本系統(tǒng)和方法涉及引擎，尤其涉及用于節(jié)氣門(mén)體的節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。

背景技術(shù)：

馬達(dá)可以用來(lái)控制用在內(nèi)燃引擎中的節(jié)氣門(mén)閥的傾斜。馬達(dá)能夠響應(yīng)于加速裝置的操作和引擎的變化工況對(duì)節(jié)氣門(mén)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)方面，用于引擎的節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器包括第一磁體和被安放成與第一磁體相鄰的第二磁體，第一磁體包括北極和南極，第二磁體包括北極和南極。第二磁體的北極被安放成與第一磁體的南極相對(duì)，以建立第一磁場(chǎng)，并且第二磁體的南極被安放成與第一磁體的北極相對(duì)，以建立第二磁場(chǎng)。第二磁場(chǎng)的方向被定向成與第一磁場(chǎng)的方向相反。電樞被安放在第一磁體和第二磁體之間，電樞包括繞組。當(dāng)繞組通電時(shí)，通過(guò)利用洛倫茲力，電樞在第一磁體和第二磁體之間旋轉(zhuǎn)，并且電樞使引擎的節(jié)氣門(mén)體的閥旋轉(zhuǎn)，以打開(kāi)和關(guān)閉節(jié)氣門(mén)體的空氣通道。

在查閱下面的圖和詳細(xì)的描述之后，其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的或?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。所有這類另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)意在被包括在本說(shuō)明書(shū)之內(nèi)并且通過(guò)所附權(quán)利要求保護(hù)。

附圖說(shuō)明

結(jié)合下面的詳細(xì)描述，參考所附附圖，附圖中不同圖中相似標(biāo)記指的是同一元件。

圖1是包括節(jié)氣門(mén)體的示例的引擎的示意圖。

圖2是與節(jié)氣門(mén)體連接的示例的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的分解圖。

圖3是與節(jié)氣門(mén)體裝配在一起的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的示意圖。

圖4是磁體和磁體的示例安排的示意圖。

圖5是用于控制閥的移動(dòng)的示例的控制系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

雖然本公開(kāi)可以有不同形式的實(shí)施例，但是在附圖中示出了并且文中詳細(xì)描述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，可以理解的是，本公開(kāi)應(yīng)被視為本公開(kāi)的原理的范例，而不是旨在將本公開(kāi)限制于如同示出的和文中描述的那些內(nèi)容。因此，除非另有說(shuō)明，文中公開(kāi)的特征可以組合到一起以形成那些出于簡(jiǎn)潔目的而未另外示出的額外的組合。還將理解，在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，在一些實(shí)施例中，在附圖中通過(guò)示例的方式示出的一個(gè)或多個(gè)元件可以被去除和/或用替代元件替換。

圖1是示例的引擎100的示意圖，引擎100包括節(jié)氣門(mén)體102，節(jié)氣門(mén)體102用來(lái)控制進(jìn)入引擎100的空氣的量。引擎100可用于許多器具中,器具包括但不限于割草機(jī)、公共設(shè)施設(shè)備、娛樂(lè)設(shè)備、發(fā)電機(jī)、焊接機(jī)等。節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104與節(jié)氣門(mén)體102連接以使節(jié)氣門(mén)體102的閥106旋轉(zhuǎn)。閥106打開(kāi)和關(guān)閉,以例如響應(yīng)于加速裝置的操作和引擎100的變化工況允許更多或更少的空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)體102。

節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104可控制閥106的傾斜。如同下面更詳細(xì)地描述地,節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104包括場(chǎng)磁體和電樞，場(chǎng)磁體具有至少一對(duì)n極和s極，電樞具有至少一組線圈，線圈被安置成與磁體呈面對(duì)面的面對(duì)關(guān)系。節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104可以直接耦合至支撐節(jié)氣門(mén)閥106的軸,致動(dòng)器104被彈簧推向其中閥106關(guān)閉空氣通道的位置。節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104的線圈相對(duì)于磁體的n和s極安放,使得當(dāng)線圈被激發(fā)時(shí)任何導(dǎo)體部分可以有效地起作用以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來(lái)使閥106旋轉(zhuǎn)。

圖2是與節(jié)氣門(mén)體102連接的示例的節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104的分解圖。節(jié)氣門(mén)體102具有穿過(guò)其而形成的圓柱形的空氣通道200。在空氣通道200中，節(jié)氣門(mén)閥106由轉(zhuǎn)軸202支承。節(jié)氣門(mén)閥106能夠形成圓盤(pán),圓盤(pán)關(guān)閉通道200或調(diào)節(jié)流過(guò)通道的空氣?？梢允褂闷渌螤?。轉(zhuǎn)軸202垂直于空氣通道的中心軸線延伸并且與節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104連接。由軸202支承的節(jié)氣門(mén)閥106被置于驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104的影響下，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104采用這樣的方式作用于軸202：節(jié)氣門(mén)閥106可傾斜以打開(kāi)和關(guān)閉空氣通道200。在操作中,驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104憑借軸202驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門(mén)閥106旋轉(zhuǎn)(這在下面詳細(xì)描述),通過(guò)這種方式調(diào)整閥的傾斜以調(diào)整空氣通道200的開(kāi)度，由此調(diào)整流過(guò)空氣通道的空氣的流動(dòng)。

轉(zhuǎn)軸202在閥的圓盤(pán)的直徑等分線處被固定至節(jié)氣門(mén)閥106，從而軸202與閥106整體地旋轉(zhuǎn)。軸202在其相對(duì)端處附接至節(jié)氣門(mén)體104中的旋轉(zhuǎn)電樞206的耦合器204或任何合適的軸承裝置。電樞206被安放在相對(duì)的具有n1極和s1極的靜止磁體208和具有n2極和s2極的靜止磁體210之間，靜止磁體210的方向與磁體208相反。例如,為了在它們之間建立磁場(chǎng),磁體208的極n1與磁體210的磁極s2相對(duì)，并且磁體208的極s1與磁體210的極n2相對(duì),如同下面更詳細(xì)描述地。磁體208可以被安裝在板214上并且磁體210可以被安裝在板216上。在其它實(shí)施方案中,電樞206可以是靜止的,并且磁體208和/或210可以移動(dòng)。

電樞206的線圈包括載流繞組，載流繞組由電線212供給，以感應(yīng)出磁力，磁力與磁體208和210產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，以使電樞206移動(dòng)，進(jìn)而使軸202旋轉(zhuǎn)，以使節(jié)氣門(mén)閥106在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。在其它實(shí)施方案中,電樞206可包括一個(gè)或多個(gè)磁體。電樞206、磁體208、磁體210等全都可以裝在第一殼體部分222和相對(duì)的第二殼體部分224中，第一殼體部分222和第二殼體部分224用來(lái)形成驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104的殼體。使用諸如螺釘?shù)木o固件226a、226b或其它緊固件將第一殼體部分222可移除地附接至節(jié)氣門(mén)閥體102。采用這種方式，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104可以是原始組件的部分和/或替換損壞的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器等等，原始組件帶有對(duì)現(xiàn)有的節(jié)氣門(mén)體102進(jìn)行改造而來(lái)的節(jié)氣門(mén)體102。

圖3是與節(jié)氣門(mén)體102裝配到一起的節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104的示意圖。當(dāng)裝配完成時(shí)，驅(qū)動(dòng)器104包括薄斷面，例如，小于節(jié)氣門(mén)體102的寬度的約三分之一，同時(shí)提供足夠的力來(lái)移動(dòng)閥106。例如，用1ms(毫秒)的脈沖，可以在小于約0.7ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)約13.4in-lbs(英寸-磅)的峰值力。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器104可使軸202在m方向上旋轉(zhuǎn)通過(guò)大約至少75到80度的運(yùn)動(dòng)。磁體208和210大體上可以是弧形并且尺寸被設(shè)置以提供75至80度的運(yùn)動(dòng)。可以使用磁體的其它形狀和運(yùn)動(dòng)范圍度，例如多達(dá)180度的運(yùn)動(dòng)。

磁體208和210可以由一塊或多塊構(gòu)成。例如，磁體208和/或磁體210可以由兩個(gè)磁體構(gòu)成，使得南極s1和s2和北極n1和n2是單獨(dú)的磁塊。在其它實(shí)施方案中，電樞206可以用一個(gè)或多個(gè)磁體實(shí)施，而不是圍繞鐵芯的繞組實(shí)施。復(fù)位彈簧218將電樞206偏置到斷電位置。彈簧固定夾220或其它緊固件固持彈簧218，使彈簧218能夠提供力來(lái)將電樞206維持在確定位置，例如，以在沒(méi)有電流被施加到電樞206時(shí)保持閥106關(guān)閉。替代地，在其它實(shí)施方案中，當(dāng)斷電時(shí)，彈簧218可以使閥106保持打開(kāi)。

圖4是磁體208和210的示例安排的示意圖。當(dāng)裝配完成時(shí)，板216的定向被翻轉(zhuǎn)(在上下方向上)，使得磁體210的南極s2與磁體208的北極n1面對(duì)面地對(duì)齊，以在南極s2和北極n1之間建立磁場(chǎng)，并且磁體210的北極n2與磁體208的南極s1面對(duì)面地對(duì)齊，以在北極n2和南極s1之間建立磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的方向與由南極s2和北極n1建立的磁場(chǎng)相反。

電樞206可旋轉(zhuǎn)地安放在磁體208和磁體210之間。在斷電狀態(tài)下，電樞206的位置由復(fù)位彈簧218維持，使得電樞206的大部分p1安放在北極n1的上方并且電樞206的小部分p2安放在南極s1的上方。當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，洛侖茲力生成在電樞206的線圈繞組的兩個(gè)徑向段部p1和p2上的力。由于電磁場(chǎng)，洛侖茲力可以包括一個(gè)點(diǎn)電荷上的電力和磁力的組合。移動(dòng)電樞206會(huì)使軸202移動(dòng)，這進(jìn)而使節(jié)氣門(mén)閥106移動(dòng)，以供應(yīng)更多或更少的進(jìn)入引擎100的空氣。

圖5是用于控制閥106的移動(dòng)的示例的控制系統(tǒng)500的框圖。電子控制單元502接收表示引擎請(qǐng)求的和實(shí)際速度504的信號(hào)和表示節(jié)氣門(mén)位置506的信號(hào)，以例如，通過(guò)電樞206控制閥106的希望位置。可以用一個(gè)或多個(gè)控制單元來(lái)實(shí)施電子控制單元502。電子控制單元502可以確定何時(shí)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路508，驅(qū)動(dòng)電路508將電流送到電樞206的繞組，以確定電樞206的移動(dòng)。電樞206基于引擎速度504、節(jié)氣門(mén)位置506等等驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門(mén)閥106到希望的傾斜位置，例如，以讓更多或更少的空氣進(jìn)入100發(fā)動(dòng)機(jī)。

當(dāng)被置于彈簧218的影響下的閥106關(guān)閉空氣通道200時(shí)，固定的小量的空氣被許可通過(guò)通道200。電子控制單元502將驅(qū)動(dòng)信號(hào)饋送到驅(qū)動(dòng)電路508并且驅(qū)動(dòng)電路508例如采用上面描述的方式給電樞206的線圈繞組供電以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。磁體208和210產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)引起電樞206旋轉(zhuǎn)希望的量同時(shí)克服復(fù)位彈簧218的作用，以使節(jié)氣門(mén)閥106轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使空氣通道200相應(yīng)打開(kāi)。當(dāng)希望關(guān)閉空氣通道200時(shí)，電子控制電路502發(fā)送信號(hào)以使電樞線圈斷電。因此，節(jié)氣門(mén)閥106被復(fù)位彈簧218傾斜，回到其初始節(jié)流位置。

在一些實(shí)施方案中，可以使用傾斜檢測(cè)器，例如，電位計(jì)、轉(zhuǎn)速表傳感器、編碼器、或任何其它合適裝置，傾斜檢測(cè)器適合產(chǎn)生表示那時(shí)安放的節(jié)氣門(mén)閥106的傾斜度或空氣通道200的當(dāng)前開(kāi)度的信號(hào)并將該信號(hào)傳輸給電子控制電路502。

盡管在附圖中示出并且關(guān)于附圖描述了特定的實(shí)施例，但是，應(yīng)想到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想出多種修改，而不背離所附權(quán)利要求的精神和范圍。因此，將理解的是，本公開(kāi)和所附權(quán)利要求的范圍不限于附圖中示出的并且關(guān)于附圖討論的具體實(shí)施例，并且修改和其它實(shí)施例旨在被包括在本公開(kāi)和所附附圖的范圍內(nèi)。而且，盡管前面的描述和相關(guān)附圖在元件和/或功能的某些示例組合的情況下描述了示例的實(shí)施例，應(yīng)理解的是，在不背離本公開(kāi)和所附權(quán)利要求的范圍的情況下，元件和/或功能的不同組合可以由替代實(shí)施例提供。

得益于在前面的描述和相關(guān)附圖中所呈現(xiàn)的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和文中闡述的其它實(shí)施例。盡管文中采用了具體術(shù)語(yǔ)，但是它們的使用只在一般描述意義上，而不是出于限制目的。