CN209308823U - 电控放气阀保护装置及电控放气阀 - Google Patents

Abstract

本申请公开的电控放气阀保护装置，通过限位装置，实现对放气阀执行器内设置的膜片的位移进行限制，以避免膜片在受到强气压冲击时位移过大而导致膜片被撕裂。可见，本实用新型中的电控放气阀保护装置能够保护放气阀执行器中的膜片，避免膜片被损坏，保证了电控放气阀的性能。

Description

电控放气阀保护装置及电控放气阀

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及电控放气阀保护装置及电控放气阀。

背景技术

电控放气阀增压器是一种能够增加发动机气缸进气压力，且增压压力可精确控制的装置，在提升发动机排温、提升高原能力等方面具有明显优势。电控放气阀增压器上使用的电控放气阀主要包括电气调压阀和放气阀执行器两部分结构，电气调压阀与放气阀执行器相连，通过控制电气调压阀可以将某一压力值的气体进入放气阀执行器，放气阀执行器内设置的膜片会在该气体压力下产生相应的位移，该位移会带动与放气阀执行器相连的放气阀阀片运动，实现对增压器的增压压力的控制。可见，电控放气阀执行器内设置的膜片是影响放气阀性能的关键部件。

通常的膜片为橡胶材料，其耐压能力有限。实际应用中，膜片的位移超过膜片的弹性范围之后，膜片会被撕裂，导致电控放气阀的性能受到影响。

因此，亟需一种电控放气阀保护装置来保护放气阀执行器中的膜片。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电控放气阀保护装置及电控放气阀，以保护放气阀执行器中的膜片，避免膜片被损坏，从而保证电控放气阀的性能。

为此，本实用新型公开如下技术方案：一种电控放气阀保护装置，包括：用于限制放气阀执行器的膜片位移的限位装置；

其中，限位装置包括：位移传感器和第一控制器；位移传感器设置在放气阀执行器的阀杆上，且位移传感器与第一控制器相连接；和/或，

限位装置包括：定位销；定位销设置在增压器的涡轮机外壳上距离阀杆穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离处，其中，第一预设距离基于阀杆的有效行程范围和定位销的规格设定。

优选地，阀杆包括推杆和曲柄，推杆的一端与膜片相连，推杆的另一端与曲柄的一端相连，曲柄的另一端穿过涡轮机外壳与放气阀阀片相连；

位移传感器设置在推杆上；

定位销设置在增压器的涡轮机外壳上距离曲柄穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离处。

优选地，该装置还包括：用于限制放气阀执行器的膜片温度的限温装置；限温装置设置在放气阀执行器内。

优选地，限温装置包括温度传感器和第二控制器，温度传感器设置在放气阀执行器的壳体形成的空腔内，且温度传感器与第二控制器相连接。

本实用新型还提供了一种电控放气阀，包括：放气阀阀片、放气阀执行器、电气调压阀和电控放气阀保护装置；

其中，放气阀阀片设置在增压器的涡轮机内；

放气阀执行器至少包括膜片和阀杆，其中阀杆的一端与膜片相连接；阀杆的另一端穿过涡轮机的外壳与放气阀阀片相连；

电气调压阀的输出端与放气阀执行器的膜片相连，电气调压阀的输入端与气源相连，电气调压阀的控制端与电子控制单元相连。

优选地，该电控放气阀还包括：压力传感器，压力传感器设置在电气调压阀的输出端与放气阀执行器的膜片之间，压力传感器与电子控制单元相连。

可见，本实用新型中，通过限位装置，实现对放气阀执行器内设置的膜片位移进行限制，以避免膜片在受到强气压冲击时位移过大而导致膜片被撕裂。可见，本实用新型中的电控放气阀保护装置能够保护放气阀执行器中的膜片，避免膜片被损坏，保证了电控放气阀的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置适用的电控放气阀增压器的一种结构示意图；

图2A是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的一种结构示意图；

图2B是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的又一种结构示意图；

图2C是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的又一种结构示意图；

图3A是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的又一种结构示意图；

图3B是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的又一种结构示意图；

图3C是本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的又一种结构示意图；

图4是本实用新型实施例的电控放气阀的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于理解，先对本实用新型中电控放气阀保护装置所适用的电控放气阀增压器的结构进行介绍。如，参见图1，其示出了电控放气阀增压器的一种结构示意图。在图1所示的电控放气阀增压器中包括：电气调压阀101、放气阀执行器102和增压器103。

其中，电气调压阀101包括输入端、输出端以及控制端。其中，输入端与稳压气源相连，输出端与放气阀执行器102相连，控制端与发动机的电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)相连。

其中，ECU是发动机的大脑，与各种温度传感器相连，可以实时监控发动机运行过程中的各种信息，并按照预先设计的程序处理各种信息，发出相应的控制指令给各相关的执行机构，执行各种预定的控制功能，如控制电气调压阀101处于不同开度，稳压气源中的气体可以不同的压力进入放气阀执行器102。

放气阀执行器102包括：壳体、膜片1021、阀杆和弹簧等结构。

其中，膜片1021在外周缘上与壳体密封地相连接。

阀杆可以由相互连接的推杆1022和曲柄1023两部分构成。推杆1022的一端位于壳体形成的空腔内，与膜片1021相连接；另一端位于壳体外部，与曲柄1023的一端相连接，曲柄1023的另一端与增压器103内的放气阀阀片相连接。

可以理解的是，在其他实施例中，阀杆还可以是一体成型的杆结构，该杆结构的一端位于壳体形成的空腔内，与膜片相连接；另一端位于壳体外部，与增压器103内的放气阀阀片相连接。

增压器103包括：涡轮机和压气机，其中涡轮机内设置有放气阀阀片。

上述电控放气阀增压器的工作过程是：稳压气源作为电气调压阀101的输入，ECU按照脉冲宽度调制(PWM)方式控制电气调压阀101处于不同开度，以控制电气调压阀101输出至放气阀执行器102的气体压力。电气调压阀101输出的气体首先会经过放气阀执行器102的膜片1021，膜片1021在该气体的冲击下发生向右位移，带动与其相连的推杆1022向右移动，与推杆1022相连的曲柄1023也会发生位移，曲柄位移将触发涡轮机内设置的放气阀阀片运动，实现增压器放气控制。

上述工作过程中，在电气调压阀101输出的气体压力很大时，膜片1021可能会在强压气流冲击下发生超出膜片弹性范围的位移，导致膜片被撕裂，从而影响电控放气阀的性能。

下面对本实用新型提出的用于解决上述技术问题的电控放气阀保护装置进行介绍。

参考图2A～图2C，其分别示出了本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的一种结构示意图，该电控放气阀保护装置适用于上述电控放气阀增压器，该装置包括：限位装置。

其中，限位装置用于限制放气阀执行器102的膜片1021的位移。

可以理解的是，限位装置可以包括多种实现方式。

在一种可能的实现中，如图2A所示，限位装置包括位移传感器201和第一控制器，该位移传感器设置在放气阀执行器的阀杆上，且该位移传感器与第一控制器相连接。第一控制器可以是专用于控制电气调压阀输出至膜片的气体压力的控制器，也可以为ECU。

其中，在阀杆由相互连接的推杆1022和曲柄1023两部分构成时，位移传感器201可以设置在阀杆所包括的推杆1022上。

可以理解的是，该位移传感器201可以检测出阀杆的位移。由于放气阀执行器的阀杆与膜片相连，在膜片发生位移时，会带动阀杆发生位移，因此阀杆的位移可视作膜片的位移。

基于该位移传感器限制膜片位移的具体实现可以是：位移传感器实时监测阀杆的位移，并将监测到的位移值发送给与其相连的第一控制器。第一控制器设定一个位移阈值，比较接收到的位移值与位移阈值，若接收到的位移值小于位移阈值，则不做处理；若接收到的位移值大于位移阈值，则调整用于控制电气调压阀101开度的PWM占空比，控制电气调压阀101的开度减小，使位移值低于位移阈值。其中，阀杆的有效行程范围在发动机性能试验标定后可以确定出，上述位移阈值可以基于阀杆的有效行程范围确定。

在另一种可能的实现中，如图2B所示，限位装置包括定位销202，其中，定位销是限制活动物体的自由度的结构或零件。定位销202设置在涡轮机外壳的预定位置处，该预定位置距离阀杆穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离。第一预设距离可以基于阀杆的有效行程范围确定。

其中，在阀杆由相互连接的推杆1022和曲柄1023两部分构成时，定位销202可以设置在涡轮机外壳上距离曲柄1023穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离处，可以用来限制曲柄1023的自由度。第一预设距离可以是在推杆1022的有效行程范围确定后，根据推杆1022的有效行程范围设定一个曲柄角度阈值，根据该曲柄角度阈值确定。

可以理解的是，由于放气阀执行器102的曲柄1023与推杆1022相连，推杆1022与膜片1021相连，在膜片1021发生位移时，带动推杆1022发生位移，推杆1022位移会带动曲柄1023的自由度发生变化，因此限制曲柄1023的自由度可视作限制膜片1021的位移。这里曲柄的自由度指的是曲柄1023与推杆1022之间的角度。

在又一种可能的实现中，如图2C所示，限位装置同时包括位移传感器201、第一控制器以及定位销202，该位移传感器设置在放气阀执行器的阀杆上，且该位移传感器与第一控制器相连接。定位销设置在涡轮机外壳的预定位置处，该预定位置距离阀杆穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离。

其中，在阀杆由相互连接的推杆和曲柄两部分构成时，位移传感器可以设置在推杆上，定位销可以设置在涡轮机外壳上距离曲柄穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离处。

这种实现中，对膜片进行了电气和机械双重限位，强有力地保证了膜片位移不超过位移阈值。

本实用新型中，通过限位装置，实现对放气阀执行器内设置的膜片位移进行限制，以避免膜片在受到强气压冲击时位移过大而导致膜片被撕裂。可见，本实用新型中的电控放气阀保护装置能够保护放气阀执行器中的膜片，避免膜片被损坏，保证了电控放气阀的性能。

考虑到膜片过热后会失效，也会影响电控放气阀的性能。为了进一步保证电控放气阀的性能，本实用新型中提供了又一种电控放气阀保护装置，参考图3A～3C，其分别示出了本实用新型实施例的电控放气阀保护装置的一种结构示意图，该电控放气阀保护装置适用于上述电控放气阀增压器100，该装置包括：限位装置和限温装置。

图3A～图3C示出的电控放气阀保护装置是在上述图2A～2C示出的电控放气阀保护装置的基础上增设了限温装置。其中，限位装置的介绍可参见上述实施例，此处不再赘述。

其中，限温装置用于限制放气阀执行器102的膜片1021的温度。

在限温装置的一种可能实现中，限温装置包括温度传感器301和第二控制器，其中温度传感器设置在放气阀执行器102的壳体内，且该温度传感器与第二控制器相连接。其中，第二控制器与发动机的降温装置相连，用于控制发动机的温度。第二控制器可以是新增的用于实现降低发动机温度的控制器，也可以为ECU。

可以理解的是，膜片设置在放气阀执行器的壳体内，放气阀执行器的壳体内的温度可以代表膜片的温度。

基于该温度传感器限制膜片温度的具体实现可以是：温度传感器实时监测放气阀执行器的壳体内的温度，并将监测到的温度值发送给与其相连的第二控制器。第二控制器设定一个温度阈值，比较接收到的温度值与温度阈值，若接收到的温度值小于温度阈值，则不做处理；若接收到的温度值大于温度阈值，则控制发动机的降温装置执行相应的降温手段，如限制发送机扭矩等，发动机整体温度降低，放气阀执行器内的温度自然也会降低。其中，温度阈值可以根据膜片材料的耐温值进行设定。

可以理解的是，电控放气阀保护装置也可以仅包括限温装置，通过限温装置，实现对放气阀执行器内设置的膜片温度进行限制，以避免膜片因过热而失效。

本实用新型中的电控放气阀保护装置中同时包括限位装置和限温装置，既能限制膜片位移，避免膜片撕裂，又能限制膜片温度，避免膜片失效，对膜片进行双重保护，保证了放气阀性能。

基于上述实施例中的电控放气阀保护装置，本实用新型还提出了一种新型电控放气阀。参见图4，其示出了本实用新型实施例的电控放气阀的一种结构示意图，该电控放气阀包括：

放气阀阀片401、放气阀执行器402、电气调压阀403和电控放气阀保护装置；

其中，放气阀阀片401设置在增压器的涡轮机内；

放气阀执行器402至少包括膜片4021和阀杆，其中阀杆的一端与膜片4021相连接，阀杆的另一端穿过涡轮机外壳与放气阀阀片相连接。

电气调压阀403的输出端与放气阀执行器402的膜片4021相连，电气调压阀403的输入端与气源相连，电气调压阀402的控制端与电子控制单元相连。

电控放气阀保护装置包括用于限制膜片4021的位移的限位装置；限位装置包括：位移传感器404和第一控制器；和/或，限位装置包括：定位销405。

其中，阀杆可以有多种结构。在阀杆的一种可能的结构中，阀杆可以由相互连接的推杆4022和曲柄4023两部分构成。推杆4022的一端位于壳体形成的空腔内，与膜片4021相连接；推杆4022的另一端位于壳体外部，与曲柄4023的一端相连接，曲柄4023的另一端穿过涡轮机外壳与放气阀阀片401相连接。

在上述阀杆结构下，位移传感器404设置在推杆4022上，且位移传感器404与第一控制器相连接；定位销405设置在涡轮机外壳上的预定位置处，预定位置距离曲柄4022穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离，其中，第一预设距离基于推杆4021的有效行程范围和定位销的规格设定。

在阀杆的另一种可能的结构中，阀杆可以是一体成型的杆结构，该杆结构的一端位于壳体形成的空腔内，与膜片相连接；另一端位于壳体外部，穿过涡轮机外壳与放气阀阀片相连接。在这种阀杆结构下，位移传感器设置在该杆结构上，且位移传感器与第一控制器相连接；定位销设置在涡轮机外壳上的预定位置处，预定位置距离杆结构穿过涡轮机外壳的位置第一预设距离，其中，第一预设距离基于杆结构的有效行程范围和定位销的规格设定。

在另一种可能的实现中，电控放气阀保护装置除了包括限位装置，还可以包括用于限制膜片温度的限温装置，限温装置包括温度传感器406和第二控制器，温度传感器406设置在放气阀执行器的壳体形成的空腔内，且温度传感器406与第二控制器相连接。

其中，电控放气阀保护装置可参见上面实施例的介绍，此处不再赘述。

在一种可能的实现中，电控放气阀还包括：压力传感器407，该压力传感器407设置在电气调压阀403的输出端与放气阀执行器402的膜片4021之间，且该压力传感器407与电子控制单元相连。

本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电控放气阀保护装置，其特征在于，包括：用于限制放气阀执行器的膜片位移的限位装置；

其中，所述限位装置包括：位移传感器和第一控制器；所述位移传感器设置在所述放气阀执行器的阀杆上，且所述位移传感器与所述第一控制器相连接；和/或，

所述限位装置包括：定位销；所述定位销设置在增压器的涡轮机外壳上距离所述阀杆穿过所述涡轮机外壳的位置第一预设距离处，其中，所述第一预设距离基于所述阀杆的有效行程范围和所述定位销的规格设定。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀杆包括推杆和曲柄，所述推杆的一端与所述膜片相连，所述推杆的另一端与所述曲柄的一端相连，所述曲柄的另一端穿过涡轮机外壳与放气阀阀片相连；

所述位移传感器设置在所述推杆上；

所述定位销设置在增压器的涡轮机外壳上距离所述曲柄穿过所述涡轮机外壳的位置第一预设距离处。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：用于限制放气阀执行器的膜片温度的限温装置；所述限温装置设置在所述放气阀执行器内。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述限温装置包括温度传感器和第二控制器，所述温度传感器设置在所述放气阀执行器的壳体形成的空腔内，且所述温度传感器与所述第二控制器相连接。

5.一种电控放气阀，其特征在于，包括：放气阀阀片、放气阀执行器、电气调压阀和权利要求1～4任一项所述的电控放气阀保护装置；

其中，所述放气阀阀片设置在增压器的涡轮机内；

所述放气阀执行器至少包括膜片和阀杆，其中所述阀杆的一端与所述膜片相连接；所述阀杆的另一端穿过所述涡轮机的外壳与所述放气阀阀片相连；

所述电气调压阀的输出端与所述放气阀执行器的膜片相连，所述电气调压阀的输入端与气源相连，所述电气调压阀的控制端与电子控制单元相连。

6.如权利要求5所述的电控放气阀，其特征在于，还包括：压力传感器，所述压力传感器设置在所述电气调压阀的输出端与所述放气阀执行器的膜片之间，所述压力传感器与电子控制单元相连。