一种节气门结构的制作方法

本实用新型涉及发动机节气门领域，尤其涉及一种节气门结构。

背景技术：

随着汽车保有量的增加，大多城市都存在着拥堵现象，当汽车长期在中低负荷的城市工况运行时，含有水蒸气的油气通过部分负荷呼吸管进入进气歧管内部。油气与由节气门体进入的冷空气进行交汇，油气冷凝形成胶状物附着在节气门体蝶阀上。随着胶状物累积量的增加，最终在蝶阀附近形成积碳，直接导致发动机冷启动困难、怠速工作不稳定、功率下降、废气排放增加和油耗增加等不良后果。

节气门积碳是汽车常见的一种故障现象，形成节气门积碳的原因主要来自机油蒸汽、缸内汽油挥发以及废气回流，其次是空气中的微粒和水分，如果能及时蒸发掉这部分油气和水分，降低其对积碳的吸附能力，节气门积碳累积速度会降低很多。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种节气门结构，解决了车辆使用过程中节气门积碳导致发动机不能正常工作的问题。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种节气门结构，包括：

阀体；

安装在所述阀体上的进气管；

垂直设置在所述进气管内部的蝶阀轴；

安装在所述蝶阀轴上的蝶阀；

集成在所述蝶阀内部的电热丝；

与所述电热丝连接的功率调节器；以及

与所述功率调节器和蝶阀轴连接的发动机控制单元ECU。

可选地，节气门结构还包括：位置传感器；其中，所述位置传感器的一端与所述蝶阀轴连接，另一端与ECU连接。

可选地，节气门结构还包括：电机和塑料罩盖；

所述塑料罩盖与所述电机分别与所述阀体连接。

可选地，所述功率调节器集成在所述塑料罩盖内部。

可选地，所述位置传感器设置在所述塑料罩盖内部。

可选地，所述电热丝为盘状。

本实用新型的实施例的有益效果是：

该方案在发动机停机时，系统主动识别积碳情况，并选择适合的自清洁模式，采用节气门体蝶阀加热的工作方式，对加热的功率进行两级控制，通过加热蒸发蝶阀上的积碳，实现节气门体自清洁，可以有效地解决节气门积碳的问题，同时为发动机控制单元ECU控制策略及节气门体设计开发提供参考。

附图说明

图1表示本实用新型的节气门结构示意图；

图2表示本实用新型的电热丝的结构示意图；

图3表示本实用新型的节气门结构进行积碳自清洁的流程图；

图4表示本实用新型的节气门结构进行积碳自清洁的具体流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种节气门结构，包括：

阀体1；安装在所述阀体1上的进气管2；垂直设置在所述进气管2内部的蝶阀轴3；安装在所述蝶阀轴3上的蝶阀4；集成在所述蝶阀4内部的电热丝41；与所述电热丝41连接的功率调节器；以及，与所述功率调节器和蝶阀轴3连接的发动机控制单元ECU。

其中，所述ECU通过控制所述蝶阀轴3转动，并带动蝶阀4运动，获取预设的节气门的系统数值；根据所述系统数值获取节气门积碳的程度；根据所述节气门积碳的程度控制功率调节器选择电热丝41的加热模式，并按照选择的电热丝41的加热模式控制电热丝41加热。

其中，所述系统数值包括：节气门自清洁时限、蝶阀运动的下止点、蝶阀运动的目标位置、蝶阀运动时间和蝶阀加热时长。

该实施例中，所述蝶阀4的材料选择耐高温、高强度、易导热的材料，蝶阀4内部设计成盘状电热丝41，提高温升效率，节气门体集成功率调节器，实现蝶阀4加热温度两级调节控制。该方案通过识别蝶阀4运动的位置，确定节气门积碳的严重程度，从而控制电热丝41按照一定的加热模式加热，使蝶阀4上的积碳蒸发，实现节气门的自清洁。

本实用新型的上述实施例中，节气门结构还包括：位置传感器；其中，所述位置传感器的一端与所述蝶阀轴3连接，另一端与ECU连接。

该实施例中，ECU通过所述位置传感器获取蝶阀4的位置信号，判断蝶阀4所处的位置是否到达系统预设的目标位置或者下止点位置，确定节气门体的积碳严重程度或者积碳是否清洁完毕。

本实用新型的上述实施例中，所述节气门结构还包括：电机5和塑料罩盖6；

所述塑料罩盖6与所述电机5分别与所述阀体1连接。

具体地，所述功率调节器集成在所述塑料罩盖6内部。所述位置传感器设置在所述塑料罩盖6内部。

该实施例中，所述功率调节器一端所述电热丝41连接，另一端与所述ECU连接，ECU通过位置传感器识别到蝶阀4的位置信号，并判断积碳的严重程度后，根据积碳的严重程度选择电热丝41的加热模式，并通过所述功率调节器控制电热丝41以选择的加热模式加热，蒸发蝶阀4上的积碳。

其中，所述加热模式包括：部分功率加热模式和全功率加热模式。在系统识别到节气门没有明显积碳时，选择部分功率加热模式对电热丝41进行加热，在系统识别到节气门积碳严重时，选择全功率加热模式对电热丝41进行加热。

如图2所示，所述电热丝41为盘状。

值得指出的是，所述电热丝41设计为盘状，并集成在所述蝶阀4内部，能够有效提高升温效率。

实施例二

如图3所示，本实用新型的上述实施例的积碳自清洁方法，包括：

步骤31、获取预设的节气门的系统数值；

步骤32、根据所述系统数值，获取节气门积碳的程度；

步骤33、根据所述节气门积碳的程度控制功率调节器选择电热丝的加热模式；

步骤34、按照选择的电热丝的加热模式控制电热丝加热。

该实施例中，在ECU控制节气门积碳自清洁前，需要首先判断车辆系统是否满足自清洁条件，即汽车发动机控制系统是否存在与节气门体相关的故障，若自清洁条件不满足，则直接退出自清洁模式。在确定车辆系统满足自清洁条件后，对自清洁过程中的部分系统变量的初始值进行预设，赋予节气门蝶阀控制的目标值。

该方案中，节气门积碳自清洁的功能主要采用蝶阀加热的方式，在每次发动机停机下电的时候，系统自动判定是否满足自清洁条件并识别节气门体积碳的程度，选择不同的加热模式，控制蝶阀向下止点附近的一个目标位置运动，如果蝶阀能在指定时间内到达目标位置，就认为节气门体没有明显积碳，从而选择部分功率加热模式蒸发蝶阀上的油污。如果蝶阀未能到达目标位置，就认为节气门体严重积碳，则选择全功率加热模式，使蝶阀在下止点附近停留一定时间并同时继续向下止点运动，直到蝶阀可以达到下止点判断位置，则认为节气门再生成功(积碳清除完毕)，或者达到系统设置的最大自清洁时长，则退出自清洁模式。

具体地，所述系统数值包括：节气门自清洁时限、蝶阀运动的下止点、蝶阀运动的目标位置、蝶阀运动时间和蝶阀加热时长。

本实用新型的上述实施例中，根据所述系统数值，获取节气门积碳的程度的步骤包括：

ECU控制蝶阀轴转动，带动蝶阀向目标位置运动；

通过位置传感器获取蝶阀的位置信号；

根据所述位置信号，确定节气门积碳的程度。

该实施例中，ECU根据预先设置的蝶阀运动的目标位置，通过控制蝶阀轴在预设时间内转动，使蝶阀向目标位置运动，在蝶阀运动完成后，通过与蝶阀轴连接的位置传感器获取到此时蝶阀的位置信号，判断蝶阀是否运动到目标位置。

本实用新型的上述实施例中，根据所述位置信号，确定节气门积碳的程度的步骤包括：

若识别到蝶阀能在预设运动时间内到达目标位置，确定节气门的积碳程度为第一积碳程度；

若识别到蝶阀未能在预设运动时间内达到目标位置，确定节气门的积碳程度为第二积碳程度；其中，第二积碳程度大于第一积碳程度。

该实施例中，若通过位置传感器识别到蝶阀能够运动到目标位置，则说明蝶阀上没有明显积碳，若识别到蝶阀不能在预设时间内达到目标位置，则说明蝶阀上积碳比较严重，从而确定选择何种加热模式。

本实用新型的上述实施例中，根据所述节气门积碳的程度控制功率调节器选择电热丝的加热模式的步骤包括：

若节气门的积碳程度为第一积碳程度，则选择部分功率加热模式；若节气门积碳程度为第二积碳程度，则选择全功率加热模式。

本实用新型的上述实施例中，按照选择的电热丝的加热模式控制电热丝加热的步骤包括：

节气门的积碳程度为第一积碳程度时，按照部分功率加热模式对电热丝加热第一预设时长；

该实施例中，由于节气门没有明显积碳，电热丝以部分功率加热模式加热，即可蒸发掉油污，在加热第一预设时长后，直接控制系统退出自清洁模式。

节气门的积碳程度为第二积碳程度时，按照全功率加热模式对电热丝加热第二预设时长；其中，第一预设时长大于第二预设时长。

本实用新型的上述实施例中，还包括：

在全功率加热模式下，控制蝶阀在目标位置向下止点步进运动预设次数，并触发自清洁故障灯闪烁；

其中，在自清洁过程中，自清洁故障灯以高频率闪烁，从而提醒驾驶员节气门正在自清洁，禁止启动车辆，避免造成危险。

若蝶阀能够到达下止点，则确定积碳清除完毕，并控制退出自清洁模式，同时熄灭自清洁故障灯；

该实施例中，如果蝶阀能够运动到下止点，说明蝶阀上的积碳已经基本清除完毕，可以控制系统退出自清洁模式。

若蝶阀不能运动到下止点，则继续重复在目标位置步进运动，直至达到节气门自清洁时限，并检测确定自清洁过程失败，触发自清洁故障灯常亮并写入故障内存。

该实施例中，若蝶阀在自清洁时限内不能运动到下止点，证明蝶阀上的积碳没有清洁完成，系统检测自清洁故障，并将故障数据进行存储。其中，在自清洁过程中，若达到系统预设的自清洁时限，不管积碳是否清除完毕，直接退出自清洁模式。

如图4所示，上述方法的具体实现过程包括：

步骤41、在发动机下电后，ECU判断车辆系统是否满足自清洁条件，若不满足，则直接退出自清洁模式；

步骤42、若满足自清洁条件，则对自清洁过程中的系统变量的初始值进行预设，赋予蝶阀控制的目标值；

步骤43、通过控制蝶阀向目标位置运动，判断积碳的严重程度；

步骤44、若蝶阀没有明显积碳，则通过功率调节器控制电热丝以部分功率加热模式加热，并在完成后退出自清洁模式；

步骤45、若积碳严重，通过功率调节器控制电热丝以全功率加热模式加热，并控制自清洁故障灯高频闪烁；

步骤46、电热丝以全功率加热模式加热预设时间后，通过控制蝶阀向下止点运动，检查积碳是否清除；若清除完毕，则控制退出自清洁模式；

步骤47、若清除未完成，则控制点亮自清洁故障灯，存储故障数据后控制退出自清洁模式。

需要说明的是，该积碳自清洁方法是与上述节气门结构对应的方法，上述结构实施例中所有实现方式均适用于该方法的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本实用新型的该实施例，在发动机停机时，系统主动识别积碳情况，并选择适合的自清洁模式，采用节气门体蝶阀加热的工作方式，对加热的功率进行两级控制，通过加热蒸发蝶阀上的积碳，实现节气门体自清洁，可以有效地解决节气门积碳的问题，同时为发动机控制单元ECU控制策略及节气门体设计开发提供参考。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。