一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機械領(lǐng)域，尤其是一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]可變噴嘴渦輪增壓器通常用于發(fā)動機節(jié)能減排領(lǐng)域，隨著此類裝置的精密度的提升，對渦輪增壓器的噴嘴開度調(diào)節(jié)精度的要求也隨之提升，目前，可變噴嘴渦輪增壓器噴嘴開度的調(diào)節(jié)方式分為氣動控制和機械控制兩種，由于機械控制通常以步進電機為動力源，可控性強，在設(shè)計高精度的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)上有一定優(yōu)勢。
[0003]專利號200410010610的專利中公開了一種可變截面渦輪增壓器電子控制截面開度執(zhí)行器，由齒輪式減速器、步進電機、滑動變阻器及連接機構(gòu)作為主要部件構(gòu)成，但該執(zhí)行器直接以搖臂、拉桿此類非標(biāo)準(zhǔn)件為輸出端，當(dāng)輸出端輸出動作與非標(biāo)準(zhǔn)件尺寸關(guān)聯(lián)時，不易對其輸出端的動作進行量化，在該裝置中，執(zhí)行器需以滑動變阻器的反饋信號對輸出位置進行誤差校正，增加了裝置的復(fù)雜性和成本，也會增加故障概率，同時該裝置不能對執(zhí)行動作的輸出方向進行調(diào)整，因此在安裝實施上不夠靈活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提出一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，以錐齒輪組直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的輸出軸，可以用齒數(shù)對輸出端的動作進行量化以便進行機電控制，而且可以對執(zhí)行動作進行換向。
[0005]本實用新型采用以下技術(shù)方案。
[0006]—種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機、減速器、固定架和輸出連接機構(gòu)，所述控制模塊與步進電機連接并對其控制，所述步進電機以輸出軸與減速器輸入端連接；所述輸出連接機構(gòu)包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、減速器輸出軸和對外輸出軸，第一錐齒輪固定于對外輸出軸，第二錐齒輪固定于減速器輸出軸，所述減速器輸出軸與減速器輸出端相連，所述對外輸出軸連接至外部渦輪增壓器噴嘴，對外輸出軸上的第一錐齒輪與減速器輸出軸上的第二錐齒輪嚙合以傳動。
[0007]所述減速器為插入式減速器。
[0008]所述減速器經(jīng)減速器支撐板固定于固定架上，所述步進電機經(jīng)步進電機支撐板固定于固定架上。
[0009]所述第一錐齒輪經(jīng)鍵、固定套圈固定于對外輸出軸上，第二錐齒輪以鍵、固定套圈固定于輸出連接機構(gòu)的減速器輸出軸上。
[0010]所述控制模塊與外部設(shè)備相連，所述控制模塊為把外部設(shè)備控制信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)步數(shù)的控制模塊。
[0011]本實用新型中，執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機、減速器、固定架和輸出連接機構(gòu)，所述控制模塊與步進電機連接并對其控制，控制模塊為把外部設(shè)備控制信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)步數(shù)的控制模塊，輸出連接機構(gòu)包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、減速器輸出軸和對外輸出軸，第一錐齒輪固定于對外輸出軸，第二錐齒輪固定于減速器輸出軸，所述減速器輸出軸與減速器輸出端相連，所述對外輸出軸連接至外部渦輪增壓器噴嘴，對外輸出軸上的第一錐齒輪與減速器輸出軸上的第二錐齒輪嚙合以傳動。該結(jié)構(gòu)使用相互嚙合的錐齒輪組直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的輸出軸，這就使得執(zhí)行機構(gòu)的輸出動作能用錐齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)進行量化，再通過齒輪組的齒數(shù)比、減速器的變速比換算出噴嘴開度與步進電機動作的關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)輸出動作幅度與控制模塊的脈沖控制信號數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，便于在本機構(gòu)中引入數(shù)字化控制。
[0012]本實用新型中，以錐齒輪組作為執(zhí)行機構(gòu)的輸出端，錐齒輪有著降噪、減震和承載負荷能力強的優(yōu)點，而且錐齒輪組可以對執(zhí)行動作進行換向，提升了裝配的靈活度，更適合用于體積較小的精密化設(shè)備上。
[0013]本實用新型中，執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機、減速器、固定架和輸出連接機構(gòu)，由于步進電機具備自鎖能力，從而使得本裝置具備自鎖能力，可以使得調(diào)整后的噴嘴開度得以穩(wěn)定，不易因外部機構(gòu)動作而影響噴嘴開度，此外，還可以在裝置上選配具備自鎖能力的減速器(如蝸桿減速器)來進一步提升本裝置的自鎖性能。
[0014]本實用新型中，減速器為插入式減速器，簡化了傳動連接的裝配，有利于提升裝配效率。
[0015]本實用新型中，控制模塊與外部設(shè)備相連，所述控制模塊為把外部設(shè)備控制信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)步數(shù)的控制模塊，該設(shè)計使得外部控制設(shè)備(計算機、單片機)能以量化的數(shù)字信號來驅(qū)動本裝置的步進電機，由于本設(shè)備的輸出動作能用錐齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)進行量化，且能通過齒輪組的齒數(shù)比、減速器的變速比換算出噴嘴開度與步進電機動作的關(guān)聯(lián)，因此外部設(shè)備對渦輪增壓器噴嘴開度的控制，僅需向本裝置發(fā)送約定的數(shù)據(jù)包即可，無需再對步進電機的轉(zhuǎn)軸位置進行測量，從而簡化了裝置，不僅有利于降低成本，而且也有利于降低故障率。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步詳細的說明:
[0017]附圖1是本實用新型所述廣品的不意圖；
[0018]圖中:1-減速器支撐板，2-減速器，3-步進電機的輸出軸，5-步進電機，7-步進電機支撐板，10-固定架，11-固定螺栓，12-減速器輸出軸，13-輸出連接機構(gòu)的對外輸出軸，14-固定套圈，15-鍵，16-第一錐齒輪，17-固定套圈，18-鍵，19-第二錐齒輪。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機5、減速器2、固定架10和輸出連接機構(gòu)，所述控制模塊與步進電機5連接并對其控制，所述步進電機以輸出軸3與減速器2輸入端連接；所述輸出連接機構(gòu)包括第一錐齒輪16、第二錐齒輪19、減速器輸出軸12和對外輸出軸13，第一錐齒輪16固定于對外輸出軸13，第二錐齒輪19固定于減速器輸出軸12，所述減速器輸出軸12與減速器2輸出端相連，所述對外輸出軸13連接至外部渦輪增壓器噴嘴，對外輸出軸13上的第一錐齒輪16與減速器輸出軸12上的第二錐齒輪19嚙合以傳動。
[0020]所述減速器2為插入式減速器。
[0021]所述減速器2經(jīng)減速器支撐板1固定于固定架10上，所述步進電機5經(jīng)步進電機支撐板7固定于固定架10上。
[0022]所述第一錐齒輪16經(jīng)鍵15、固定套圈14固定于對外輸出軸13上，第二錐齒輪19以鍵18、固定套圈17固定于輸出連接機構(gòu)的減速器輸出軸12上。
[0023]所述控制模塊與外部設(shè)備相連，所述控制模塊為把外部設(shè)備控制信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號來控制步進電機5的旋轉(zhuǎn)步數(shù)的控制模塊。
[0024]實施例:
[0025]在本裝置實施時，首先需確認噴嘴在不同工況場景下的開度，然后根據(jù)對外輸出軸13的初始位置，確認對外輸出軸13自初始位轉(zhuǎn)至噴嘴所需開度時，第一錐齒輪16需轉(zhuǎn)過的齒數(shù)。
[0026]根據(jù)第一錐齒輪16、第二錐齒輪19間的傳動比，確定出與該轉(zhuǎn)動齒數(shù)相對應(yīng)的減速器輸出端(輸出軸)的轉(zhuǎn)動動作情況；然后根據(jù)減速器的速比和步進電機的步距角確定出該轉(zhuǎn)動動作情況與步進電機旋轉(zhuǎn)步數(shù)之間的關(guān)系，從而確定噴嘴各工況轉(zhuǎn)換所需的對步進電機的脈沖控制信號，在外部控制設(shè)備上運行相應(yīng)控制程序?qū)Ρ緳C構(gòu)的控制模塊進行控制，控制模塊向步進電機發(fā)送工況場景轉(zhuǎn)換所需的脈沖控制信號，使步機電機執(zhí)行相應(yīng)動作，驅(qū)動本執(zhí)行機構(gòu)使噴嘴截面達到相應(yīng)開度，并利用步進電機的保持轉(zhuǎn)矩和定位轉(zhuǎn)矩的特性實現(xiàn)機構(gòu)的自鎖。
【主權(quán)項】
1.一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機(5 )、減速器(2 )、固定架(10 )和輸出連接機構(gòu)，所述控制模塊與步進電機(5)連接并對其控制，所述步進電機以輸出軸(3)與減速器(2)輸入端連接；所述輸出連接機構(gòu)包括第一錐齒輪(16)、第二錐齒輪(19)、減速器輸出軸(12)和對外輸出軸(13)，第一錐齒輪固定于對外輸出軸(13)，第二錐齒輪(19)固定于減速器輸出軸(12)，所述減速器輸出軸(12)與減速器(2)輸出端相連，所述對外輸出軸(13)連接至外部渦輪增壓器噴嘴，對外輸出軸(13)上的第一錐齒輪(16)與減速器輸出軸(12)上的第二錐齒輪(19)嚙合以傳動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述減速器(2)為插入式減速器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述減速器(2)經(jīng)減速器支撐板(1)固定于固定架(10)上，所述步進電機(5)經(jīng)步進電機支撐板(7)固定于固定架(10)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述第一錐齒輪(16)經(jīng)鍵(15)、固定套圈(14)固定于對外輸出軸(13)上，第二錐齒輪(19)以鍵(18)、固定套圈(17)固定于輸出連接機構(gòu)的減速器輸出軸(12)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述控制模塊與外部設(shè)備相連，所述控制模塊為把外部設(shè)備控制信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號來控制步進電機(5)的旋轉(zhuǎn)步數(shù)的控制模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種錐齒輪定位的渦輪增壓器噴嘴開度執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行機構(gòu)包括控制模塊、步進電機、減速器、固定架和輸出連接機構(gòu)，所述控制模塊與步進電機連接并對其控制，所述步進電機以輸出軸與減速器輸入端連接；所述輸出連接機構(gòu)包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、減速器輸出軸和對外輸出軸，第一錐齒輪固定于對外輸出軸，第二錐齒輪固定于減速器輸出軸，所述減速器輸出軸與減速器輸出端相連，所述對外輸出軸連接至外部渦輪增壓器噴嘴，對外輸出軸上的第一錐齒輪與減速器輸出軸上的第二錐齒輪嚙合以傳動。本實用新型以錐齒輪組直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的輸出軸，可以用齒數(shù)對輸出端的動作進行量化以便進行機電控制，而且可以對執(zhí)行動作進行換向。
【IPC分類】F01D17/14
【公開號】CN205047256
【申請?zhí)枴緾N201520802820
【發(fā)明人】張衛(wèi)波, 李峰, 李慧棟, 吳星, 張海路, 王寶豐
【申請人】福州大學(xué), 光隆精密工業(yè)（福州）有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月19日