專利名稱：用于變幾何渦輪的致動(dòng)器校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動(dòng)器和一種用于致動(dòng)器自動(dòng)校準(zhǔn)的方法，該種類的致動(dòng)器用于 啟動(dòng)變幾何機(jī)構(gòu)，例如通常用于內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器的變幾何渦輪的噴嘴環(huán)或轉(zhuǎn)動(dòng)葉片固定 環(huán)。本發(fā)明還涉及一種變幾何渦輪和以及包括此致動(dòng)器的渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器是用于供應(yīng)空氣的常用裝置，其為內(nèi)燃機(jī)提供高于大氣壓的進(jìn)氣(增 壓)。傳統(tǒng)的渦輪增壓器主要包括廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪，裝在渦輪室中的可旋轉(zhuǎn)軸上。渦輪的旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)裝在該軸另一端的位于壓氣機(jī)室內(nèi)的壓氣機(jī)葉輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。該壓氣機(jī)葉輪將壓縮空氣 以傳送至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口歧管。該渦輪增壓器通常由軸頸和推力軸承來(lái)支撐，包括專門的潤(rùn) 滑系統(tǒng)，位于連接在渦輪室和壓氣機(jī)葉輪室之間的中間軸承座中。現(xiàn)有的增壓器中，渦輪機(jī)級(jí)包括由其中裝有渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)殼體定義的渦輪 室，圍繞渦輪室布置的環(huán)形進(jìn)氣通道，圍繞該進(jìn)氣通道布置的進(jìn)氣口，和從該渦輪室延伸出 的出氣通道。各通道和各室連通從而使得進(jìn)入該進(jìn)氣室的壓縮廢氣經(jīng)由該渦輪室從該進(jìn)氣 通道流至該出氣通道并旋轉(zhuǎn)該渦輪葉輪。渦輪可以是固定機(jī)結(jié)構(gòu)或變幾何結(jié)構(gòu)類型。變幾何渦輪與固定幾何結(jié)構(gòu)渦輪的區(qū) 別在于該進(jìn)氣通道的尺寸是可變的，以使得在質(zhì)量流量范圍內(nèi)的氣流速度得到優(yōu)化，從而 改變渦輪的功率輸出來(lái)適應(yīng)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)需求。常見(jiàn)的變幾何渦輪具有伸入進(jìn)氣通道的葉 片，其可以旋轉(zhuǎn)以改變可用于來(lái)氣的有效截面積，以及氣體相對(duì)渦輪葉輪的進(jìn)入角。這樣的 設(shè)置是主要涉及旋轉(zhuǎn)葉片變幾何渦輪。典型地，各葉片圍繞其自身的軸旋轉(zhuǎn)，并且所有的葉 片可以通過(guò)對(duì)連接至各葉片的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作從而同步地旋轉(zhuǎn)，通常是通過(guò)一種稱為同 步環(huán)的環(huán)實(shí)現(xiàn)。在另一類常見(jiàn)的變幾何渦輪中，進(jìn)氣通道的壁是由可移動(dòng)的壁構(gòu)件來(lái)限定(通常 指"噴嘴環(huán)")。噴嘴環(huán)的位置相對(duì)于與該進(jìn)氣通道的表面壁(有時(shí)稱為該覆蓋物)是可 調(diào)的，從而控制進(jìn)氣通道的寬度。例如，通過(guò)該渦輪的氣流減少，將減小該進(jìn)氣通道的寬度， 同時(shí)降低所保持的氣體速度以及最優(yōu)的渦輪輸出。典型地，該噴嘴環(huán)具有葉片，其伸入該進(jìn) 氣通道和通過(guò)進(jìn)氣通道的表面壁上的槽來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)噴嘴環(huán)的移動(dòng)。優(yōu)選的，葉片可通過(guò) 噴嘴環(huán)中的槽從固定壁伸出。噴嘴環(huán)的槽總體上支撐在平行于渦輪旋轉(zhuǎn)軸線延伸的桿上， 并在致動(dòng)器的作用下移動(dòng)，其可操作地沿軸向移動(dòng)該桿。變幾何渦輪可采用各種形式的致動(dòng)器，包括氣動(dòng)、液壓和電動(dòng)致動(dòng)器，安裝在該渦 輪增壓器的外部并經(jīng)由專門的齒輪和/或連接機(jī)構(gòu)連接至該變幾何系統(tǒng)。例如，已知的電 動(dòng)致動(dòng)器包括裝在該渦輪增壓器殼體內(nèi)并經(jīng)由齒輪機(jī)械聯(lián)接機(jī)構(gòu)連接至該變幾何系統(tǒng)的 可移動(dòng)元件的電動(dòng)機(jī)。當(dāng)將這樣一個(gè)致動(dòng)器安裝到該渦輪增壓器上時(shí)，必不可少的正確操 作是將其輸出齒輪精確地對(duì)準(zhǔn)噴嘴環(huán)的相應(yīng)位置。尤其是，當(dāng)該致動(dòng)器和噴嘴環(huán)分別具有 有限的可移動(dòng)范圍時(shí)，必須確保在運(yùn)行期間兩者都不會(huì)碰到端界。當(dāng)該致動(dòng)器安裝到該渦 輪增壓器時(shí)，相對(duì)于致動(dòng)器輸出齒輪的旋轉(zhuǎn)位置的噴嘴環(huán)的精確軸向位置是未知且難以確定的。為了確保正確的操作，目前必須采用手動(dòng)校準(zhǔn)步驟，將噴嘴環(huán)位置和致動(dòng)器輸出的旋 轉(zhuǎn)位置進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)。由于致動(dòng)器和變幾何系統(tǒng)的部件設(shè)在有限空間內(nèi)，這將不會(huì)是一個(gè)簡(jiǎn) 單的操作。因此，需要在安裝、維護(hù)和更換操作中加入特定且相對(duì)復(fù)雜的校準(zhǔn)步驟。因此，期望設(shè)計(jì)一種盡可能簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)步驟以縮短生產(chǎn)線裝配時(shí)間、維護(hù)或修理 時(shí)間從而降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種自動(dòng)校準(zhǔn)變幾何渦輪致動(dòng)器的方法，該渦輪 具有環(huán)形進(jìn)氣通道，該通道可通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)至少部分地關(guān)閉，該變幾 何元件在第一和第二極限位置之間移動(dòng)，該方法包括如下步驟為渦輪提供具有輸出軸的 致動(dòng)器；將該致動(dòng)器的輸出軸連接至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而移動(dòng)該變幾何元件；提供與致動(dòng)器的輸 出軸相連的旋轉(zhuǎn)傳感裝置，該旋轉(zhuǎn)傳感器包括帶有止動(dòng)器的傳感器輪、離合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)位 置傳感器，該裝置設(shè)置成將該致動(dòng)器輸出軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該輪的旋轉(zhuǎn)，該輪具有受所述止 動(dòng)器限制的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，該傳感器構(gòu)造成產(chǎn)生表示該輪旋轉(zhuǎn)位置的輸出信號(hào)；操作該致動(dòng)器 輸出軸從而以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)傳感器輪，直到該變幾何元件達(dá)到第一極限位置；操作該 致動(dòng)器輸出軸從而以第二方向旋轉(zhuǎn)該傳感器輪，直到該變幾何元件達(dá)到第二極限位置；如 果該輪受到止動(dòng)器的阻止而無(wú)法在任一方向旋轉(zhuǎn)，則允許該傳感器裝置與該致動(dòng)器分離， 以此確保使用中的變幾何元件的移動(dòng)范圍位于該傳感器的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)；和記錄極限值，該 極限值為變幾何元件位于所述第一或第二極限位置時(shí)產(chǎn)生的所述輸出信號(hào)值。該方法通過(guò)確保該傳感器輪在該變幾何元件運(yùn)行的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器輸 出軸相對(duì)于變幾何元件的預(yù)校準(zhǔn)，其不需要復(fù)雜的校準(zhǔn)步驟。使用中的變幾何元件的移動(dòng)范圍比第一和第二極限值之間的范圍短。這樣確保了 該變幾何元件的移動(dòng)范圍位于傳感器的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，包括該移動(dòng)范圍的一端與傳感器輪旋 轉(zhuǎn)范圍的一端重合的可能性?？稍诘诙O限位置記錄極限值，且可以移動(dòng)該致動(dòng)器輸出軸從而再次在所述第一 旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)該傳感器，在步驟之后直到該變幾何元件達(dá)到該第一極限位置。在該輪再次 以第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)之后，將所述第一極限位置的輸出信號(hào)記錄成另一極限值。所記錄的 極限值或另一極限值然后可以被用作偏置值，以便從傳感器輸出信號(hào)確定該變幾何元件的 位置，從在任一點(diǎn)處及時(shí)從信號(hào)值中扣除該偏置值以建立該位置。該方法還可包括在該致動(dòng)器運(yùn)行期間運(yùn)行監(jiān)控所述輸出信號(hào)、從輸出信號(hào)中扣除 極限值或另一極限值并以此確定該變幾何元件位置的步驟。該方法還可包括在該致動(dòng)器運(yùn)行期間監(jiān)控所述輸出信號(hào)，從該輸出信號(hào)扣除該偏 置值并以此確定該該變幾何元件位置的步驟。這可被用作伺服電機(jī)致動(dòng)器反饋控制環(huán)路的 一部分，或可被單獨(dú)記錄。該環(huán)形進(jìn)氣道通道可以限定在該渦輪的面對(duì)的環(huán)形壁之間，且該變幾何元件可以 是其中可移動(dòng)的一個(gè)環(huán)形壁。該可移動(dòng)的環(huán)形壁可以沿著它的中心軸移動(dòng)從而調(diào)節(jié)該環(huán)形通道的寬度。該致動(dòng) 器可驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)中的絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該絲桿機(jī)構(gòu)可包括絲桿軸和與該絲桿軸的螺紋部分相嚙 合的絲桿螺母，該絲桿機(jī)構(gòu)設(shè)置成使得所述軸和螺母中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)，從而沿該絲桿軸的方向相對(duì)于所述軸和螺母之中的另一個(gè)產(chǎn)生線性移動(dòng)，該絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在變幾何元件和致動(dòng)器之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該螺母通過(guò)聯(lián)接裝置與該變幾何元件相連，該方法還包括旋轉(zhuǎn) 地驅(qū)動(dòng)該絲桿軸以及限制該螺母抵抗旋轉(zhuǎn)的步驟，以此影響聯(lián)接裝置中的運(yùn)動(dòng)并由此影響 該變幾何元件的運(yùn)動(dòng)。該方法可還包括采用齒輪以連接該輸出軸和該傳感器輪的步驟。該方法可還包括在該齒輪和該傳感器輪之間提供滑差離合器的步驟。該輸出信號(hào)可以被傳送到微控制器進(jìn)行數(shù)字化。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于變幾何渦輪的帶有傳感器裝置的致動(dòng) 器，該渦輪具有環(huán)形進(jìn)氣通道，該通道可通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置實(shí)現(xiàn)至少部分地關(guān)閉， 該變幾何元件可在第一和第二極限位置之間移動(dòng)，該致動(dòng)器包括連接至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移 動(dòng)該變幾何元件的致動(dòng)器輸出軸；提供與致動(dòng)器輸出軸相連的旋轉(zhuǎn)傳感裝置，該旋轉(zhuǎn)傳感 器包括帶有止動(dòng)器的傳感器輪、離合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)位置傳感器，該旋轉(zhuǎn)位置傳感器設(shè)置成將 該致動(dòng)器輸出軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該輪的極限位置，該輪具有受所述止動(dòng)器限制的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍， 該傳感器構(gòu)造成產(chǎn)生表示該輪極限位置的輸出信號(hào)；該通過(guò)致動(dòng)器在第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)該 傳感器輪，直到該變幾何元件達(dá)到該第一極限位置，并在第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)該傳感器，直到 該變幾何元件達(dá)到第二極限位置；離合機(jī)構(gòu)，用于當(dāng)該輪在任一方向遇到止動(dòng)器時(shí)允許該 傳感器輪與致動(dòng)器分離?？稍谥聞?dòng)器本地或遠(yuǎn)程地提供在運(yùn)行期間監(jiān)控所述輸出信號(hào)的監(jiān)控器。同樣地， 也可提供本地的或其它形式的用于當(dāng)變幾何元件位于第一或第二極限位置中的至少一個(gè) 時(shí)將輸出信號(hào)傳送至存儲(chǔ)器的裝置。可提供本地或其它形式的信號(hào)處理器，用于從輸出信號(hào)中扣除所記錄的輸出信號(hào) 值，該值對(duì)應(yīng)于第一和第二極限位置，并以此確定該變幾何元件在任一點(diǎn)的瞬時(shí)位置。齒輪可與該輸出軸和該傳感器輪相連。該離合機(jī)構(gòu)可以是位于齒輪和傳感器輪之間的滑差離合器。該傳感器輪固定在傳感器裝置的軸上，而該齒輪旋轉(zhuǎn)地安裝在該軸上，該滑差離 合器包括用于將該齒輪偏壓至與傳感器輪摩擦接觸的偏壓元件。當(dāng)傳感器輪受到止動(dòng)器阻止而無(wú)法旋轉(zhuǎn)時(shí)，該偏壓元件可以構(gòu)造成使得施加到齒 輪上的轉(zhuǎn)矩足以克服與傳感器輪之間的摩擦接觸。該監(jiān)控器和信號(hào)處理器設(shè)置在微處理器中。該致動(dòng)器可具有軸形式的旋轉(zhuǎn)輸出。該致動(dòng)器可以是電動(dòng)機(jī)或伺服電機(jī)。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括絲桿軸和與該絲桿軸的螺紋部分相嚙合的絲桿螺母，該絲桿機(jī) 構(gòu)設(shè)置成使得所述軸和螺母中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)，從而沿該絲桿軸的方向相對(duì)于所 述軸和螺母之中的另一個(gè)產(chǎn)生線性移動(dòng)，該絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在變幾何元件和該致動(dòng)器之 間。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種變幾何渦輪，包括位于渦輪機(jī)殼體內(nèi)安裝在軸上以繞軸線旋轉(zhuǎn)的渦輪葉輪，該渦輪機(jī)殼體限定了圍 繞該渦輪葉輪的環(huán)形渦輪進(jìn)氣通道；該通道可通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置實(shí)現(xiàn)至少部分地關(guān)閉，該變幾何元件可在第一和第二極限位置之間移動(dòng)，用于移動(dòng)該變幾何元件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；和如上限定的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連以致動(dòng)該變幾何元件的致動(dòng)器。該變幾何元件可以是一限定出所述通道的可移動(dòng)的環(huán)形壁。該可移動(dòng)的壁可以沿 著軸線移動(dòng)以調(diào)節(jié)該環(huán)形通道的寬度。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種渦輪增壓器，包括以上限定的變幾何渦輪，還 包括其上裝有渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)的渦輪增壓器軸，位于壓氣機(jī)殼體內(nèi)裝在所述渦輪增壓器軸 另一端的用于與渦輪葉輪一起圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪。軸承座可插在該渦輪和壓縮機(jī)室之間，該致動(dòng)器安裝在軸承座中。


現(xiàn)在參考附圖僅以示例的方式介紹本發(fā)明的具體實(shí)施例，附圖中圖1是渦輪增壓器的軸向剖面圖，其包括用于本發(fā)明的變幾何渦輪和致動(dòng)器；圖2是用于該變幾何渦輪的噴嘴環(huán)致動(dòng)器組件的放大透視圖，為清楚起見(jiàn)該組件 被畫成從圖1渦輪增壓器中分出的形式；圖3是致動(dòng)器輸出的示意圖，其連接圖1的變幾何渦輪和根據(jù)本發(fā)明用于致動(dòng)器 校準(zhǔn)的傳感器輪；圖4是與圖1至3的致動(dòng)器相關(guān)的輸出齒輪和傳感器輪的示意圖，示出了在致動(dòng) 器校準(zhǔn)期間的操作；圖5是圖3致動(dòng)器和傳感器輪的安裝裝置實(shí)施例的示意圖；和圖6和7是示出了傳感器操作范圍的框圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，圖示渦輪增壓器包括通過(guò)中心軸承殼體3與壓氣機(jī)2相接合的渦輪1。 渦輪1包括在渦輪殼體5中旋轉(zhuǎn)的渦輪葉輪4。類似地，壓氣機(jī)2包括在壓氣機(jī)殼體7中 旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪6。渦輪葉輪4和壓氣機(jī)葉輪6安裝在共同的渦輪增壓器軸8的相對(duì)端 上，該軸穿過(guò)中心軸承殼體3。和常規(guī)方式一樣，軸承殼體3具有容納軸頸軸承組件的中間部分，該軸頸軸承組 件定位成分別朝向軸承殼體的壓氣機(jī)端和渦輪端。工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的排氣流經(jīng)渦輪葉輪4以帶動(dòng)渦輪葉輪4轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而帶動(dòng)壓氣機(jī) 葉輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，其從壓氣機(jī)進(jìn)口 9吸入進(jìn)氣流并將升壓氣流通過(guò)出口蝸殼10輸送給內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣歧管。渦輪殼體5限定出進(jìn)氣室11 (通常為蝸殼形式)，來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的排出氣體被輸送給 該進(jìn)氣室。排出氣體從進(jìn)氣室11通過(guò)環(huán)形進(jìn)氣通道13和渦輪葉輪4流入到軸向延伸的排 氣通道12。進(jìn)氣通道13在一側(cè)上由通常稱為“噴嘴環(huán)”的可移動(dòng)環(huán)形壁元件14的徑向壁 限定，而在另一側(cè)上由環(huán)形罩板15限定，該環(huán)形罩板形成面向噴嘴環(huán)14的進(jìn)氣通道13的 壁。罩板15蓋住渦輪殼體5中的環(huán)形凹部16的開(kāi)口。噴嘴環(huán)14支撐-列周向等距間隔排布的進(jìn)口葉片17，每個(gè)葉片軸向延伸穿過(guò)進(jìn)氣 通道13。葉片17被定向成可將流經(jīng)進(jìn)氣通道的氣流朝渦輪葉輪4的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)噴 嘴環(huán)14靠近環(huán)形罩板15時(shí)，葉片17突出穿過(guò)罩板上適當(dāng)構(gòu)造的槽進(jìn)入凹部16。葉片17靠著限定槽的邊緣密封，從而防止當(dāng)噴嘴環(huán)14靠近罩板15時(shí)太多氣流進(jìn)入凹部16。渦輪葉輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)速度取決于流經(jīng)環(huán)形進(jìn)氣通道13的氣流速度。為了實(shí)現(xiàn)流入 進(jìn)氣通道的氣流具有固定速率，氣體流速是噴嘴環(huán)14和罩板15之間限定通道13的縫隙的 函數(shù)，并且可以通過(guò)控制噴嘴環(huán)14的軸向位置來(lái)進(jìn)行調(diào)整(當(dāng)進(jìn)氣通道13的縫隙減小時(shí)， 穿過(guò)通道的氣體流速增加)?，F(xiàn)參考圖2和3以及圖1，噴嘴環(huán)14連接致動(dòng)器20以控制軸向位置。在該實(shí)施例 中，致動(dòng)器20是具有旋轉(zhuǎn)輸出軸的電機(jī)的形式。然而，可以采用任意適合的致動(dòng)器，包括例 如齒條齒輪機(jī)構(gòu)。環(huán)14被安裝成在第一和第二限定位置21、22之間移動(dòng)(在圖3中概略 示出)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠23，絲杠與軛24接合，軛進(jìn)而與支撐桿25接合，噴嘴環(huán)14支撐在該 支撐桿25上。更具體地，軛24包括圓柱套筒26，圓柱套筒同心地安裝在橫軸27上用于在軸承殼 體油室中轉(zhuǎn)動(dòng)，該橫軸27端部被支撐在軸承殼體3中。軸27被固定以防旋轉(zhuǎn)，但是軛24 可以在軸27上自由地浮置用于圍繞軸27的軸線旋轉(zhuǎn)。軛24具有從軛套筒26徑向地伸出 的第一對(duì)支臂28，每個(gè)支臂通過(guò)銷29和滑塊30與各自的噴嘴環(huán)支撐桿25的端部接合。在 第一對(duì)支臂28內(nèi)側(cè)的第二對(duì)支臂31以和第一支臂28不同的方向從套筒26徑向地伸出。第二軛支臂31可樞轉(zhuǎn)連接到絲杠螺母32，絲杠螺母螺紋連接到絲杠軸23的螺紋 部分33上。通過(guò)銷35提供樞轉(zhuǎn)接合，銷35從每個(gè)支臂31延伸進(jìn)入各自的滑塊36中，滑 塊容納在限定在絲杠螺母32中的槽37中。銷35相對(duì)于支臂31固定，并且可樞轉(zhuǎn)地容納 在滑塊36中，滑塊36被限制以防止在絲杠軸23的軸線方向上相對(duì)于絲杠螺母32的運(yùn)動(dòng)， 但是可以在大致垂直于絲杠軸23的軸線的方向上在絲杠槽37中自由滑動(dòng)。電機(jī)20被設(shè)置或者直接地轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸23，或者如圖所示，通過(guò)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小齒 輪41嚙合的正齒輪40轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸23。正齒輪40和小齒輪41位于齒輪殼體內(nèi)，齒輪殼體 螺栓連接到渦輪殼體5。操作中，控制電機(jī)20來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠軸23。絲杠螺母32被滑塊36固定以防止相對(duì)軛 24轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊36在槽37內(nèi)與螺母32接合。絲杠軸23可自由旋轉(zhuǎn)，但沿其軸線方向的運(yùn)動(dòng) 受限。因此，絲杠軸23的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生絲杠螺母32在絲杠軸23軸線方向上的線性移動(dòng)。該線 性運(yùn)動(dòng)引起軛24圍繞其軸27的轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管軛支臂31的端部沿圓弧運(yùn)動(dòng)，但是滑塊36如 上文所述可在絲杠螺母32內(nèi)自由滑動(dòng)，通過(guò)滑塊36適應(yīng)離軸運(yùn)動(dòng)。當(dāng)軛24圍繞軸27轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一軛支臂28引起支撐桿25 (進(jìn)而引起噴嘴環(huán)14)在 渦輪增壓器的軸線方向上在第一和第二限定位置21、22之間來(lái)回地移動(dòng)(取決于電機(jī)20 的旋轉(zhuǎn)方向)，從而改變渦輪進(jìn)口寬度。正齒輪40的輸出軸51被顯示為(在圖3中概略示出)在C處連接到絲杠23。因 此，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂齐姍C(jī)20，就可以控制噴嘴環(huán)14的軸向位置?？梢岳斫猓瑖娮飙h(huán)安裝和導(dǎo) 向布置的細(xì)節(jié)可以與這些圖示情況不盡相同。在圖3的示意圖中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，所示噴嘴環(huán) 14鄰近絲杠23，并且噴嘴環(huán)在限定位置21和22之間的行進(jìn)通過(guò)箭頭代表。致動(dòng)器20可以是伺服電機(jī)(在圖3中用附圖標(biāo)記S表示)的形式，以允許精確控制。與致動(dòng)器20相關(guān)聯(lián)的傳感器裝置50用于產(chǎn)生表示正齒輪的輸出軸51的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的 線性輸出電壓，在圖3中表示為包括相關(guān)齒輪傳動(dòng)裝置52的伺服電機(jī)單元的輸出軸。可以 理解，在電機(jī)20的輸出軸與絲杠23之間可以采用任意適合的傳動(dòng)形式。傳感器裝置50包括傳感器輪53和相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)位置傳感器54。如圖3至5所示，傳感器輪53齒輪接合到 伺服電機(jī)輸出軸51，并且傳感器54 (在圖2和4中示出)提供與輪53的角位移成比例的電 壓輸出。多種適合的傳感器都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，包括例如檢測(cè)電阻變化的電位 計(jì)結(jié)構(gòu)，或者使用一列霍爾效應(yīng)傳感器的磁基(magnetic based)結(jié)構(gòu)，當(dāng)暴露在磁通量中 時(shí)霍爾效應(yīng)傳感器能產(chǎn)生電壓。傳感器輪53以適當(dāng)?shù)臏p速比與致動(dòng)器輸出軸齒輪接合，以 確保噴嘴環(huán)14在第一和第二限定位置21、22之間移動(dòng)整個(gè)距離時(shí)所需的輸出軸角位移能 夠轉(zhuǎn)變?yōu)閯偤眯∮?例如其95% )傳感器輪53的整個(gè)360°轉(zhuǎn)動(dòng)。這保證了噴嘴環(huán)14的 軸向移動(dòng)范圍發(fā)生在傳感器輪53的轉(zhuǎn)動(dòng)一周之內(nèi)，但允許旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的合理轉(zhuǎn)換。傳感器輪53包括在軸56上且?guī)в袖N57的前圓盤55，銷57從前圓盤的外周徑向 地或軸向地延伸。如圖4所示，在輪53隨軸56旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，銷57靠近相鄰的固定限位止 動(dòng)器58。傳感器輪53由齒輪59驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，齒輪59通過(guò)滑差離合器裝置60與軸相連，以使 如果前圓盤55由于銷57與限位止動(dòng)器58的結(jié)合而被阻止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪59繼續(xù)相對(duì)軸56 旋轉(zhuǎn)。在圖5所示實(shí)施例中，齒輪59被彈簧墊片61保持靠著前圓盤55上，該彈簧墊片61 插在齒輪59和軸向地固定到軸56的簧環(huán)62之間。纖維墊圈63置于前圓盤55與齒輪59 之間，另外一個(gè)墊圈64置于簧環(huán)62與彈簧墊片61之間。當(dāng)致動(dòng)器20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪59 旋轉(zhuǎn)，齒輪59通過(guò)與纖維墊圈63的摩擦接合來(lái)帶動(dòng)前圓盤55旋轉(zhuǎn)。當(dāng)碰到限位止動(dòng)器58 時(shí)，前圓盤55停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪59能夠相對(duì)于彈簧墊片61滑動(dòng)從而可相對(duì)于軸56轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)提供受控電壓到伺服電機(jī)S來(lái)實(shí)現(xiàn)噴嘴環(huán)14的運(yùn)動(dòng)和位置控制，伺服電機(jī)S 進(jìn)而通過(guò)輸出軸51、聯(lián)軸器C和絲杠機(jī)構(gòu)23來(lái)驅(qū)動(dòng)噴嘴環(huán)14。從輸出電壓可以精確地計(jì) 算出噴嘴環(huán)沿橫向長(zhǎng)度的實(shí)際位置。為了校準(zhǔn)傳感器裝置50，致動(dòng)器20被操作成在第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠23，直到噴嘴環(huán) 14靠著其限定位置21、22之一停止，因此伺服電機(jī)S停轉(zhuǎn)，表示絲杠23不能再轉(zhuǎn)動(dòng)了。在 該運(yùn)行過(guò)程中，傳感器輪53的前圓盤55由于銷57與限位止動(dòng)器58的結(jié)合已經(jīng)停止，在這 種情況下，離合器60滑動(dòng)，圓盤55在其轉(zhuǎn)動(dòng)行程范圍的一端處。然后，致動(dòng)器20以相反方 向倒轉(zhuǎn)絲杠23，并將噴嘴環(huán)14移動(dòng)到限定位置21和22的另一個(gè)。傳感器輪53以相反方 向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果銷57在之前旋轉(zhuǎn)方向不碰到限位止動(dòng)器58，則在該方向上會(huì)運(yùn)動(dòng)到接觸限位 止動(dòng)器58，在這種情況下，輪處于其轉(zhuǎn)動(dòng)行程范圍的另一端處。如果在這些操作過(guò)程的任何 一個(gè)中傳感器輪的銷57都不碰到限位止動(dòng)器58，這意味著輪53在校準(zhǔn)程序開(kāi)始時(shí)處于相 對(duì)中央的位置。這在圖6中示出，箭頭X表示由限位止動(dòng)器58提供的傳感器裝置50的角 度轉(zhuǎn)動(dòng)范圍界限70、80。在圖6的a中，傳感器輪位置初始時(shí)位于大約中間的位置，在校準(zhǔn) 程序過(guò)程中，銷57不會(huì)碰到范圍界限70或80。在圖6的b中傳感器輪在校準(zhǔn)過(guò)程中碰到 上限80而沒(méi)碰到下限70，并且在圖6的c中傳感器輪53在校準(zhǔn)過(guò)程中碰到下限70。如圖7所示，傳感器54響應(yīng)于傳感器輪53轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的線性輸出電壓被發(fā)送給 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器81以輸入給基于微處理器的控制器82。代表了 0-360°之間轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸 出電壓用10位解析0至1023增量步長(zhǎng)的方式進(jìn)行數(shù)字化。實(shí)際操作范圍可以被限制到較 小角度，具有隨之降低的輸出電壓范圍。例如，假設(shè)說(shuō)校準(zhǔn)過(guò)程設(shè)置成表示0°的輸出電壓 為0.62V而代表360°的輸出電壓為4. 34V。使用5V的模擬轉(zhuǎn)換，其中0V = 0步長(zhǎng)，5V = 1023步長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)范圍分解成762步長(zhǎng)(下限0. 62/5X 1023 = 127步長(zhǎng)，上限4. 34/5X1023 =889步長(zhǎng))。實(shí)際工作中為了提供更有意義的步長(zhǎng)范圍，從讀數(shù)中減去下限以得到從0到
10761范圍的輸出電壓數(shù)字值。因此，一旦設(shè)置好轉(zhuǎn)動(dòng)下限，則儲(chǔ)存該數(shù)字值并從所有檢測(cè)到 的位置電壓中減去該值。然后重復(fù)絲杠23在第一方向上的初始轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄傳感器54的數(shù) 字值作為偏置值。然后重復(fù)兩個(gè)步驟并進(jìn)行檢查以檢驗(yàn)傳感器輪目前在其極限位置之間工 作。由于在傳感器輪53的前圓盤55上沒(méi)有顯著的力作用，從而可以采用輕質(zhì)材料例 如塑料制造。通過(guò)讓安裝在渦輪增壓器上的致動(dòng)器輸出軸處于與噴嘴環(huán)14的軸向位置無(wú)關(guān)的 任意角位置上，該方法和裝置提供了致動(dòng)器20和噴嘴環(huán)14的自動(dòng)校準(zhǔn)。根據(jù)微控制器82 的控制命令來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)程序，可以是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的部分。致動(dòng)器軸與噴嘴環(huán)14的相對(duì) 校準(zhǔn)被固定用于全部后續(xù)操作。因此，該方法降低了涉及加工組件程序的這部分的復(fù)雜性 和勞動(dòng)時(shí)間。因此，通?？梢越档脱b配誤差并且需要較少設(shè)備來(lái)執(zhí)行安裝過(guò)程。還允許更 有效的保養(yǎng)或維護(hù)。簡(jiǎn)而言之，該校準(zhǔn)程序可以被概括成以下步驟 在第一次橫向移動(dòng)中，將噴嘴環(huán)移動(dòng)至其行程的第一極限位置(在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中離合器可以滑動(dòng)或不滑動(dòng))。 在第二次橫向移動(dòng)中，將噴嘴環(huán)移動(dòng)至其行程的另一極限位置。在此點(diǎn)處，離合 器輪將在這個(gè)行程中滑動(dòng)，或者從通過(guò)第一次運(yùn)動(dòng)已經(jīng)滑動(dòng)的其極限位置處離開(kāi)。無(wú)論哪 種情況，都可安全存儲(chǔ)輸出信號(hào)到存儲(chǔ)器中作為極限值。 在第三次橫向移動(dòng)中，將噴嘴再次移回至第一極限位置。此時(shí)不會(huì)發(fā)生離合器 滑動(dòng)，在該極限處的輸出信號(hào)值被記錄。離合器通常在噴嘴環(huán)的第一或第二橫向移動(dòng)過(guò)程中滑動(dòng)，或者如果傳感器輪的范 圍初始地被設(shè)置成其完全地位于噴嘴環(huán)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，則完全不滑動(dòng)。該方法不需要任何條 件邏輯且其初始位置也不重要。在一個(gè)可能實(shí)施例中，噴嘴環(huán)可以具有正常操作所采用的移動(dòng)范圍(“使用”范圍 由例如發(fā)動(dòng)機(jī)管理或控制系統(tǒng)來(lái)管理)且其完全落入傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，還具有由物理 止動(dòng)器限定的更寬的理論移動(dòng)范圍，物理止動(dòng)器在每端處超出傳感器范圍。在這個(gè)布置中， 致動(dòng)器的校準(zhǔn)裝置中總是會(huì)導(dǎo)致傳感器在離合器上滑動(dòng)。根據(jù)行程的初始移動(dòng)方向，噴嘴 環(huán)的最后一次橫向移動(dòng)可以被設(shè)置成使得傳感器輪轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的一端與閉合位置中的噴嘴 環(huán)對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致傳感器輸出值在該閉合位置處總具有相同的值。該值可以被記錄，且此后避免 進(jìn)一步的校準(zhǔn)步驟，從而不再重置被記錄的值。在實(shí)際工作中，傳感器輪的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍應(yīng)當(dāng)超 過(guò)噴嘴環(huán)移動(dòng)的使用范圍以防止誤差，優(yōu)選地，超過(guò)至少2%，更優(yōu)選地，至少10%。如果只記錄噴嘴環(huán)的一個(gè)極限位置處的輸出信號(hào)，該位置通常會(huì)是噴嘴環(huán)閉合的 位置，因?yàn)樵诃h(huán)的行程范圍的該端點(diǎn)處通常需要精確移動(dòng)。校準(zhǔn)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)每次打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)進(jìn)行，或者在在動(dòng)力斷開(kāi)后的任意動(dòng)力再次 連接之后進(jìn)行，以及在診斷檢測(cè)、安裝過(guò)程或維護(hù)過(guò)程中進(jìn)行。上述裝置可以用于檢測(cè)噴嘴環(huán)移動(dòng)范圍的異常減小，以使發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元采取補(bǔ) 救措施，例如中斷給渦輪增壓器的燃油供應(yīng)以及分階段停機(jī)，或者簡(jiǎn)單地產(chǎn)生聲音或可視
報(bào)警信號(hào)。在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下可對(duì)上述實(shí)施例作出多種改型和變型。例如，變幾何機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)，包括噴嘴環(huán)及其安裝和運(yùn)動(dòng)的方式可以與所示不同。此外，可以理解致動(dòng)器能夠應(yīng)用到其他形式的變幾何機(jī)構(gòu)例如擺動(dòng)葉片的環(huán)形陣列上。 另外，傳感器輸出可以是模擬的電壓、相位、頻率值或數(shù)字信號(hào)。傳感器裝置除了上文所述 的那些之外可以包括任意適合的位置傳感器，例如光解碼器、用于檢測(cè)相位角或頻率輸出 的感應(yīng)基傳感器、或者基于電容的傳感器。某些類型的傳感器以及適當(dāng)?shù)奶幚砜梢援a(chǎn)生非 線性輸出，通過(guò)或者在致動(dòng)器本地或者在其他位置例如在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)處理來(lái)執(zhí) 行。
權(quán)利要求
一種用于自動(dòng)校準(zhǔn)變幾何渦輪致動(dòng)器的方法，該渦輪具有環(huán)形進(jìn)氣通道，該通道能夠通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)至少部分地關(guān)閉，該變幾何元件能夠在第一和第二極限位置之間移動(dòng)，該方法包括如下步驟a)為所述渦輪提供具有輸出軸的致動(dòng)器；b)將所述致動(dòng)器的輸出軸連接至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)所述變幾何元件；c)提供與所述致動(dòng)器的輸出軸連接的旋轉(zhuǎn)傳感裝置，該旋轉(zhuǎn)傳感器包括帶有止動(dòng)器的傳感器輪、離合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)位置傳感器，該裝置設(shè)置成將所述致動(dòng)器的輸出軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該輪的旋轉(zhuǎn)，該輪具有受所述止動(dòng)器限制的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，所述傳感器構(gòu)造成產(chǎn)生表示該輪的旋轉(zhuǎn)位置的輸出信號(hào)；d)操作該致動(dòng)器的輸出軸，從而以第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)所述傳感器輪，直到該變幾何元件達(dá)到所述第一極限位置；e)操作該致動(dòng)器的輸出軸，從而以第二方向旋轉(zhuǎn)該傳感器輪，直到該變幾何元件達(dá)到所述第二極限位置；f)在所述止動(dòng)器阻止該輪在任一方向旋轉(zhuǎn)的情況下，允許該傳感器裝置與該致動(dòng)器分離，以此確保使用中的所述變幾何元件的移動(dòng)范圍位于該傳感器的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)；和g)記錄當(dāng)所述幾何元件位于所述第一或第二極限位置中的一個(gè)時(shí)產(chǎn)生的、作為極限值的所述輸出信號(hào)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二極限位置處記錄所述極限值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括在上述步驟e)之后，操作該致動(dòng)器的輸 出軸從而在所述第一旋轉(zhuǎn)方向上再次旋轉(zhuǎn)該傳感器直到所述變幾何元件達(dá)到所述第一極 限位置的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在該輪在所述第一旋轉(zhuǎn)方向上再次旋轉(zhuǎn)之后，將 所述第一極限位置的輸出信號(hào)的值記錄成進(jìn)一步的極限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括步驟在該致動(dòng)器運(yùn)行期間監(jiān)控所述輸出 信號(hào)，并且從所述輸出信號(hào)中扣除所述極限值或所述進(jìn)一步的極限值中的一個(gè)，并且以此 確定該變幾何元件的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該環(huán)形進(jìn)氣通道限定在所述渦輪的 兩個(gè)相面對(duì)的環(huán)形壁之間，并且所述變幾何元件是所述環(huán)形壁中可移動(dòng)的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述可移動(dòng)的環(huán)形壁能夠沿其中心軸線移動(dòng)，以 調(diào)節(jié)該環(huán)形通道的寬度。
8.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括步驟利用所述致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)絲桿傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述絲桿機(jī)構(gòu)包括絲桿軸和螺紋地嚙合在該絲桿軸的螺紋部分的絲桿螺母，該絲 桿機(jī)構(gòu)設(shè)置成使得所述軸和螺母中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)的旋轉(zhuǎn)使所述軸和螺母中的另一 個(gè)在該絲桿軸線的方向上產(chǎn)生線性移動(dòng)，該絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在所述變幾何元件和所述致 動(dòng)器之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述螺母通過(guò)聯(lián)接裝置與所述變幾何元件相連，進(jìn)一 步包括步驟驅(qū)動(dòng)該絲桿軸旋轉(zhuǎn)并且限制該螺母旋轉(zhuǎn)，從而影響在所述聯(lián)接裝置中的運(yùn)動(dòng)， 并因此影響所述變幾何元件的運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括采用齒輪以連接所述輸出軸和所述傳感器輪的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括在所述齒輪和所述傳感器輪之間提供滑差離合器的步驟。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將所述輸出信號(hào)傳送 到微控 制器用于數(shù)字化的步驟。
13.一種用于變幾何渦輪的帶有傳感器裝置的致動(dòng)器，該渦輪具有環(huán)形進(jìn)氣通道，該 通道可通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置實(shí)現(xiàn)至少部分地關(guān)閉，該變幾何元件可在第一和第二極 限位置之間移動(dòng)，該致動(dòng)器包括連接至傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)該變幾何元件的致動(dòng)器輸出軸； 與所述致動(dòng)器輸出軸相連的旋轉(zhuǎn)傳感裝置，該旋轉(zhuǎn)傳感器包括帶有止動(dòng)器的傳感器輪、離 合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)位置傳感器；該旋轉(zhuǎn)位置傳感器設(shè)置成將該致動(dòng)器輸出軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成該輪 的旋轉(zhuǎn)，該輪具有受所述止動(dòng)器限制的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，該傳感器被構(gòu)造以產(chǎn)生表示該輪旋轉(zhuǎn)位 置的輸出信號(hào)；該傳感器輪通過(guò)致動(dòng)器在第一旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)直到該變幾何元件達(dá)到該第 一極限位置，并在第二旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)直到該變幾何元件達(dá)到第二極限位置；所述離合機(jī) 構(gòu)在該輪在任一方向碰到所述止動(dòng)器的情況下允許該傳感器輪脫開(kāi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的致動(dòng)器，進(jìn)一步包括用于在所述致動(dòng)器的操作過(guò)程中監(jiān) 控所述輸出信號(hào)的監(jiān)控器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的致動(dòng)器法，進(jìn)一步包括用于當(dāng)變幾何元件在所述第 一或第二極限位置中的至少一個(gè)時(shí)將輸出信號(hào)傳送至存儲(chǔ)器從而將該信號(hào)儲(chǔ)存為極限值 的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的致動(dòng)器，進(jìn)一步包括用于從輸出信號(hào)中扣除所述極限值 并且以此確定該變幾何元件的位置的信號(hào)處理器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的致動(dòng)器，其中設(shè)置有連接所述輸出軸和所述 傳感器輪的齒輪。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的致動(dòng)器，其中，所述離合機(jī)構(gòu)是在所述齒輪和所述傳感器 輪之間的滑差離合器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的致動(dòng)器，其中，所述傳感器輪固定到所述傳感器裝置的軸， 且該齒輪旋轉(zhuǎn)地安裝在該軸上，該滑差離合器包括用于將該齒輪偏壓至與所述傳感器輪摩 擦接觸的偏壓元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的致動(dòng)器，其中，所述偏壓元件構(gòu)造成，當(dāng)所述止動(dòng)器阻止所 述傳感器輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，使得施加到所述齒輪上的轉(zhuǎn)矩足以克服與所述傳感器輪的摩擦接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求13-20中任一項(xiàng)所述的致動(dòng)器，其中，所述監(jiān)控器和所述信號(hào)處理器 被設(shè)置在微處理器中。
22.根據(jù)權(quán)利要求13-21中任一項(xiàng)所述的致動(dòng)器，其中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿軸和與 該絲桿軸的螺紋部分螺紋地嚙合的絲桿螺母，該絲桿機(jī)構(gòu)設(shè)置成使得所述軸和螺母中的一 個(gè)相對(duì)于另一個(gè)的旋轉(zhuǎn)使所述軸和螺母中的另一個(gè)在該絲桿軸線的方向上產(chǎn)生線性移動(dòng)， 該絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接在變幾何元件和該致動(dòng)器之間。
23.一種變幾何渦輪，包括位于渦輪機(jī)殼體內(nèi)安裝在軸上用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的渦輪葉輪，該渦輪機(jī)殼體限定圍繞 該渦輪葉輪的環(huán)形渦輪進(jìn)氣通道；用于移動(dòng)該變幾何元件的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該通道可通過(guò)調(diào)節(jié)變幾何元件的位置實(shí)現(xiàn)至少部 分地關(guān)閉，該變幾何元件可在第一和第二極限位置之間移動(dòng)；和根據(jù)權(quán)利要求11-22中任一項(xiàng)所述的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連用于致動(dòng)該變幾何元件的致動(dòng)ο
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變幾何渦輪，其中，該變幾何元件是限定所述通道的可移 動(dòng)的環(huán)形壁。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的變幾何渦輪，其中，該可移動(dòng)的壁能夠沿著軸線移動(dòng)以調(diào) 節(jié)該環(huán)形通道的寬度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的變幾何渦輪，其中，該可移動(dòng)的壁連接聯(lián)接裝置用于連接 到所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
27.一種包括根據(jù)權(quán)利要求23-26中任一項(xiàng)所述的變幾何渦輪的渦輪增壓器，進(jìn)一步 包括其上裝有渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)的渦輪增壓器軸，位于壓氣機(jī)殼體內(nèi)安裝在所述渦輪增壓 器軸的另一端上用于隨所述渦輪葉輪圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)葉輪。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的渦輪增壓器，其中具有位于所述渦輪和壓縮機(jī)室之間的 軸承座，所述致動(dòng)器安裝在所述軸承座中。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的連接至發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的渦輪增壓器，所述輸出信號(hào) 被傳送至在發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中的處理器，用于當(dāng)所述變幾何元件是所述第一或第二極限位 置中的至少一個(gè)時(shí)記錄偏置值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于渦輪增壓器的一種變幾何渦輪具有由致動(dòng)器來(lái)操作的變幾何元件例如噴嘴環(huán)或者旋轉(zhuǎn)葉片的環(huán)形陣列。該致動(dòng)器具有與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連的輸出軸以移動(dòng)該變幾何元件。與致動(dòng)器輸出軸相連的旋轉(zhuǎn)傳感器裝置具有帶有止動(dòng)器的傳感器輪、滑差離合器機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)位置傳感器。該裝置將致動(dòng)器輸出軸的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為該輪的旋轉(zhuǎn)，且傳感器產(chǎn)生代表該輪轉(zhuǎn)動(dòng)位置的輸出信號(hào)，以提供表示該變幾何元件位置的值。該致動(dòng)器被校準(zhǔn)到該變幾何元件的位置，通過(guò)在第一旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)該傳感器輪直到該變幾何元件到達(dá)第一極限位置，然后在第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器輪直到該變幾何元件達(dá)到第二極限位置。在這些位置之一處記錄所述輸出信號(hào)的值作為極限值。傳感器輪允許在某一旋轉(zhuǎn)方向上碰到止動(dòng)器時(shí)脫開(kāi)離合器。檢測(cè)輸出信號(hào)并減去極限值以確定該變幾何元件的位置。
文檔編號(hào)F01B25/12GK101828013SQ200880025198
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者卡爾文·霍華德·考克斯 申請(qǐng)人:康明斯渦輪增壓技術(shù)有限公司