專利名稱：一種電子節(jié)氣門體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)部件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電子節(jié)氣門體。
背景技術(shù)：
汽車內(nèi)燃發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的節(jié)氣門體主要由經(jīng)軸承裝在節(jié)氣門本體內(nèi)的節(jié)氣門軸以及安裝在節(jié)氣門軸上、設(shè)置在本體氣流主通道內(nèi)的節(jié)氣門片構(gòu)成，通過控制節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)來控制節(jié)氣門片開度，從而改變節(jié)氣門體內(nèi)進(jìn)氣通道的面積，調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，達(dá)到發(fā)動機(jī)各工況下對空氣流量的要求。隨著汽車電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展及廣泛運用，汽車的智能化控制已成為汽車產(chǎn)業(yè)自主化成敗的關(guān)鍵。特別是最近10年以來大量的汽車已實現(xiàn)了智能化控制，如牽引力控制、巡航控制、怠速控制等控制功能，提高了駕駛的安全性和乘坐舒適性。智能化控制已成 為汽車的標(biāo)準(zhǔn)化配置，得到了汽車廠商和客戶的青睞。而以上智能化控制的核心技術(shù)是電控單元(ECU)對電子節(jié)氣門體快速精確的控制。它的優(yōu)點在于能根據(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(jì)性。在混合動力車中，由于發(fā)動機(jī)和電池組成多能源動力系統(tǒng)，原有剛性連接方式的機(jī)械節(jié)氣門體不能實現(xiàn)各動力源之間的能量分配管理，因此，它必將被電子節(jié)氣門體方式所取代。在智能節(jié)油系統(tǒng)(STT)中，由于汽車在滿足怠速停車條件時，發(fā)動機(jī)完全熄滅不工作；當(dāng)整車再需要啟動前進(jìn)時，怠速起停電機(jī)系統(tǒng)迅速響應(yīng)駕駛員啟動命令，快速啟動發(fā)動機(jī)，瞬時銜接。故原有機(jī)械節(jié)氣門體已不能滿足發(fā)動機(jī)對空氣進(jìn)氣量的智能化控制，必將被電子節(jié)氣門體所取代?，F(xiàn)有電子節(jié)氣門體為了滿足節(jié)氣門片在高怠速狀態(tài)、低怠速狀態(tài)和全開狀態(tài)時的定位要求，需在節(jié)氣門本體上設(shè)置兩個扭簧，零件的增加降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定系數(shù)。而且，當(dāng)外部環(huán)境溫度很低時，如北方冬季，常發(fā)生節(jié)氣門體進(jìn)氣通道結(jié)冰的現(xiàn)象，若節(jié)氣門體進(jìn)氣通道結(jié)冰，會導(dǎo)致節(jié)氣門片卡滯、回位不良，喪失對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)作用。上述后果輕則造成發(fā)動機(jī)不能在最佳空燃比下工作，浪費燃油，重則會對安全行車造成隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種使節(jié)氣門片在無電機(jī)驅(qū)動時總是處于高怠速狀態(tài)、提高節(jié)氣門體在低溫環(huán)境下運行穩(wěn)定性的電子節(jié)氣門體，以解決在冬季低溫環(huán)境下節(jié)氣門體進(jìn)氣通道結(jié)冰的問題。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種電子節(jié)氣門體，它包括設(shè)有進(jìn)氣通道的節(jié)氣門本體和節(jié)氣門軸，節(jié)氣門本體內(nèi)設(shè)有軸孔，節(jié)氣門軸通過軸承安裝在節(jié)氣門本體內(nèi)，節(jié)氣門軸中部安裝有節(jié)氣門片，且節(jié)氣門片位于進(jìn)氣通道內(nèi)，節(jié)氣門軸上安裝有扇形齒輪，節(jié)氣門本體位于扇形齒輪的轉(zhuǎn)動位置上設(shè)置有限位擋塊A和限位擋塊B，節(jié)氣門軸的一端與位置傳感器相連接，位置傳感器安裝于節(jié)氣門本體上，節(jié)氣門本體上還設(shè)有一直流電機(jī)，安裝在電機(jī)軸上的電機(jī)齒輪與安裝在節(jié)氣門本體上的中間齒輪嚙合，中間齒輪與扇形齒輪嚙合。位于扇形齒輪與本體的結(jié)合部,節(jié)氣門本體設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)A,扇形齒輪設(shè)有齒輪限位結(jié)構(gòu)，在扇形齒輪內(nèi)側(cè)的節(jié)氣門軸上設(shè)有一個雙扭簧，雙扭簧包括分設(shè)其左右兩端的卡腳A、卡腳B和設(shè)在其中部的定位卡。定位卡與齒輪限位結(jié)構(gòu)和本體限位結(jié)構(gòu)A接觸,卡腳A固定在節(jié)氣門本體上,卡腳B固定在扇形齒輪上，在自然狀態(tài)下，雙扭簧的扭力使定位卡抵到齒輪限位結(jié)構(gòu)的作用面和本體限位結(jié)構(gòu)A的作用面上，且使齒輪限位結(jié)構(gòu)的作用面與本體限位結(jié)構(gòu)A的作用面相平;節(jié)氣門本體上還設(shè)有一熱水循環(huán)通道，熱水循環(huán)通道的進(jìn)水通道與出水通道相互垂直，進(jìn)水通道的端部和出水通道的端部分別連接有熱水管。所述的雙扭簧包括左扭簧和右扭簧，左扭簧的旋向與右扭簧的旋向相反，左扭簧的中徑大于右扭簧的中徑。所述的直流電機(jī)通過波形墊圈和三孔壓板安裝在節(jié)氣門本體上，波形墊圈安裝于直流電機(jī)的后端面，三孔壓板固定在節(jié)氣門本體上，并套接在直流電機(jī)的前端面上，電機(jī)齒輪從三孔壓板的中心孔伸出，三孔壓板上設(shè)置有限位支腳。所述的節(jié)氣門軸與位置傳感器 采用扁槽式彈性墊圈連接，形成緊密配合。所述的位置傳感器為雙反饋信號的非接觸式位置傳感器。所述的節(jié)氣門本體設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)B，卡腳A與本體限位結(jié)構(gòu)B接觸，卡腳B與齒輪限位結(jié)構(gòu)接觸。所述的位置傳感器與節(jié)氣門本體通過卡箍連接固定。本實用新型具有以下優(yōu)點I、本實用新型的節(jié)氣門本體內(nèi)設(shè)有熱水循環(huán)通道，提高了發(fā)動機(jī)冷啟動性能，既能防止節(jié)氣門片與節(jié)氣門體進(jìn)氣通道結(jié)冰導(dǎo)致卡滯，提高了節(jié)氣門體的安全性能，且水循環(huán)通道直接由模具抽成,避免機(jī)加再加工,節(jié)約了成本。2、采用一個雙旋向扭簧,實現(xiàn)節(jié)氣門片正、反轉(zhuǎn)回復(fù)扭力，結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠、裝配方便，延長電子節(jié)氣門體的使用壽命，且實現(xiàn)了電子節(jié)氣門片在無電機(jī)驅(qū)動狀態(tài)下自動處于高怠速位置。3、采用卡箍將位置傳感器與節(jié)氣門本體相連接，減少了本體加工流程且裝配方便、連接可靠。4、直流電機(jī)與節(jié)氣門本體間安裝有波形墊圈，能起到有效的減震效果，解決了因直流電機(jī)抖動造成直的流電機(jī)接觸不可靠、疲勞斷裂等問題，采用非對稱三孔壓板能防止直流電機(jī)安裝位置出現(xiàn)錯誤。5、節(jié)氣門軸與傳感器接口處采用扁槽式彈性墊圈連接結(jié)構(gòu)，使傳感器轉(zhuǎn)子與節(jié)氣門軸連接為一體，使傳感器的輸出信號能準(zhǔn)確反映節(jié)氣門片的開度位置。

圖I為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型的右視結(jié)構(gòu)示意圖[0027]圖3為圖2的局部剖視圖圖4為本實用新型雙扭簧的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實用新型三孔壓板的結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本實用新型熱水循環(huán)通道的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中，I-節(jié)氣門本體，2-節(jié)氣門軸，3-節(jié)氣門片，4-扇形齒輪，5-限位擋塊A，6_限位擋塊B，7-位置傳感器，8-直流電機(jī)，9-本體限位結(jié)構(gòu)A，10-齒輪限位結(jié)構(gòu)，11-雙扭簧，12-卡腳A，13 -卡腳B，14-定位卡，15-熱水循環(huán)通道，16-左扭簧，17-右扭簧，18-波形墊圈，19-三孔壓板，20-彈性墊圈，21-限位支腳，22-本體限位結(jié)構(gòu)B，23-卡箍，24-電機(jī)齒輪，25-中間齒輪，26-熱水管
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的描述如圖I所示，一種電子節(jié)氣門體，它包括設(shè)有進(jìn)氣通道的節(jié)氣門本體I和節(jié)氣門軸2，節(jié)氣門本體I內(nèi)設(shè)有軸孔，節(jié)氣門軸2通過軸承安裝在節(jié)氣門本體I內(nèi)，節(jié)氣門軸2中部安裝有節(jié)氣門片3，且節(jié)氣門片3位于進(jìn)氣通道內(nèi)，節(jié)氣門軸2上安裝有扇形齒輪4，節(jié)氣門軸2的一端與位置傳感器7相連接，位置傳感器7為雙反饋信號的非接觸式位置傳感器，位置傳感器7安裝于節(jié)氣門本體I上，節(jié)氣門本體I上還設(shè)有一直流電機(jī)8，安裝在電機(jī)軸上的電機(jī)齒輪24與安裝在節(jié)氣門本體I上的中間齒輪25嚙合，中間齒輪25與扇形齒輪4嚙
八I=I，如圖2、如3所示，節(jié)氣門本體I位于扇形齒輪4的轉(zhuǎn)動位置上設(shè)置有限位擋塊A5和限位擋塊B6,位于扇形齒輪4與本體的結(jié)合部,節(jié)氣門本體I設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)A9,扇形齒輪4設(shè)有齒輪限位結(jié)構(gòu)10，在扇形齒輪4內(nèi)側(cè)的節(jié)氣門軸2上設(shè)有一個雙扭簧11。當(dāng)扇形齒輪4與限位擋塊A5相接觸時，節(jié)氣門片3處于全開位置，當(dāng)扇形齒輪4與限位擋塊B6相接觸時，節(jié)氣門片3處于低怠速位置。如圖4所示，雙扭簧11包括左扭簧16、右扭簧17和分設(shè)其左右兩端的卡腳A12、卡腳B13以及設(shè)在其中部的定位卡14，左扭簧16的旋向與右扭簧17的旋向相反，左扭簧16的中徑大于右扭簧17的中徑。如圖2、圖3所示、定位卡14與齒輪限位結(jié)構(gòu)10和本體限位結(jié)構(gòu)A9接觸，所述的節(jié)氣門本體I設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)B22，卡腳A12與本體限位結(jié)構(gòu)B22接觸，卡腳B13與齒輪限位結(jié)構(gòu)10接觸，在自然狀態(tài)下，雙扭簧11的扭力使定位卡14抵到齒輪限位結(jié)構(gòu)10的作用面和本體限位結(jié)構(gòu)A9的作用面上，且使齒輪限位結(jié)構(gòu)10的作用面與本體限位結(jié)構(gòu)A9的作用面相平；在自然狀態(tài)下右旋扭簧的扭力使節(jié)氣門片3處于高怠速位置。如圖6所示，節(jié)氣門本體I上還設(shè)有一熱水循環(huán)通道15，熱水循環(huán)通道15的進(jìn)水通道與出水通道相互垂直，進(jìn)水通道的端部和出水通道的端部分別連接有熱水管26，熱水循環(huán)通道15由模具一次抽成，節(jié)約了機(jī)加費用，直水管便于總成裝配，提高了水循環(huán)的循環(huán)率和加熱效率。如圖I所示，所述的直流電機(jī)8通過波形墊圈18和三孔壓板19安裝在節(jié)氣門本體I上，波形墊圈18安裝于直流電機(jī)8的后端面，可以保護(hù)電機(jī)在安裝時不會損壞電機(jī)外殼，減緩電機(jī)振動和噪音問題，還可以改善由于過度振動造成電機(jī)接頭接觸不可靠性、疲勞斷裂等問題；三孔壓板19固定在節(jié)氣門本體I上，并套接在直流電機(jī)8的前端面上，電機(jī)齒輪24從三孔壓板19的中心孔伸出，如圖5所示，三孔壓板19采用非對稱的三螺釘安裝孔，三孔壓板19上設(shè)置有限位支腳21，增強(qiáng)了電機(jī)在安裝面上的穩(wěn)定性，防止由于振動從來導(dǎo)致電機(jī)抖動，同時利用壓板和電機(jī)的安裝配合，增加了壓板安裝防錯、防轉(zhuǎn)設(shè)計，并使直流電機(jī)8的安裝位置具有唯一性。所述的節(jié)氣門軸2與位置傳感器7采用扁槽式彈性墊圈20連接，形成緊密配合。所述的位置傳感器7與節(jié)氣門本體I通過卡箍23連接固定，減少本體加工流程且裝配方便、連接可靠。本實用新型的工作過程如下節(jié)氣門片3固定在節(jié)氣門軸2上，并可以在節(jié)氣門本體I進(jìn)氣通道里轉(zhuǎn)動，用以改變節(jié)氣門片3的開度。節(jié)氣門片3正轉(zhuǎn)最大可至系統(tǒng)所要求的全開狀態(tài)，并且在限位擋塊A5的阻擋下不能再正轉(zhuǎn)，節(jié)氣門片3反轉(zhuǎn)最大可至全閉位置，在限位擋塊B6的阻擋下不能再反轉(zhuǎn)。當(dāng)直流電機(jī)8出現(xiàn)故障而導(dǎo)致無法正常工作時，節(jié)氣門片3在雙扭簧11的扭力作用下可自動恢復(fù)到高怠速位置。雙旋向扭簧的共同作用，使得節(jié)氣門片3在無電機(jī)驅(qū)動時處于高怠速狀態(tài)，增加發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的安全性。電子節(jié)氣門體增加了熱水循環(huán)通道15，提高發(fā)動機(jī)冷啟動性能，防止節(jié)氣門片3與節(jié)氣門體進(jìn)氣通道結(jié)冰導(dǎo)致卡滯。當(dāng)駕駛員踩下油門踏板時，油門踏板位置傳感器將電壓信號輸入給E⑶后，E⑶經(jīng)過分析處理，并結(jié)合位置油門踏板傳感器輸入到ECU的當(dāng)前位置信號，得到節(jié)氣門片3的最佳開度，并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到直流電機(jī)8驅(qū)動電路模塊中，使直流電機(jī)8通過兩級齒輪傳遞機(jī)構(gòu)(如圖2所示，電機(jī)齒輪24與中間齒輪25嚙合，中間齒輪25與扇形齒輪4嚙合)，從而使節(jié)氣門片3達(dá)到最佳的開度位置。節(jié)氣門位置傳感器7再把節(jié)氣門片3的當(dāng)前的開度信號反饋給節(jié)氣門控制ECU內(nèi)，形成閉環(huán)的位置控制。節(jié)氣門片3位置信號采用非接觸式的雙輸出信號，兩傳感器輸出電壓反向變化，之和始終等于傳感器輸入電源電壓，冗余設(shè)計增加系統(tǒng)安全性。同時，電子節(jié)氣門體總成可在裝配完成后再對位置傳感器7的輸出信號進(jìn)行程序編程，可以消除由于裝配產(chǎn)生的機(jī)械誤差，提高電子節(jié)氣門體總成的可靠性和穩(wěn)定性。權(quán)利要求1.一種電子節(jié)氣門體，它包括設(shè)有進(jìn)氣通道的節(jié)氣門本體(I)和節(jié)氣門軸(2)，節(jié)氣門本體(I)內(nèi)設(shè)有軸孔，節(jié)氣門軸(2)通過軸承安裝在節(jié)氣門本體(I)內(nèi)，節(jié)氣門軸(2)中部安裝有節(jié)氣門片(3)，且節(jié)氣門片(3)位于進(jìn)氣通道內(nèi)，節(jié)氣門軸(2)上安裝有扇形齒輪(4)，節(jié)氣門本體(I)位于扇形齒輪(4)的轉(zhuǎn)動位置上設(shè)置有限位擋塊A (5)和限位擋塊B (6)，節(jié)氣門軸(2)的一端與位置傳感器(7)相連接，位置傳感器(7)安裝于節(jié)氣門本體(I)上，節(jié)氣門本體(I)上還設(shè)有一直流電機(jī)(8 )，安裝在電機(jī)軸上的電機(jī)齒輪(24)與安裝在節(jié)氣門本體(I)上的中間齒輪(25)嚙合，中間齒輪(25)與扇形齒輪(4)嚙合，其特征在于位于扇形齒輪(4)與本體的結(jié)合部,節(jié)氣門本體(I)設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)A (9),扇形齒輪(4)設(shè)有齒輪限位結(jié)構(gòu)(10)，在扇形齒輪(4)內(nèi)側(cè)的節(jié)氣門軸(2)上設(shè)有一個雙扭簧(11 )，雙扭簧(11)包括分設(shè)其左右兩端的卡腳A (12)、卡腳B (13)和設(shè)在其中部的定位卡(14); 定位卡(14)與齒輪限位結(jié)構(gòu)(10)和本體限位結(jié)構(gòu)A (9)接觸,卡腳A (12)固定在節(jié)氣門本體(I)上，卡腳B (13 )固定在扇形齒輪(4 )上，在自然狀態(tài)下，雙扭簧(11)的扭力使定位卡(14)抵到齒輪限位結(jié)構(gòu)(10)的作用面和本體限位結(jié)構(gòu)A (9)的作用面上，且使齒輪限位結(jié)構(gòu)(10)的作用面與本體限位結(jié)構(gòu)A (9)的作用面相平； 節(jié)氣門本體(I)上還設(shè)有一熱水循環(huán)通道(15 )，熱水循環(huán)通道(15 )的進(jìn)水通道與出水通道相互垂直，進(jìn)水通道的端部和出水通道的端部分別連接有熱水管(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的雙扭簧(11)包括左扭簧(16)和右扭簧(17)，左扭簧(16)的旋向與右扭簧(17)的旋向相反，左扭簧(16)的中徑大于右扭簧(17)的中徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的直流電機(jī)(8)通過波形墊圈(18 )和三孔壓板(19 )安裝在節(jié)氣門本體(I)上，波形墊圈(18 )安裝于直流電機(jī)(8 )的后端面，三孔壓板(19)固定在節(jié)氣門本體(I)上，并套接在直流電機(jī)(8)的前端面上，電機(jī)齒輪(24 )從三孔壓板(19 )的中心孔伸出，三孔壓板(19 )上設(shè)置有限位支腳(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的節(jié)氣門軸(2)與位置傳感器(7)采用扁槽式彈性墊圈(20)連接，形成緊密配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的位置傳感器(7)為雙反饋信號的非接觸式位置傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的節(jié)氣門本體(I)設(shè)有本體限位結(jié)構(gòu)B (22)，卡腳A (12)與本體限位結(jié)構(gòu)B (22)接觸，卡腳B (13)與齒輪限位結(jié)構(gòu)(10)接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的位置傳感器(7)與節(jié)氣門本體(I)通過卡箍(23)連接固定。
專利摘要本實用新型公開了一種電子節(jié)氣門體，它包括節(jié)氣門本體(1)、節(jié)氣門軸(2)、節(jié)氣門片(3)、位置傳感器(7)、直流電機(jī)(8)，節(jié)氣門軸(2)上安裝有扇形齒輪(4)，安裝在電機(jī)軸上的電機(jī)齒輪(24)通過中間齒輪(25)與扇形齒輪(4)嚙合傳動，節(jié)氣門軸(2)上設(shè)有一個雙扭簧(11)，節(jié)氣門本體(1)上還設(shè)有一熱水循環(huán)通道(15)，熱水循環(huán)通道(15)的端部連接有熱水管(26)。本實用新型的有益效果是設(shè)有熱水循環(huán)通道，提高了發(fā)動機(jī)冷啟動性能，可防止節(jié)氣門片(3)與進(jìn)氣通道結(jié)冰導(dǎo)致卡滯，水循環(huán)通道直接由模具抽成，節(jié)約了成本；采用一個雙旋向扭簧，實現(xiàn)了電子節(jié)氣門片在無電機(jī)驅(qū)動狀態(tài)下自動處于高怠速位置。
文檔編號F02D9/10GK202370667SQ201120492530
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者萬里軍, 馮偉, 劉軍, 周月, 張興華, 陳新梅 申請人:四川紅光汽車機(jī)電有限公司