[發(fā)明專利]用于渦輪增壓器廢氣旁通閥的電控驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410816865.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104595019A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 過(guò)于成;汪植亮;何元飛;邵一濤;孫浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)合汽車電子有限公司
• 主分類號(hào): F02B37/18
• 分類號(hào): F02B37/18
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 王江富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制渦輪增壓器廢氣旁通閥的電控驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

隨著汽車的逐漸普及，汽車排放法規(guī)的加嚴(yán)，環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng)，人們對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和節(jié)能減排性能提出了越來(lái)越高的要求。越來(lái)越多的汽車開(kāi)始采取渦輪增壓技術(shù)。提高渦輪增壓器的性能是提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和節(jié)能減排性能的重要措施。

渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪箱中的渦輪，渦輪以每分鐘十萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的速度旋轉(zhuǎn)，同一軸上高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪不斷地從外界吸入空氣并壓縮后送入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣密度，達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和扭矩并降低排放的目的。在沒(méi)有廢氣旁通閥的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，增壓壓力越來(lái)越大，從而推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)速越來(lái)越高，進(jìn)而增壓器壓氣端產(chǎn)生更多的進(jìn)氣，如此循環(huán)，渦輪越轉(zhuǎn)越快，對(duì)渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)本體都有可能造成嚴(yán)重的破壞。

現(xiàn)有的大批量使用的廢氣旁通閥常為機(jī)械式控制閥，由上下閥體蓋、膜片、彈簧、閥桿組成。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的增壓壓力達(dá)到一定限值時(shí)，廢氣旁通閥的膜片克服彈簧的反作用力推動(dòng)閥桿使旁通閥門開(kāi)啟，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的一部分從放氣管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，這樣廢氣壓力下降，渦輪轉(zhuǎn)速下降，壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速下降，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的增壓壓力下降。增壓壓力下降后，廢氣旁通閥內(nèi)彈簧彈力恢復(fù)，閥桿帶動(dòng)旁通閥門關(guān)閉放氣管路，所有發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣參與渦輪做功，渦輪轉(zhuǎn)速上升，壓氣機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速上升，增壓壓力上升。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的調(diào)節(jié)。

但機(jī)械式廢氣旁通閥存在許多缺點(diǎn)：

1.機(jī)械式旁通閥壓緊力較低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩特性不利。

2.旁通閥門的預(yù)緊力根據(jù)增壓壓力設(shè)定，需要調(diào)節(jié)閥桿長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)緊力，調(diào)節(jié)起來(lái)比較麻煩。

3.不能對(duì)旁通閥門開(kāi)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作調(diào)節(jié)和實(shí)時(shí)位置反饋。

4.氣壓壓力克服彈簧彈力和彈力恢復(fù)的驅(qū)動(dòng)方式?jīng)Q定了旁通閥門響應(yīng)時(shí)間慢，精度差。

鑒于機(jī)械式廢氣旁通閥存在上述問(wèn)題，一些廠家開(kāi)始設(shè)計(jì)電子驅(qū)動(dòng)和控制的驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制旁通閥，但是存在一些不足。

中國(guó)專利201220226875X公開(kāi)了一種電磁廢氣旁通閥，如圖1所示，包括帶有閥腔的閥體1、位于閥體底部的進(jìn)氣口2、與進(jìn)氣口2連通的執(zhí)行/控制口12、通過(guò)閥腔與進(jìn)氣口2連通的出氣口3，還包括封裝于閥腔內(nèi)的電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)；還包括壓力傳感器11，所述的壓力傳感器11的信號(hào)線與汽車電子控制單元相連接，并固定在廢氣旁通閥的側(cè)面，其壓力探頭設(shè)置于閥體執(zhí)行/控制口的內(nèi)壁上方；電磁的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括固定安裝在閥腔底部的軸套10、閥腔中部的電磁線圈8、穿過(guò)閥腔上部的密封材料并帶有插接件9的電磁線圈線束、插接件9與汽車電子控制單元相連接、電磁線圈8內(nèi)孔中設(shè)置的密封閥門7、可在密封閥門7腔內(nèi)滑動(dòng)的支承盤5、可將閥腔分隔成兩個(gè)密封腔室的膜片4以及支承盤5與密封閥門7之間的彈簧6；軸套10外沿帶有外螺紋，閥腔底部的閥體1設(shè)有與外螺紋配合的內(nèi)螺紋。發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，渦輪增壓器內(nèi)需要供氣，壓力傳感器所測(cè)的壓力值傳輸給汽車電子控制單元時(shí)，汽車電子控制單元根據(jù)所設(shè)置的壓力值給出廢氣旁通閥電磁線圈的斷開(kāi)信號(hào)，當(dāng)電磁線圈8處于斷電狀態(tài)，不產(chǎn)生吸合力，支撐盤5在彈簧6的作用下，頂住膜片4，使進(jìn)氣口2與執(zhí)行/控制口12在閥體1的腔體內(nèi)導(dǎo)通，進(jìn)入閥體1的廢氣通過(guò)進(jìn)氣口2和執(zhí)行/控制口12為渦輪增壓器的壓氣機(jī)供氣，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)渦輪增壓器內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器所測(cè)的壓力值傳輸給汽車電子控制單元時(shí)，汽車電子控制單元根據(jù)所設(shè)置的壓力值給出廢氣旁通閥電磁線圈的連通信號(hào)，給電磁線圈8供電，產(chǎn)生吸合力，將支撐盤5吸合到密封閥門7上，解除膜片對(duì)出氣口的封閉，在廢氣壓力的作用下，膜片4被壓開(kāi)，使進(jìn)氣口2、執(zhí)行/控制口12及出氣口3在閥體1的腔體內(nèi)都處于導(dǎo)通狀態(tài)，但在壓力平衡的作用下，使廢氣通過(guò)進(jìn)氣口2直接進(jìn)入出氣口3，通過(guò)出氣口3排入到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口內(nèi)，使廢氣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)入充分的二次燃燒，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

中國(guó)專利201220226875X公開(kāi)了的電磁廢氣旁通閥驅(qū)動(dòng)器，利用電磁力進(jìn)行支撐盤5的運(yùn)動(dòng)控制，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電磁式，存在驅(qū)動(dòng)力不大、沒(méi)有位置反饋、精度差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種的用于渦輪增壓器廢氣旁通閥的電控驅(qū)動(dòng)器，輸出力矩大，響應(yīng)時(shí)間快，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，成本低，并能實(shí)現(xiàn)旁通閥門開(kāi)關(guān)自由控制，準(zhǔn)確方便地控制渦輪增壓器廢氣旁通閥的開(kāi)度，避免自鎖，而且能夠衍生不同傳動(dòng)比。