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1、10申请公布号CN104100363A43申请公布日20141015CN104100363A21申请号201410359906222申请日20140728F02B39/0020060171申请人康跃科技股份有限公司地址262700山东省潍坊市寿光市经济开发区洛前街01号72发明人王航桑悟海袁道军郭朋亮于小蕾郭振邦张晓林74专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人李树祥54发明名称差压式气动执行器装置57摘要本发明公开了一种差压式气动执行器装置，包括壳体,壳体内设置有密闭且相邻的两个膜片室,其中一个膜片室内安装有可轴向移动的芯杆，两个膜片室的容积可在分别进入具有压差的气体的作用下收。
2、缩或增大用以驱动芯杆轴向移动，工作时，气体分别从上膜片室气嘴进入上膜片室，从下膜片室气嘴进入下膜片室，由于上膜片室气体压力高，在压差作用下，推动橡胶膜片向下端盖方向移动，橡胶膜片带动膜片座压缩弹簧，与芯杆一起移动，实现执行器的调节作用。由于采用压差驱动，弹簧的预紧力可以不用太大，开启压力可以设置一个较低值，同时，采用压差驱动，弹簧的弹性系数可设置范围扩大，可以解决可变截面增压器开启压力高与开启后伸缩快的矛盾。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页10申请公布号CN104100363ACN104100363A。
3、1/1页21一种差压式气动执行器装置，包括壳体,其特征在于壳体内设置有密闭且相邻的两个膜片室,其中一个膜片室内安装有可轴向移动的芯杆，两个膜片室的容积可在分别进入具有压差的气体的作用下收缩或增大用以驱动芯杆轴向移动。2根据权利要求1所述的差压式气动执行器装置，其特征在于两个膜片室的容积在各自变化的情况时，其中任一个膜片室能够抵消或增补另一个膜片室增大或收缩的容积。3根据权利要求1或2所述的差压式气动执行器装置，其特征在于壳体包括筒状结构的下壳体（1），下壳体（1）的上端固定连接有上壳体（8）、下壳体（1）的下端固定连接下端盖（11）。4根据权利要求3所述的差压式气动执行器装置，其特征在于下壳体。
4、（1）的上端与上壳体（8）之间还连接有橡胶膜片（6），橡胶膜片（6）与上壳体（8）之间形成一个封闭空间即两个膜片室其中的一个，为上膜片室（12）。5根据权利要求4所述的差压式气动执行器装置，其特征在于芯杆（3）的其中一端部设置在下膜片室（13）内靠近橡胶膜片（6）的位置，该端部通过螺母（9）固定连接有一截面为U形的膜片座（7）。6根据权利要求5所述的差压式气动执行器装置，其特征在于下壳体（1）的下端与下端盖（11）之间还连接有密封膜片（18），所述密封膜片（18）与橡胶膜片（6）之间形成一个封闭空间即两个膜片室中另一个，为下膜片室（13）。7根据权利要求6所述的差压式气动执行器装置，其特征在于。
5、密封膜片（18）套装在芯杆（3）上并密封连接。8根据权利要求7所述的差压式气动执行器装置，其特征在于所述下膜片室（13）还设置有用以对芯杆（3）进行复位的弹性装置，该弹性装置设置在膜片座（7）与下端盖（11）之间。9根据权利要求8所述的差压式气动执行器装置，其特征在于弹性装置包括套装在芯杆（3）外部的弹簧（2）。10根据权利要求9所述的差压式气动执行器装置，其特征在于该弹簧（2）的其中一端顶在密封膜片（18）靠近下端盖（11）的位置、另一端设置在膜片座（7）的U形槽内。权利要求书CN104100363A1/4页3差压式气动执行器装置技术领域0001本发明涉及一种涡轮增压器气动执行器装置，尤其涉。
6、及一种涡轮增压器的差压式气动执行器装置，属于内燃机领域。背景技术0002随着国家排放法规和用户需求的不断发展，发动机尤其是柴油发动机的增压技术也有了长足的进步，废气涡轮增压器的结构从传统的固定截面发展到了能够兼顾发动机低速扭矩的废气旁通结构增压器，到了国排放法规实施以后，人们对于能够兼顾发动机高低速性能的发动机增压器的需求越来越强烈，可变截面涡轮增压器成为了国内外研发的重点。0003在可变截面涡轮增压器的实际配试中，其控制一直是一个大问题，常见的控制机构有三种第一种是气动执行器，价格便宜、可靠性好、控制精度差；第二种是气动执行器脉宽调节阀TCU控制，价格较贵、可靠性适中、控制精度适中；第三种是。
7、执行电机TCU控制，价格最贵、可靠性最差、控制精度最高。0004为了控制成本，国内应用最多的是前两种方式，这两种方式都需要采用气动执行器。对单纯气动执行器方案，完全依赖执行器弹簧的行程特性，但很多可变截面增压器匹配特性是在低速多个转速点保持在最小开度，然后又以很快的开启速度开至最大，在这种匹配特性下，由于开始时，在多个转速点都要保持在最小开度，执行器开启压力较高，则需要弹簧较硬、弹性系数较大，而开启后快速开至最大，则需要弹簧较软、弹性系数较小，两者存在矛盾，无法实现有机统一，执行器无法加工。0005对“气动执行器脉宽调节阀TCU控制”方案，通过TCU控制脉宽调节阀的占空比达到所需的压力，弹簧的。
8、行程特性影响较小，但脉宽调节阀是通过通断阀的不断开闭实现对占空比的调节，气体压力越低、脉宽调节阀的可靠性也就越好。0006对于可变截面增压器，特别是通过可变流道实现变截面的增压器，由于需驱动调节阀门，气体压力一般较高，可靠性一直是困扰生产厂家的大问题。研发一种差压式执行器，通过两个取气点的压差驱动，既能解决单纯气动执动器开启压力高与开启后伸缩快的矛盾，又能只控制低压端的压力，实现脉宽调节阀对压差的控制，增强脉宽调节阀的可靠性。0007目前，增压器气动执行器结构如图1所示，一般包括上壳体8、橡胶膜片6、膜片座7、弹簧2、下壳体1、芯杆3、气嘴10，上壳体8与下壳体1通过螺栓5与橡胶膜片6连在一起。
9、，膜片座7与芯杆3通过螺母9连接在一起，整个气动执行器通过连接螺纹孔4安装在增压器上。0008工作时，带有压力的气体从气嘴10进入上壳体8与橡胶膜片6形成的密闭空腔，推动橡胶膜片6与膜片座7向下壳体8方向移动，膜片座7带动与其组装在一起的芯杆3一起移动，实现对增压器的调节。说明书CN104100363A2/4页40009这种气动执行器由于只靠单个弹簧来决定最终的行程特性，行程特性由弹簧的弹性系数决定，当出现开启压力很高、开启后伸缩又过快的矛盾时，是无法解决的。0010“气动执行器脉宽调节阀TCU控制”方案的控制如图3所示，TCU会收集执行器膜片室压力、发动机转速、发动机扭矩、发动机进气流量、发。
10、动机功率、油耗率、油门开度等信号，汇总计算后输出占空比信号至脉宽调节阀，通过对脉宽调节阀的占空比控制，来调节膜片室压力至需求值。膜片室压力决定了脉宽调节阀通断阀承受的压力，压力越高，通断阀越容易失效。发明内容0011本发明要解决的技术问题是针对传统增压器气动执行器结构的以上缺陷，提供一种涡轮增压器的差压式气动执行器装置，通过两个取气点的压差驱动，既能解决单纯气动执行器开启压力高与开启后伸缩快的矛盾，又能通过只控制低压端的压力，实现脉宽调节阀对压差的控制，增强脉宽调节阀的可靠性。0012为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案一种差压式气动执行器装置，包括壳体,壳体内设置有密闭且相邻的两个膜片室。
11、,其中一个膜片室内安装有可轴向移动的芯杆，两个膜片室的容积可在分别进入具有压差的气体的作用下收缩或增大用以驱动芯杆轴向移动。0013以下是本发明对上述方案的进一步优化两个膜片室的容积在各自变化的情况时，其中任一个膜片室能够抵消或增补另一个膜片室增大或收缩的容积。0014进一步优化壳体包括筒状结构的下壳体，下壳体的上端固定连接有上壳体、下壳体的下端固定连接下端盖。0015进一步优化下壳体的上端与上壳体之间还连接有橡胶膜片，橡胶膜片与上壳体之间形成一个封闭空间即两个膜片室其中的一个，为上膜片室。0016进一步优化芯杆的其中一端部设置在下膜片室内靠近橡胶膜片的位置，该端部通过螺母固定连接有一截面为U。
12、形的膜片座。0017进一步优化下壳体的下端与下端盖之间还连接有密封膜片，所述密封膜片与橡胶膜片之间形成一个封闭空间即两个膜片室中另一个，为下膜片室。0018密封膜片套装在芯杆上并密封连接。0019所述下膜片室还设置有用以对芯杆进行复位的弹性装置。该弹性装置设置在膜片座与下端盖之间。弹性装置包括套装在芯杆外部的弹簧，该弹簧的其中一端顶在密封膜片靠近下端盖的位置、另一端设置在膜片座的U形槽内。0020工作时，上膜片室气嘴连接涡轮增压器的高压取气点，下膜片室气嘴连接涡轮增压器的低压取气点。0021当采用单纯执行器方案时，气体分别从上膜片室气嘴进入上膜片室，从下膜片室气嘴进入下膜片室，由于上膜片室气体。
13、压力高，在压差作用下，推动橡胶膜片向下端盖方向移动，橡胶膜片带动膜片座压缩弹簧，与芯杆一起移动，实现执行器的调节作用。0022由于采用压差驱动，弹簧的预紧力可以不用太大，开启压力可以设置一个较低值，同时，采用压差驱动，弹簧的弹性系数可设置范围扩大，可以解决可变截面增压器开启压力说明书CN104100363A3/4页5高与开启后伸缩快的矛盾。0023当采用“气动执行器脉宽调节阀TCU控制”方案时，脉宽调节阀分别接涡轮增压器的低压取气点和执行器的下膜片室，该处压力低，脉宽调节阀不容易损坏，使用寿命长。0024下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图说明0025附图1是本发明背景技术中气动执行。
14、器的结构示意图；附图2是本发明背景技术中气动执行器的侧视图；附图3是本发明背景技术和实施例共用的脉宽调节阀控制图；附图4是本发明实施例中气动执行器的结构示意图。0026图中1下壳体；2弹簧；3芯杆；4连接螺纹孔；5螺栓；6橡胶膜片；7膜片座；8上壳体；9螺母；10气嘴；11下端盖；12上膜片室；13下膜片室；14上膜片室气嘴；15下膜片室气嘴；16凸台；17紧固螺母；18密封膜片；19垫片。具体实施方式0027实施例1，如图4所示，一种差压式气动执行器装置，包括壳体,壳体内设置有密闭且相邻的两个膜片室,其中一个膜片室内安装有可轴向移动的芯杆3，两个膜片室的容积可在分别进入具有压差的气体的作用下。
15、收缩或增大用以驱动芯杆3轴向移动。0028两个膜片室的容积在各自变化的情况时，其中任一个膜片室能够抵消或增补另一个膜片室增大或收缩的容积。0029壳体包括筒状结构的下壳体1，下壳体1的上端通过螺栓固定连接有上壳体8、下壳体1的下端通过螺栓5固定连接下端盖11，所述下端盖11上设置有连接螺纹孔4，整个气动执行器通过连接螺纹孔4安装在增压器上。0030下壳体1的上端与上壳体8之间还连接有橡胶膜片6，橡胶膜片6与上壳体8之间形成一个封闭空间即两个膜片室其中的一个，为上膜片室12。0031芯杆3的其中一端部设置在下膜片室13内靠近橡胶膜片6的位置，该端部通过螺母9固定连接有一截面为U形的膜片座7。00。
16、32上壳体8上安装有与上膜片室12连通的上膜片室气嘴14，可连接涡轮增压器的高压取气点，用于对上膜片室12进行充气。0033下壳体1的下端与下端盖11之间还连接有密封膜片18，所述密封膜片18与橡胶膜片6之间形成一个封闭空间即两个膜片室中另一个，为下膜片室13。0034下壳体1的一侧安装与下膜片室13连通的下膜片室气嘴15，可连接涡轮增压器的低压取气点，用于对下膜片室13进行充气。0035密封膜片18套装在芯杆3上并通过带有螺纹的凸台16和可与凸台16螺纹连接的紧固螺母17以及垫片19密封连接。0036通过垫片19、螺母17将密封膜片18压紧在芯杆3的凸台16上；所述下膜片室13还设置有用以对。
17、芯杆3进行复位的弹性装置。该弹性装置设置在膜片座7与下端盖11之间。说明书CN104100363A4/4页60037弹性装置包括套装在芯杆3外部的弹簧2。该弹簧2的其中一端顶在密封膜片18靠近下端盖11的位置、另一端设置在膜片座7的U形槽内。0038当采用单纯执行器方案时，气体分别从上膜片室气嘴14进入上膜片室12，从下膜片室气嘴15进入下膜片室13，由于上膜片室14气体压力高，在压差作用下，推动橡胶膜片6向下端盖11方向移动，橡胶膜片6带动膜片座7压缩弹簧2，与芯杆3一起移动，实现执行器的调节作用。0039由于采用压差驱动，弹簧2的预紧力可以不用太大，开启压力可以设置一个较低值，同时，采用压差驱动，弹簧2的弹性系数可设置范围扩大，可以解决可变截面增压器开启压力高与开启后伸缩快的矛盾。0040实施例2，上述实施例1中，将其应用在如图3所示的“气动执行器脉宽调节阀TCU控制”方案时，脉宽调节阀分别接涡轮增压器的低压取气点和执行器的下膜片室13，该处压力低，脉宽调节阀不容易损坏，使用寿命长。0041现在我们已经按照国家专利法对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员会识别本文所公开的具体实施例的改进或代替。这些修改是在本发明的精神和范围内的。说明书CN104100363A1/2页7图1图2说明书附图CN104100363A2/2页8图3图4说明书附图CN104100363A。