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涡轮 增压器用 电子执行器及安装方法

阅读：982发布：2021-01-16

专利汇可以提供涡轮增压器用电子执行器及安装方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种涡轮增压器用电子执行器及安装方法，执行器包括上壳体、下壳体，下壳体上转动连接有输出曲轴，密封收容腔内转动设置有蜗杆以及驱动电机，输出曲轴上固定设置有扇形齿轮，输出曲轴的另一端设置有圆形磁铁，收容腔内还设置有电路板，电路板上设置有位置检测芯片，上壳体的连接端部的开设有若干插槽，上壳体的连接端部的外侧设置有弹性翻边，下壳体的连接端部设置有插接部，插槽内设置有空心橡胶凸起，空心橡胶凸起的顶部形成圆弧凹陷，插接部的端部具有与圆弧凹陷相配合的圆弧凸起，圆弧凹陷的圆心角大于180°，由于上壳体与下壳体之间可拆卸连接，因此可以方便维护保养，更换内部零部件，而且具有良好的气密结构。，下面是涡轮增压器用电子执行器及安装方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.涡轮增压器用电子执行器，包括上壳体、与所述上壳体相配合的下壳体，所述上壳体与所述下壳体之间形成密封收容腔，所述下壳体上转动连接有输出曲轴，所述输出曲轴的输出端通过连杆带动喷嘴环或者废气旁通阀动作，所述密封收容腔内转动设置有蜗杆以及驱动所述蜗杆转动的驱动电机，所述输出曲轴上固定设置有与所述蜗杆相啮合的扇形齿轮，所述输出曲轴的另一端设置有圆形磁铁，所述收容腔内还设置有电路板，所述电路板上设置有位置检测芯片，所述位置芯片与所述圆形磁铁同心设置，所述上壳体上还设置有对外接口，所述对外接口包括电机驱动正端接口、电机驱动负端接口、电源接口以及地接口，所述电机驱动正端接口以及所述电机驱动负端接口由发动机ECU通过H桥驱动，所述电源接口与发动机ECU提供的信号电源相连接，所述地接口与发动机ECU提供的地相连接，所述位置芯片与所述发动机ECU相连接，其特征在于：所述上壳体与所述下壳体相拆卸设置，所述上壳体的连接端部的开设有若干插槽，所述上壳体的连接端部的外侧设置有弹性翻边，所述下壳体的连接端部设置有与所述插槽相配合的插接部，所述下壳体的连接端部与所述弹性翻边通过若干紧固件相固定连接，所述插槽内设置有空心橡胶凸起，所述空心橡胶凸起的顶部形成圆弧凹陷，所述插接部的端部具有与所述圆弧凹陷相配合的圆弧凸起，所述圆弧凹陷的圆心角大于180°。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器用电子执行器，其特征在于：所述驱动电机的输出曲轴与所述蜗杆之间设置有传动机构，所述传动机构为齿轮传动机构。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器用电子执行器，其特征在于：所述输出曲轴与所述下壳体之间通过气密轴承相转动连接。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器用电子执行器，其特征在于：所述位置芯片为霍尔效应传感器芯片。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器用电子执行器，其特征在于：所述外部接口与所述上壳体一体成型。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器用电子执行器，其特征在于：所述扇形齿轮与所述输出曲轴之间通过键配合。
7.一种涡轮增压器用电子执行器的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、输出曲轴安装；将扇形齿轮通过键配合安装于输出曲轴上，通过激光焊接机将磁铁固定于输出曲轴的一端，将输出曲轴通过气密轴承安装于下壳体内；
(2)、驱动机构安装，手动安装驱动电机，并通过自攻螺丝锁紧，将蜗杆通过转动轴承安装于下壳体上，并与扇形齿轮配合，在驱动电机的输出曲轴与蜗杆之间安装齿轮传动机构；
(3)、电路板安装，根据磁铁位置将电路板通过自攻螺丝固定在上壳体上，；
(4)、壳体安装，手动将上壳体与下壳体盖合，上壳体上的插槽与下壳体上的插接部对应，将上壳体上的弹性翻边与下壳体之间通过若干自攻螺丝固定；
(5)、气密检测以及性能检测；
(6)、包装、打码、入库。

说明书全文

涡轮 增压器用 电子执行器及安装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电子执行器，具体涉及一种涡轮增压器用电子执行器及安装方法。

背景技术

[0002] 目前涡轮增压器可变截面控制是通过增压后压力控制气动执行器驱动喷嘴环，从而改变涡轮增压器的流量特性。发动机管理系统根据增压后压力，空气流量，节气门开度等计算出需要的目标增压压力，然后转化为气动执行器的控制指令，控制气动执行器开启或关闭，但随着排放法规的严格，汽车电子精确控制要求，凸显了出气动执行器，动作滞后，控制不精确，不能反馈位置等缺点。这样为精确控制增压器，提高增压器响应速度，减少滞后性，提高动力性和降低排放都带来困难。另外随着使用年限的增加，由于膜片老化会造成控制精度进一步降低。

[0003] 虽然现有技术中也有采用电动机驱动的电子执行器，如申请号为：201610588853.0，公开了一种蜗轮增压电子执行器及其安装方法，但是该执行器的外壳安装后，采用了激光焊接的方式固定连接，由于机械式驱动方式，其内部零件极易磨损，上述结构中，由于外壳固定，无法进行拆卸维护保养，当出现故障时，只能更换，大大提高了成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种涡轮增压器用电子执行器，可以拆卸维护保养，更换零部件。

[0005] 发明所采用的技术方案是这样的：涡轮增压器用电子执行器，包括上壳体、与所述上壳体相配合的下壳体，所述上壳体与所述下壳体之间形成密封收容腔，所述下壳体上转动连接有输出曲轴，所述输出曲轴的输出端通过连杆带动喷嘴环或者废气旁通阀动作，所述密封收容腔内转动设置有蜗杆以及驱动所述蜗杆转动的驱动电机，所述输出曲轴上固定设置有与所述蜗杆相啮合的扇形齿轮，所述输出曲轴的另一端设置有圆形磁铁，所述收容腔内还设置有电路板，所述电路板上设置有位置检测芯片，所述位置芯片与所述圆形磁铁同心设置，所述上壳体上还设置有对外接口，所述对外接口包括电机驱动正端接口、电机驱动负端接口、电源接口以及地接口，所述电机驱动正端接口以及所述电机驱动负端接口由发动机ECU通过H桥驱动，所述电源接口与发动机ECU提供的信号电源相连接，所述地接口与发动机ECU提供的地相连接，所述位置芯片与所述发动机ECU相连接，其特征在于：所述上壳体与所述下壳体相拆卸设置，所述上壳体的连接端部的开设有若干插槽，所述上壳体的连接端部的外侧设置有弹性翻边，所述下壳体的连接端部设置有与所述插槽相配合的插接部，所述下壳体的连接端部与所述弹性翻边通过若干紧固件相固定连接，所述插槽内设置有空心橡胶凸起，所述空心橡胶凸起的顶部形成圆弧凹陷，所述插接部的端部具有与所述圆弧凹陷相配合的圆弧凸起，所述圆弧凹陷的圆心角大于180°。

[0006] 进一步改进的是：所述驱动电机的输出曲轴与所述蜗杆之间设置有传动机构，所述传动机构为齿轮传动机构。

[0007] 进一步改进的是：所述输出曲轴与所述下壳体之间通过气密轴承相转动连接。

[0008] 进一步改进的是：所述位置芯片为霍尔效应传感器芯片。

[0009] 进一步改进的是：所述外部接口与所述上壳体一体成型。

[0010] 进一步改进的是：所述扇形齿轮与所述输出曲轴之间通过键配合。

[0011] 本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种涡轮增压器用电子执行器的安装方法。

[0012] 发明所采用的技术方案是这样的：涡轮增压器用电子执行器的安装方法，包括以下步骤：

[0013] (1)、输出曲轴安装；将扇形齿轮通过键配合安装于输出曲轴上，通过激光焊接机将磁铁固定于输出曲轴的一端，将输出曲轴通过气密轴承安装于下壳体内；

[0014] (2)、驱动机构安装，手动安装驱动电机，并通过自攻螺丝锁紧，将蜗杆通过转动轴承安装于下壳体上，并与扇形齿轮配合，在驱动电机的输出曲轴与蜗杆之间安装齿轮传动机构；

[0015] (3)、电路板安装，根据磁铁位置将电路板通过自攻螺丝固定在上壳体上，；

[0016] (4)、壳体安装，手动将上壳体与下壳体盖合，上壳体上的插槽与下壳体上的插接部对应，将上壳体上的弹性翻边与下壳体之间通过若干自攻螺丝固定；

[0017] (5)、气密检测以及性能检测；

[0018] (6)、包装、打码、入库。

[0019] 通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：由于上壳体与下壳体之间可拆卸连接，因此可以方便维护保养，更换内部零部件，而且此外由于执行器的气密性要求高，在上壳体的插槽内设置空心橡胶凸起，在下壳体的上设置有与空心橡胶凸起相配合的插接部，从而形成气密结构，不仅使得上壳体与下壳体稳定连接，而且气密性好，还具有良好的防尘作用，无需另外设置防尘罩。附图说明

[0020] 图1是本发明的分解图；

[0021] 图2是本发明的剖视图；

[0022] 图3是图2的A处放大图。

[0023] 图中，1、上壳体；2、下壳体；3、输出曲轴；4、蜗杆；5、驱动电机；6、扇形齿轮；7、磁铁；8、电路板；9、齿轮传动结构；10、插槽；11、弹性翻边；12、插接部；13、空心橡胶凸起；14、圆弧凹陷；15、圆弧凸起。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

[0025] 如图1-图3所示，本发明公开一种涡轮增压器用电子执行器，包括上壳体1、与所述上壳体1相配合的下壳体2，所述上壳体1与所述下壳体2之间形成密封收容腔，所述下壳体2上转动连接有输出曲轴3，所述输出曲轴3的输出端通过连杆带动喷嘴环或者废气旁通阀动作，所述密封收容腔内转动设置有蜗杆4以及驱动所述蜗杆4转动的驱动电机5，所述输出曲轴3上固定设置有与所述蜗杆4相啮合的扇形齿轮6，所述输出曲轴3的另一端设置有圆形磁铁7，所述收容腔内还设置有电路板8，所述电路板8上设置有位置检测芯片，所述位置芯片与所述圆形磁铁7同心设置，所述上壳体1上还设置有对外接口，所述对外接口包括电机驱动正端接口、电机驱动负端接口、电源接口以及地接口，所述电机驱动正端接口以及所述电机驱动负端接口由发动机ECU通过H桥驱动，所述电源接口与发动机ECU提供的信号电源相连接，所述地接口与发动机ECU提供的地相连接，所述位置芯片与所述发动机ECU相连接，所述上壳体1与所述下壳体2相拆卸设置，所述上壳体1的连接端部的开设有若干插槽10，所述上壳体1的连接端部的外侧设置有弹性翻边11，所述下壳体2的连接端部设置有与所述插槽10相配合的插接部12，所述下壳体2的连接端部与所述弹性翻边11通过若干紧固件相固定连接，所述插槽10内设置有空心橡胶凸起13，所述空心橡胶凸起13的顶部形成圆弧凹陷14，所述插接部12的端部具有与所述圆弧凹陷14相配合的圆弧凸起15，所述圆弧凹陷14的圆心角大于180°。

[0026] 电机通过减速齿轮带动蜗杆4运动，蜗杆4带动扇形涡轮运动，涡轮与输出曲轴3同轴。该传动装置安装在下壳体2上。在输出曲轴3另外一端安装有磁铁7。电路板8安装在上壳体1上。电路板8上主要包括位置检测芯片和响应的支持电路。位置检测芯片与磁铁7安装后同心。该装置通过电机驱动带动输出曲轴3，输出曲轴3带动外部连杆，外部连杆带动喷嘴环或者废气旁通阀动作，从而调节涡轮增压器流量特性，而位置检测芯片根据磁铁7的旋转检测出旋转位置，把该位置信号变换为PWM信号或者模拟信号将其发送给发动机ECU。

[0027] 本发明相对与气动执行器，由于采用电机驱动减速机构来做动，因此响应速度大大提高，同时该装置反馈当前位置信号给发动机ECU，可以进行精确的位置控制。从而能够减小涡轮增压器在发动机低负荷工况下迟滞性，提高车辆动力性。由于使用该电子执行器后，对增压器的旁通阀或者喷嘴环可以进行连续精确调节，因此能够使得涡轮增压器工作在高效区间内，降低整机的排放。由于使用该电子执行器后，整个增压控制系统，可以形成闭环控制，因此即使系统老化，通过闭环控制也能够进行补偿，从而不会影响控制精度。

[0028] 由于上壳体1与下壳体2之间可拆卸连接，因此可以方便维护保养，更换内部零部件，而且此外由于执行器的气密性要求高，在上壳体1的插槽10内设置空心橡胶凸起13，在下壳体2的上设置有与空心橡胶凸起13相配合的插接部12，从而形成气密结构，不仅使得上壳体1与下壳体2稳定连接，而且气密性好，还具有良好的防尘作用，无需另外设置防尘罩。

[0029] 本实施例中优选的实施方式为，所述驱动电机5的输出曲轴3与所述蜗杆4之间设置有传动机构，所述传动机构为齿轮传动机构9。

[0030] 为了提高执行器的气密性，本实施例中优选的实施方式为，所述输出曲轴3与所述下壳体2之间通过气密轴承相转动连接。

[0031] 本实施例中优选的实施方式为，所述位置芯片为霍尔效应传感器芯片，其控制灵敏反应迅速，其可对温度，气隙的变化进行补偿，对磁铁7的要求降低到最小程度，可编程及擦除，精度高，线性误差在0.2％以内，耐高温效果好，可长期在工作环境160℃下工作。

[0032] 为了方便加工，本实施例中优选的实施方式为，所述外部接口与所述上壳体1一体成型。

[0033] 为了方便安装加工，本实施例中优选的实施方式为，所述扇形齿轮6与所述输出曲轴3之间通过键配合。

[0034] 一种涡轮增压器用电子执行器的安装方法，包括以下步骤：

[0035] (1)、输出曲轴安装；将扇形齿轮6通过键配合安装于输出曲轴3上，通过激光焊接机将磁铁7固定于输出曲轴3的一端，将输出曲轴3通过气密轴承安装于下壳体2内；

[0036] (2)、驱动机构安装，手动安装驱动电机5，并通过自攻螺丝锁紧，将蜗杆4通过转动轴承安装于下壳体2上，并与扇形齿轮6配合，在驱动电机5的输出曲轴3与蜗杆4之间安装齿轮传动机构9；

[0037] (3)、电路板8安装，根据磁铁7位置将电路板8通过自攻螺丝固定在上壳体1上，；

[0038] (4)、壳体安装，手动将上壳体1与下壳体2盖合，上壳体1上的插槽10与下壳体2上的插接部12对应，将上壳体1上的弹性翻边11与下壳体2之间通过若干自攻螺丝固定；

[0039] (5)、气密检测以及性能检测；

[0040] (6)、包装、打码、入库。

[0041] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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