实现负载压力的最佳调节

在2017年的法兰克福国际车展(IAA 2017)上,皮尔博格有限公司(Pierburg GmbH)为废气门执行器提出了一项新的设计方案。这一设计方案的技术要求很高,提高了充气压力调节的性能。该技术方案已经在内燃机领域证明了自己的发展潜力。

皮尔博格公司的废气门执行器新设计将废气门阀直接放置在热涡轮机壳体上,从而实现废气门执行器的直接驱动。执行器与壳体热分离,同时结合高效的冷却液冷却,防止了执行器在任何工作状态下发生过热情况。所使用的12V直流电动机(也可选择EC电动机)可得到足够的冷却。这样以来,电动机可以承载更大的负荷,有利于达到电动机和致动器轴之间的较低传动比和较高的动力特性。此外,密封元件可以将传动轴完全密封在铝壳体上,防止溅水,避免热损坏的风险。这些设计特点让产品变得坚固耐用,适合日常的频繁使用。

执行器的研发和该组件在涡轮机壳体上的安装方案完全由供应商完成。该方案主要包含了直流电机的布局设计。该直流电机也是由公司的发动机部门自行生产的。为了确保这一方案的有效性和优良性能,公司制造了该款设计的原型产品,将它安装在即将量产的新型汽油机上,并在公司自有的发动机试验台上经过了500多小时的全面运行测试。该设计符合所有产品要求,即使在热浸Hot Soak)测试的极端负载下,运行仍然保持稳定。执行器已经进入量产研发的阶段,目前正在由一家废气涡轮增压器的制造商进行测试。除了废气门控制之外,这款产品还可以作为两级增压系统中高压级旁路的执行器,以及商用车辆部件中的执行器。

操作范围扩展成为产品优势

现代充电系统通过机电执行器控制负载压力。为了防止过热,执行器通过热解耦线性运动学与控制器相连。这种运动学的缺点一方面在于较高的易磨损性和可感知察觉的位移声学。另一个缺点在于执行器和控制器的耦合是间接的,因此有时可能造成不精确的位置检测。执行器和控制元件的直接耦合设计可避免这些缺点,并且还能让调节范围超过九十度。设定控制范围经过扩展后,有助于排气流量的节流和改进冷启动阶段废气的后处理。目前行业正在引入实际行驶周期的概念,取代原来的欧洲经委会标准周期。在这一发展背景下,新方案所创造的产品新属性具有越来越重要的意义。