CN202140165U - 一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀 - Google Patents
一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀，它由带有电信号接头的外壳、线圈骨架、第一气路接头、铜套、动衔铁、耐磨橡胶堵头、弹簧、副支架、线圈和主支架组成。线圈绕制在线圈骨架上，外壳、线圈骨架、副支架和主支架通过注塑为一体，线圈骨架上的线圈接头与外壳上的电信号接头焊接在一起，副支架和主支架设在外壳与线圈骨架结合部的两端。装配时，先将带有耐磨橡胶堵头的动衔铁安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，弹簧安装在动衔铁上的中心气孔内。带有铜套的第一气路接头安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，并利用其外圆上的倒锥形凸环与第一气路接头安装孔内壁上的倒锥形凹环槽通过过盈配合紧固地连接在一起。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽油发动机涡轮增压器增压压力技术领域，特别是一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀。
背景技术
为了满足越来越严格的排放标准，汽车企业需要不断地进行技术改进，涡轮增压器是为柴油、汽油动力装置配套的环保、节能型高科技产品，它能够很好地改善发动机的工作状况，从而满足高标准的排放要求，增压是发动机满足更高排放标准而必须采取的技术。
传统的增压发动机是将涡轮增压器追加在现有发动机上，以提高输出功率，为了提高发动机低速性能和加速性，防止涡轮增压器的运转超速，涡轮增压器采用了废气旁通技术。
采用废气旁通技术的优点是：发动机在低速和大扭矩工况时放气阀门关闭，充分利用废气能量提高涡轮增压器的转速，保证发动机所需的空气量和压比；发动机在高转速、额定工况时放气阀门开启旁通部分废气能量，保证涡轮增压器不超速。
柴油机是压燃式、压缩比比汽油发动机高，发动机转速在700rpm～3500 rpm使用废气旁通技术保证了涡轮增压器与发动机的良好匹配。
汽油发动机是点燃式、压缩比在8～12左右；汽油发动机的转速在700rpm～6500 rpm，空气流量变化范围大，汽油发动机增压后由于进气压力和温度都升高，这使得压缩终了时温度升高，使爆震倾向加剧。在汽油发动机采用涡轮增压引起爆震的诸因素中，增压压力的影响最大，因此，必须对增压压力进行控制。现阶段，最高压比控制在1.8～2.0左右可有效的抑制爆震。
汽油发动机涡轮增压后，直接采用废气旁通技术对增压压力进行控制出现的主要问题点是：采用废气旁通技术对增压压力的控制近似为线性控制方式，增压压力随发动机从低速点、扭矩点、额定点的工况逐步升高。汽油发动机为防止增压压力过高引起爆震，最高压比控制在1.8～2.0左右，执行器的预紧力偏低；在标定中扭矩点部分工况的增压压力会与额定点增压压力接近，甚至比额定点增压压力高。废气旁通技术不能根据发动机设计点对涡轮增压压力进行柔性控制，不能满足整个工况点的扭矩需求，只能降低发动机动力性、经济性指标，影响涡轮增压技术在汽油发动机上的推广。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀。
本实用新型的技术方案是：一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀，它由带有电信号接头的外壳、线圈骨架、第一气路接头、铜套、动衔铁、耐磨橡胶堵头、弹簧、副支架、线圈和主支架组成。在线圈骨架上设有第一气路接头安装孔、第二气路接头和第三气路接头，第二气路接头、第三气路接头与第一气路接头安装孔相通。在第一气路接头安装孔与第二气路接头、第三气路接头结合部的内壁上设有复数条气槽，复数条气槽均匀分布在第一气路接头安装孔的内壁上。在第一气路接头安装孔的内壁上设有两圈与第一气路接头外圆上的倒锥形凸环相配合的倒锥形凹环槽。线圈绕制在线圈骨架上，外壳、线圈骨架、副支架和主支架通过注塑为一体，线圈骨架上的线圈接头与外壳上的电信号接头焊接在一起，副支架和主支架设在外壳与线圈骨架结合部的两端，起增加结构强度的作用。第一气路接头的一端设有一个铜套安装孔，铜套通过过盈配合嵌入第一气路接头上的铜套安装孔内。在第一气路接头的外圆上设有两圈倒锥形凸环，倒锥形凸环与线圈骨架上第一气路接头安装孔内壁上的倒锥形凹环槽相配合。动衔铁上设有中心气孔，动衔铁的外圆上设有一圈环形气槽，环形气槽上设有复数个气孔，气孔均匀分布在环形气槽上，并与中心气孔相通。动衔铁的一端设有一个耐磨橡胶堵头安装孔，耐磨橡胶堵头通过注塑固定在动衔铁上的耐磨橡胶堵头安装孔内。
装配时，先将带有耐磨橡胶堵头的动衔铁安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，弹簧安装在动衔铁上的中心气孔内。带有铜套的第一气路接头安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，并利用其外圆上的倒锥形凸环与第一气路接头安装孔内壁上的倒锥形凹环槽通过过盈配合紧固地连接在一起。此时，弹簧的一端顶在动衔铁中心气孔内的底端，另一端顶在第一气路接头的外端。
本实用新型与现有技术相比具有如下特点：
通过脉冲调宽阀上电信号接头与发动机ECU输出信号相联，利用输入脉冲调宽阀的占空比信号，控制脉冲调宽阀第二气路接头通道输出的增压压力大小，实现执行器的工作压力柔性可调，达到废气旁通量的可调，控制涡轮增压器的转速，最终达到增压压力的柔性调整，有效地兼顾了汽油发动机发动机在各工况下的动力性能和经济性能。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图；
附图2为附图1中的A-A剖视图；
附图3为线圈骨架的结构示意图；
附图4为附图3中的B-B剖视图；
附图5为动衔铁的结构示意图；
附图6为附图5中的C-C剖视图；
附图7为第一气路接头的结构示意图；
附图8为附图7中的D-D剖视图；
附图9为脉冲调宽阀电器原理示意图；
附图10为不同占空比条件下，第二气路接头通道输出压力曲线示意图，附图中纵向为第二气路接头通道输出的压力，横向为占空比。
具体实施方式
一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀，它由带有电信号接头1-1的外壳1、线圈骨架2、第一气路接头3、铜套4、动衔铁5、耐磨橡胶堵头6、弹簧7、副支架8、线圈9和主支架10组成。在线圈骨架2上设有第一气路接头安装孔2-2、第二气路接头2-5和第三气路接头2-4，第二气路接头2-5、第三气路接头2-4与第一气路接头安装孔2-2相通。在第一气路接头安装孔2-2与第二气路接头2-5、第三气路接头2-4结合部的内壁上设有六条气槽2-1，六条气槽2-1均匀分布在第一气路接头安装孔2-2的内壁上。在第一气路接头安装孔2-2的内壁上设有两圈与第一气路接头3外圆上的倒锥形凸环相配合的倒锥形凹环槽2-3。线圈9绕制在线圈骨架2上，外壳1、线圈骨架2、副支架8和主支架10通过注塑为一体，线圈骨架2上的线圈9接头与外壳1上的电信号接头1-1焊接在一起，副支架8和主支架10设在外壳1与线圈骨架2结合部的两端，起增加结构强度的作用。第一气路接头3的一端设有一个铜套安装孔3-2，铜套4通过过盈配合嵌入第一气路接头3上的铜套安装孔3-2内。在第一气路接头3的外圆上设有两圈倒锥形凸环3-1，倒锥形凸环3-1与线圈骨架2上第一气路接头安装孔2-2内壁上的倒锥形凹环槽2-3相配合。动衔铁5上设有中心气孔5-4，动衔铁5的外圆上设有一圈环形气槽5-1，环形气槽5-1上设有六个气孔5-2，气孔5-2均匀分布在环形气槽5-1上，并与中心气孔5-4相通。动衔铁5的一端设有一个耐磨橡胶堵头安装孔5-3，耐磨橡胶堵头6通过注塑固定在动衔铁5上的耐磨橡胶堵头安装孔5-3内。
装配时，先将带有耐磨橡胶堵头6的动衔铁5安装在线圈骨架2上的第一气路接头安装孔2-2内，弹簧7安装在动衔铁5上的中心气孔5-4内。带有铜套4的第一气路接头3安装在线圈骨架2上的第一气路接头安装孔2-2内，并利用其外圆上的倒锥形凸环3-1与第一气路接头安装孔2-2内壁上的倒锥形凹环槽2-3通过过盈配合紧固地连接在一起。此时，弹簧7的一端顶在动衔铁5中心气孔5-4内的底端，另一端顶在第一气路接头3的外端。
装配好后，由于动衔铁5质量轻，且在周圈均匀地布有气孔5-2及环形气槽5-1，线圈骨架2在与动衔铁5的环形气槽5-1相对应位置也设有气槽2-1，气体流经气孔5-2、气槽2-1时形成气膜，减小了摩擦阻力，响应性快，使得动衔铁5在工作过程中，气路通畅，不会因所处的位置不同而产生额外的气阻，保证了脉冲调宽阀工作的稳定性。耐磨橡胶堵头6具有很好的耐磨性，使脉冲调宽阀在长期的使用中磨损较小，保证了使用寿命。铜套4不仅起到了降低对耐磨橡胶堵头6的磨损，也保证了脉冲调宽阀工作时与耐磨橡胶堵头6之间的密封性。
本实施例提供的脉冲调宽阀是一个两位三通阀，阀上有第一气路接头3、第二气路接头2-5、第三气路接头2-4三个气路接口和一个电信号接头1-1。使用时，第一气路接头3与涡轮增压器压气机出气口联通，第二气路接头2-5与执行器进气口联通，第三气路接头2-4与涡轮增压器压气机进气口联通。电信号接头1-1与发动机ECU输出信号相联，利用输入脉冲调宽阀的占空比信号，控制脉冲调宽阀第二气路接头2-5通道输出的增压压力大小，实现执行器的工作压力柔性可调，达到废气旁通量的可调，控制涡轮增压器的转速，最终达到增压压力的柔性调整，有效地兼顾了汽油发动机发动机在各工况下的动力性能和经济性能。
本实施例提供的脉冲调宽阀工作原理如下：
当脉冲调宽阀占空比信号为0%时：在弹簧7与压气机出气口气体的双重作用下，动衔铁5带动耐磨橡胶堵头6将第三气路接头2-4通道堵塞。此时输入气体流经第一气路接头3通道、动衔铁5周圈的气孔5-2、动衔铁5上的环形气槽5-1、线圈骨架2上的气槽2-1，第一气路接头3通道与第二气路接头2-5通道联通，涡轮增压器压气机增压压力的控制是通过第一气路接头3从第二气路接头2-5进入执行器，推动执行器推杆行程较大，此时，放气阀门开度较大，旁通废气量较大。
当脉冲调宽阀占空比信号为100%时：动衔铁5在线圈9的磁力作用下，克服弹簧7与压气机出气口气体的双重阻力，带动耐磨橡胶堵头6将第一气路接头3通道堵塞。此时，第二气路接头2-5通道与第三气路接头2-5通道联通，执行器内原有的增压气体，通过第二气路接头2-5和第三气路接头2-5泄出，执行器推杆回位，此时，放气阀门关闭，废气不旁通。
当脉冲调宽阀占空比信号为中间值时，动衔铁5根据占空比信号，在线圈9的磁力、弹簧7弹力、压气机出气口气体压力的复合作用下，动衔铁5以32HZ的频率往复振荡运动，使第一气路接头3的涡轮增压器压气机出口的增压气体按比例分配到第二气路接头2-5，进入执行器，推动执行器推杆移动，此时，放气阀门开度适中，旁通部分废气。
在第一气路接头3输入压力为定值时，利用输入脉冲调宽阀的占空比信号，可以控制第二气路接头2-5输出的增压压力为小于等于该定值的任一值，实现执行器的工作压力柔性可调，达到废气旁通量的可调，控制涡轮增压器的转速，最终达到增压压力的柔性调整，有效地兼顾了汽油发动机在各工况下的动力性能和经济性能。
Claims (2)
1.一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀，其特征是：它由带有电信号接头的外壳、线圈骨架、第一气路接头、铜套、动衔铁、耐磨橡胶堵头、弹簧、副支架、线圈和主支架组成；在线圈骨架上设有第一气路接头安装孔、第二气路接头和第三气路接头，第二气路接头、第三气路接头与第一气路接头安装孔相通，在第一气路接头安装孔与第二气路接头、第三气路接头结合部的内壁上设有复数条气槽，复数条气槽均匀分布在第一气路接头安装孔的内壁上，在第一气路接头安装孔的内壁上设有两圈与第一气路接头外圆上的倒锥形凸环相配合的倒锥形凹环槽；线圈绕制在线圈骨架上，外壳、线圈骨架、副支架和主支架通过注塑为一体，线圈骨架上的线圈接头与外壳上的电信号接头焊接在一起，副支架和主支架设在外壳与线圈骨架结合部的两端，起增加结构强度的作用；第一气路接头的一端设有一个铜套安装孔，铜套通过过盈配合嵌入第一气路接头上的铜套安装孔内，在第一气路接头的外圆上设有两圈倒锥形凸环，倒锥形凸环与线圈骨架上第一气路接头安装孔内壁上的倒锥形凹环槽相配合；动衔铁上设有中心气孔，动衔铁的外圆上设有一圈环形气槽，环形气槽上设有复数个气孔，气孔均匀分布在环形气槽上，并与中心气孔相通，动衔铁的一端设有一个耐磨橡胶堵头安装孔，耐磨橡胶堵头通过注塑固定在动衔铁上的耐磨橡胶堵头安装孔内；
装配时，先将带有耐磨橡胶堵头的动衔铁安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，弹簧安装在动衔铁上的中心气孔内，带有铜套的第一气路接头安装在线圈骨架上的第一气路接头安装孔内，并利用其外圆上的倒锥形凸环与第一气路接头安装孔内壁上的倒锥形凹环槽通过过盈配合紧固地连接在一起，此时，弹簧的一端顶在动衔铁中心气孔内的底端，另一端顶在第一气路接头的外端。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽油发动机涡轮增压器增压压力控制的脉冲调宽阀，其特征是：在第一气路接头安装孔与第二气路接头、第三气路接头结合部的内壁上设有六条气槽，六条气槽均匀分布在第一气路接头安装孔的内壁上；动衔铁的环形气槽上设有六个气孔，六个气孔均匀分布在环形气槽上，并与中心气孔相通。
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