,其特征在于,包括如权利要求1~9中任意一项所述的废气旁通阀气动执行机构。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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