[实用新型]一种具有直线往复驱动的废气旁通系统的涡轮增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种具有直线往复驱动的废气旁通系统的涡轮增压器。

背景技术

随着世界各国对汽车尾气排放要求的越来越高，降油耗、降排放成为各大整车厂目前最重要的目标。新能源汽车无疑是降油耗、降排放最有效的方式，但是受限于技术能力、生产成本以及顾客的接受程度，短时间内无法满足未来几年法律法规对各整车厂的排放要求。因此在现有燃油发动机上进行技术升级仍是目前最主要的手段，其中，使用涡轮增压器降低发动机排量，提高功率、扭矩密度是目前最容易实现、效果最明显，且成本也在可接受范围的方法，也因此，涡轮增压器在发动机上的应用越来越普遍。

为了提高顾客满意度，降低涡轮增压器的涡轮迟滞，提高汽车的低速扭矩及加速性能，增压器涡端一般采用低转动惯量的小直径涡轮，但为保证涡轮增压器在发动机高负荷时安全工作，必须将增压器承受能力之外的废气旁通掉，避免叶轮超速。因此，目前市场上在售的大多数车用涡轮增压器，尤其是汽油机增压器，在涡壳上都会集成设计废气旁通阀孔，并通过控制机构(电控执行器/气动执行器)和执行机构(拉杆、)来控制废气旁通的比例；但不管气动执行器还是电控执行器，目前都是通过与执行器相连的连杆直线运动，驱动设置在涡壳外部的与涡壳内部阀盖摇臂相连接的曲柄，曲柄通过旋转运动驱动阀盖摇臂转动，从而控制阀盖的开启角度。

现有技术中，将拉杆的直线运动转换为阀盖的旋转运动，通过阀盖转动角度的大小来控制废气放气量，在该种设计方案中，拉杆运动行程与放气面积不是线性关系，即增压器放气量控制不够线性，体现在实际工况中，就是发动机在废气阀门小开度时会出现扭矩波动，标定困难；

另外，现有技术方案中，阀盖摇臂两端受力不均匀，易导致阀盖摇臂与衬套产生不均匀磨损，后期存在衬套漏气量增大、阀盖摇臂转动卡滞等失效风险。

再有，现有技术阀盖摇臂在衬套旋转运动，曲柄销在拉杆头中旋转运动，两个摩擦副产生的摩擦力会增加执行器的负载。

其次，现有技术方案生产及装配工艺复杂，成本较高：阀盖摇臂与衬套需进行焊接，曲柄与曲柄销之间也需要进行焊接或者铆接，阀盖摇臂需要先铸造再进行机加工。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种直线往复驱动的废气旁通系统及涡轮增压器，提高增压器废气旁通控制的线性度，进而降低增压器标定难度；同时降低衬套的失效风险，并降低执行器的负载；降低增压器零部件生产及装配工艺难度，节省成本，提高产品竞争力。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是开发一种直线往复驱动的废气旁通系统及涡轮增压器，提高增压器废气旁通控制的线性度，进而降低增压器标定难度；同时降低衬套的失效风险，并降低执行器的负载；降低增压器零部件生产及装配工艺难度，节省成本，提高产品竞争力。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有直线往复驱动的废气旁通系统的涡轮增压器，包括涡轮机、中间体轴承系统和压气机，涡轮机还包括废气旁通系统；其中废气旁通系统包括旁通孔、台阶通孔、衬套、阀盖组件，台阶通孔被设置为与旁通孔同轴，并被设置在旁通孔出气方向的反向位置，该台阶通孔应该在保证不破坏涡壳流道几何形状的前提下，满足涡壳强度要求，可以通过增加该处台阶的高度来保证壁厚；衬套被设置为通过过盈配合安装在台阶通孔中，阀盖组件包括阀盖、阀盖驱动轴与阀盖定位垫片，阀盖的中心和阀盖定位垫片的中心设有通孔，阀盖驱动轴与阀盖、阀盖定位垫片连接的一端设计两级凸台，内侧凸台被设置为用来对阀盖进行限位，外侧凸台被设置为用来对阀盖定位垫片进行限位；阀盖驱动轴与阀盖中心的通孔的孔径向被设置为具有间隙，内侧凸台和外侧凸台之间的距离被设置为大于阀盖的厚度0.2～0.4mm，以保证阀盖可以小范围活动，以避免衬套与放气阀孔因同轴度误差产生刚性接触，从而保证阀盖的密封效果。

进一步地，阀盖驱动轴的第一端部被设置为具有螺纹，并穿过衬套延伸到涡壳外，螺纹的大径尺寸被设置为小于未加工螺纹的阀盖驱动轴轴径，以保证不与衬套干涉。

进一步地，阀盖驱动轴的第一端部被设置为与C型套的一端通过两个螺栓固定在一起，C型套的另一端被设置为通过铆接与气动执行器的拉杆末端相连接。

进一步地，气动执行器被设置为安装在与压壳铸造在一起的执行器支架上，气动执行器被设置为往复式气动执行器，代替市场上的旋转开闭式废气阀门执行机构，以提高废气放气控制的线性度。

进一步地，气动执行器被设置为可采用正压驱动的气动执行器、负压驱动的气动执行器、直线驱动的电控执行器中的一种，但不能采用旋转驱动的电控执行器。