主动进气格栅及汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种主动进气格栅。本实用新型还涉及具有该主动进气格栅的汽车。

背景技术：

随着汽车油耗和排放法规升级，整车热管理的作用越来越凸显。其中通过主动进气格栅对汽车前端冷却进风量的控制，可以提高整车热管理系统的作用和效果。

目前市场上已有部分车型搭载主动进气格栅，绝大多数采用步进电机驱动，再经过多组齿轮进行扭矩放大，最终通过连杆驱动每片叶片转动，实现叶片的开闭调整。现有的电机驱动的主动进气格栅具有如下缺点。首先，步进电机和配套的控制器成本较高，其次，由于进气格栅所处位置的关系，只能够采用小型的步进电机，而小型的步进电机扭矩较小，需多级齿轮放大扭矩，这导致驱动机构复杂，运转稳定性差、故障率高。此外，整个步进系统控制复杂，需要整车控制器匹配主动进气格栅进行相应的软件编程开发。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种控制简单、成本低的主动进气格栅。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种主动进气格栅，包括：

框架；

转轴，转动设置于所述框架上，并于所述转轴上设有叶片以及从动齿轮；

外壳，固定设置于所述框架上，所述外壳具有圆筒形的侧壁，所述侧壁的内壁面上沿该内壁面的圆周方向均匀布置有多个凸出的导向条，每个所述导向条的端部设有倾斜的导向面，各所述导向条平行于所述外壳的轴线，且相邻的两个导向条之间形成导向槽；

主动轴，滑动设置于所述外壳内，所述主动轴的外周面设有用于与所述导向槽滑动配合的定位条，所述定位条的端部设有倾斜设置的可与所述导向面滑动接触的滑动面，且所述主动轴的第一端设有呈圆环形设置的第一锯形环齿，所述主动轴的第二端设有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮；

驱动装置，包括动力单元，以及滑动设置于所述外壳内的驱动轴，所述动力单元被配置为可驱动所述驱动轴在所述外壳内滑动，且于所述驱动轴的端缘部设有呈圆环形设置的第二锯形环齿，所述第二锯形环齿可构成与所述第一锯形环齿的其中一侧的斜面滑动接触，以驱动所述定位条从所述导向槽内滑出，并使所述滑动面转动至与所述导向面在所述内壁面的轴线方向上的投影至少部分重合；

弹性复位机构，设置于所述框架与所述主动轴之间，所述弹性复位机构被构造为可驱动所述滑动面沿所述导向面滑动，而使所述定位条滑动至导向槽内。

进一步的，所述转轴自上而下设置有多个，且相邻的两个所述转轴的从动齿轮彼此啮合，所述主动齿轮与其中一个所述从动齿轮啮合。

进一步的，所述从动齿轮位于所述转轴的中部。

进一步的，所述主动轴位于多个所述转轴的上方。

进一步的，所述动力单元包括设置于所述外壳内的线圈，所述驱动轴包括铁芯部以及推动部，所述铁芯部插设于所述线圈内，所述线圈因通电而可带动所述驱动轴运动。

进一步的，所述导向条的数量设置为8个，所述定位条的数量设置为4个，所述主动齿轮与从动齿轮的齿数相同。

进一步的，所述驱动轴上设有多个与所述导向槽滑动配合的滑块。

进一步的，所述弹性复位机构为螺旋弹簧。

进一步的，所述主动轴的第二端的端面上设有中心孔，所述螺旋弹簧设于该中心孔内。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的主动进气格栅，仅通过驱动轴和主动轴的直线往复运动，即可改变叶片的角度，无需现有技术中的步进电机、电机减速机构、步进电机控制器等部件，成本较低，且控制过程比较简单，无需复杂的软件编程开发，结构简单，工作寿命长。

(2)通过设置多个转轴，可以实现多个叶片的开闭动作，增加主动进气格栅的进气调节范围。

(3)从动齿轮位于转轴的中部，能够改善转轴的受力平衡状况，使转轴容易转动。

(4)动力单元采用线圈，结构简单，使用方便。

(5)导向条设置为8个，能够进一步简化主动轴转动的逻辑控制。

本实用新型的另一目的在于提出一种汽车，于所述汽车上设置有上述的主动进气格栅。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的主动进气格栅的结构示意图；

图2为图1中的转轴及叶片的结构示意图；

图3为图1中的外壳的结构示意图；

图4为图3中A-A线的剖视示意图；

图5为本实用新型实施例一所述的驱动轴的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一所述的主动轴的结构示意图；

图7为本实用新型实施例一所述的主动轴从另一角度观察时的结构示意图。

图8为显示本实用新型实施例一的外壳与主动轴配合关系的示意图；

图9为显示本实用新型实施例一的驱动轴与主动轴配合关系的示意图；

附图标记说明：

1-框架，2-转轴，3-叶片，4-从动齿轮，5-外壳，6-导向条，7-导向面，8-导向槽，9-主动轴，10-定位条，11-滑动面，12-第一锯形环齿，13-主动齿轮，14-中心孔，15-线圈，16-驱动轴，161-铁芯部，162-推动部，163-滑块，17-第二锯形环齿，18-螺旋弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种主动进气格栅，该主动进气格栅设置于汽车上。如图1至图9，本实施例的主动进气格栅包括框架1、转轴2、外壳5、主动轴9、驱动装置及弹性复位机构。在本实施例中，框架1大致为矩形框。转轴2转动设置在该框架1上，在转轴2上设有叶片3及从动齿轮4。由图1及图2可知，在本实施例中，该从动齿轮4位于转轴2的中部，而叶片3设为两个，并分别位于从动齿轮4的左右两侧，这样能够改善转轴受力平衡的状况，使转轴容易转动，减少转轴受力时的变形量。该从动齿轮4也可设置在转轴2的其中一侧。

如图3及图4，本实施例的外壳5固定设置在框架1上，该外壳具有圆筒形的侧壁，该侧壁的内壁面上沿着该内壁面的圆周方向上均匀布置有多个凸出的导向条6，每个导向条6的端部设有倾斜的导向面7，各导向条6平行于该外壳5的轴线，相邻的两个导向条6之间形成导向槽8。

如图6及图7，主动轴9滑动设置于外壳5内，且该主动轴9的外周面上设置有多个用于与导向槽8滑动配合的定位条10，这些定位条10的端部设有倾斜设置的可与导向面7滑动接触的滑动面11，该主动轴9的第一端设有呈圆环形设置的第一锯形环齿12。该第一锯形环齿12的每个齿均呈三角锯齿状，且该第一锯形环齿12整体环绕着主动轴9的轴线呈圆环形布置。该主动轴9的第二端设有与从动齿轮4啮合的主动齿轮13。在本实施例中，导向条6的数量设置为8个，定位条10的数量设置为4个，主动齿轮13与从动齿轮4的齿数相同。

由图1可知，在本实施方式中，转轴2自上而下设置有多个，且相邻的两个转轴2的从动齿轮4彼此啮合，主动齿轮13与其中一个从动齿轮4啮合。更进一步而言，在本实施例中，主动轴9位于这些转轴2的上方，该主动齿轮13与最上方的转轴2上的从动齿轮4啮合。在其他实施例中，该主动轴9也可位于这些转轴2的中部或下方等位置。通过设置多个转轴，可以实现多个叶片的开闭动作，增加主动进气格栅的进气调节范围。

如图1、图3及图5，本实施例的驱动装置包括动力单元，以及滑动设置于外壳5内的驱动轴16，在本实施例中，该动力单元为线圈15，这样动力单元的结构简单，使用方便。本实施例中，该动力单元被配置为可驱动该驱动轴16在外壳5内滑动。在本实施例中，该驱动轴16包括同轴连接的铁芯部161和推动部162，该铁芯部161插设于线圈15内，线圈15通电时，能够带动驱动轴16运动。该动力单元也可为能够旋转的凸轮或者能够直线运动的电动推杆等部件。

本实施例，在驱动轴16的端缘部设有呈圆环形设置的第二锯形环齿17，该第二锯形环齿17可构成与第一锯形环齿12的齿的其中一侧的斜面滑动接触，以驱动定位条10从导向槽8内滑出，并使滑动面11转动至与导向面7在所述内壁面的轴线方向上的投影至少部分重合。在驱动轴16上设置有多个与导向槽8滑动配合的滑块163，该滑块163可以对驱动轴16进行导向，避免驱动轴16自转。当然，该驱动轴16也可通过设置于外壳5上的其他装置进行导向，避免其发生自转。

上述弹性复位机构设置于框架1与主动轴9之间，被构造为可驱动滑动面11与导向面7接触，再使滑动面11沿着导向面7滑动，以使定位条10滑动至导向槽8内。在本实施例中，该弹性复位机构为螺旋弹簧18，在主动轴9的第二端的端面上设有中心孔14，该螺旋弹簧18设置在中心孔14内。

下面主要结合图8及图9说明本实施例的主动进气格栅的工作过程。

如图8所示，在图8中，为了清晰显示内部构造，该外壳5大部分被隐藏，仅显示了在外壳5内的导向条6。当线圈15通电后，该线圈15驱动驱动轴16向前滑动，驱动轴16前部的第二锯形环齿17与主动轴9上的第一锯形环齿12结合，因此驱动轴16推动主动轴9向前滑动。主动齿轮13的宽度大于从动齿轮4的宽度，因此该主动轴9在向前滑动时，能够始终保持与从动齿轮4啮合。举例来说，该主动齿轮13的宽度为25mm，从动齿轮4的宽度为5mm，而主动齿轮13的行程为20mm，当主动齿轮13运动时，始终不会与从动齿轮4脱离啮合。

当驱动轴16继续向前运动时，能够将定位条10从导向槽8内推出，此时，该第二锯形环齿17能够带动主动轴9向前滑动的同时，通过斜面滑动接触的关系，还能够带动主动轴9转动，使滑动面11转动至与导向面7在外壳5的侧壁的内壁面的轴线方向上的投影至少部分重合。当线圈15断电后，该驱动轴16不能再对主动轴9施加推力，此时，主动轴9在螺旋弹簧18的弹力作用下，沿着导向面7滑动，并使定位条10滑动至与其原来所处的导向槽相邻的新的导向槽内。

在主动轴9运动过程中，由于沿导向面7滑动的过程中有旋转作用，因而主动齿轮13会转动一个设定的角度，并带动从动齿轮4进行旋转，使得叶片3的角度发生改变，达到改变叶片3角度的效果。

由此可见，在本实施例中，仅通过驱动轴16和主动轴9的直线往复运动，即可改变叶片3的角度，无需现有技术中的步进电机、电机减速机构、步进电机控制器等部件，成本较低，且控制过程比较简单，无需复杂的软件编程开发，结构简单，工作寿命长。

在本实施例中，导向条6的数量设置为8个，定位条10的数量为4个，主动齿轮13和从动齿轮4的齿数相同，也即传动比为1:1的关系，如此一来，能够进一步简化主动轴9转动的逻辑控制。主动轴9往复运动一次后，其转动的角度为45°，相应的叶片3的转动角度同样为45度，能够更近一步的简化控制。通过调整传动齿轮比，也可以实现主动进气格栅更多档位调整。

本主动进气格栅的状态循环为：全闭、半开、全开、半开、全闭。

当车辆冷启动时，叶片3与地面垂直，主动进气格栅处于全闭状态，前端冷却风无法进入发动机舱，可以实现发动机快速暖机。

当发动机完成快速暖机后，工作负荷加大，需求前端进风提供冷却时，主动进气格栅的线圈通电一次，驱动叶片3随着转轴2旋转45°，主动进气格栅处于半开状态，部分冷却风能够进入发动机舱。

当发动机热负荷继续加大时，需要大流量冷却风进行冷却，主动进气格栅的线圈通电一次，驱动叶片3随着转轴2旋转45°，主动进气格栅处于全开状态，前端冷却风能够不经任何阻挡全部进入发动机舱。

当发动机热负荷减小时，需求的冷却风减少，主动进气格栅的线圈通电一次，驱动叶片3随着转轴2旋转45°，主动进气格栅处于半开状态，部分冷却风能够进入发动机舱。

当车辆停止行驶后，主动进气格栅的线圈通电一次，驱动叶片3随着转轴2旋转45°，主动进气格栅处于初始的全闭状态。

由于电磁机构通断电可在1秒内完成，本实施例的主动进气格栅的动作时间短，即使短时间内需要多次调整状态，也可以满足使用要求。

实施例二

本实施例涉及一种汽车，该汽车包括实施例一中所述的主动进气格栅。本实施例的汽车通过设置上述实施例中的主动进气格栅，其控制简单，成本较低，而有着很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。