汽车及其主动式进气格栅执行器的制作方法

本发明涉及一种汽车零部件，具体的说，是涉及一种主动式进气格栅执行器及应用该主动式进气格栅执行器对其主动式进气格栅的叶片的倾斜角度进行控制的汽车。

背景技术：

车辆空气动力学特性直接影响车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、乘坐舒适性及行驶安全性。一般情况下，车辆的气动阻力与车速的平方成正比，且汽车阻力所消耗的功率和燃油又与车速的立方成正比。因此，通过空气动力学研究降低启动阻力、提高发动机燃烧效率，不仅能提高车辆的空气动力学特性，还可以改善车辆的燃油经济性。

车辆行驶的启动阻力由压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干涉阻力和内流阻力五部分组成。以往主要通过改进车身局部造型改善近车体气流流动状况来降低压差阻力，但随着研究的深入，对汽车局部细节的改型已日趋成熟，大幅度的降低压差阻力变得越来越困难。研究表明，内流阻力约占汽车总启动阻力的10％-18％，主要是由于气流通过车辆的冷却系统引起的。因此，改善发动机舱内部流场结构是减阻的有效方法之一。

进气格栅是设置于汽车散热器前方的一种进气装置，主要用于发动机散热，与汽车发动机舱内部流场结构直接相关。主动式进气格栅是汽车进气格栅装置中的一种，安装在散热器前方的格栅口位置，与普通的进气格栅相比，其叶片可根据发动机水温的高低及时调整倾斜角度，进而调整进气角度。因此，主动式进气格栅具有降低汽车风阻系数、缩短发动机升温时间、降低油耗、提高汽车动力性能等特点，如车辆在拥堵路况下低速行驶时，主动式进气格栅会主动开启，以利于发动机散热；当车辆在高速道路上，保持稳定的高速行驶时，主动式进气格栅会自动关闭以降低风阻系数，提高燃油经济性。

主动式进气格栅执行器是用于调整主动式进气格栅叶片倾斜角度的控制执行装置，当前市场上主流的小尺寸主动式进气格栅执行器大部分采用一控制装置、一无刷直流电机、一齿轮组、一输出轴的传动系统，其工作原理为：无刷直流电机受控于控制装置开始转动，并驱动齿轮组转动，齿轮组将电机的转速进行减速处理的同时，增大传动力，从而驱动所述主动式进气格栅的叶片转动。由于大减速比的需要，齿轮传动方案一般设计为四级或五级齿轮传动。这种主动式进气格栅执行器受困于整体外形尺寸的影响，齿轮排布无法有效利用安装空间，整体尺寸较大，功率密度小、输出扭矩较低，难以满足整车逐步增大的进气格栅负载需求，无法满足市场日益发展的需求。

综上，在安装尺寸保持不变的基础上，提供更大的输出扭矩、更优的系统可靠性，是目前对主动式进气格栅执行器的主要研究方向。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种主动式进气格栅执行器，该装置可在体积不变的前提下，有效提升齿轮组的功率传动密度，从而提供更大的输出扭矩。

本发明的第二目的在于提供一种汽车，该汽车应用上述主动式进气格栅执行器对进气格栅内的叶片的倾斜角度进行控制，该汽车与同类型但不具有主动式进气格栅执行器的汽车相比，具有更好的燃油经济性。

基于上述目的，本发明的一个方面，提供一种主动式进气格栅执行器，包括：

一驱动装置；

一控制装置；与所述驱动装置连接，控制所述驱动装置转动；

一齿轮组，所述齿轮组的输入端通过一转轴与所述驱动装置的输出轴啮合，其输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而所述驱动装置与所述齿轮组共同构成多级减速结构，使所述驱动装置在控制装置的控制下驱动所述叶片转动；

其中，

所述齿轮组包括至少一组平行轴功率分流式齿轮副。

作为优选，所述主动式进气格栅执行器还包括箱体，所述驱动装置、控制装置及齿轮组均设置于该箱体内，

所述驱动装置设置于所述控制装置下方，所述齿轮组设置于所述驱动装置一侧，所述箱体前后端面上对称地设置有两个贯通孔，所述齿轮组的输出端嵌于所述贯通孔处。

作为优选，所述箱体的上端面的前、后两边缘处以及所述箱体的下端面的后部边缘处分别设置有一第一凸缘，所述第一凸缘上设置有第一安装孔；

所述第一安装孔的轴向与所述齿轮组内齿轮的轴向平行。

作为优选，所述箱体的上端面上还设置有用于与主动式进气格栅插装配合的插接部件，所述箱体的下端面上还设置有第二凸缘，该第二凸缘上设置有第二安装孔，所述第二安装孔的径向与所述箱体的前端面垂直。

作为优选，所述插接部件包括插针及导向槽；

所述导向槽为筒状结构，其垂直于所述箱体的上端面且开口向上；

所述插针为多个，其延伸方向与所述导向槽的开口方向一致，且多个插针分散地设置于所述导向槽内。

作为优选，所述控制装置包括控制电路板，所述驱动装置包括无刷直流电机。

作为优选，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成四级减速；

所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第四齿轮和一对第三齿轮；其中，

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与第二齿轮啮合形成第二级减速；

所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，从而形成第三级减速；

所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合形成第四级减速，且所述第四齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度；

或者，

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，从而形成第二级减速；

所述第三齿轮与第二齿轮啮合形成第三级减速；

所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合形成第四级减速，且所述第四齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

作为优选，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成五级减速；

所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第五齿轮和一对第四齿轮；

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合形成第二级减速；

所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合形成第三级减速；

所述第三齿轮与一对第四齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

作为优选，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成五级减速；

所述齿轮组包括第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮、一对第二齿轮和一对第四齿轮；

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与一对第二齿轮啮合构成第一组平行轴功率分流式齿轮副，形成第二级减速；

所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合形成第三级减速；

所述第三齿轮与一对第四齿轮啮合构成第二组平行轴功率分流式齿轮副，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

本发明的另一个方面，提供一种汽车，其前端壳体上设置有主动式进气格栅，该汽车还包括如上所述的主动式进气格栅执行器，该主动式进气格栅执行器的齿轮组的输出端与所述主动式进气格栅的叶片连接，从而驱动所述叶片转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)通过将齿轮组中的一个或多个齿轮相应地替换为对应数量的平行轴功率分流式齿轮副，能够更为有效的利用布局空间，提升齿轮组的功率传动密度，从而在体积不变的前提下，输出更大的输出扭矩，有效提高传动效率，实现更大减速比；

2)通过采用平行轴功率分流式齿轮副替换单个齿轮，可降低单个齿轮上的载荷，提升单个齿轮的安全系数，进而提高齿轮组的整体可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例中主动式进气格栅执行器的内部结构示意图；

图2是本发明实施例中主动式进气格栅执行器的外观结构示意图；

图3是本发明实施例中主动式进气格栅执行器与主动式进气格栅的位置关系示意图。

1、主动式进气格栅执行器；2、主动式进气格栅；

11、箱体；12、控制装置；13、转轴；14、第一凸缘；15、第一安装孔；16、插接部件；17、第二凸缘；19、贯通孔；

181、第一齿轮；182、第二齿轮；183、第三齿轮；184、第四齿轮；185、第五齿轮。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图、尤其基于附图3所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

一种主动式进气格栅执行器1，如图1所示，包括：

一驱动装置；

一控制装置12；与所述驱动装置连接，控制所述驱动装置转动；

一齿轮组，所述齿轮组的输入端通过一转轴13与所述驱动装置的输出轴啮合，其输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而所述驱动装置与所述齿轮组共同构成多级减速结构，使所述驱动装置在控制装置12的控制下驱动所述叶片转动；

其中，

所述齿轮组包括至少一组平行轴功率分流式齿轮副，通过将齿轮组中的一个或多个齿轮相应地替换为相应数量的平行轴功率分流式齿轮副，能够更为有效的利用布局空间，提升齿轮组的功率传动密度，从而在体积不变的前提下，输出更大的输出扭矩，有效提高传动效率，实现更大减速比；此外，采用平行轴功率分流式齿轮副替换单个齿轮，可降低单个齿轮上的载荷，提升单个齿轮的安全系数，进而提高齿轮组的整体可靠性。

在一种较优的实施方式中，所述主动式进气格栅执行器1还包括箱体11，所述驱动装置、控制装置12及齿轮组均设置于该箱体11内；

所述驱动装置设置于所述控制装置12下方，所述齿轮组设置于所述驱动装置一侧，如图2所示，所述箱体11前后端面上对称地设置有两个贯通孔19，所述齿轮组的输出端嵌于所述贯通孔19处。

优选地，所述箱体11的上端面的前、后两边缘处以及所述箱体11的下端面的后部边缘处分别设置有一第一凸缘14，所述第一凸缘14上设置有第一安装孔15；

所述第一安装孔15的轴向与所述齿轮组内齿轮的轴向平行。

在一种较优的实施方式中，所述箱体11的上端面上还设置有用于与主动式进气格栅插装配合的插接部件16，所述箱体11的下端面上还设置有第二凸缘17，该第二凸缘17上设置有第二安装孔，所述第二安装孔的径向与所述箱体11的前端面垂直。

优选地，所述插接部件16的具体结构可以为：包括插针及导向槽；

所述导向槽为筒状结构，其垂直于所述箱体11的上端面且开口向上；

所述插针为多个，其延伸方向与所述导向槽的开口方向一致，且多个插针分散地设置于所述导向槽内。

或者，在一些实施方式中，所述箱体11上边还可以同时具有上述两种安装结构，从而使主动式进气格栅执行器1可与市场上两种常规的主动式进气格栅2装配。

在一种较优的实施方式中，所述控制装置12包括控制电路板，所述驱动装置包括无刷直流电机，其中，如图1所示，控制装置12，即控制电路板设置于齿轮组的一侧，驱动装置贯穿该控制电路板后通过一转轴13与齿轮组中的第一齿轮传动连接。

在一种较优的实施方式中，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成四级减速；

所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第四齿轮和一对第三齿轮；其中，

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与第二齿轮啮合形成第二级减速；

所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，从而形成第三级减速；

所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合形成第四级减速，且所述第四齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度；

或者，

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与所述第三齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，从而形成第二级减速；

所述第三齿轮与第二齿轮啮合形成第三级减速；

所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合形成第四级减速，且所述第四齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

在一种较优的实施方式中，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成五级减速；

如图1所示，所述齿轮组包括第一齿轮181、第二齿轮182、第三齿轮183、第五齿轮185和一对第四齿轮184；

所述转轴13与第一齿轮181啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮181与所述第二齿轮182啮合形成第二级减速；

所述第二齿轮182与所述第三齿轮183啮合形成第三级减速；

所述第三齿轮183与一对第四齿轮184啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮185啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮185作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

优选地，上述五级减速结构还可以为：

所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第四齿轮、第五齿轮和一对第三齿轮；

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合形成第二级减速；

所述第二齿轮与一对第三齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，形成第三级减速；

所述第三齿轮与第四齿轮啮合，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

优选地，

优选地，上述五级减速结构还可以为：

所述齿轮组包括第一齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮和一对第二齿轮；

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与一对第二齿轮啮合构成平行轴功率分流式齿轮副，形成第二级减速；

所述第二齿轮与第三齿轮啮合，形成第三级减速；

所述第三齿轮与一对第四齿轮啮合，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

在一种较优的实施方式中，所述驱动装置与所述齿轮组共同构成五级减速：其具体结构还可以为：

所述齿轮组包括第一齿轮、第三齿轮、第五齿轮、一对第二齿轮和一对第四齿轮；

所述转轴与第一齿轮啮合形成第一级减速；

所述第一齿轮与一对第二齿轮啮合构成第一组平行轴功率分流式齿轮副，形成第二级减速；

所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合形成第三级减速；

所述第三齿轮与一对第四齿轮啮合构成第二组平行轴功率分流式齿轮副，形成第四级减速；

第四齿轮与第五齿轮啮合形成第五级减速；且所述第五齿轮作为齿轮组的输出端与主动式进气格栅的叶片连接，从而调控所述叶片的倾斜角度。

综上，平行轴功率分流式齿轮副可以设置于齿轮组的不同位置，同时，在多级减速结构的齿轮组中，其还可以根据情况设置一个、两个甚至多个；只要其可降低单个齿轮上的载荷，提升单个齿轮的安全系数，提升齿轮组的功率传动密度，在体积不变的前提下，输出更大的输出扭矩，有效提高传动效率，实现更大减速比的效果即可。

此外，一种汽车，如图3所示，其前端壳体上设置有主动式进气格栅2，其特别之处在于，其内还设置有如上所述的主动式进气格栅执行器1，该主动式进气格栅执行器1的齿轮组的输出端与所述主动式进气格栅2的叶片连接，驱动所述叶片转动。该汽车与同类型但不具有主动式进气格栅执行器的汽车相比，具有更好的燃油经济性。

此外，需要说明的是：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。