[发明专利]校准气动致动器的方法及用该方法获得的校准好的致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准气动致动器的方法和利用该方法可获得的校准好的致动器。特别地，本发明涉及用于具有内燃机的交通工具的气动致动器，更特别地涉及那些用于调节和控制涡轮压缩机的致动器。

因此，在本文中上述范围的制动器是指：本发明还可在任何情况下应用于用于其它应用的致动器，只要这些致动器具有类似的校准要求。

一般而言，气动致动器是具有容纳结构的装置，在该容纳结构的内部形成有腔室，该腔室通过气密性安装的柔性隔膜被分成两个另外的腔室。附连至隔膜的有平直的致动棒的第一端部，该致动棒延伸穿过容纳结构，而且该致动棒具有第二端部，该第二端部在实践上通过与其成一体的连接头连接至要被控制的装置(比如涡轮压缩机的曲柄)。

背景技术

由致动器中的隔膜形成的两个腔室中的至少一个腔室又是一种其容积根据隔膜所采用的形状可变化的腔室，该两个腔室中的至少一个腔室以液密性的并且与一管连接的方式形成，通过该管可能改变该至少一个腔室的内部压力(通过使用外部源来产生过压或真空)。联接杯固定至隔膜，弹簧插在联接杯和容纳结构之间，该弹簧设计成抵抗可变容积的腔室的容积变化(在使用真空的最普遍的方案中，弹簧趋于保持腔室处于其最大容积)。

因此，压力改变和弹簧的组合作用可引起隔膜的受控运动以及因而引起与隔膜成一体的致动棒的端部的受控运动。

固定至致动棒的连接头可被旋拧在致动棒上或者焊接到致动棒上。

在前一种情况下，可改变连接头和致动棒的相互位置，而在后一种情况下，改变连接头和致动棒的相互位置显然是不可能。

在实践中，为了能够控制致动棒的位置，致动器还包括适当的检测器装置，该检测器装置根据需要可具有不同形式。这种检测装置的实例在意大利专利1354723和意大利专利申请VR2009A000042中有描述。

然而，上述现有技术具有若干缺点，特别地，该缺点涉及致动器在实践中的行为，以及因此涉及制成具有恒定特性的标准化致动器的可能性。

用于涡轮压缩机的已知类型的典型致动器的操作例如由图1和2中的实线表示，在图1和2中，x轴表示致动棒相对于初始状态的运动(其中可变容积的腔室处于大气压力下)，y轴表示与大气压力相比的压力差(有利地，使用真空)。

在实践中，从静止状态(致动棒静止)开始，增大压力差的绝对值，由于所涉及的摩擦以及隔膜的弹性，存在致动棒在任何情况下保持静止的初始步骤。然后，压力差的绝对值的进一步增大引起致动棒的基本上线性的运动。从静止情况开始，在可变容积的腔室中的压力差减小时，得到类似但反向的操作。

换句话说，如图1和2所示，致动器的行为总是受某一滞后影响，在结构相同的情况下，该滞后对于所有致动器来说是基本相同的(从这一点看来，各个致动器的行为差别是最小的，并且可以被忽略)。

相对照地，关于致动棒的绝对位置和可变容积的腔室中的压力差之间的对应性，不同致动器之间存在显著差别。

行为的两种可能差别在图1和2中用点划线和短划线表示。特别地，图1突出了致动器使由实线表示的致动棒相对于可变容积的腔室中的压力变化的不同范围进行相同运动的情况。相对照地，图2示出了相同的致动器在致动器的压力发生变化时的行为，致动器的行为用实线表示。如可看到的，所获得的运动在两种情况下明显不同。

图1和2中所示的具有两个尖端的箭头显示出两个致动器行为的差别(在两种情况下，在4毫米的总冲程上该差别为大约1毫米)。特别地，箭头表示在压力相等的情况下的位置差别。

在图1和2中，短划线表示从市场上获得的致动器系列的行为的可能变化的经验范围，该从市场上获得的致动器系列在理论上是彼此相同的。

考虑到致动器的行为(behaviour)的可变性，明显的是，在使用过程中，在安装在交通工具时，多么需要根据经验校准由致动器和要被控制的元件构成的配对，以便获得对涡轮压缩机的正确控制。

如果连接头被旋拧到致动杆上，这可通过调节该连接头的拧紧情况来实现。相对照地，如果连接头以不可调节的方式固定至致动杆，校准必须涉及与可变容积的腔室中的压力控制相关的控制单元。

然而，在两种情况下，一旦已经完成校准，通过用于检测致动杆的位置的检测装置来保证正确的操作。

发明内容

在该情况下，形成本发明的基础的技术目的在于提供一种校准气动致动器的方法和利用该方法可获得的校准好的致动器，它们克服了上述缺点。