專利名稱：渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪增壓器氣動執(zhí)行器裝置，尤其涉及一種渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，屬于內(nèi)燃機領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著國家排放法規(guī)和用戶需求的不斷發(fā)展，發(fā)動機尤其是柴油發(fā)動機的增壓技術(shù)也有了長足的進步，廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的固定截面發(fā)展到了能夠兼顧發(fā)動機低速扭矩的廢氣旁通結(jié)構(gòu)增壓器，到了國III排放法規(guī)實施以后，人們對于能夠兼顧發(fā)動機高低速性能的發(fā)動機增壓器的需求越來越強烈，可變截面渦輪增壓器成為了國內(nèi)外研發(fā)的重點。在可變截面渦輪增壓器應(yīng)用上，其控制一直是一個大問題，傳統(tǒng)氣動執(zhí)行器由于行程特性不能分段，只能線性控制，無法實現(xiàn)全工況的性能匹配，而采用電控執(zhí)行器，成本會增加很多，而且可靠性也存在一定問題，研發(fā)一種分段式行程特性氣動執(zhí)行器，實現(xiàn)可變截 面渦輪增壓器性能匹配、成本、可靠性的有機統(tǒng)一，已是渦輪增壓器廠家迫切需要解決的問題。目前，增壓器氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)如圖I、圖2所示，一般包括上殼體8、橡膠膜片6、膜片座7、彈簧2、下殼體I、芯桿3、氣嘴10,上殼體8與下殼體I通過螺栓5與橡膠膜片6連在一起，膜片座7與芯桿3通過螺母9連接在一起，整個氣動執(zhí)行器通過連接螺紋孔4安裝在增壓器上。工作時，帶有壓力的氣體從氣嘴10進入上殼體8與橡膠膜片6形成的密閉空腔，推動橡膠膜片6與膜片座7向下殼體I方向移動，膜片座7帶動與其組裝在一起的芯桿3 —起移動，實現(xiàn)對增壓器的調(diào)節(jié)。這種氣動執(zhí)行器由于只靠單個彈簧來決定最終的行程特性，所以只能是線性運動，行程特性由彈簧的彈性系數(shù)決定。另外，最近也有公司研發(fā)圖3、圖4所示結(jié)構(gòu)的分段式行程特性氣動執(zhí)行器，它包括上殼體8、橡膠膜片6、膜片座7、彈簧2、下殼體I、芯桿3、氣嘴10、輔助桿24、輔芯桿26、下鎖止銷組件27、主芯桿28、內(nèi)彈簧13、外彈簧14、上鎖止銷組件33，在輔助桿24上設(shè)有第一凹下帶34，在主芯桿28上設(shè)有第二凹下帶35。工作時，帶有壓力的氣體從氣嘴10進入上殼體8與橡膠膜片6形成的密閉空腔,推動橡膠膜片6與膜片座7向下殼體I方向移動，膜片座7通過上鎖止銷組件33與輔芯桿26連在一起運動，輔芯桿26通過焊接在一起的內(nèi)彈簧座29壓縮內(nèi)彈簧13，主芯桿28隨著膜片座7 —起運動，對增壓器進行調(diào)節(jié)。此時，只內(nèi)彈簧13起作用，行程特性由內(nèi)彈簧13的彈性系數(shù)決定。隨著壓力的升高，膜片座7繼續(xù)移動，當(dāng)上鎖止銷組件33進入輔助桿24的第一凹下帶34、下鎖止銷組件27離開主芯桿28的第二凹下帶35時，膜片座7與輔芯桿26斷開連接，同時，輔芯桿26被鎖死，不再參與運動。膜片座7繼續(xù)推動外彈簧座32向下殼體I方向移動，壓縮外彈簧14。此時，只外彈簧14起作用，行程特性由外彈簧14的彈性系數(shù)決定。當(dāng)壓力減小時，膜片座7回縮，當(dāng)上鎖止銷組件33離開輔助桿24的第一凹下帶34、下鎖止銷組件27進入主芯桿28的第二凹下帶35時，膜片座7與輔芯桿26重新連接，同時，輔芯桿26鎖死被打開，繼續(xù)參與運動，又只內(nèi)彈簧13起作用。這樣，從理論上可以實現(xiàn)各種不同行程特性的搭配。但是這種機構(gòu)很復(fù)雜，對加工精度要求高，而且，主芯桿不居中，易受力歪斜，導(dǎo)致鎖止機構(gòu)卡死。在實際加工中，較難工程化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)增壓器氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)的以上缺陷，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)可變截面渦輪增壓器性能匹配、成本、可靠性的有機統(tǒng)一的采用旋轉(zhuǎn)鎖死的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，包括上殼體和下殼體；
上殼體和下殼體之間設(shè)有橡膠膜片； 橡膠膜片將上殼體與下殼體之間的空腔間隔成兩個互不連通的空腔第一空腔和第二空腔；
第二空腔內(nèi)靠近橡膠膜片的位置設(shè)有膜片座；
所述膜片座上連接有芯桿，芯桿上安裝有兩道彈性系數(shù)不同的彈簧，內(nèi)彈簧和外彈
黃;
外彈簧套裝在內(nèi)彈簧的外部，所述芯桿上安裝有內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)。以下是本發(fā)明對上述方案的進一步優(yōu)化
內(nèi)彈簧的長度和中徑都小于外彈簧的長度和中徑。進一步優(yōu)化內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)包括套裝在芯桿上的鎖止上蓋，鎖止上蓋能圍繞芯桿旋轉(zhuǎn)；芯桿上靠近下殼體的位置固定安裝有鎖止下蓋，鎖止上蓋和鎖止下蓋分別設(shè)置在內(nèi)彈簧的兩端。進一步優(yōu)化鎖止上蓋遠離內(nèi)彈簧的一側(cè)位置安裝有旋轉(zhuǎn)銷，鎖止上蓋上與旋轉(zhuǎn)銷相對應(yīng)的位置設(shè)有中心滑槽；
鎖止上蓋旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度后，旋轉(zhuǎn)銷與鎖止上蓋的中心滑槽重合，旋轉(zhuǎn)銷能在鎖止上蓋的中心滑槽中滑動。進一步優(yōu)化所述鎖止上蓋靠近下殼體的位置設(shè)有螺旋形滑槽，滑槽內(nèi)安裝有鎖止銷，鎖止銷能在滑槽中移動。進一步優(yōu)化鎖止銷內(nèi)側(cè)安裝在鎖止下蓋上，鎖止下蓋中心設(shè)有六方孔，芯桿的截面為六方形，芯桿穿過六方孔與鎖止下蓋滑動連接。進一步優(yōu)化鎖止下蓋上設(shè)有凹槽，用于固定內(nèi)彈簧和外彈簧。進一步優(yōu)化所述外彈簧與上殼體之間安裝有外彈簧預(yù)緊套，外彈簧預(yù)緊套通過外彈簧預(yù)緊套定位螺釘進行預(yù)緊定位。工作時，帶有壓力的氣體從氣嘴進入第一空腔，推動橡膠膜片與膜片座向下殼體方向移動，膜片座帶動芯桿和旋轉(zhuǎn)銷一起運動。初始時，旋轉(zhuǎn)銷與鎖止上蓋的中心滑槽不重合，錯開一定角度，旋轉(zhuǎn)銷會壓著鎖止上蓋向下殼體方向移動。鎖止上蓋壓縮內(nèi)彈簧，此階段只內(nèi)彈簧起作用，行程特性由內(nèi)彈簧的彈性系數(shù)決定。在鎖止上蓋壓縮內(nèi)彈簧向下殼體移動的過程中，鎖止銷會沿鎖止上蓋的螺旋滑槽運動，推動鎖止上蓋旋轉(zhuǎn)，當(dāng)鎖止上蓋旋轉(zhuǎn)至其中心滑槽與旋轉(zhuǎn)銷重合時，旋轉(zhuǎn)銷進入鎖止上蓋中心滑槽，沿中心滑槽相對鎖止上蓋運動。此時，鎖止上蓋因有鎖止銷、滑槽、中心滑槽、旋轉(zhuǎn)銷的限位，不會回位，停在內(nèi)彈簧起作用的終點。膜片座推動外彈簧預(yù)緊套，壓縮外彈簧向下殼體方向移動，此階段只外彈簧起作用，行程特性由外彈簧的彈性系數(shù)決定。當(dāng)壓力減小時，旋轉(zhuǎn)銷跟隨芯桿向上殼體方向移動，當(dāng)移出中心滑槽時，中心滑槽和旋轉(zhuǎn)銷的限位作用消失，鎖止上蓋回旋至旋轉(zhuǎn)銷與中心滑槽不再重合，隨著壓力的持續(xù)減小，鎖止上蓋將旋回原位置。此階段，外彈簧在外彈簧預(yù)緊套被外彈簧預(yù)緊套定位螺釘限位之前，只外彈簧起作用，當(dāng)外彈簧被限位時，旋轉(zhuǎn)銷也正好移出中心滑槽，此點之后，只內(nèi)彈簧起作用。這樣，可以實現(xiàn)各種不同行程特性的搭配，盡可能的將增壓器性能調(diào)至最佳。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。


附圖I是本發(fā)明背景技術(shù)中氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是附圖I的右視 附圖3是本發(fā)明背景技術(shù)中分段式行程特性氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意 附圖4是附圖3的右視 附圖5是本發(fā)明實施例中氣動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)示意 附圖6是附圖5的右視 附圖7是本發(fā)明實施例中鎖止上蓋、旋轉(zhuǎn)銷、鎖止銷的安裝示意 附圖8是附圖7的左視 附圖9是本發(fā)明實施例中鎖止下蓋、鎖止銷的安裝示意 附圖10是附圖9的左視圖。圖中1_下殼體；2-彈簧；3-芯桿；4_連接螺紋孔；5_螺栓；6_橡膠膜片；7-膜片座；8_上殼體；9_螺母；10_氣嘴；11-鎖止下蓋；12_鎖止銷；13_內(nèi)彈簧；14_外彈簧；15-外彈簧預(yù)緊套；16_外彈簧預(yù)緊套定位螺釘；17-旋轉(zhuǎn)銷；18_鎖止上蓋；19-滑槽；20-中心滑槽；21_六方孔；22_第一空腔；23_第二空腔；24_輔助桿；26-輔芯桿；27_下鎖止銷組件；28_主芯桿；29_內(nèi)彈簧座；32-外彈簧座；33_上鎖止銷組件；34_第一凹下帶；35_第二凹下帶。
具體實施例方式實施例，如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示，一種渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，包括上殼體8和下殼體I ;
上殼體8和下殼體I之間設(shè)有橡膠膜片6 ；
橡膠膜片6將上殼體8與下殼體I之間的空腔間隔成兩個互不連通的空腔第一空腔22和第二空腔23 ；
第二空腔23內(nèi)靠近橡膠膜片6的位置設(shè)有膜片座7 ；
所述膜片座7上連接有芯桿3，芯桿3上安裝有兩道彈性系數(shù)不同的彈簧，內(nèi)彈簧13和外彈簧14。外彈簧14套裝在內(nèi)彈簧13的外部，所述芯桿3上安裝有內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)。內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)包括套裝在芯桿3上的鎖止上蓋18，鎖止上蓋18能圍繞芯桿3旋轉(zhuǎn)；芯桿3上靠近下殼體I的位置固定安裝有鎖止下蓋11，鎖止上蓋18和鎖止下蓋11分別設(shè)置在內(nèi)彈簧13的兩端。鎖止上蓋18遠離內(nèi)彈簧13的一側(cè)位置安裝有旋轉(zhuǎn)銷17，鎖止上蓋18上與旋轉(zhuǎn)銷17相對應(yīng)的位置設(shè)有中心滑槽20 ；
鎖止上蓋18旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度后，旋轉(zhuǎn)銷17與鎖止上蓋18的中心滑槽20重合，旋轉(zhuǎn)銷17能在鎖止上蓋18的中心滑槽20中滑動。所述鎖止上蓋18靠近下殼體I的位置設(shè)有螺旋形滑槽19，滑槽19內(nèi)安裝有鎖止銷12，鎖止銷12能在滑槽19中移動。鎖止銷12內(nèi)側(cè)安裝在鎖止下蓋11上，鎖止下蓋11中心設(shè)有六方孔21，芯桿3的 截面為六方形，芯桿3穿過六方孔21與鎖止下蓋11滑動連接。所述鎖止下蓋11與下殼體I固定連接，無相對運動。鎖止下蓋11上設(shè)有凹槽，用于固定內(nèi)彈簧13和外彈簧14。所述外彈簧14與上殼體8之間安裝有外彈簧預(yù)緊套15，外彈簧預(yù)緊套15通過外彈簧預(yù)緊套定位螺釘16進行預(yù)緊定位。工作時，帶有壓力的氣體從氣嘴10進入第一空腔22，推動橡膠膜片6與膜片座7向下殼體I方向移動，膜片座7帶動芯桿3和旋轉(zhuǎn)銷17 —起運動。初始時，旋轉(zhuǎn)銷17與鎖止上蓋18的中心滑槽20不重合，錯開一定角度，旋轉(zhuǎn)銷17會壓著鎖止上蓋18向下殼體I方向移動。鎖止上蓋18壓縮內(nèi)彈簧13，此階段只內(nèi)彈簧13起作用，行程特性由內(nèi)彈簧13的彈性系數(shù)決定。在鎖止上蓋18壓縮內(nèi)彈簧13向下殼體I移動的過程中，鎖止銷12會沿鎖止上蓋18的螺旋滑槽19運動，推動鎖止上蓋18旋轉(zhuǎn)，當(dāng)鎖止上蓋18旋轉(zhuǎn)至其中心滑槽20與旋轉(zhuǎn)銷17重合時，旋轉(zhuǎn)銷17進入鎖止上蓋18的中心滑槽20，沿中心滑槽20相對鎖止上蓋18運動。此時，鎖止上蓋18因有鎖止銷12、滑槽19、中心滑槽20、旋轉(zhuǎn)銷17的限位，不會回位，停在內(nèi)彈簧13起作用的終點。膜片座7推動外彈簧預(yù)緊套15，壓縮外彈簧14向下殼體I方向移動，此階段只外彈簧14起作用，行程特性由外彈簧14的彈性系數(shù)決定。 當(dāng)壓力減小時，旋轉(zhuǎn)銷17跟隨芯桿3向上殼體8方向移動，當(dāng)移出中心滑槽20時，中心滑槽20和旋轉(zhuǎn)銷17的限位作用消失，鎖止上蓋18回旋至旋轉(zhuǎn)銷17與中心滑槽20不再重合，隨著壓力的持續(xù)減小，鎖止上蓋18將旋回原位置。此階段，外彈簧14在外彈簧預(yù)緊套15被外彈簧預(yù)緊套定位螺釘16限位之前，只外彈簧14起作用，當(dāng)外彈簧14被限位時，旋轉(zhuǎn)銷17也正好移出中心滑槽20，此點之后，只內(nèi)彈簧13起作用。這樣，可以實現(xiàn)各種不同行程特性的搭配，盡可能的將增壓器性能調(diào)至最佳?，F(xiàn)在我們已經(jīng)按照國家專利法對發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員會識別本文所公開的具體實施例的改進或代替。這些修改是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，包括上殼體(8)和下殼體(I)； 上殼體(8 )和下殼體(I)之間設(shè)有橡膠膜片(6 ); 橡膠膜片(6)將上殼體(8)與下殼體(I)之間的空腔間隔成兩個互不連通的空腔第一空腔(22)和第二空腔(23)； 第二空腔(23)內(nèi)靠近橡膠膜片(6)的位置設(shè)有膜片座(7)； 所述膜片座(7)上連接有芯桿(3)，芯桿(3)上安裝有兩道彈性系數(shù)不同的彈簧，內(nèi)彈簧(13)和外彈簧(14)； 其特征在于 外彈簧(14)套裝在內(nèi)彈簧(13 )的外部，所述芯桿(3 )上安裝有內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在 于 內(nèi)彈簧(13)的長度和中徑都小于外彈簧(14)的長度和中徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)包括套裝在芯桿(3)上的鎖止上蓋(18)，鎖止上蓋(18)能圍繞芯桿(3)旋轉(zhuǎn)；芯桿(3)上靠近下殼體(I)的位置固定安裝有鎖止下蓋(11)，鎖止上蓋(18)和鎖止下蓋(11)分別設(shè)置在內(nèi)彈簧(13 )的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 鎖止上蓋(18)遠離內(nèi)彈簧(13)的一側(cè)位置安裝有旋轉(zhuǎn)銷(17),鎖止上蓋(18)上與旋轉(zhuǎn)銷(17)相對應(yīng)的位置設(shè)有中心滑槽(20)； 鎖止上蓋(18)旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)角度后，旋轉(zhuǎn)銷(17)與鎖止上蓋(18)的中心滑槽(20)重合，旋轉(zhuǎn)銷(17)能在鎖止上蓋(18)的中心滑槽(20)中滑動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 所述鎖止上蓋(18)靠近下殼體(I)的位置設(shè)有螺旋形滑槽(19)，滑槽(19)內(nèi)安裝有鎖止銷(12)，鎖止銷(12)能在滑槽(19)中移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 鎖止銷(12)內(nèi)側(cè)安裝在鎖止下蓋(11)上，鎖止下蓋(11)中心設(shè)有六方孔(21)，芯桿(3 )的截面為六方形，芯桿(3 )穿過六方孔(21)與鎖止下蓋(11)滑動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 鎖止下蓋(11)上設(shè)有凹槽，用于固定內(nèi)彈簧(13)和外彈簧(14)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，其特征在于 所述外彈簧(14)與上殼體(8)之間安裝有外彈簧預(yù)緊套(15)，外彈簧預(yù)緊套(15)通過外彈簧預(yù)緊套定位螺釘(16)進行預(yù)緊定位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦輪增壓器的分段式行程特性氣動執(zhí)行器裝置，包括上殼體和下殼體；上殼體和下殼體之間設(shè)有橡膠膜片；橡膠膜片將上殼體與下殼體之間的空腔間隔成兩個互不連通的空腔第一空腔和第二空腔；第二空腔內(nèi)靠近橡膠膜片的位置設(shè)有膜片座；所述膜片座上連接有芯桿，芯桿上安裝有兩道彈性系數(shù)不同的彈簧，內(nèi)彈簧和外彈簧；外彈簧套裝在內(nèi)彈簧的外部，所述芯桿上安裝有內(nèi)彈簧鎖止機構(gòu)，本發(fā)明可以實現(xiàn)各種不同行程特性的搭配，盡可能的將增壓器性能調(diào)至最佳。
文檔編號F02B37/22GK102852628SQ201210393928
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者李永泰, 桑悟海, 王航, 楊金玉, 郭宗利, 袁道軍, 張亮 申請人:康躍科技股份有限公司