真空執行器、發動機進氣歧管翻板控制裝置及發動的製造方法
2023-07-12 02:37:36
真空執行器、發動機進氣歧管翻板控制裝置及發動的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於發動機進氣歧管翻板控制裝置的真空執行器，包括：腔體；膜片，所述膜片設置在所述腔體內以將所述腔體分為上腔體和下腔體；推桿，所述推桿一端穿過所述下腔體與所述膜片連接，另一端用於推動所述發動機進氣歧管翻板；復位裝置，所述復位裝置用於將膜片進行復位；進氣裝置，所述進氣裝置與所述上腔體相通，使進入所述上腔體的氣體推動所述膜片；推桿位置檢測裝置，所述推桿位置檢測裝置用於檢測推桿的運動行程。根據本發明實施例的真空執行器，能夠避免由於所述推桿出現故障或者磨損等原因所述控制單元對所述進氣歧管翻板的控制出現錯誤。本發明進一步的公開了發動機進氣歧管翻板控制裝置及有其的發動機。
【專利說明】真空執行器、發動機進氣歧管翻板控制裝置及發動機
【技術領域】
[0001] 本發明涉及發動機，尤其是涉及一種真空執行器、發動機進氣歧管翻板控制裝置 及有其的發動機。
【背景技術】
[0002] 現有直噴發動機大都採用分層燃燒技術，為了滿足多種不同的充氣模式，引入了 進氣歧管翻板控制系統。當發動機處於低速工況，採用分層充氣模式下，進氣歧管翻板通 過關閉下進氣通道，形成較窄的橫截面積的方式，增加了氣流流速，有效形成強烈的進氣渦 流，利於分層充氣模式下混合氣的形成與霧化更加充分，提高了燃燒效率，進而增加發動機 扭矩輸出；而當發動機進入高速工況，採用均質混合氣模式時，進氣歧管翻板通過開啟下進 氣通道，形成較寬的橫截面積的方式，增大進氣量，使更多的空氣參與燃燒，從而提升發動 機的輸出功率。
[0003] 現有技術對進氣歧管翻板控制方式為：控制單元根據相關傳感器輸入信號，判斷 發動機當前工況，計算出目標翻板位置，並向翻板電磁閥發送控制指令，翻板電磁閥接到指 令後驅動真空執行器動作，真空執行器帶動翻板軸轉動至目標位置。但是現有技術存在的 問題是：當真空執行器帶動翻板的推桿出現故障或者使用磨損將會出現控制單元對進氣歧 管翻板的控制出現錯誤。
【發明內容】
[0004] 本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。
[0005] 為此，本發明的一個目的在於提出一種可最大程度減少進氣歧管翻板產生錯誤的 真空執行器。
[0006] 本發明第一方面實施例提出了一種用於發動機進氣歧管翻板控制裝置的真空執 行器，所述執行器包括：腔體，膜片，所述膜片設置在所述腔體內以將所述腔體分為上腔體 和下腔體；推桿，所述推桿一端穿過所述下腔體與所述膜片連接，另一端用於推動所述發動 機進氣歧管翻板；復位裝置，所述復位裝置用於將所述膜片進行復位；進氣裝置，所述進氣 裝置與所述上腔體相通，所述進氣裝置使進入所述上腔體的氣體推動所述膜片；推桿位置 檢測裝置，所述推桿位置檢測裝置用於檢測推桿的運動行程。
[0007] 根據本發明實施例的真空執行器，通過增加能夠檢測所述推桿實際的運動行程和 復位情況的推桿位置檢測裝置，於是所述推桿位置檢測裝置將檢測到的所述推桿實際的運 動行程和復位信號傳送給控制單元，所述控制單元能夠根據所述推桿位置檢測裝置的反饋 信號對所述推桿的控制進行進一步的修正。所以能夠避免由於所述推桿出現故障或者磨損 等原因導致所述控制單元對所述進氣歧管翻板控制出現的錯誤。
[0008] 另外，根據本發明的真空執行器還具有如下附加技術特徵：
[0009] 優選地，所述復位裝置為將所述膜片設置為彈性模量為1800-2200的彈性材料。 [0010] 優選地，所述復位裝置包括：螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的一端與所述上腔體的隔板 固定，所述螺旋彈簧的另一端與所述膜片固定。
[0011] 優選地，所述推桿位置檢測裝置為與所述推桿連接的位置傳感器。
[0012] 優選地，所述推桿位置檢測裝置為與所述上腔體相通的氣體壓力傳感器。
[0013] 優選地，所述進氣裝置包括：氣路連接管；氣體連接倉，所述氣體連接倉將所述氣 路連接管與所述上腔體相連，所述氣體壓力傳感器固定在所述氣體連接倉內。
[0014] 本發明第二方面實施例提出的一種用於發動機進氣歧管翻板控制裝置，包括：水 溫傳感器，所述水溫傳感器用於檢測發動機的水溫；曲軸位置傳感器，所述曲軸位置傳感器 用於檢測所述發動機的曲軸位置；節氣門位置傳感器，所述節氣門位置傳感器用於檢測所 述發動機的節氣門閥片位置；翻板電磁閥；真空泵，所述真空泵與所述翻板電磁閥連接；上 述的真空執行器，所述真空執行器的進氣裝置與所述翻板電磁閥連接；和控制單元，所述控 制單元分別與所述水溫傳感器、曲軸位置傳感器、節氣門位置傳感器、翻板電磁閥和所述真 空執行器相連，用以根據所述水溫傳感器、曲軸位置傳感器、節氣門位置傳感器和推桿位置 檢測裝置的檢測信號控制所述翻板電磁閥。
[0015] 根據本發明實施例的用於發動機進氣歧管翻板控制裝置，能夠避免由於所述推桿 出現故障或者磨損等原因導致所述控制單元對所述進氣歧管翻板控制出現的錯誤。
[0016] 另外，根據本發明的控制裝置還具有如下附加技術特徵：
[0017] 優選地，所述的發動機進氣歧管翻板控制裝置還包括：第一開關，所述第一開關設 置在所述真空執行器與所述控制單元之間。
[0018] 優選地，所述的發動機進氣歧管翻板控制裝置還包括：第二開關，所述第二開關設 置在所述翻板電磁閥與所述控制單元之間。
[0019] 本發明第三方面實施例提出了一種發動機，所述發動機包括本發明第二方面實施 例所述的發動機進氣歧管翻板控制裝置。
[0020] 根據本發明實施例的發動機，能夠避免由於所述推桿出現故障或者磨損等原因導 致所述控制單元對所述進氣歧管翻板控制出現的錯誤。
[0021] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0023] 圖1為根據本發明第一方面實施例的真空執行器的第一實施例的結構示意圖；
[0024] 圖2為根據本發明第一方面實施例的真空執行器的第二實施例的結構示意圖；
[0025] 圖3為根據本發明第二方面實施例的發動機進氣歧管翻板控制裝置的結構示意 圖；
[0026] 圖4為根據本發明第二方面實施例中翻板電磁閥結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0028] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、 "後"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"等指示的方位或位置關係為基於 附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所 指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發 明的限制。此外，術語"第一"、"第二"僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要 性。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，"多個"的含義是兩個或兩個以上。
[0029] 在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可 以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本 發明中的具體含義。
[0030] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡 化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且 目的不在於限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種 重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。
[0031] 另外，以下描述的第一特徵在第二特徵之"上"的結構可以包括第一和第二特徵形 成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特徵形成在第一和第二特徵之間的實施例，這 樣第一和第二特徵可能不是直接接觸。
[0032] 下面參考圖1和圖2所示，本發明第一方面實施例提出了一種用於發動機進氣歧 管翻板控制裝置的真空執行器100,該真空執行器100能夠帶動發動機進氣歧管翻板轉動 至目標位置。
[0033] 如圖1和圖2所示，真空執行器100包括上腔體11、下腔體12、膜片2、推桿3、復 位裝置51、52、進氣裝置4和推桿位置檢測裝置61、62。進氣裝置4能將真空氣體導入到真 空執行器100的上腔體內即可，在此對進氣裝置4的具體結構不進行限制；復位裝置51、52 用於將膜片2由於受到真空吸力的變形而進行復位，在此具體結構不做限定，例如：在本發 明中提到將膜片設置為彈性材料51和螺旋彈簧52兩種結構；推桿位置檢測裝置61、62用 於檢測推桿3的伸縮行程，在此具體結構不做限定，例如：在本發明中提到位置傳感器61和 氣體壓力傳感器62兩種結構。
[0034] 如圖1所示，對本發明第一方面實施例的第一種實施例進行詳細的描述，本發明 第一方面實施例的第一種實施例提供的真空執行器1〇〇包括上腔體11、下腔體12、膜片2、 推桿3、復位裝置51、進氣裝置4和推桿位置檢測裝置61。腔體1通過膜片2分割為上腔 體11和下腔體12,膜片2設置為的彈性材料，例如：彈性模量為1800-2200的片狀彈簧等。 推桿3的一端穿過下腔體12與彈性模量為1800-2200的材料製成的膜片2相連，進氣裝置 4的氣路連接管41 一端用於連接真空另一端與氣體連接倉42相連，氣體連接倉42與上腔 體11相連，位置傳感器61與推桿3相連，用於檢測推桿3的伸縮行程。在具體使用過程中 控制單元將發出控制推桿3行程信號，此時將有一定的真空量通過氣路連接管41進入氣體 連接倉42中，由於氣體連接倉42與上腔體11相連，所以上腔體11的真空度隨著真空量的 大小發生改變，當上腔體11的真空度發生改變時由於膜片2為彈性模量為1800-2200的彈 性材料因此膜片2的受力平衡也會將被打破，導致膜片2的伸縮變形，並且能夠帶動推桿3 進行伸縮。此時位置傳感器61將會將推桿3的實際行程進行檢測，形成反饋信號，並將反 饋信號傳送給控制單元，控制單元從而對控制推桿行程信號與推桿3實際行程的反饋信號 進行對比，如果控制推桿行程信號與反饋信號相同則控制單元對控制推桿行程信號不再進 行修正，如果不同則控制單元對控制推桿行程信號進行修正。所以當推桿3出現故障或者 磨損，控制單元將會對發出控制推桿行程信號進行及時的修改或者報警，從而避免出現對 推桿3控制錯誤現象發生。
[0035] 如圖2所示，對本發明第一方面實施例的第二種實施例進行詳細的描述，第二種 實施例較第一種實施例不同之處為兩點：第一、膜片2是通過一般材料製成，而是在上腔體 隔板111和膜片之間設置有螺旋彈簧52,螺旋彈簧52起到復位的作用，採用該種結構膜片 2的結構更為簡單，製造成本更低；第二、將推桿位置檢測裝置設置為氣體壓力傳感器62， 氣體壓力傳感器62固定在與上腔體11相通的氣體連接倉42中，由於推桿3的行程與上腔 體11中壓力成一定的關係，如果推桿3的行程與上腔體11中壓力的關係與設置的關係不 同時，控制單元將會進行修正或者報警，採用該種結構可以方便的將氣體壓力傳感器62進 行安裝，並且檢測使根據上腔體11的壓力進行檢測，因此檢測數據更加精確。
[0036] 如圖3和圖4所示，本發明的第二方面的實施例提出的一種用於發動機進氣歧管 翻板控制裝置包括：控制單元700、水溫傳感器600、曲軸位置傳感器500、節氣門位置傳感 器400、翻板電磁閥800、真空泵900和第一發明實施例的真空執行器100。
[0037] 控制單元700,有四個信號輸入端，通過電纜線分別與水溫傳感器600、曲軸位置 傳感器500、節氣門位置傳感器400及真空執行器100相連，採集水溫傳感器600、曲軸位置 傳感器500、節氣門位置傳感器400及真空執行器100的信號。有一個信號輸出端，通過電 纜線與翻板電磁閥800相連，控制單元700發出控制推桿行程信號發送給翻板電磁閥800 實現對翻板電磁閥800開度的調節。即言，控制單元700分別與水溫傳感器600、曲軸位置 傳感器500、節氣門位置傳感器400、翻板電磁閥800和真空執行器100相連，用以根據水溫 傳感器600、曲軸位置傳感器500、節氣門位置傳感器400和推桿位置檢測裝置61或62的 檢測信號控制翻板電磁閥800。
[0038] 翻板電磁閥800,翻板電磁閥800內部有氣路通道，外部有大氣通孔801、真空執行 器通孔803和真空泵通孔804三個氣路連接口及插接座802,大氣通孔801用於與大氣相 通；真空執行器通孔803用於與真空執行器100相通使真空執行器100產生真空；真空泵通 孔804與真空泵900相通將真空泵900的真空傳送給翻板電磁閥800內；插接座802用於 接收控制單元發送的控制信號，從而決定翻板電磁閥800翻板打開的大小。
[0039] 真空泵900與翻板電磁閥800連接。
[0040] 真空執行器100,在第一方面實施例中已經進行了詳細的描述。
[0041] 在實際工作中，水溫傳感器600用於檢測發動機的水溫信號、曲軸位置傳感器500 用於檢測發動機的曲軸位置信號、節氣門位置傳感器400用於檢測所述發動機的節氣門閥 片位置信號，然後將這些信號傳送給控制單元700,控制單元700通過計算將發出控制推桿 行程信號，翻板電磁閥800根據接收到控制推桿行程信號的大小控制翻板開度的大小，從 而決定真空泵產生的真空進入真空執行器100多少，真空執行器100從而帶動發動機進氣 歧管翻板200進行旋轉，真空執行器100中推桿3的行程將會反饋給控制單元700,從而避 免出現對推桿3控制錯誤現象發生，因而提高了對發動機進氣歧管翻板200精度。
[0042] 為進一步的降低成本，將本發明提供的發動機進氣歧管翻板控制裝置能夠應用到 不同產品的發動機上，因此可以將第一開關1000設置在真空執行器100和控制單元700之 間，例如：將本發明提供的發動機進氣歧管翻板控制裝置擬安裝在要求較低的發動機上，此 時可以將第一開關1000關閉即可，因此可以不再進行開發新的發動機進氣歧管翻板控制 裝直。
[0043] 進一步的為降低成本可以將本發明提供的動機進氣歧管翻板控制裝置與其他裝 置進行集成加工，採用該種集成加工後的部件可以將本發明提供的發動機進氣歧管翻板控 制裝置在翻板電磁閥800與控制單元700之間設置第二開關1100,如使用的發動機無進氣 氣歧管翻板可以將設置在翻板電磁閥800與控制單元700之間的第二電磁閥進行關閉。
[0044] 本發明的第三方面的實施例提出了一種發動機，該發動機包括第二方面實施例提 供的發動機進氣歧管翻板控制裝置。該發動機能夠避免出現對推桿3控制錯誤現象發生， 因而提高了對發動機進氣歧管翻板200精度。
[0045] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示意性實施例"、 "示例"、"具體示例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結 構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的 示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特 點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0046] 儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的範圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1. 一種用於發動機進氣歧管翻板控制裝置的真空執行器，其特徵在於，包括： 腔體； 膜片，所述膜片設置在所述腔體內以將所述腔體分為上腔體和下腔體； 推桿，所述推桿一端穿過所述下腔體與所述膜片連接，另一端用於推動所述發動機進 氣歧管翻板； 復位裝置，所述復位裝置用於將所述膜片進行復位； 進氣裝置，所述進氣裝置與所述上腔體相通，所述進氣裝置使進入所述上腔體的氣體 推動所述膜片；和 推桿位置檢測裝置，所述推桿位置檢測裝置用於檢測推桿的運動行程。
2. 根據權利要求1所述的真空執行器，其特徵在於，所述復位裝置為將所述膜片設置 為彈性模量為1800-2200的彈性材料。
3. 根據權利要求1所述的真空執行器，其特徵在於，所述復位裝置包括： 螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的一端與所述上腔體的隔板固定，所述螺旋彈簧的另一端與 所述膜片固定。
4. 根據權利要求1所述的真空執行器，其特徵在於，所述推桿位置檢測裝置為與所述 推桿連接的位置傳感器。
5. 根據權利要求1所述的真空執行器，其特徵在於，所述推桿位置檢測裝置為與所述 上腔體相通的氣體壓力傳感器。
6. 根據權利要求5所述的真空執行器，其特徵在於，所述進氣裝置包括： 氣路連接管； 氣體連接倉，所述氣體連接倉將所述氣路連接管與所述上腔體相連，所述氣體壓力傳 感器固定在所述氣體連接倉內。
7. -種用於發動機進氣歧管翻板控制裝置，其特徵在於，包括： 水溫傳感器，所述水溫傳感器用於檢測發動機的水溫； 曲軸位置傳感器，所述曲軸位置傳感器用於檢測所述發動機的曲軸位置； 節氣門位置傳感器，所述節氣門位置傳感器用於檢測所述發動機的節氣門閥片位置； 翻板電磁閥； 真空泵，所述真空泵與所述翻板電磁閥連接； 根據權利要求1-6任一所述的真空執行器，所述真空執行器的進氣裝置與所述翻板電 磁閥連接；和 控制單元，所述控制單元分別與所述水溫傳感器、曲軸位置傳感器、節氣門位置傳感 器、翻板電磁閥和所述真空執行器相連，用以根據所述水溫傳感器、曲軸位置傳感器、節氣 門位置傳感器和推桿位置檢測裝置的檢測信號控制所述翻板電磁閥。
8. 根據權利要求7所述的發動機進氣歧管翻板控制裝置，其特徵在於，還包括： 第一開關，所述第一開關設置在所述真空執行器與所述控制單元之間。
9. 根據權利要求8所述的發動機進氣歧管翻板控制裝置，其特徵在於，還包括： 第二開關，所述第二開關設置在所述翻板電磁閥與所述控制單元之間。
10. -種發動機，所述發動機包括根據權利要求7-9任一所述的發動機進氣歧管翻板 控制裝置。
【文檔編號】F02M35/10GK104100383SQ201310111661
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月1日 優先權日:2013年4月1日
【發明者】劉婷, 武鳳榮 申請人:北汽福田汽車股份有限公司