CN104791539A - 电磁可调截面控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡轮增压器配件，具体地说是一种利用电机调节涡轮增压器内的导流叶片启闭角度的电磁可调截面控制阀，包括电机、下壳体、上壳体和位置反馈装置，所述电机和上壳体均安装在所述下壳体上，所述位置反馈装置安装在所述上壳体上，所述下壳体内设有传动机构，所述传动机构包括一扇形齿轮，所述扇形齿轮通过所述电机驱动旋转，所述下壳体下方设有调节杆，所述扇形齿轮通过一转轴与所述调节杆相连，所述扇形齿轮远离所述调节杆的一侧设有拨杆，所述位置反馈装置内设置有带拨块的转动块，所述转动块通过所述拨杆拨动旋转。本发明控制精确，反应灵敏，性能稳定。

Description

电磁可调截面控制阀
技术领域
本发明涉及一种涡轮增压器配件，具体地说是一种利用电机调节涡轮增压器内的导流叶片启闭角度的电磁可调截面控制阀。
背景技术
可调截面涡轮增压器已广泛用于奔驰、宝马、法拉利、萨博等高档汽车上，采用可调截面技术可以使涡轮增压器在低速时通过调整导流叶片来减小喷嘴截面，从而达到减少排气阻力的目的，使发动机的扭矩特性得到大幅度提高，废气排放品质也相应得到改善。现有技术中的可调截面增压器多采用气动方式，利用电子阀或真空阀控制，执行机构元件通常采用行程较长的连杆，整个机构结构繁琐，执行反应慢，易出现涡轮迟滞，能耗较高，性能不稳定，控制精度有待提高，而且传统的气动装置只能当涡轮增压器的进气量高于0.2帕时,阀门才能自动开启工作，无法准确保证发动机内空气燃烧比达到最好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用电机调节涡轮增压器内的导流叶片启闭角度的电磁可调截面控制阀，控制精确，反应灵敏，性能稳定。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种电磁可调截面控制阀，包括电机、下壳体、上壳体和位置反馈装置，所述电机和上壳体均安装在所述下壳体上，所述位置反馈装置安装在所述上壳体上，所述下壳体内设有传动机构，所述传动机构包括一扇形齿轮，所述扇形齿轮通过所述电机驱动旋转，所述下壳体下方设有调节杆，所述扇形齿轮通过一转轴与所述调节杆相连，所述扇形齿轮远离所述调节杆的一侧设有拨杆，所述位置反馈装置内设置有转动块，所述转动块通过所述拨杆拨动旋转。
所述传动机构除所述扇形齿轮外还包括主动齿轮、从动齿轮和蜗杆，所述主动齿轮与所述电机的输出轴相连，所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮与所述蜗杆固连，所述蜗杆与所述扇形齿轮相啮合。
所述下壳体上设有相互垂直的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和第二安装面上均设有凹槽，所述主动齿轮和从动齿轮设置于所述第一安装面上的凹槽中，所述扇形齿轮设置于所述第二安装面上的凹槽中，所述下壳体内沿垂直于所述第一安装面的方向设有一内腔，所述蜗杆即设置于该内腔中。
所述电机安装在所述第一安装面上，所述上壳体安装在所述第二安装面上。
所述上壳体上设有一弧形槽，所述拨杆由所述弧形槽穿出。
所述位置反馈装置内设有感应芯片，所述位置反馈装置的一侧设有数据输出口。
所述上壳体采用APP96号材料制成，所述上壳体中含有保险丝。
所述下壳体采用镍铝合金制成，所述下壳体通过螺栓固装于涡轮增压器本体上。
在下壳体上设有三个孔轴线相互平行的安装孔。
所述转动块两侧分别设有拨块，所述拨杆与所述转动块一侧的拨块相抵。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明电控执行部件采用步进式电机，解决了以往电子阀和真空阀配合使用形成的执行机构元件繁琐、执行反应慢、易出现涡轮迟滞的问题，控制精确高，性能稳定。
2、本发明采用传动齿轮组、蜗杆和扇形齿轮传递转矩，整体结构小巧紧凑，提高了执行机构的驱动转矩和调节精度。
3、本发明通过扇形齿轮上的拨杆拨动位置反馈装置内的转动块，使位置反馈装置内的感应芯片精确感应角度变化并及时传送给车载电脑，整个机构反应灵敏，改善了增压器低转速时的响应时间和加速能力，提高了发动机燃油的经济性，节省能源，改善排放品质，使发动机排放达到欧IV以上的国际标准。
4、本发明的上、下壳体分别采用APP96号耐火耐高温材料以及镍铝合金制成，材质耐高温性能强，隔热效果较好，有效保护壳体内的电子元器件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中的下壳体的结构示意图，
图3为图2中的A向视图，
图4为图2中的下壳体的剖视图，
图5为图1中本发明的传动机构示意图，
图6为图5中的B向视图，
图7为图1中的上壳体的结构示意图一，
图8为图1中的上壳体的结构示意图二。
其中，1为电机，2为下壳体，3为上壳体，4为位置反馈装置，5为扇形齿轮，6为转轴，7为第二安装面，8为第一安装孔，9为拨杆，10为蜗杆，11为第二安装孔，12为从动齿轮，13为第一安装面，14为第三安装孔，15为转动块，16为数据输出口，17为调节杆，18为弧形槽，19为涡轮增压器本体，20为主动齿轮，21为内腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明包括电机1、下壳体2、上壳体3和位置反馈装置4，其中如图2～3所示，所述下壳体2上设有相互垂直的第一安装面13和第二安装面7，电机1安装在所述第一安装面13上，上壳体3安装在所述第二安装面7上，位置反馈装置4安装在所述上壳体3上，所述电机1与位置反馈装置4分别通过线路与车载电脑相连，所述电机1为步进式电机。
所述下壳体2内设有传动机构，如图5所示，所述传动机构包括主动齿轮20、从动齿轮12、蜗杆10和扇形齿轮5，在下壳体2的第一安装面13和第二安装面7上均设有凹槽，所述主动齿轮20和从动齿轮12相互啮合并设置于所述第一安装面13上的凹槽中，所述从动齿轮12固装在蜗杆10的轴端，如图4所示，所述下壳体2内沿垂直于第一安装面13的方向设有一内腔21，所述蜗杆10即设置于该内腔21中，在所述内腔21的腔壁上设有与外部相通的开口，所述蜗杆10与扇形齿轮5在所述内腔21的开口处啮合，所述扇形齿轮5设置于所述第二安装面7上的凹槽中，如图5～6所示，所述扇形齿轮5固装在一转轴6上，所述转轴6远离所述扇形齿轮5的一端伸出至下壳体2外并与调节杆17相连，电机1便通过所述传动机构驱动所述调节杆17转动，从而使所述调节杆17通过喷嘴环联动增压器内部的导流叶片调节角度，所述调节杆17通过喷嘴环调节导流叶片角度为本领域公知技术。
如图5～8所示，所述扇形齿轮5远离所述调节杆17的一侧设有拨杆9，在位置反馈装置4内设有转动块15，所述转动块15两侧分别设有一个拨块，在上壳体3上设有一弧形槽18，所述拨杆9由所述弧形槽18穿出并与所述位置反馈装置4内的转动块15一侧的拨块相抵，扇形齿轮5转动时即带动所述拨杆9拨动转动块15旋转，在位置反馈装置4内设有感应芯片感应转动块15转动的角度，此为本领域公知技术，在位置反馈装置4的一侧设有用于输出角度数据的数据输出口16，所述数据输出口16通过线路与车载电脑相连。
所述上壳体3的外壳采用APP96号耐火耐高温材料为原料，此原料的特点是耐高温、不变形、不塌陷，具有可靠的保持稳定性能和轻便的特点，加工上壳体3时使用3D视图软件按需要制作壳体图纸模型，将图纸尺寸输入注塑机中,以APP材料铸造成型，耐800℃高温，在上壳体3中含有保险丝防止控制用的电子板过载，所述下壳体2的外壳采用镍铝合金作为原料，耐1200℃高温，材质耐高温性能强、隔热效果较好。
如图1～3所示，所述下壳体2通过螺栓固装于涡轮增压器本体19上，在下壳体2上设有三个轴线平行的安装孔，其中下壳体2远离所述第一安装面13的一端设有第一安装孔8，下壳体2靠近所述第一安装面13的一端分别设有第二安装孔11和第三安装孔14。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，车载电脑计算最合适的涡轮增压器压力以及目前增压器所需要的导流叶片截面积大小，计算之后由本发明内部的电机1驱动传动机构改变调节杆17位置，并通过喷嘴环联动增压器内部的导流叶片，调节其开启/关闭的角度，此过程中通过位置反馈装置4将调节杆17位置实时反馈给车载电脑进行调整，从而满足增压器在各种工况变化的要求，实现涡轮的可变截面，使涡轮增压器的供气***与发动机的燃烧***始终处于最佳工作状态，满足发动机性能的全面优化，从而获得最佳动力和最佳排放效果。
本发明当发动机内空气燃烧比小于1:12.7时，车载电脑控制电控阀开启可变截面9度～32度。当发动机内空气燃烧比达到1:14.7时，车载电脑控制电控阀调节可变截面角度，控制空气进入发动机的数量进而保护发动机。

Claims (10)

1.一种电磁可调截面控制阀，其特征在于：包括电机(1)、下壳体(2)、上壳体(3)和位置反馈装置(4)，所述电机(1)和上壳体(3)均安装在所述下壳体(2)上，所述位置反馈装置(4)安装在所述上壳体(3)上，所述下壳体(2)内设有传动机构，所述传动机构包括一扇形齿轮(5)，所述扇形齿轮(5)通过所述电机(1)驱动旋转，所述下壳体(2)下方设有调节杆(17)，所述扇形齿轮(5)通过一转轴(6)与所述调节杆(17)相连，所述扇形齿轮(5)远离所述调节杆(17)的一侧设有拨杆(9)，所述位置反馈装置(4)内设置有转动块(15)，所述转动块(15)通过所述拨杆(9)拨动旋转。
2.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述传动机构除所述扇形齿轮(5)外还包括主动齿轮(20)、从动齿轮(12)和蜗杆(10)，所述主动齿轮(20)与所述电机(1)的输出轴相连，所述主动齿轮(20)和从动齿轮(12)相互啮合，所述从动齿轮(12)与所述蜗杆(10)固连，所述蜗杆(10)与所述扇形齿轮(5)相啮合。
3.根据权利要求2所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述下壳体(2)上设有相互垂直的第一安装面(13)和第二安装面(7)，所述第一安装面(13)和第二安装面(7)上均设有凹槽，所述主动齿轮(20)和从动齿轮(12)设置于所述第一安装面(13)上的凹槽中，所述扇形齿轮(5)设置于所述第二安装面(7)上的凹槽中，所述下壳体(2)内沿垂直于所述第一安装面(13)的方向设有一内腔(21)，所述蜗杆(10)即设置于该内腔(21)中。
4.根据权利要求3所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述电机(1)安装在所述第一安装面(13)上，所述上壳体(3)安装在所述第二安装面(7)上。
5.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述上壳体(3)上设有一弧形槽(18)，所述拨杆(9)由所述弧形槽(18)穿出。
6.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述位置反馈装置(4)内设有感应芯片，所述位置反馈装置(4)的一侧设有数据输出口(16)。
7.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述上壳体(3)采用APP96号材料制成,所述上壳体(3)中含有保险丝。
8.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述下壳体(2)采用镍铝合金制成，所述下壳体(2)通过螺栓固装于涡轮增压器本体(19)上。
9.根据权利要求8所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：在下壳体(2)上设有三个孔轴线相互平行的安装孔。
10.根据权利要求1所述的电磁可调截面控制阀，其特征在于：所述转动块(15)两侧分别设有拨块，所述拨杆(9)与所述转动块(15)一侧的拨块相抵。
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