CN205190069U - 真空执行装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空执行装置，包括上壳组件和下壳组件，上壳组件与下壳组件的连接处压紧一将上壳组件和下壳组件形成的空腔分隔为上腔和下腔的薄膜，上腔通过真空管连接外部真空机构，下腔内穿接有滑杆组件，滑杆组件的顶端固定连接在薄膜上，滑杆组件的底端伸出下壳组件连接被执行机构；所述上腔内设置有弹簧，上壳组件上设置有传感器总成，传感器总成的中心杆底端与滑杆组件的滑杆同轴设置并固定连接。本实用新型能够将滑杆的位移信号转换为电信号传输给ECU，以便于ECU通过精确控制上腔的真空度来通过滑杆控制被执行机构的阀开度，提高了可靠性、灵敏度以及响应速度。

Description

真空执行装置

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，特别是应用于汽车发动机EGR阀旁通机构中的一种真空执行装置。

背景技术

真空执行装置是汽车发动机中的常用器件之一，其在EGR阀开启时，受发动机进气道真空度的作用，牵引被执行机构沿线性方向移动，促使被牵引部件按照要求动作，因此真空执行装置的气密性直接影响着阀的工作状态。

传统真空执行装置的结构如图1所示，包括相配装的上壳组件4和下壳组件2，上壳组件与下壳组件的连接处压紧一薄膜8，薄膜将上壳组件和下壳组件形成的空腔分隔为上腔和下腔，上腔为真空腔，通过真空管连接外部真空机构；下腔内穿接有滑杆组件，滑杆组件的顶端固定连接在薄膜上，底端伸出下壳组件连接被执行机构；位于下腔内的滑杆组件上套装有弹簧3，弹簧的顶端固定在薄膜上，弹簧的底端固定在下壳组件上。其工作原理为：当上腔抽成真空时，薄膜在气压差作用下变形，克服弹簧弹力带动滑杆组件向上运动，进一步带动被执行机构运行；当上腔恢复常压时，滑杆组件在弹簧作用下复位。

此种结构的真空执行装置具有结构简单的特点，但是存在可靠性差、漏气现象严重、反应灵敏度差、响应时间长等缺点。本申请人的一项在先申请CN104454252A公开了一种真空执行器，通过在上壳组件和下壳组件之间形成卡扣结构并通过进行超声波焊接，同时在薄膜与滑杆组件的连接端采用包紧结构来提高真空腔的密封性能；尽管可以解决漏气问题，但是其可靠性、反应灵敏度以及响应时间存在缺陷仍无法解决。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种可靠性好、灵敏度高以及响应快的真空执行装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

真空执行装置，包括相配装的上壳组件和下壳组件，上壳组件与下壳组件的连接处压紧一将上壳组件和下壳组件形成的空腔分隔为上腔和下腔的薄膜，上腔通过真空管连接外部真空机构，下腔内穿接有滑杆组件，滑杆组件的顶端固定连接在薄膜上，滑杆组件的底端伸出下壳组件连接被执行机构；所述上腔内设置有用于复位薄膜和滑杆组件的弹簧，弹簧的顶端固定在上壳组件上，弹簧的底端固定在薄膜上；所述上壳组件上设置有用于感应滑杆组件位移的传感器总成，传感器总成的中心杆底端与滑杆组件的滑杆同轴设置并固定连接。

上述真空执行装置，所述传感器总成通过上盖压紧装配在上壳组件上，传感器总成的下部嵌装在上腔的弹簧中心部，伸出传感器总成的中心杆底端通过固定连接的连接块与设置在薄膜中心的滑杆顶端相铆接。

上述真空执行装置，所述上壳组件包括剖面为阶梯结构的上壳，上壳的顶端设置有配装传感器总成壳体的通孔，通孔的顶沿设置有朝向中心轴线的定位爪，相应的上盖底沿设置有用于与定位爪配装来定位传感器总成的豁口；所述上盖的顶沿设置有通过收口压边将传感器总成固定在上壳组件上的凸台。

上述真空执行装置，所述上壳的侧壁上设置有连接上腔与真空机构的真空管。

上述真空执行装置，所述薄膜为带翅边的U型结构，U型薄膜的翅边压紧在上壳组件与下壳组件的装配处；所述U型薄膜的底板水平设置，底板上设置有用于保持弹簧配合滑杆组件作上下垂直运动的外导向杯和内导向杯，所述外导向杯固定设置在薄膜底板上，内导向杯固定设置在外导向杯上，弹簧位于外导向杯和内导向杯之间，滑杆组件的滑杆顶端依次穿过同轴设置的外导向杯、弹簧和内导向杯后与传感器总成的中心杆底端固定连接。

上述真空执行装置，所述U型薄膜底板的下端面上固定设置有第一挡板。

上述真空执行装置，所述下壳组件包括U型下壳，U型下壳穿过滑杆组件的中心设置有朝向内腔凸起的凸台，凸台通过固定设置在下壳下底面上的第二挡板封闭；所述凸台与第二挡板之间的空腔内设置有用于对滑杆组件中的滑杆进行导向的导向套，导向套与凸台侧壁之间嵌装有密封圈。

上述真空执行装置，所述下壳与第二挡板通过相配装的螺栓螺母固定连接。

上述真空执行装置，所述下壳的侧壁上设置有放气孔。

上述真空执行装置，所述滑杆的底端设置有连接被执行机构的外螺纹。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型通过设置传感器总成，将滑杆的位移信号转换为电信号传输给ECU，以便于ECU通过精确控制上腔的真空度来通过滑杆控制被执行机构的阀开度，提高了可靠性、灵敏度以及响应速度。

本实用新型滑杆的下端设有螺纹连接结构，一方面用于与发动机固定连接用，另一方面用于传动连接，结构简单、传动顺畅、安装方便；外导向杯与内导向杯设置，保证了真空执行装置在工作过程中对导向弹簧的作用，使弹簧在压缩及回弹过程中保持直线运动，不至于倾斜或移位。在真空执行装置工作过程中，滑杆要不断地进行往复运动，导向套的设置一方面保护滑杆作直线运动，另一方面增加其耐磨性。在导向套处加装橡胶密封圈，可有效防止导向套与下壳之间相互窜动，同时还可起静音减震作用。第二挡板与下壳之间通过螺栓螺母连接，螺栓与下壳之间以及第二挡板与下壳之间采用焊接工艺，具有成本低，可操作性强，可用于大批量生产。上壳的通气口与真空管之间采用钎焊工艺，可以保证上壳组件的气密性，保证了真空腔的气密性，进而保证了整个真空执行装置的优越性能。

附图说明

图1是传统的真空执行装置的结构原理图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型所述滑杆与薄膜组件配装的结构示意图；

图4是本实用新型所述下壳组件的结构示意图；

图5是本实用新型所述上壳组件的结构示意图；

图6是本实用新型所述上壳的结构示意图；

图7是本实用新型所述上盖的结构示意图；

图8是本实用新型所述上壳和上盖的装配结构示意图；

图9是本实用新型所述薄膜的结构示意图；

图10是图9I处的局部放大图；

图11是图9II处的局部放大图；

图12是本实用新型所述传感器总成的结构示意图。

图中：1－滑杆组件，2－下壳组件，3－弹簧，4－上壳组件，5－传感器总成，6－滑杆，7－第一挡板，8－薄膜，9－外导向杯，10－内导向杯，11－外螺纹，12－旋铆结构，13－下壳，14－密封圈，15－导向套，16、第二挡板，17－螺栓，18－上壳，19－上盖，20－真空管，21－定位爪，22－豁口，23－缺口，24－通气口，25－真空腔，26－凸台，27－放气孔，28－凸筋，51.中心杆，52.连接块，53.插接头。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种真空执行装置，其结构如图2所示，包括上壳组件4、下壳组件2、薄膜8、弹簧3、滑杆组件1以及传感器总成5。上壳组件4与下壳组件2相配装，薄膜8的边沿压紧在上壳组件与下壳组件的连接处，薄膜将上壳组件和下壳组件形成的空腔分隔为上腔和下腔，上腔为真空腔，上腔通过真空管连接外部真空机构；滑杆组件1穿接在下腔中，滑杆组件的顶端固定连接在薄膜上，滑杆组件的底端伸出下壳组件连接被执行机构；弹簧3设置在上腔内，弹簧的顶端固定在上壳组件上，弹簧的底端固定在薄膜上用于复位薄膜和滑杆组件；传感器总成5设置在上壳组件4的顶部，用于感应滑杆组件1位移，以便于精确控制阀的开度，进一步提高可靠性、灵敏度以及响应速度。

传感器总成5的结构如图12所示，包括传感器壳体、中心杆51、连接块52、传感器芯片以及插接头53，传感器壳体通过上盖19压紧装配在上壳组件4上，传感器总成的下部嵌装在上腔的弹簧3中心部，伸出传感器总成壳体的中心杆51底端通过固定连接的连接块52与设置在薄膜8中心滑杆组件的滑杆6顶端相铆接，中心杆51与滑杆6同轴设置，用于感应滑杆位移；传感器芯片设置在壳体内的中心杆顶端，用于将中心杆的位移信号转换为电信号；插接头53用于连接传感器芯片和汽车ECU，用于将电信号传输给ECU，以便于ECU精确控制上腔的真空度。

上壳组件的结构如图5、图6所示，包括上壳18和真空管20。上壳18的剖面为阶梯结构，上壳的顶端设置有配装传感器总成壳体的通孔，通孔的顶沿设置有朝向中心轴线的定位爪21，用于与上盖配合来定位传感器总成，本实施例中共设置有三个定位爪，三个定位爪匀布在通孔顶沿。上壳18的侧壁上设置有通气口24，真空管20设置在通气口24内，通过钎焊密封；真空管用于连通上腔与外部真空机构。

上盖的结构如图7所示，为圆环状结构。上盖19底沿设置有三个豁口22，位置与上壳顶沿的定位爪21位置相应，用于与定位爪21配装定位传感器总成，上盖与上壳配装后的结构如图8所示。上盖的顶沿设置有若干凸台26，用于在装配完传感器总成后，通过收口压边将传感器总成5固定在上壳组件的上壳上。上盖顶沿还设置有缺口23，缺口的位置对应上壳的通气口。

薄膜的结构如图9所示，为带翅边的U型结构，U型薄膜的翅边压紧在上壳组件与下壳组件的装配处。本实用新型为保证真空腔的气密性和寿命，在薄膜与上壳组件和下壳组件的连接处设置有若干凸筋28，如图10所示，用于在装配过程中，通过超声波焊接技术使凸筋熔化与上壳组件和下壳组件连接为一体，保证真空腔的气密性。

本实用新型中，U型薄膜的底板水平设置，底板上设置有外导向杯9和内导向杯10，用于保持弹簧配合滑杆组件作上下垂直运动。其中，外导向杯9固定设置在薄膜底板上，内导向杯10固定设置在外导向杯9上，弹簧3位于外导向杯9和内导向杯10之间；U型薄膜底板的下端面上固定设置有第一挡板7，用于固定薄膜8、外导向杯9和内导向杯10；薄膜8与外导向杯9和第一挡板7的连接处也设置有若干凸筋28，如图11所示，用于在装配过程中，通过超声波焊接技术使凸筋熔化与外导向杯9和第一挡板7连接为一体，保证真空腔的气密性。

滑杆组件的滑杆6顶端依次穿过同轴设置的外导向杯9、弹簧3和内导向杯10后与传感器总成中心杆51底端的连接块固定连接；本实施例中连接块52与滑杆6之间采用旋铆结构12固定，如图3所示。本实用新型中，滑杆6的底端设置有外螺纹11，用于与被执行机构螺纹连接，方便组装。

下壳组件2的结构如图4所示，包括U型下壳13，U型下壳穿过滑杆组件的中心设置有朝向内腔凸起的凸台，凸台通过固定设置在下壳下底面上的第二挡板16封闭；下壳13与第二挡板16通过相配装的螺栓17螺母固定连接。为保证连接的牢固性，本实施例的螺栓与下壳之间以及下壳与第二挡板之间都采用焊接方式固定连接。

下壳中心的凸台与第二挡板之间的空腔内设置有导向套15，用于对滑杆组件中的滑杆进行导向，使滑杆保持直线运动。导向套15与凸台侧壁之间嵌装有密封圈14；用于在滑杆上下运动的过程中防止导向套与下壳之间相互窜动，同时还可起到静音减震作用。本实施例中，导向套15采用聚四氟乙烯（PTFE）改性材料制作，提高了其耐磨性。

本实用新型中，为保证下腔与外界气压相同，进一步保证本实用新型的正常可靠动作，在下壳13的侧壁上设置了放气孔27，如图2所示。

本实用新型的组装过程如下：首先，将滑杆的顶端穿过下壳中心的凸台，导向套15上套上密封圈14，并装入下壳13的凸台内，再装上第二挡板16，在下壳13上装上两个螺栓，并通过螺母将第二挡板和下壳拧紧，采用焊接技术将螺栓与下壳以及下壳与第二挡板焊接牢固；其次，将外导向杯9固定在薄膜8底板上，内导向杯10固定在外导向杯9上，第一挡板7固定在薄膜底板的下端面上，再将滑杆的顶端依次穿过第一挡板7、薄膜8、外导向杯9和内导向杯10后伸出；再次，将传感器总成插入上壳的通孔内，将弹簧压入外导向杯9和内导向杯10之间，将伸出内导向杯10的滑杆顶端通过旋铆方式与传感器总成的连接块固定连接，再通过超声波焊接技术连接上壳、薄膜以及下壳的连接处；然后，采用上盖将传感器总成压紧在上壳上，装配时上壳18上的三个定位爪21需要与上盖19的三个豁口22相对应，上盖19的缺口23与上壳18的通气口24相对应，以保证阀外形的一致性；再将真空管插入通气口后钎焊固定；最后，通过上盖19的凸台26收口压边，固定好传感器总成5，即装配完成。

装配完成后，需要对真空腔的气密性进行检测，要求气流量在60KPa下保压5-10s泄漏量≤200Pa。

本实用新型的工作原理为：外部真空源连接到真空管20后，通过排气背压来控制真空腔25的真空度，从而克服弹簧3弹力推动滑杆向上运动，此时滑杆推动传感器中心杆一起向上运动，传感器芯片将滑杆的位移转换为电压信号，通过插接头传输给外部ECU，ECU通过传感器总成传输的信号进一步通过精确控制上腔的真空度，来通过滑杆控制被执行机构的阀开度。真空负压变小后，靠弹簧3弹力推动滑杆向下运动复位。

Claims (10)

1.真空执行装置，包括相配装的上壳组件（4）和下壳组件（2），上壳组件与下壳组件的连接处压紧一将上壳组件和下壳组件形成的空腔分隔为上腔和下腔的薄膜（8），上腔通过真空管连接外部真空机构，下腔内穿接有滑杆组件（1），滑杆组件的顶端固定连接在薄膜上，滑杆组件的底端伸出下壳组件连接被执行机构；其特征在于：所述上腔内设置有用于复位薄膜和滑杆组件的弹簧（3），弹簧的顶端固定在上壳组件上，弹簧的底端固定在薄膜上；所述上壳组件（4）上设置有用于感应滑杆组件（1）位移的传感器总成（5），传感器总成的中心杆（51）底端与滑杆组件的滑杆（6）同轴设置并固定连接。

2.根据权利要求1所述的真空执行装置，其特征在于：所述传感器总成（5）通过上盖（19）压紧装配在上壳组件（4）上，传感器总成的下部嵌装在上腔的弹簧（3）中心部，伸出传感器总成的中心杆（51）底端通过固定连接的连接块（52）与设置在薄膜（8）中心的滑杆（6）顶端相铆接。

3.根据权利要求2所述的真空执行装置，其特征在于：所述上壳组件包括剖面为阶梯结构的上壳（18），上壳的顶端设置有配装传感器总成壳体的通孔，通孔的顶沿设置有朝向中心轴线的定位爪（21），相应的上盖（19）底沿设置有用于与定位爪（21）配装来定位传感器总成的豁口（22）；所述上盖的顶沿设置有通过收口压边将传感器总成（5）固定在上壳组件上的凸台（26）。

4.根据权利要求3所述的真空执行装置，其特征在于：所述上壳（18）的侧壁上设置有连接上腔与真空机构的真空管（20）。

5.根据权利要求2所述的真空执行装置，其特征在于：所述薄膜为带翅边的U型结构，U型薄膜的翅边压紧在上壳组件与下壳组件的装配处；所述U型薄膜的底板水平设置，底板上设置有用于保持弹簧配合滑杆组件作上下垂直运动的外导向杯（9）和内导向杯（10），所述外导向杯（9）固定设置在薄膜底板上，内导向杯（10）固定设置在外导向杯（9）上，弹簧（3）位于外导向杯（9）和内导向杯（10）之间，滑杆组件的滑杆顶端依次穿过同轴设置的外导向杯（9）、弹簧（3）和内导向杯（10）后与传感器总成的中心杆（51）底端固定连接。

6.根据权利要求5所述的真空执行装置，其特征在于：所述U型薄膜底板的下端面上固定设置有第一挡板（7）。

7.根据权利要求1所述的真空执行装置，其特征在于：所述下壳组件（2）包括U型下壳（13），U型下壳穿过滑杆组件的中心设置有朝向内腔凸起的凸台，凸台通过固定设置在下壳下底面上的第二挡板（16）封闭；所述凸台与第二挡板之间的空腔内设置有用于对滑杆组件中的滑杆进行导向的导向套（15），导向套（15）与凸台侧壁之间嵌装有密封圈（14）。

8.根据权利要求7所述的真空执行装置，其特征在于：所述下壳（13）与第二挡板（16）通过相配装的螺栓螺母固定连接。

9.根据权利要求7所述的真空执行装置，其特征在于：所述下壳（13）的侧壁上设置有放气孔（27）。

10.根据权利要求1至9任一项所述的真空执行装置，其特征在于：所述滑杆的底端设置有连接被执行机构的外螺纹（11）。