一种万用型涡轮增压执行器标定装置论文和设计-叶能干

全文摘要

本发明的一种万用型涡轮增压执行器标定装置，包括夹紧装置和测量装置，所述夹紧装置设有刻度转盘，所述刻度转盘上固定有夹紧下盘，所述夹紧下盘上设有旋转轴和固定杆，所述旋转轴上设有可旋转的夹紧上盘，所述夹紧上盘设有与固定杆配合的滑动槽，所述夹紧上盘上设有装夹平台，所述装夹平台上设有夹紧螺杆；所述夹紧装置上夹紧有涡轮增压器，所述涡轮增压器上设有执行器；所述测量装置包括调节杆、行程测量单元和测头，调节杆上可调节的固定有行程测量单元，所述行程测量单元上连接有水平放置的测头，所述测头和被夹紧装置调至水平的执行器接触。可以提供一种万用型涡轮增压器执行器标定装置,适用于不同系列的涡轮增压器。

主设计要求

1.一种万用型涡轮增压执行器标定装置，包括夹紧装置（2）和测量装置（7），其特征在于：所述夹紧装置（2）设有刻度转盘（1），所述刻度转盘（1）上固定有夹紧下盘（21），所述夹紧下盘（21）上设有旋转轴（23）和固定杆（25），所述旋转轴（23）上设有可旋转的夹紧上盘（22），所述夹紧上盘（22）设有与固定杆（25）配合的滑动槽（24），所述夹紧上盘（22）上设有装夹平台（3），所述装夹平台（3）上设有夹紧螺杆（4）；所述夹紧装置（2）上夹紧有涡轮增压器（5），所述涡轮增压器（5）上设有执行器（52）；所述测量装置（7）包括调节杆（6）、行程测量单元（71）和测头（72），调节杆（6）上可调节的固定有行程测量单元（71），所述行程测量单元（71）上连接有水平放置的测头（72），所述测头（72）和被夹紧装置（2）调至水平的执行器（52）接触；所述装夹平台（3）上设有垂直台面的定位柱（104），所述定位柱（104）上设有平行台面的水平仪（100），所述水平仪（100）两端设有销孔，所述销孔上设有销轴（103）和等长的细绳（102），所述水平仪（100）铰接在定位柱（104）上；所述夹紧下盘（21）上设有驱动装置，所述驱动装置连接到旋转轴（23）和固定杆（25）；所述旋转轴（23）上设有螺纹，所述固定杆（25）在夹紧下盘（21）内侧对称设有弹簧（401），所述固定杆（25）上设有螺纹套筒（251），所述螺纹套筒（251）内侧设有键（252），所述固定杆（25）上设有与键（252）配合的键槽，所述螺纹套筒（251）上设有螺纹段（400）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种万用型涡轮增压执行器标定装置，其特征在于：所述调节杆包括X向调节杆（61）、Y向调节杆（62）和Z向调节杆（63），所述Y向调节杆（62）上设有行程测量单元（71）。

3.根据权利要求1所述的一种万用型涡轮增压执行器标定装置，其特征在于：所述涡轮增压器（5）上设有标定螺母（51），所述标定螺母用于调节执行器（52），所述涡轮增压器（5）上设有连接外接气源的供气气嘴（53）。

4.根据权利要求1所述的一种万用型涡轮增压执行器标定装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机（201）、第一齿盘（204）和第二齿盘（205），所述电机（201）固定在夹紧下盘（21）的底部，所述电机（201）连接电机轴（203），所述电机轴（203）上设有第一齿盘（204）和第二齿盘（205），所述第一齿盘（204）可与固定杆（25）的螺纹段（400）啮合，所述第二齿盘（205）与旋转轴（23）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种万用型涡轮增压执行器标定装置，其特征在于：所述夹紧下盘（21）的顶部固定有电磁铁（202），所述第二齿盘（205）的内侧固定有棘爪a（301）和棘爪b（303），所述电机轴（203）上设有可上下滑动的棘轮a（300）和棘轮b（302），所述棘轮a（300）和棘轮b（302）之间设有固定连接的套筒（304），所述棘轮b（302）下方设有空位弹簧。

设计说明书

技术领域

本发明涉及涡轮增压技术领域，尤其涉及一种万用型涡轮增压执行器标定装置。

背景技术

涡轮增压器为典型的旋转机械，利用发动机排出的废气能量膨胀做功，驱动叶轮压缩更多的新鲜空气提供给发动机，改善发动机动力性和经济性。而活塞发动机为容积机械，因此，涡轮增压器与发动机特性必须进行良好的匹配和标定。

随着环保、节能、减排政策法规的推进实施，车用发动机的强化程度进一步提高，尤其在低速起步阶段，大扭矩和低排放要求涡轮增压器更早的介入工作，缩短响应时间，改善驾驶感受。采用较小的涡轮机，结合高速时的废气旁通是解决这一问题的关键技术。在车辆起步阶段，发动机废气能量有限，更容易驱动较小的涡轮机高效工作；而在发动机大功率阶段，采用放气阀机构旁通多余废气不经过涡轮直接排出，满足增压能力的同时有效解决了发动机超速问题。目前，这一技术已经得到成功的应用与推广。

为了实现发动机良好工作，必须通过发动机标定，确定放气阀机构的最佳控制参数，以合理控制放气阀门的开闭。根据匹配标定，可得知放气阀机构的执行器在出厂安装时，某个放气阀压力下对应的执行器行程，在生产过程中，必须对其严格控制，才能保证涡轮增压器批产性能上的一致性。另外，由于发动机结构和特性千变万化，对应的增压器执行器结构和标定要求也各不相同。那么，在生产过程中如何对各种规格需求的执行器进行标定，并解决高效率、低成本的问题亟待解决。

发明内容

本发明的主要目的是解决涡轮增压器执行器生产一致性标定的问题，提供一种万用型涡轮增压器执行器标定装置, 适用于不同系列的涡轮增压器。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种万用型涡轮增压执行器标定装置，包括夹紧装置和测量装置，所述夹紧装置设有刻度转盘，所述刻度转盘上固定有夹紧下盘，所述夹紧下盘上设有旋转轴和固定杆，所述旋转轴上设有可旋转的夹紧上盘，所述夹紧上盘设有与固定杆配合的滑动槽，所述夹紧上盘上设有装夹平台，所述装夹平台上设有夹紧螺杆；所述夹紧装置上夹紧有涡轮增压器，所述涡轮增压器上设有执行器；所述测量装置包括调节杆、行程测量单元和测头，调节杆上可调节的固定有行程测量单元，所述行程测量单元上连接有水平放置的测头，所述测头和被夹紧装置调至水平的执行器接触。

所述调节杆包括X向调节杆、Y向调节杆和Z向调节杆，所述Y向调节杆上设有行程测量单元。

所述涡轮增压器上设有标定螺母，所述标定螺母用于调节执行器，所述涡轮增压器上设有连接外接气源的供气气嘴。所述的刻度转盘可沿Y轴360°旋转，装夹平台可沿X轴90°旋转，夹紧螺杆固定在装夹平台上，可平行于装夹平台平面移动。夹紧螺杆沿平台的收缩将涡轮增压器稳定固定于装夹平台上，旋转调整分度盘和装夹平台，最终调整涡轮增压器执行器位于水平平面，即正视图、俯视图均为一水平线，而左视图为一点或一组同心圆。保证其与行程测量单元共轴，测量结果准确可靠。

所述的夹紧装置通过夹紧螺杆、刻度转盘和装夹平台的调节，能够装夹任意型号大小的涡轮增压器，并实现执行器水平摆放。所述的夹紧装置具有三个调节自由度。

所述的测量装置最底部为X向调节杆，中间为Z向调节杆，最上端为Y向调节杆，分别实现X、Y和Z三个方向自由度的调节。所述的Y向调节杆上安装有执行器标定用的行程测量单元，其固定杆同样可绕X轴旋转调节，实现测量单元与执行器共轴。所述的测量装置具有四个调节自由度。

所述的外接气源连接执行器供气气嘴，在执行器标定时提供所需驱动力。

所述装夹平台上设有垂直台面的定位柱，所述定位柱上设有平行台面的水平仪，所述水平仪两端设有销孔，所述销孔上设有销轴和等长的细绳，所述水平仪铰接在定位柱上；所述夹紧下盘上设有驱动装置，所述驱动装置连接到旋转轴和固定杆，所述旋转轴上设有螺纹，所述固定杆上设有螺纹段，所述固定杆在夹紧下盘内侧对称设有弹簧。

所述驱动装置包括电机、第一齿盘和第二齿盘，所述电机固定在夹紧下盘的底部，所述电机连接电机轴，所述电机轴上设有第一齿盘和第二齿盘，所述第一齿盘可与固定杆的螺纹段啮合，所述第二齿盘与旋转轴啮合。

所述夹紧下盘的顶部固定有电磁铁，所述第二齿盘的内侧固定有棘爪a和棘爪b，所述电机轴上设有可上下滑动的棘轮a和棘轮b，所述棘轮a和棘轮b之间设有固定连接的套筒，所述棘轮b下方设有空位弹簧。

与现有技术相比，本发明的优点如下。

（1）通用性好，通过调整行程测量单元和测头的位置，使得测头与执行器共轴，测头紧贴执行器末端，实现同一个标定装置对不同型号的涡轮增压器进行标定。

（2）操作便捷，只需要通过调节杆进行调节测量装置的位置，以及旋转夹紧装置，使得测头与执行器共轴且紧贴执行器末端即可测量。

（3）测量结果、精度能满足工程需求，测量装置具有四个调节自由度，便于调节测量装置的位置，然后执行器在驱动力的作用下沿Z轴向左移动，由行程测量单元读取位移值。若位移值符合设计要求，则锁紧执行器出厂标定螺母，标定结束；否则，转动调节螺杆，直至位移值合格为止。

附图说明

图1是一种万用型涡轮增压执行器标定装置的立体视图。

图2是一种万用型涡轮增压执行器标定装置的正视图。

图3是一种万用型涡轮增压执行器标定装置的俯视图。

图4是一种万用型涡轮增压执行器标定装置另一个方向的立体视图。

图5是实施例二的正视图。

图6是实施例二的夹紧装置的初始状态的正视图。

图7是图6的B-B向剖视图。

图8是实施例二的驱动装置的正视剖视图。

图9是图8中棘爪b和棘轮b配合时的C-C向立体剖视图。

图10是图5的局部A的放大视图。

部分各个附图标记对应的名称是：刻度转盘1；夹紧装置2；夹紧下盘21；夹紧上盘22；旋转轴23；滑动槽24；固定杆25；螺纹套筒251；键252；装夹平台3；夹紧螺杆4；涡轮增压器5；标定螺母51；执行器52；供气气嘴53；调节杆6；X向调节杆61；Y向调节杆62；Z向调节杆63；测量装置7；行程测量单元71；测头72；水平仪100；激光感应器101；细绳102；销轴103；定位柱104；数据处理元件200；电机201；电磁铁202；电机轴203；第一齿盘204；第二齿盘205；棘轮a300；棘爪a301；棘轮b302；棘爪b 303；套筒304；螺纹段400；弹簧401。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明具体内容以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例一：本发明的实施例为一种万用型涡轮增压执行器标定装置，为达到以上目的，一种万用型涡轮增压执行器标定装置，包括夹紧装置2和测量装置7。所述的夹紧装置2包括刻度转盘1、装夹平台3和夹紧螺杆4，用于装夹涡轮增压器5，所述刻度转盘1上固定有夹紧下盘21，所述夹紧下盘21上设有旋转轴23和固定杆25，所述旋转轴23上设有可旋转的夹紧上盘22，所述夹紧上盘22设有与固定杆25配合的滑动槽24，所述夹紧上盘22上设有装夹平台3，所述装夹平台3上设有夹紧螺杆4；所述夹紧装置2上夹紧有涡轮增压器5，所述涡轮增压器5上设有执行器52；所述测量装置7包括调节杆6、行程测量单元71和测头72，调节杆6上可调节的固定有行程测量单元71，所述行程测量单元71上连接有水平放置的测头72，所述测头72和被夹紧装置2调至水平的执行器52接触。

所述调节杆包括X向调节杆61、Y向调节杆62和Z向调节杆63，所述Y向调节杆62上设有行程测量单元71。

所述涡轮增压器5上设有标定螺母51，所述标定螺母用于调节执行器52，所述涡轮增压器5上设有连接外接气源的供气气嘴53。

所述的刻度转盘1可沿Y轴360°旋转，装夹平台3可沿X轴90°旋转，夹紧螺杆4固定在装夹平台3上，可平行于装夹平台3平面移动。旋转夹紧螺杆4将涡轮增压器5稳定固定于装夹平台3上，旋转调整刻度转盘1和装夹平台3，使得涡轮增压器5的执行器52处于可检测的状态，最终调整到涡轮增压器5的执行器52位于水平平面，即执行器52的正视图、俯视图上看均为一条水平线，没有倾斜，而执行器52的左视图上看为一点或一组同心圆。保证其与行程测量单元71共轴，测量结果准确可靠。

所述的夹紧装置2通过夹紧螺杆4、刻度转盘1和装夹平台3的调节，能够装夹任意型号大小的涡轮增压器5，并实现执行器52水平摆放。所述的夹紧装置2具有三个调节自由度。

所述的测量装置7最底部为X向调节杆61，中间为Z向调节杆63，最上端为Y向调节杆62，分别实现X、Y和Z三个方向自由度的调节。所述的Y向调节杆62上安装有执行器标定用的行程测量单元71，其固定杆同样可绕X轴旋转调节，实现测量单元与执行器52共轴。所述的测量装置7具有四个调节自由度。

所述的外接气源连接执行器52供气气嘴53，在执行器52标定时提供所需驱动力。

实施例二：本实施例中的电机均为步进电机，以及相应的数据处理元件、感应器、线路均为现有技术，本发明内不做具体的阐述。

在实施例一的标定装置的基础上增加了下面内容：所述装夹平台3上设有垂直台面的定位柱104，所述定位柱104上设有平行台面的水平仪100，所述水平仪100两端设有销孔，所述销孔上设有销轴103和等长的细绳102，所述水平仪100铰接在定位柱104上；所述夹紧下盘21上设有驱动装置，所述驱动装置连接到旋转轴23和固定杆25，所述旋转轴23上设有螺纹，所述固定杆25上设有螺纹段400，所述固定杆25在夹紧下盘21内侧对称设有弹簧401。

所述驱动装置包括电机201、第一齿盘204和第二齿盘205，所述电机201固定在夹紧下盘21的底部，所述电机201连接电机轴203，所述电机轴203上设有第一齿盘204和第二齿盘205，所述第一齿盘204可与固定杆25的螺纹段400啮合，所述第二齿盘205与旋转轴23啮合；所述固定杆25上设有螺纹套筒251，螺纹套筒251和固定杆25之间通过键252配合，螺纹套筒251在固定杆25上有段左右位移的间隙，螺纹套管251在键252的作用下可以与固定杆25一起旋转，螺纹段400设置在螺纹套管251上。

所述夹紧下盘21的顶部固定有电磁铁202，所述第二齿盘205的内侧固定有棘爪a301和棘爪b303，所述电机轴203上设有可上下滑动的棘轮a300和棘轮b302，棘轮a300具有磁性，所述棘轮a300和棘轮b302之间设有固定连接的套筒304，所述棘轮b302下方设有空位弹簧。棘轮a300和棘爪a301、棘轮b302和棘爪b 303的配合形式有三种，在电磁铁没有磁力的时候，空位弹簧的本身的作用力使得套筒304处于一个棘轮a300和棘爪a301、棘轮b302和棘爪b 303的均没有发生配合的状态，当电磁铁和棘轮a300相吸引的时候，空位弹簧的本身被拉伸，棘轮b302的上表面和第二齿盘205接触，此时棘轮a300和棘爪a301没有配合、棘轮b302和棘爪b 303发生配合，当电磁铁和棘轮a300相排斥的时候，空位弹簧的本身被压缩，棘轮a300的下表面和第二齿盘205接触，此时棘轮a300和棘爪a301发生配合、棘轮b302和棘爪b 303没有发生配合。所述棘轮b302和棘爪b 303发生配合时，可以带动第二齿盘205反向旋转；所述棘轮a300和棘爪a301发生配合时，可以带动第二齿盘205正向旋转。

具体实施过程为：在实施例一的标定过程中增加自动调节执行器52至水平的功能，装夹平台上的两个定位柱104之间的距离固定不变，水平仪100的两端通孔通过销轴103固定在定位柱上，水平仪100的两端通孔还固接有等长的细绳102，细绳的弹性形变可忽略不计，定位柱104上还设有激光感应器101，激光感应器101上具有两个功能，一是检测销轴103是否在定位柱104上且能分辨是那个销轴被抽出，二是能够测量水平仪100离开定位柱的距离，激光感应器101会把结果输入到数据处理元件200上，水平仪100只会有一端的销轴取出，销轴被抽出会使得电机201旋转使得固定杆被旋松，然后把水平仪100两端的细绳102固定在执行器52上，细绳102的有效长度保持一致，通过数据处理元件计算出，执行器52相对装夹平台的倾斜角度，然后控制电机201使得装夹平台倾斜相同的角度，最终使得执行器52达到水平放置，数据处理元件200输出结果控制电机201转动和控制电磁铁202工作。

工作过程为，如图5、图6、图7和图8，先抽出右侧的销轴103，此时激光感应器101感应到右侧的销轴103抽出，数据处理元件 200可以接受激光感应器101检测的结果（激光感应器101可以感应哪个销轴103被抽出，以及被抽出多远的距离，然后数据处理元件200经过数据处理后，发出不同信号指令驱动电机201和控制电磁铁202），立即输出信号到数据处理元件200使得电机201正向旋转第一齿盘204和固定杆25上的螺纹段400啮合，由于固定杆25一侧的螺栓头部可以随着固定杆旋转而旋转、另一侧的螺母可以随着夹紧上盘22的转动在滑动槽24内滑动，但是不会发生旋转，螺纹段 400 和第一齿盘 204 是存在一个即将解除啮合又没有解除啮合的状态，固定杆25紧固时，由于固定杆紧固过程中，第一齿盘是反向旋转，使得螺纹段400向右移动，螺纹套筒251向右运动，螺纹段400和第一齿盘处于将要脱离啮合的状态，右侧的弹簧401处于压缩状态，左侧的弹簧401处于拉伸状态，螺纹段400与第一齿盘处于将要啮合又没有啮合的状态；此时弹簧401施加推力使得螺纹套筒251具有向左运动的趋势，而第一齿盘正向旋转,使得螺纹段400和第一齿盘啮合，螺纹段400向左移动；当第一齿盘204带动螺纹段向左移动，即螺纹套筒向左移动，螺纹套筒向左移动的过程中，使得固定杆25向左移动，固定杆25松掉。

由于第二齿盘205在棘轮b302下方的空位弹簧作用下，且电磁铁202未充电产生磁性的情况下，棘轮a300和棘爪a301、棘轮b302和棘爪b 303均没有发生配合，则第二齿盘205不会和旋转轴发生啮合转动；当相同长度的细绳102挂在执行器52上，然后激光感应器101测出的水平仪100右侧上移了多少距离，计算出水平仪100旋转角度，换算到电机转动多少角度可以使得执行器52保持水平；此时，数据处理元件200发出信号使得电磁铁202充电带有与棘轮a300相斥的磁性，棘轮a300本身带有磁性，使得棘轮a300和棘轮b302均下移，棘轮a和棘爪a发生配合，棘轮b和棘爪b没有发生配合，然后电机201正向带动旋转轴23旋转，使得装夹平台3倾斜，而执行器52处于水平，然后电机201进行反转，在弹簧401的作用下螺纹段400和第一齿盘204啮合，固定杆25向右移动，使得固定杆拧紧固定，然后进行执行器标定过程，直至标定合格，松开细绳，插入销轴。

然后电机正向旋转松开固定杆25，装夹平台3复位时，电磁铁202充电带有与棘轮a300相吸的磁性，棘轮a300本身带有磁性，使得棘轮a300和棘轮b302均上移，棘轮b和棘爪b发生配合，棘轮a和棘爪a没有发生配合，然后电机201反向带动旋转轴23旋转复位，装夹平台3复位后，第二齿盘205在棘轮b302下方的空位弹簧作用下，且电磁铁202未充电产生磁性的情况下，棘轮a300和棘爪a301、棘轮b302和棘爪b 303均没有发生配合，则第二齿盘205不会和旋转轴发生啮合转动；电机反向旋转继续带动第一齿盘转动，使得固定杆紧固。

为了防止出现在调整装夹平台3角度的过程中固定杆25与滑动槽提前固定住，所述第二齿盘205与旋转轴23的可运动行程远小于第一齿盘204与固定杆25的可运动行程。

若是执行器倾斜方向与图6不一致时，先抽出左侧的销轴103，此时激光感应器101感应到左侧的销轴103抽出，立即输出信号到数据处理元件200使得电机正向旋转第一齿盘204和固定杆25上的螺纹段400啮合，剩下的运动与图6的运动过程进行相反运动即可。本实施例可以实现执行器52的水平状态的调整可以自动实现，操作更加方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

设计图

一种万用型涡轮增压执行器标定装置论文和设计

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