专利名称：柴油机的电子节气门体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机，特别涉及一种柴油机的电子节气门体。
背景技术：
柴油机发动机电喷系统采用节气门体总成，其作用是给发动机持续可变的空气流量，并且通过减少空气流量来避免发动机关闭时的振动。为适应各种工况或配合废气再循环(EGR，Exhaust Gas Recirculation)工作而提供不同的空气流量，实现合理的空燃比，使其充分的燃烧，减少排放，并且改善了发动机动力性、经济性、舒适性。目前柴油机用的节气门体大多是接触式角度位置传感器，其缺点是由于电阻膜易磨损导致传感器精度降低，从而影响节气门体的控制精度。现有节气门体轴向限位大多采用金属限位板等，而且是单向限位，其缺点是易磨损，且单向限位窜动大，降低了节气门体的寿命。
发明内容本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种柴油机的电子节气门体，旨在解决上述的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的本实用新型包括本体、控制电路的印刷电路板、节气门片、第一轴承和第二轴承、节气门轴组件、磁铁组件、全闭调节螺钉、复位齿轮组件、中间齿轮、直流电机、复位弹簧、锁紧螺钉、封盖、中间齿轮销、导通插片、第一螺钉、与外界通信插针和插座组件；直流电机装在插座组件后作为一个整体装入本体内，并用第一螺钉把插座组件和金属板锁紧在本体上，并且在本体与插座组件之间使用第二密封圈；控制电路的印刷电路板与插座组件上的与外界通讯的插针及导通插片焊接，磁铁组件压在节气门轴组件上，且复位齿轮组件焊接在节气门轴组件上，节气门轴组件与第一轴承和第二轴承连接，节气门片插入节气门轴组件上，并用第二螺钉锁紧在节气门轴上，控制电路的印刷电路板集成了传感器元件置于复位齿轮组件上方；复位齿轮组件通过注塑工艺把嵌件与复位齿轮组件注塑成一个整体，然后焊接在节气门轴组件上，节气门轴组件通过在本体内的轴承第一轴承和第二轴承支撑，实现滚动连接，减少节气门轴在转动时的摩擦力；复位系统由复位齿轮组件、复位弹簧组成；复位弹簧位于复位齿轮组件与本体之间，且一个扭臂挂到复位齿轮组件的凹槽内，另一个扭臂挂到本体的预留槽内，由于复位弹簧的扭力作用自动驱动复位齿轮组件转动到默认位置，让复位齿轮组件上的嵌件一支臂的侧边与本体上的限位凸台接触，使节气门片打开；当需要关闭时，通过驱动复位齿轮克服复位弹簧的反作用力到关闭位置，此时复位齿轮组件内的嵌件一支臂与全闭调节螺钉的头部接触，停止转动；当直流电机或控制电路出现故障时，节气门会在复位弹簧的扭力的作用下自动回到默认位置；所述复位齿轮组件是通过注塑把限位板注塑到节气门轴上成为一个整体，限位板位于第一轴承端面与本体的轴承孔底部之间，在复位弹簧弹力下使限位板紧靠第一轴承的端面上；与外界通信的插针与控制电路的印刷电路板焊接，导通插片插入插座组件的孔内，而且两个导通插片的一端分别与直流电机的两个接触端子连接，直流电机压入插座组件的孔内，作为一个整体装入本体内，并用第一螺钉通过金属压板的两孔和插座组件的孔把插座组件锁紧在本体上；控制电路的印刷电路板置于复位齿轮组件、插座组件及中间齿轮的的上方；外界通信的插针和导通插片分别穿过控制电路的印刷电路板对应的孔，并用锡焊连接；控制电路的印刷电路板用第三螺钉分别锁紧在本体及插座组件上。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是不受外界的磁场干扰，而且整个控制系统封闭在一个腔体里；再由于防护盖改用磁导率比较高的金属板制造，可以屏蔽外界的电磁干扰。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。图2为本实用新型中剖面的结构示意图。图3为本实用新型中节气门体内部的结构示意图。图4为本实用新型中控制电路的印刷电路板装配的结构示意图。图5为本实用新型中复位齿轮的结构示意图。图6为本实用新型中节气门轴的结构示意图。图7为本实用新型中插座组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述由图1-图7可见本实用新型包括本体14、控制电路的印刷电路板4、节气门片10、第一轴承11和第二轴承15、节气门轴组件8、磁铁组件5、全闭调节螺钉13、复位齿轮组件7、中间齿轮19、直流电机20、复位弹簧12、锁紧螺钉3、封盖16、中间齿轮销17、导通插片18、第一螺钉21、与外界通信插针22和插座组件23 ；直流电机20装在插座组件23后作为一个整体装入本体内，并用第一螺钉21把插座组件23和金属板25锁紧在本体上，并且在本体14与插座组件23之间使用第二密封圈24，防止外界液体进入；控制电路的印刷电路板4与插座组件23上的与外界通讯的插针22及导通插片18焊接，磁铁组件5压在节气门轴组件8上，且复位齿轮组件7焊接在节气门轴组件8上，节气门轴组件8与第一轴承11和第二轴承15连接，节气门片10插入节气门轴组件8上，并用第二螺钉9锁紧在节气门轴32上，控制电路的印刷电路板4集成了传感器元件置于复位齿轮组件7上方，复位齿轮组件7转动时带动节气门组件8转动，由于磁铁组件5压装在节气门轴组件8上，磁铁组件5跟随节气门轴组件8 —起转动，形成一个变化的磁场，使其传感器来感应到磁场强度的变化；复位齿轮组件7通过注塑工艺把嵌件沈与复位齿轮组件7注塑成一个整体，然后焊接在节气门轴组件8上，节气门轴组件8通过在本体内的轴承第一轴承11和第二轴承15支撑，实现滚动连接，减少节气门轴在转动时的摩擦力；复位系统由复位齿轮组件7、
4复位弹簧12组成；复位弹簧12位于复位齿轮组件7与本体14之间，且一个扭臂挂到复位齿轮组件7的凹槽内，另一个扭臂挂到本体的预留槽内，由于复位弹簧12的扭力作用自动驱动复位齿轮组件7转动到默认位置，让复位齿轮组件7上的嵌件沈一支臂的侧边与本体14上的限位凸台33接触，使节气门片打开；当需要关闭时，通过驱动复位齿轮克服复位弹簧的反作用力到关闭位置，此时复位齿轮组件7内的嵌件沈一支臂与全闭调节螺钉13的头部接触，停止转动；当直流电机或控制电路出现故障时，节气门会在复位弹簧的扭力的作用下自动回到默认位置；复位齿轮组件7是通过注塑把限位板31注塑到节气门轴32上成为一个整体，限位板31位于第一轴承11端面与本体14的轴承孔底部之间，在复位弹簧12弹力下使限位板31紧靠第一轴承11的端面上；与外界通信的插针22与控制电路的印刷电路板焊接，导通插片18插入插座组件23的孔观内，而且两个导通插片的一端分别与直流电机的两个接触端子连接，直流电机20压入插座组件23的孔27内，作为一个整体装入本体14内，并用第一螺钉21通过金属压板25的两孔30和插座组件的孔四把插座组件锁紧在本体上；由于插座组件上有一个与本体孔配合的圆柱面，圆柱面设置了入口倒角，在装入的过程中，保证了电机定位可靠性。插座组件上与线束连接的插针端口部分，装配后伸出本体，留有足够的空间与线束插头连接；为了保证插座与本体之间的密封性，在插座与本体充填了第二密封圈M，防止外界的油、水等从插座与本体结合处进入控制电路的印刷电路板的密封腔体内。控制电路的印刷电路板4置于复位齿轮组件7、插座组件23及中间齿轮19的的上方；插座组件内的外界通信的插针22和导通插片18(两个)分别穿过控制电路的印刷电路板4对应的孔，并用锡焊连接。控制电路的印刷电路板4用第三螺钉乂4只)分别锁紧在本体及插座组件上。还包括一防护罩1 ；所述的防护罩1与本体压铆连接，并在两者之间填充了第一密封圈2。本实用新型的积极进步效果在于A、整个节气门体的结构紧凑，减少了占有的发动机空间。当发动机、节气门体内其它的部件故障或工作环境发生变化时，控制电路会给一个指令让节气门体回到默认位置。如果直流电机或其它控制电路出现故障，复位弹簧也可以让节气门阀片回到默认位置。B、控制电路板集成了单片机、H桥电路、位置传感器及外围保护电路等，减少了与位置传感器焊接的工序，并且与外界通信用插针结构简单，不再采取特殊弯曲设计，在于控制电路板焊接空间较大，易于焊接减少失效发生频次，即而避免了以上这些因素造成的焊接应力致使焊接点不牢固等问题。C、增强了电机安装的可靠性及稳定性，简化了装配工序，此电机安装设计改变了以往用定位圈定位的方式，并取消了用于电机防振的波形垫圈。此节气门体上电机安装的定位压紧零件——插座采用工程塑料制造，用精密注塑实现定位孔及其它配合孔的形状及位置要求，由于塑料里内嵌了金属压板同时增加了强度，也增强了韧性。电机用螺钉锁紧后，利用了金属压板变形产生的韧性使电机完全能承载各方向的冲击载荷。此设计不仅解决了定位的可靠性，并防止了电机受冲击载荷时产生的振动，而且减少了装配所需零件，避免了漏装，继而也缩短了工时。[0031]D、复位系统由复位齿轮组件和复位弹簧、节气门轴组件组成，本设计特点是复位齿轮组件焊接在节气门体组件上，装配时轴与复位齿轮组件的注塑孔过盈配合，由于齿轮组件上与节气门轴配合的孔是与齿轮一起注塑而成，精度很高，这样既保证了齿轮相对于轴跳的动量，而且提高了制造的过程能力。而以往的连接方式是轴直接与镶嵌在齿轮内的嵌件激光焊接在一起，为了保证复位齿轮相对于轴的跳动量，就必须严格控制嵌件与轴配合孔精度及配合孔与模具定位精度等，增加了制造难度，并降低连续生产的稳定性。E、轴向限位采用了双向限位结构，而且限位板是通过注塑与节气门轴成为一个整体，利用限位板的工程塑料特性，增加了与轴承端面的耐磨性，复位弹簧是压缩弹簧设计，在弹簧的轴向有很大的弹力，在节气门体工作时使限位板紧靠轴承端面，减少轴向窜动，增加了节气门体的寿命。F、本实用新型的柴油机的电子节气门体集成了控制电路，能根据外部给的位置信号控制直流电机通过减速齿轮驱动阀片到指定的位置，这个控制电路主要三部分组成驱动电路、反馈电路和处理芯片，处理芯片接到外部的信号同时采集传感器的反馈信号进行比较运算之后，发出命令驱动电机到指定位置，整个过程为闭环控制。而且软件编程采用PID数学模型构架有效的解决了运动过程的非线性问题，增强了抗干扰能力。在控制机构的装配完之后，为了防止外界环境对控制机构的干扰和损害，在其上面加了防护罩1，防护罩1与本体压铆连接，并在两者之间也填充了第一密封圈2。由于防护罩材料采用的是导磁率很高的金属材料制造，继而避免了外界的电磁波干扰内部的电子部件，提高了控制电路运行的稳定性。控制电路的印刷电路板主要由单片机、MOS管(金属-氧化物-半导体型场效应管)组成的H桥电路、位置传感器、电阻、电容、电源、电感、三极管等组成。E⑶(ElectronicControl Unit，电子控制单元)信号输入到单片机后，根据位置传感器的信号反馈经PID (Proportional-Integral-Derivative,比例-积分-微分)调节后发出执行信号给H桥，H桥控制电机的运转来到达E⑶需求角度位置，整个电路是闭环控制。本实用新型的工作过程如下本实用新型的柴油机的电子节气门体自带驱动控制电路，能根据ECU给定的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号来控制节气门开启角度，当E⑶发送信号给节气门体，节气门体内的控制电路接受到信号时，并根据位置传感器的反馈信号，经过处理芯片进行比较分析，然后发送执行信号给驱动电路来驱动直流电机，直流电机通过中间齿轮减速，带动复位齿轮转动。节气门片跟随节气门轴转动时，变化节气门体通道的面积，继而改变进气的空气流量。节气门体通常默认状态为全开，在复位弹簧的扭力作用下使复位齿轮组件内的嵌件沈上的一支臂与本体上的限位凸台33接触。复位齿轮组件7焊接在节气门轴32上，复位齿轮组件转动时，节气门轴组件也跟随转动。如果节气门需要关闭时，控制电路控制电机转动到全闭位置，使复位齿轮组件内嵌件沈的一个臂与全闭调节螺钉13接触。在节气门体电子电路出现故障时，复位齿轮在弹簧的作用力下，可以从离开全开位置的任何地方回到默认位置，保证了发动机安全性。
权利要求1.一种柴油机的电子节气门体，其特征在于包括本体、控制电路的印刷电路板、节气门片、第一轴承和第二轴承、节气门轴组件、磁铁组件、全闭调节螺钉、复位齿轮组件、中间齿轮、直流电机、复位弹簧、锁紧螺钉、封盖、中间齿轮销、导通插片、第一螺钉、与外界通信插针和插座组件；直流电机装在插座组件后作为一个整体装入本体内，并用第一螺钉把插座组件和金属板锁紧在本体上，并且在本体与插座组件之间使用第二密封圈；控制电路的印刷电路板与插座组件上的与外界通讯的插针及导通插片焊接，磁铁组件压在节气门轴组件上，且复位齿轮组件焊接在节气门轴组件上，节气门轴组件与第一轴承和第二轴承连接，节气门片插入节气门轴组件上，并用第二螺钉锁紧在节气门轴上，控制电路的印刷电路板集成了传感器元件置于复位齿轮组件上方；复位齿轮组件通过注塑工艺把嵌件与复位齿轮组件注塑成一个整体，然后焊接在节气门轴组件上，节气门轴组件通过在本体内的轴承第一轴承和第二轴承支撑，实现滚动连接， 减少节气门轴在转动时的摩擦力；复位系统由复位齿轮组件、复位弹簧组成；复位弹簧位于复位齿轮组件与本体之间，且一个扭臂挂到复位齿轮组件的凹槽内，另一个扭臂挂到本体的预留槽内，由于复位弹簧的扭力作用自动驱动复位齿轮组件转动到默认位置，让复位齿轮组件上的嵌件一支臂的侧边与本体上的限位凸台接触，使节气门片打开；当需要关闭时，通过驱动复位齿轮克服复位弹簧的反作用力到关闭位置，此时复位齿轮组件内的嵌件一支臂与全闭调节螺钉的头部接触，停止转动；当直流电机或控制电路出现故障时，节气门会在复位弹簧的扭力的作用下自动回到默认位置；所述复位齿轮组件是通过注塑把限位板注塑到节气门轴上成为一个整体，限位板位于第一轴承端面与本体的轴承孔底部之间，在复位弹簧弹力下使限位板紧靠第一轴承的端面上；与外界通信的插针与控制电路的印刷电路板焊接，导通插片插入插座组件的孔内，而且两个导通插片的一端分别与直流电机的两个接触端子连接，直流电机压入插座组件的孔内，作为一个整体装入本体内，并用第一螺钉通过金属压板的两孔和插座组件的孔把插座组件锁紧在本体上；控制电路的印刷电路板置于复位齿轮组件、插座组件及中间齿轮的的上方；外界通信的插针和导通插片分别穿过控制电路的印刷电路板对应的孔，并用锡焊连接；控制电路的印刷电路板用第三螺钉分别锁紧在本体及插座组件上。
2.根据权利要求1所述的柴油机的电子节气门体，其特征在于还包括一防护罩；所述的防护罩与本体压铆连接，并在两者之间填充了第一密封圈。
专利摘要本实用新型公开了一种柴油机的电子节气门体，包括本体、控制电路的印刷电路板、节气门片、限位块、轴承、节气门轴组件、磁铁组件、插座组件、复位齿轮组件、直流电机、复位弹簧和防尘盖，控制电路的印刷电路板焊接在插座组件上，限位板注塑在节气门轴组成节气门轴组件，复位齿轮焊接在节气门轴组件，节气门轴组件通过轴承装配在节气门体上，节气门片插入节气门轴中，并用螺钉联接。直流电机通过插座组件压装在本体内。复位弹簧位于复位齿轮组件与下方，一端支脚挂在本体上，另一支脚挂在复位齿轮组件上。本实用新型不受外界的磁场干扰，而且整个控制系统封闭在一个腔体里，防护罩改用磁导率比较高的金属板制造，可以屏蔽外界的电磁干扰。
文档编号F02D9/10GK202325864SQ20112046815
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者汪丽君, 陈仪军, 马力 申请人:上海奥众汽车部件制造有限公司