[发明专利]涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种涡轮增压器气动执行器装置，尤其涉及一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，属于内燃机领域。

背景技术

随着国家排放法规和用户需求的不断发展，发动机尤其是柴油发动机的增压技术也有了长足的进步，废气涡轮增压器的结构从传统的固定截面发展到了能够兼顾发动机低速扭矩的废气旁通结构增压器，到了国III排放法规实施以后，人们对于能够兼顾发动机高低速性能的发动机增压器的需求越来越强烈，可变截面涡轮增压器成为了国内外研发的重点。在可变截面涡轮增压器应用上，其控制一直是一个大问题，传统气动执行器由于行程特性不能分段，只能线性控制，无法实现全工况的性能匹配，而采用电控执行器，成本会增加很多，而且可靠性也存在一定问题，研发一种分段式行程特性气动执行器，实现可变截面涡轮增压器性能匹配、成本、可靠性的有机统一，已是涡轮增压器厂家迫切需要解决的问题。

目前，增压器气动执行器结构如图1所示，一般包括上壳体8、橡胶膜片6、膜片座7、弹簧2、下壳体1、芯杆3、气嘴10，上壳体8与下壳体1通过螺栓5与橡胶膜片6连在一起，膜片座7与芯杆3通过螺母9连接在一起，整个气动执行器通过连接螺纹孔4安装在增压器上。工作时，带有压力的气体从气嘴10进入上壳体8与橡胶膜片6形成的密闭空腔，推动橡胶膜片6与膜片座7向下壳体1方向移动，膜片座7带动与其组装在一起的芯杆3一起移动，实现对增压器的调节。这种气动执行器由于只靠单个弹簧来决定最终的行程特性，所以只能是线性运动，行程特性由弹簧的弹性系数决定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对传统增压器气动执行器结构的以上缺陷，提供一种能够实现可变截面涡轮增压器性能匹配、成本、可靠性的有机统一的涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种涡轮增压器的分段式行程特性气动执行器装置，包括上壳体和下壳体；

上壳体和下壳体之间设有橡胶膜片；

橡胶膜片将上壳体与下壳体之间的空腔间隔成两个互不连通的空腔：第一空腔和第二空腔；

第二空腔内靠近橡胶膜片的位置设有膜片座；

所述膜片座上连接有辅芯杆；辅芯杆上安装有两道弹性系数不同的弹簧。

以下是本发明对上述方案的进一步改进：

膜片座上焊接有上锁止销组件，辅芯杆与膜片座之间能够相互滑动，也能够通过上锁止销组件锁在一起运动；

辅芯杆远离膜片座的一端从下壳体上伸出并与下壳体之间滑动连接。

进一步改进：

所述膜片座上连接有主芯杆；所述主芯杆的其中一端与膜片座固定连接，另一端从下壳体上伸出并与下壳体滑动连接。

进一步改进：

所述膜片座上连接有主芯杆；所述主芯杆的其中一端与膜片座固定连接，另一端从下壳体上伸出并与下壳体滑动连接。

下壳体上位于辅芯杆一侧的位置固定连接有与辅芯杆平行的辅助杆，所述辅助杆的另一端位于下壳体内。

进一步改进：

所述辅助杆上靠近膜片座的一端的端部靠里位置设有第一凹下带；

主芯杆上靠近下壳体的位置设有第二凹下带，下壳体上靠近第二凹下带的位置设有下锁止销组件，下锁止销组件焊接在下壳体上；

辅芯杆上设有锁止销孔，以与上锁止销组件、下锁止销组件配合进行辅芯杆的锁止。

进一步改进：辅芯杆上设有主弹簧座和辅弹簧座，主弹簧座与辅芯杆通过焊接连接在一起，辅弹簧座与辅芯杆之间滑动连接，两道弹性系数不同的弹簧分别设置在主弹簧座和辅弹簧座上。

进一步改进：所述主弹簧座设置在辅弹簧座与膜片座之间。

进一步改进：主弹簧的长度和直径都小于辅弹簧的长度和直径，辅弹簧套装在主弹簧的外部。

工作时，带有压力的气体从气嘴进入第一空腔，推动橡胶膜片与膜片座向下壳体方向移动，膜片座通过上锁止销组件与辅芯杆连在一起运动，辅芯杆通过焊接在一起的主弹簧座压缩主弹簧，主芯杆随着膜片座一起运动，对增压器进行调节。

此时，只主弹簧起作用，行程特性由主弹簧的弹性系数决定。随着压力的升高，膜片座继续移动，当上锁止销组件进入辅助杆的第一凹下带、下锁止销组件离开主芯杆的第二凹下带时，膜片座与辅芯杆断开连接，同时，辅芯杆被锁死，不再参与运动。

膜片座继续推动辅弹簧座向下壳体方向移动，压缩辅弹簧，此时，只辅弹簧起作用，行程特性由辅弹簧的弹性系数决定。