[发明专利]一种锥齿轮定位的涡轮增压器喷嘴开度执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是一种锥齿轮定位的涡轮增压器喷嘴开度执行机构。

背景技术

可变喷嘴涡轮增压器通常用于发动机节能减排领域，随着此类装置的精密度的提升，对涡轮增压器的喷嘴开度调节精度的要求也随之提升，目前，可变喷嘴涡轮增压器喷嘴开度的调节方式分为气动控制和机械控制两种，由于机械控制通常以步进电机为动力源，可控性强，在设计高精度的涡轮增压器喷嘴开度执行机构上有一定优势。

专利号200410010610的专利中公开了一种可变截面涡轮增压器电子控制截面开度执行器，由齿轮式减速器、步进电机、滑动变阻器及连接机构作为主要部件构成，但该执行器直接以摇臂、拉杆此类非标准件为输出端，当输出端输出动作与非标准件尺寸关联时，不易对其输出端的动作进行量化，在该装置中，执行器需以滑动变阻器的反馈信号对输出位置进行误差校正，增加了装置的复杂性和成本，也会增加故障概率，同时该装置不能对执行动作的输出方向进行调整，因此在安装实施上不够灵活。

发明内容

本发明提出一种锥齿轮定位的涡轮增压器喷嘴开度执行机构，以锥齿轮组直接驱动执行机构的输出轴，可以用齿数对输出端的动作进行量化以便进行机电控制，而且可以对执行动作进行换向。

本发明采用以下技术方案。

一种锥齿轮定位的涡轮增压器喷嘴开度执行机构，所述执行机构包括控制模块、步进电机、减速器、固定架和输出连接机构，所述控制模块与步进电机连接并对其控制，所述步进电机以输出轴与减速器输入端连接；所述输出连接机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、减速器输出轴和对外输出轴，第一锥齿轮固定于对外输出轴，第二锥齿轮固定于减速器输出轴，所述减速器输出轴与减速器输出端相连，所述对外输出轴连接至外部涡轮增压器喷嘴，对外输出轴上的第一锥齿轮与减速器输出轴上的第二锥齿轮啮合以传动。

所述减速器为插入式减速器。

所述减速器经减速器支撑板固定于固定架上，所述步进电机经步进电机支撑板固定于固定架上。

所述第一锥齿轮经键、固定套圈固定于对外输出轴上，第二锥齿轮以键、固定套圈固定于输出连接机构的减速器输出轴上。

所述控制模块与外部设备相连，所述控制模块为把外部设备控制信号转换为脉冲信号来控制步进电机的旋转步数的控制模块。

本发明中，执行机构包括控制模块、步进电机、减速器、固定架和输出连接机构，所述控制模块与步进电机连接并对其控制，控制模块为把外部设备控制信号转换为脉冲信号来控制步进电机的旋转步数的控制模块，输出连接机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、减速器输出轴和对外输出轴，第一锥齿轮固定于对外输出轴，第二锥齿轮固定于减速器输出轴，所述减速器输出轴与减速器输出端相连，所述对外输出轴连接至外部涡轮增压器喷嘴，对外输出轴上的第一锥齿轮与减速器输出轴上的第二锥齿轮啮合以传动。该结构使用相互啮合的锥齿轮组直接驱动执行机构的输出轴，这就使得执行机构的输出动作能用锥齿轮转过的齿数进行量化，再通过齿轮组的齿数比、减速器的变速比换算出喷嘴开度与步进电机动作的关联，从而实现输出动作幅度与控制模块的脉冲控制信号数之间的关联，便于在本机构中引入数字化控制。

本发明中，以锥齿轮组作为执行机构的输出端，锥齿轮有着降噪、减震和承载负荷能力强的优点，而且锥齿轮组可以对执行动作进行换向，提升了装配的灵活度，更适合用于体积较小的精密化设备上。

本发明中，执行机构包括控制模块、步进电机、减速器、固定架和输出连接机构，由于步进电机具备自锁能力，从而使得本装置具备自锁能力，可以使得调整后的喷嘴开度得以稳定，不易因外部机构动作而影响喷嘴开度，此外，还可以在装置上选配具备自锁能力的减速器（如蜗杆减速器）来进一步提升本装置的自锁性能。

本发明中，减速器为插入式减速器，简化了传动连接的装配，有利于提升装配效率。

本发明中，控制模块与外部设备相连，所述控制模块为把外部设备控制信号转换为脉冲信号来控制步进电机的旋转步数的控制模块，该设计使得外部控制设备（计算机、单片机）能以量化的数字信号来驱动本装置的步进电机，由于本设备的输出动作能用锥齿轮转过的齿数进行量化，且能通过齿轮组的齿数比、减速器的变速比换算出喷嘴开度与步进电机动作的关联，因此外部设备对涡轮增压器喷嘴开度的控制，仅需向本装置发送约定的数据包即可，无需再对步进电机的转轴位置进行测量，从而简化了装置，不仅有利于降低成本，而且也有利于降低故障率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：