[發明專利]鐵氧體芯線圈裝置、傳感器裝置以及渦輪增壓器

在審

• 申請號: 202010582893.0
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN112151247A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: J.A.蒂蓋拉亞爾;A.圖爾;A.伊斯特拉特;L.利比斯
• 申請（專利權）人: 杰凱特技術集團股份公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/24;F04D27/00;G01P3/48
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

本發明涉及一種鐵氧體芯線圈裝置(1)，其包括電磁線圈(2)和保持線圈(2)的鐵氧體芯(3)。弦形成鐵氧體芯(3)的彎曲邊緣(4a)。線圈(2)的第一扇區(2a)未布置在床(3a)上，而線圈(2)的第二扇區(2b)布置在床(3a)上，其中第一扇區(2a)相對于第二扇區(2b)以彎曲角度(a)圍繞彎曲邊緣(4a)彎曲。此外，本發明涉及一種用于確定金屬可旋轉物體(28)的旋轉速度的具有鐵氧體芯線圈裝置(1)的傳感器裝置(1a)以及一種具有這種傳感器裝置(1a)的渦輪增壓器(20)。

技術領域

本發明涉及一種鐵氧體芯線圈裝置，更特別地，涉及一種用于傳感器裝置的鐵氧體芯線圈裝置。

背景技術

渦輪增壓器將汽車發動機廢氣中的廢能轉換為壓縮空氣，然后迫使其回到汽車發動機中。這導致發動機燃燒更多的燃料，從而產生更多的動力，同時消耗更少的能量，從而提高燃燒過程的整體效率。渦輪增壓器通常包括渦輪機輪和壓縮機輪，它們通過支撐在軸承系統上的公共軸連接。渦輪機輪由廢氣驅動，從而又驅動壓縮機輪，壓縮機輪吸入并壓縮環境空氣，然后將其送入發動機的氣缸。通過渦輪增壓，可以將小型發動機的性能水平提高到沒有渦輪增壓的大型發動機的性能水平，從而降低了燃油消耗和排放。因此，渦輪增壓器越來越多地用于乘用車、商用車、越野車和運動車的柴油和汽油發動機。

確定渦輪增壓器的壓氣機葉輪的旋轉速度對于優化其效率以及確保渦輪增壓器和發動機保持在各自的安全運行范圍內至關重要。當今的渦輪增壓器需要在不斷提高的廢氣溫度和壓縮機入口溫度下可靠地連續運行。與柴油對應物相比，現代汽油渦輪增壓器必須在更高的發動機罩溫度環境下運行，壓縮機葉輪的溫度約為200℃或更高。現代渦輪增壓器壓氣機輪通常由可以承受高應力的堅固、輕便的傳導材料比如鋁、鈦或鎂制成。這種壓縮機輪的旋轉速度可被測量，最好借助于主動渦流原理，其中由振蕩系統產生磁場并且當壓縮機葉片穿過傳感器末端前方的磁場時使用感測線圈檢測壓縮機葉片。

渦輪增壓器速度傳感器通常通過將傳感器頭/傳感器末端與通過至傳感器電子設備的線纜而位于靠近壓縮機輪的感測元件相連來實現。

測量渦輪增壓器速度的應用面臨挑戰，因為葉輪/壓縮機輪(目標輪)通常非常薄(十分之幾毫米；特別是對于乘用車而言)，因此輸送低信號。同樣，感測距離/氣隙即感測元件(通常是標準扁平線圈，比如煎餅線圈)與目標(葉片)之間的距離隨線圈扁平而變化，而渦輪增壓器殼體的內壁是圓形/鞍形的且葉輪/壓氣機輪的外殼是彎曲的。

一般而言，除其他因素外，用作感測元件的線圈類型對檢測信號形狀具有決定性影響。為了達到可靠的旋轉速度計算，優選地，每當葉片經過傳感器末端的前面時，檢測信號應表現出具有足夠幅度的盡可能尖銳的信號峰。如果例如信號峰的幅度不夠大(即信號不夠強)，則可能沒有檢測到峰，這又將導致錯誤的旋轉速度。通常，檢測信號的幅度隨著葉片厚度的減小而減小，因此使得檢測薄葉片變得更加困難。外部影響(比如裝有傳感器的裝置的外殼)也起著重要作用，并且可能產生高達50％的信號幅度調制損耗。

除了薄葉片信號弱的問題外，所有這些解決方案還有另一個常見問題，即在檢測信號中出現所謂的“雙峰”。這意味著一個單峰實際上可能顯示兩個峰。這也可能導致錯誤的旋轉速度，因為系統可能會將雙峰解釋為兩個不同的單峰，即：兩個葉片通道而不是一個。

渦輪增壓器的感測元件的輸出信號的這些屬性在可用的解決方案方面引起問題，其程度是所測量的rpm(每分鐘轉數)值可能是錯誤的。

在已知的應用中，采用相對較大的線圈以獲得足夠強的輸出信號。然而，在渦輪增壓器應用中，需要有較小的感應元件/線圈，以允許傳感器裝置的末端小/薄，從而避免諸如熱點和空氣動力擾動之類的負面影響，其可能會對渦輪增壓器的功能產生負面影響。在可用的解決方案中使用大的扁平線圈時，變化的感應距離/氣隙的干擾效果甚至更強。此外，具有如此大的線圈的傳感器末端太大以致于無法插入新一代的小型渦輪增壓器中。

發明內容