專利名稱：一種非接觸式電子節(jié)氣門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種電子節(jié)氣門，具體涉及的是一種非接觸式電子節(jié)氣門， 屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展需要良好的環(huán)境，而大量機動車的使用產(chǎn)生了很多有毒、 有害的排放物，因此國IV排放標準要求進一步降低機動車的尾氣排放。通過精確控制發(fā)動 機的進氣，使燃油更充分、徹底的燃燒是降低機動車的尾氣排放有效方法之一。節(jié)氣門是控制發(fā)動機進氣的關(guān)鍵部件。傳統(tǒng)的機械式節(jié)氣門，由拉絲結(jié)構(gòu)連接在 油門踏板上，駕駛員踩踏油門踏板拉動節(jié)氣門的風(fēng)門軸來控制風(fēng)門的開度，達到調(diào)節(jié)進氣 的要求。由于機械式節(jié)氣門的控制方式因其動態(tài)特性的限制，很難根據(jù)汽車的不同工況相 應(yīng)地做出精確、及時的調(diào)整；特別是在冷起動、低負荷等特殊工況下的控制效果很差，從而 導(dǎo)致汽車發(fā)動機的經(jīng)濟性下降，有害排放量增加。而電子節(jié)氣門取消了傳統(tǒng)油門踏板與節(jié) 氣門風(fēng)門之間的拉線連接，采用電機控制風(fēng)門的開度。當駕駛員踩下電子油門踏板時，電子 油門踏板位置傳感器將其位移量信號轉(zhuǎn)換為電壓信號傳給ECU，ECU通過對當前所處工況 進行分析和邏輯處理后發(fā)出控制信號，控制節(jié)氣門驅(qū)動電機，使電機按照ECU給定的角度 驅(qū)動節(jié)氣門運轉(zhuǎn)并達到所需的開度；同時節(jié)氣門體上的節(jié)氣門位置傳感器將測得的當前節(jié) 氣門位置信反饋給ECU，通過反饋控制實現(xiàn)對節(jié)氣門的最佳閉環(huán)控制。電子節(jié)氣門能根據(jù)駕 駛員的需求愿望以及整車各種行駛狀況確定節(jié)氣門的最佳開度，保證車輛最佳的動力性和 燃油經(jīng)濟性，降低尾氣排放?，F(xiàn)有電子節(jié)氣門大多采用電位計式來實現(xiàn)角度信號的輸出，由于電刷、電阻涂層 之間接觸，需要很高的安裝精度，且長期使用容易造成電刷與電阻涂層之間的磨損和接觸 不良，產(chǎn)生信號偏差。因此，需要一種機械系統(tǒng)與傳感器系統(tǒng)相互不接觸的電子節(jié)氣門，避 免有害的機械磨損，降低安裝精度，提高節(jié)氣門的使用壽命?，F(xiàn)有電子節(jié)氣門風(fēng)門、殼體的風(fēng)道都需要很高的加工精度，且風(fēng)門在怠速位置安 裝精度要求很高，國內(nèi)現(xiàn)有的加工水平難以滿足，或難以實現(xiàn)大批量的高精度加工。因此需 要通過特殊的結(jié)構(gòu)，來調(diào)節(jié)風(fēng)門在怠速位置的安裝，降低加工精度，減少成本。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型的目的是在于提供一種工作時無電氣磨 損，不會產(chǎn)生接觸不良、信號偏差等現(xiàn)象，并且使用壽命長的非接觸式電子節(jié)氣門，它的磁 鐵的機械系統(tǒng)與帶有可編程的霍爾元件的角位移傳感器系統(tǒng)相互不接觸。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種非接觸式電子節(jié)氣門，包括殼體、安裝在殼體內(nèi)的驅(qū)動電機及風(fēng)門，風(fēng)門通過 風(fēng)門軸安裝在殼體內(nèi)，在殼體上設(shè)有用于反饋風(fēng)門位置的角位移傳感器，風(fēng)門軸上設(shè)有與 角位移傳感器相對應(yīng)的磁鐵座，磁鐵座內(nèi)設(shè)有磁鐵，驅(qū)動電機通過齒輪減速機構(gòu)與風(fēng)門軸相連接。磁鐵座內(nèi)的磁鐵和霍爾元件相互不接觸，磁場強度隨著風(fēng)門軸的轉(zhuǎn)動而改變，霍爾 元件非接觸測量旋轉(zhuǎn)磁場的大小，通過角位移傳感器來反饋風(fēng)門的精確位置。上述的角位移傳感器包括中蓋、安裝在中蓋上的傳感器線路板和用于非接觸測量 旋轉(zhuǎn)磁場大小的霍爾元件，霍爾元件固定在傳感器線路板上?；魻栐?、傳感器線路板和中 蓋作為角位移傳感器，整體安裝在殼體上，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝拆卸方便。上述的磁鐵注塑在磁鐵座上，磁鐵座通過銷固定在風(fēng)門軸上。將磁鐵作為鑲件安 裝在磁鐵座內(nèi)可以避免安裝磁鐵帶來的磁鐵晃動，提高角位移傳感器反饋信號的準確性， 將磁鐵座獨立出來還可以增強零件的通用性，降低成本。上述的齒輪減速機構(gòu)為二級齒輪減速機構(gòu)，二級齒輪減速機構(gòu)包括電機齒輪、中 間齒輪和風(fēng)門齒輪，電機齒輪設(shè)置在驅(qū)動電機的輸出軸上，中間齒輪通過中間齒輪軸固定 在殼體內(nèi)，風(fēng)門齒輪安裝在風(fēng)門軸上，電機齒輪與風(fēng)門齒輪通過中間齒輪相嚙合。從而驅(qū)動 電機可以通過二級齒輪減速機構(gòu)帶動風(fēng)門軸轉(zhuǎn)動。上述的風(fēng)門軸上分別安裝有滾針軸承和墊片，風(fēng)門軸通過滾針軸承及墊片安裝在 殼體內(nèi)，殼體內(nèi)與風(fēng)門軸相適配的位置設(shè)有扭簧襯套，扭簧襯套上設(shè)有回位扭簧，回位扭簧 一端固定在殼體上另一端固定在風(fēng)門齒輪上。扭簧襯套不僅可以防止回位扭簧與殼體的摩 擦還可以防止回位扭簧的扭曲。上述的中蓋上分別設(shè)有電機插片和接插件插針，擴大傳感器線路板的范圍，降低 電機插片和接插件插針的結(jié)構(gòu)難度，降低中蓋的注塑成本，電機插片與驅(qū)動電機相連接，插 接件插針通過傳感器線路板分別與霍爾元件及驅(qū)動電機相連接。上述的驅(qū)動電機為直流電機，直流電機上設(shè)有電機蓋，驅(qū)動電機通過電機蓋安裝 在殼體內(nèi)。使用電機蓋定位并安裝在殼體內(nèi)部，安裝方便快捷。上述的殼體上方設(shè)有上蓋，上蓋可以有效的提高對角位移傳感器的防護，殼體和 上蓋及中蓋之間分別安裝有大密封圈和小密封圈，可以有效避免灰塵、液體等進入殼體內(nèi) 部而損壞角位移傳感器。本實用新型帶有磁鐵的機械系統(tǒng)與帶有可編程的霍爾元件的角位移傳感器系統(tǒng) 相互不接觸，通過風(fēng)門軸角位移的改變來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場強度的改變，霍爾元件非接觸測量 旋轉(zhuǎn)磁場的大小，并通過角位移傳感器產(chǎn)生不同的信號，信號由角位移傳感器的電路處理 和放大后輸出滿足汽車引擎控制單元，即ECU所需的信號電壓，實現(xiàn)對風(fēng)門位置的精確調(diào) 節(jié)。電子節(jié)氣門工作時無電氣磨損，不會產(chǎn)生接觸不良、信號偏差等現(xiàn)象，大大延長節(jié)氣門 的使用壽命。通過設(shè)計怠速調(diào)節(jié)螺釘，降低風(fēng)門和殼體風(fēng)道的加工精度、降低風(fēng)門在怠速位 置的安裝精度，節(jié)約成本。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型；


圖1是本實用新型的外形圖；圖2是本實用新型去除上蓋后的狀態(tài)圖；圖3是本實用新型的機械系統(tǒng)組件圖；圖4是圖3的剖視圖；圖5是本實用新型的角位移傳感器組件圖；[0023]圖6是本實用新型的產(chǎn)品零部件明細圖；圖7是本實用新型的風(fēng)門全開狀態(tài)圖；圖8是本實用新型的風(fēng)門全閉狀態(tài)圖。
具體實施方式
為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面 結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本實用新型。如
圖1至圖6所示本實用新型包括殼體15、固定在殼體15內(nèi)的驅(qū)動電機及風(fēng)門軸 7和安裝在殼體15上的角位移傳感器，驅(qū)動電機采用的是直流電機20，風(fēng)門17通過螺釘固 定在風(fēng)門軸7上，風(fēng)門17可以在殼體15的風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)門軸7上與角位移傳感器相 對的位置通過銷6固定有磁鐵座5，直流電機20連接有二級齒輪減速機構(gòu)，直流電機20通 過二級齒輪減速機構(gòu)帶動風(fēng)門軸7轉(zhuǎn)動。在磁鐵座5內(nèi)注塑有作為鑲件的磁鐵，可以避免安裝磁鐵帶來的晃動，提高角位 移傳感器反饋信號的準確性，將磁鐵座5獨立出來還可以增強零件的通用性，降低成本。直流電機20安裝有電機蓋21，電機蓋21通過螺母固定在殼體15內(nèi)部，從而將直 流電機20固定在殼體15內(nèi)部。二級齒輪減速機構(gòu)由電機齒輪24、中間齒輪23、風(fēng)門齒輪8構(gòu)成，電機齒輪24壓 在直流電機20的輸出軸上，中間齒輪23在中間齒輪軸22上轉(zhuǎn)動，而中間齒輪軸22按壓在 殼體15上，風(fēng)門齒輪8焊接在風(fēng)門軸7上。電機齒輪24與風(fēng)門齒輪8通過中間齒輪23相 嚙合。從而驅(qū)動電機可以通過二級齒輪減速機構(gòu)帶動風(fēng)門軸7轉(zhuǎn)動。風(fēng)門軸7由滾針軸承9及墊片10安裝在殼體15內(nèi)，墊片10卡住風(fēng)門軸7可以防 止風(fēng)門軸7的上下竄動，提高角位移傳感器反饋信號的準確性。風(fēng)門軸7上還設(shè)有橡膠圈 11，可以有效的避免灰塵、液體等進入殼體15內(nèi)部。殼體15內(nèi)與風(fēng)門軸7相對應(yīng)的位置還安裝有扭簧襯套13，回位扭簧12套在扭簧 襯套13上，扭簧襯套13不僅可以防止回位扭簧12與風(fēng)門軸7的摩擦還可以防止回位扭簧 12的扭曲，且回位扭簧12 —端固定在殼體15上另一端固定在風(fēng)門齒輪8上。角位移傳感器包括中蓋4、通過焊接或螺釘安裝在中蓋4上的傳感器線路板2和焊 接在傳感器線路板2上的霍爾元件3，角位移傳感器作為整體安裝在殼體15上，結(jié)構(gòu)簡單緊 湊，安裝拆卸方便。磁鐵與霍爾元件3相互不接觸，磁場強度隨著風(fēng)門軸7的轉(zhuǎn)動而改變， 霍爾元件3非接觸測試旋轉(zhuǎn)磁場的大小，通過角位移傳感器來反饋風(fēng)門17的精確位置。在中蓋4上分別設(shè)有電機插片25和接插件插針26，電機插片25與直流電機20相 連接，霍爾元件3的信號輸出線和直流電機20的驅(qū)動線分別通過傳感器線路板2與接插件 插針26相連，擴大傳感器線路板2的范圍，降低電機插片25和接插件插針26的結(jié)構(gòu)難度， 降低中蓋4的注塑成本。殼體15上方設(shè)有上蓋1，上蓋1翻邊安裝在殼體15上，安裝方便快捷，且上蓋1可 以有效的提高對角位移傳感器的防護，端蓋16壓在殼體15內(nèi)。上蓋1和殼體15之間裝有 大密封圈18，中蓋4和殼體15之間裝有小密封圈19，有效避免灰塵、液體等進入殼體15內(nèi) 部而損壞角位移傳感器。在殼體15上安裝有調(diào)節(jié)螺釘14，在怠速位置時微調(diào)風(fēng)門17的安裝，降低安裝精
5度，降低風(fēng)門17和殼體15風(fēng)道的加工精度，節(jié)約成本。使用時，當駕駛員踩下電子油門踏板時，電子油門踏板位置傳感器將其位移量信 號轉(zhuǎn)換為電壓信號傳給E⑶，E⑶通過對當前所處工況進行分析和邏輯處理后發(fā)出控制信 號，控制直流電機20，使直流電機20通過二級齒輪減速機構(gòu)帶動風(fēng)門軸7運轉(zhuǎn)并使風(fēng)門17 達到所需的開度，磁場強度隨著風(fēng)門軸7的轉(zhuǎn)動而改變，霍爾元件3非接觸測試旋轉(zhuǎn)磁場的 大小，通過角位移傳感器來反饋風(fēng)門17的精確位置，將測得的當前風(fēng)門17位置信反饋給 ECU,通過反饋控制實現(xiàn)對節(jié)氣門的最佳閉環(huán)控制。電子節(jié)氣門能根據(jù)駕駛員的需求愿望以 及整車各種行駛狀況確定節(jié)氣門的最佳開度，保證車輛最佳的動力性和燃油經(jīng)濟性，降低 尾氣排放。如圖7、圖8是本實用新型節(jié)氣門的兩種極限工作狀態(tài)怠速狀態(tài)，此時風(fēng)門17全 閉；節(jié)氣門全開狀態(tài)，此時風(fēng)門17全開。在怠速時，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘14可以保證風(fēng)門17在直 流電機20的驅(qū)動下完全閉合，而節(jié)氣門全開狀態(tài)時，風(fēng)門17通過風(fēng)門齒輪8在回位扭簧12 的作用下回到殼體15的限制位置。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種非接觸式電子節(jié)氣門，包括殼體、安裝在殼體內(nèi)的驅(qū)動電機及風(fēng)門，所述的風(fēng)門通過風(fēng)門軸安裝在殼體內(nèi)，其特征在于，在殼體(15)上設(shè)有用于反饋風(fēng)門(17)位置的角位移傳感器，所述風(fēng)門軸(7)上設(shè)有與角位移傳感器相對應(yīng)的磁鐵座(5)，所述的磁鐵座(5)內(nèi)設(shè)有磁鐵，所述的驅(qū)動電機通過齒輪減速機構(gòu)與風(fēng)門軸(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的角位移傳感器包 括中蓋(4)、安裝在中蓋(4)上的傳感器線路板(2)和用于非接觸測量旋轉(zhuǎn)磁場大小的霍爾 元件(3)，所述的霍爾元件(3)固定在傳感器線路板(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的磁鐵注塑在磁鐵 座(5)上，所述的磁鐵座(5)通過銷(6)固定在風(fēng)門軸(7)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的 齒輪減速機構(gòu)為二級齒輪減速機構(gòu)，所述的二級齒輪減速機構(gòu)包括電機齒輪(24)、中間齒 輪(23)和風(fēng)門齒輪(8)，所述的電機齒輪(24)設(shè)置在所述的驅(qū)動電機的輸出軸上，所述的 中間齒輪(23)通過中間齒輪軸(22)固定在殼體(15)內(nèi)，所述的風(fēng)門齒輪(8)安裝在風(fēng)門 軸(7)上，所述的電機齒輪(24)與風(fēng)門齒輪(8)通過中間齒輪(23)相嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的風(fēng)門軸(7)上分別 安裝有滾針軸承(9)和墊片(10)，所述的風(fēng)門軸(7)通過所述的滾針軸承(9)及墊片(10) 安裝在殼體(15)內(nèi)，所述的殼體(15)內(nèi)與風(fēng)門軸(7)相適配的位置設(shè)有扭簧襯套(13)，所 述的扭簧襯套(13)上設(shè)有回位扭簧(12)，所述的回位扭簧(12) —端固定在殼體(15)上另 一端固定在風(fēng)門齒輪(8)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的中蓋(4)上分別 設(shè)有電機插片(25)和接插件插針(26)，所述的電機插片(25)與所述的驅(qū)動電機相連接，所 述的插接件插針通過傳感器線路板(2)分別與所述的霍爾元件(3)及所述的驅(qū)動電機相連 接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或6所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的驅(qū)動電 機為直流電機(20)，所述的直流電機(20)上設(shè)有電機蓋(21)，所述的驅(qū)動電機通過電機蓋 (21)安裝在殼體(15)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸式電子節(jié)氣門，其特征在于，所述的殼體(15)上方設(shè) 有上蓋(1)，所述的殼體(15)和上蓋(1)及中蓋之間分別安裝有大密封圈(18)和小密封圈 (19)。
專利摘要本實用新型公開了一種非接觸式電子節(jié)氣門，包括殼體、安裝在殼體內(nèi)的驅(qū)動電機及風(fēng)門，所述的風(fēng)門通過風(fēng)門軸安裝在殼體內(nèi)，在殼體上設(shè)有用于反饋風(fēng)門位置的角位移傳感器，所述風(fēng)門軸上設(shè)有與角位移傳感器相對應(yīng)的磁鐵座，所述的磁鐵座內(nèi)設(shè)有磁鐵，所述的驅(qū)動電機通過齒輪減速機構(gòu)與風(fēng)門軸相連接。本實用新型工作時無電氣磨損，不會產(chǎn)生接觸不良、信號偏差等現(xiàn)象，并且使用壽命長等優(yōu)點。并通過設(shè)計怠速調(diào)節(jié)螺釘，降低風(fēng)門和殼體風(fēng)道的加工精度，降低風(fēng)門在怠速位置的安裝精度，節(jié)約成本。
文檔編號F02D9/10GK201747466SQ20102028447
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者劉軍勝, 孫榮飛, 王如凱, 黃文龍 申請人:南京奧聯(lián)汽車電子電器有限公司