一种双驱式节气门的制作方法

1.本实用新型涉及发动机技术领域，具体地来说，涉及一种应用在发动机上的双驱式节气门。


背景技术：

2.节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体通过节气门与燃油混合变成可燃混合气，从而燃烧形成做功，节气门上接空气滤清器，下接发动机缸体，节气门的碟片开度控制发动机的进气量，发动机根据当前的进气量决定需要的进油量以达到控制发动机输出功率的要求。传统的发动机的节气门，其操作是通过拉索或者拉杆，带动节流阀阀门运动板工作；而在发动机的应用中，这种传统拉线式节气门普遍存在操纵繁复，控制精度低下的缺点。
3.针对上述问题，中国专利，公开号cn105781752a，公开舵机直驱式节气门及使用此节气门的发动机和直升机，文中提出“包括：阀体，所述阀体内限定有通道，所述阀体具有与所述通道连通的进口端和出口端，所述通道内设有可枢转的碟片以连通和断开所述进口端和出口端；舵机，所述舵机设在所述阀体上且与所述碟片直接相连以控制所述碟片的旋转角度”。该现有技术中虽然通过舵机的设置，一定程度上提高了节气门的控制精度，但是，该舵机与碟片直接相连，运行稳定性一般，同时为实现两者的连接，舵机的输出轴又需要再加工，其耐久性和可靠性需要提高，旋转角度也需要特别调整，装配要求高，投入成本大，且该现有技术无法实现对于输出轴的旋转角度即碟片开度的末端保障性控制，整体作业安全性低，且其为一对一式驱动，适用范围窄，无法实现双缸体的同步平稳作业。
4.为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种双驱式节气门，以解决上述背景技术中提出的现有舵机驱动的节气门运行稳定性一般，装配要求高，投入成本大，整体作业安全性低，且为一对一式驱动，适用范围窄，无法实现双缸体的同步平稳作业的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
7.一种双驱式节气门，包括舵机和节流阀机构，所述节流阀机构包括阀体，所述转轴组件与阀体的阀门相连接；所述节流阀机构设有前后两个，所述舵机安装于前侧节流阀机构的阀体上，前侧所述节流阀机构还包括套装于转轴组件上的半圆摇臂、与半圆摇臂相配合的双向限位支架，后侧所述节流阀机构还包括套装于转轴组件上的转臂、与转轴组件相连接的开度传感器，所述半圆摇臂和转臂之间连接有与舵机相联动的拱形推杆机构；所述转轴组件包括与半圆摇臂相配合的转轴组件ⅰ、以及与转臂相配合的转轴组件ⅱ，所述阀体包括与转轴组件ⅰ相配合的阀体ⅰ、以及与转轴组件ⅱ相配合的阀体ⅱ，所述阀体ⅰ和阀体ⅱ的内部均形成有与阀门相配合的进气腔体，所述阀体ⅰ和阀体ⅱ的外侧后端均分别向上倾斜安装有喷油器组件，所述喷油器组件与进气腔体相连通；
8.进一步的，所述转轴组件ⅰ包括径向贯穿阀体ⅰ的旋转轴ⅰ，所述旋转轴ⅰ位于阀体ⅰ内的一端与阀体ⅰ的阀门固定连接，所述半圆摇臂套装固定于旋转轴ⅰ位于阀体ⅰ外的一端端部，所述阀体ⅰ与半圆摇臂之间设置有法兰面轴承ⅰ，所述法兰面轴承ⅰ套装于旋转轴ⅰ上，所述双向限位支架套装于法兰面轴承ⅰ的外周并固定连接于阀体ⅰ的外侧前端，所述旋转轴ⅰ上还设置有与法兰面轴承ⅰ相配合的开口挡圈ⅰ，所述转轴组件ⅱ包括径向贯穿阀体ⅱ的旋转轴ⅱ，所述旋转轴ⅱ位于阀体ⅱ内的一端与阀体ⅱ的阀门固定连接，所述旋转轴ⅱ位于阀体ⅱ外的一端端部固定连接有竖直设置的固定架，所述开度传感器固定安装在固定架的前端，所述转臂套装于旋转轴ⅱ上且设置于阀体ⅱ与固定架之间，所述阀体ⅱ的外侧前端固定有支撑架，所述支撑架包括位于阀体ⅱ与转臂之间的竖直支撑部，所述竖直支撑部的内侧安装有法兰面轴承ⅱ，所述法兰面轴承ⅱ套装于旋转轴ⅱ上，所述旋转轴ⅱ上还设置有与法兰面轴承ⅱ相配合的开口挡圈ⅱ，所述竖直支撑部的前端中间位置向前一体水平延伸形成有水平支撑部，所述水平支撑部依次与固定架和开度传感器固定连接；
9.进一步的，所述半圆摇臂包括呈半圆形结构的旋转主体部，所述旋转主体部上设置有供旋转轴ⅰ穿过的方孔，且靠近方孔的位置延伸形成有呈杆状结构的限转部，所述限转部与双向限位支架相抵接配合且设置于旋转主体部的内侧中间位置，所述双向限位支架包括安装主体部，所述安装主体部的一侧顶部水平延伸形成有上限位部，所述安装主体部的底部向下延伸形成有下限位部，所述安装主体部上设置有用于容纳法兰面轴承ⅰ的安装通孔，所述上限位部上竖直穿设并固定有限位螺钉螺母组件，所述限位螺钉螺母组件与限转部相抵接配合，所述下限位部形成有与限转部相抵接配合的限位支撑槽，所述限位支撑槽的开口朝上设置，所述阀体ⅰ的一侧可拆卸地安装有舵机支架，所述舵机可拆卸地安装在舵机支架上，所述拱形推杆机构包括呈拱形结构的长推杆、以及直线型的短推杆，所述长推杆的一端与转臂固定连接，所述长推杆的另一端与旋转主体部的外周固定连接并与短推杆的一端相铰接，所述短推杆的另一端与舵机的摇臂相铰接。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.1.本实用新型中通过将前侧节流阀机构的半圆摇臂与后侧节流阀机构的转臂通过拱形推杆机构连接，半圆摇臂和转臂均分别通过各自所属节流阀机构的转轴组件与各自所属节流阀机构阀体的阀门间接联动，拱形推杆机构与安装于前侧节流阀机构的阀体上的舵机相联动的设置，使舵机带动拱形推杆组件转动，从而带动半圆摇臂和转臂同步旋转，利用半圆摇臂、转臂、转轴组件、阀门、拱形推杆组件、舵机和开度传感器的协同作用，以一个舵机同时驱动两个节流阀机构，推杆组件传递舵机的运动角度，带动前后两个节流阀机构的阀门同步同开度平稳旋转，最终实现双缸体的同步平稳作业，且舵机无需经过再加工，装配方便，投入成本低，同时，在此基础上，通过双向限位支架的配合设置，对半圆摇臂的旋转角度进行双向限位，从而对转臂的旋转角度也同时进行限位，进而在舵机通过拱形推杆机构调节两个阀体的阀门的开度的同时，间接对阀门的开度进行末端保障性控制，极大地提升了整体作业的安全性，通过半圆摇臂的半圆结构设置和拱形推杆机构的拱形结构的配合设置，极大地提升了半圆摇臂和转臂旋转作业时的平稳性，进一步提高了整体的运行平稳性；
12.2.本实用新型中的半圆摇臂由限转部和旋转主体部组成，双向限位支架由安装主体部、上限位部和下限位部组成，通过旋转主体部的半圆形结构的设置，提升其旋转过程的
顺畅性，进一步保证运行平稳性，并便于限转部功能的实现，通过上限位部上竖直穿设并固定有与限转部相抵接配合的限位螺钉螺母组件，限位部形成有与限转部相抵接配合的开口朝上的限位支撑槽的设置，使得双向限位支架在通过安装主体部承载和固定法兰面轴承，进一步提高转轴组件的运行平稳性的同时，利用上限位部和下限位部分别对于阀门到达完全关闭和完全开启时的半圆摇臂进行限位，从而进一步了保证整体的作业安全性；
13.3.本实用新型的拱形推杆机构由呈拱形结构的长推杆、以及直线型的短推杆组成，通过长推杆的一端与转臂固定连接，长推杆的另一端与旋转主体部固定连接并与短推杆的一端相铰接，短推杆的另一端与舵机的摇臂相铰接，使舵机的摇臂带动短推杆旋转，短推杆将舵机摇臂的运动角度传递给长推杆，长推杆再带动半圆摇臂和转臂同步旋转，摇臂的转动不存在运动死点位置，整体作业流程平稳顺畅，极大地保证了前后两个节流阀机构的作业安全性和运行平稳性；此外，本实用新型中的舵机支架可拆卸地安装在阀体ⅰ的一侧，舵机可拆卸地安装在舵机支架上，整体拆装方便，进一步降低了投入成本。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
15.图2为图1的俯视图；
16.图3为本实用新型实施例节流阀机构ⅰ的结构示意图；
17.图4为图3的剖视图；
18.图5为本实用新型实施例节流阀机构ⅱ的结构示意图；
19.图6为图5的剖视图；
20.图7为本实用新型实施例拱形推杆机构的结构示意图；
21.图8为本实用新型实施例舵机及舵机支架的结构示意图；
22.图9为本实用新型实施例的工作原理示意图（阀门完全关闭）；
23.图10为图9的俯视图；
24.图11为本实用新型实施例的工作原理示意图（阀门完全打开）；
25.图12为图11的俯视图；
26.图13为本实用新型实施例限位支架的结构示意图；
27.图中：1、阀体ⅰ，2、阀体ⅱ，3、旋转轴ⅰ，4、半圆摇臂，41、旋转主体部，42、方孔，43、限转部，5、法兰面轴承ⅰ，6、双向限位支架，61、安装主体部，62、上限位部，63、下限位部，64、安装通孔，65、限位支撑槽，7、限位螺钉螺母组件，8、开口挡圈ⅰ，9、喷油器组件，10、进气腔体，11、阀门，12、旋转轴ⅱ，13、转臂，14、固定架，15、支撑架，151、竖直支撑部，152、水平支撑部，16、开度传感器，17、法兰面轴承ⅱ，18、开口挡圈ⅱ，19、舵机，191、摇臂，20、舵机支架，21、拱形推杆机构，211、长推杆，212、短推杆。
具体实施方式
28.以下实施例用来进一步说明本实用新型的内容，并不限制本实用新型的应用。
29.如图1～图13所示，一种双驱式节气门，包括前后设置的节流阀机构ⅰ和节流阀机构ⅱ，节流阀机构ⅰ包括阀体ⅰ1和转轴组件ⅰ，节流阀机构ⅱ包括阀体ⅱ2和转轴组件ⅱ，阀体ⅰ1和阀体ⅱ2的外侧后端均分别向上倾斜安装有喷油器组件9，阀体ⅰ1和阀体ⅱ2的内部
均形成有进气腔体10，进气腔体10内均设有阀门11，喷油器组件9与进气腔体10相连通；
30.进一步的，转轴组件ⅰ由径向贯穿阀体ⅰ1的旋转轴ⅰ3、套装于旋转轴ⅰ3上的法兰面轴承ⅰ5、以及与法兰面轴承ⅰ5相配合的开口挡圈ⅰ8组成，开口挡圈ⅰ8套装于旋转轴ⅰ3上，旋转轴ⅰ3位于阀体ⅰ1内的一端与阀体ⅰ1的阀门11固定连接（此处，阀门11可通过沉头螺栓与旋转轴ⅰ3固定连接，旋转轴ⅰ3开设有与阀门11相配合的安装孔、以及与沉头螺栓相配合的螺栓孔），阀体ⅰ1的外侧前端固定连接有竖直设置的双向限位支架6，旋转轴ⅰ3位于阀体ⅰ1外的一端端部固定套装有半圆摇臂4，法兰面轴承ⅰ5设置于半圆摇臂4和阀体ⅰ1之间，双向限位支架6套装在法兰面轴承ⅰ5的外周，其中，半圆摇臂4包括呈半圆形结构的旋转主体部41，旋转主体部41的内侧中间位置一体延伸形成杆状结构的限转部43，旋转主体部41上开设有供旋转轴ⅰ3穿过的方孔42（旋转轴ⅰ3与旋转主体部41可通过两个紧定螺丝固定），限转部43设置于靠近方孔42的位置，双向限位支架6由安装主体部61、上限位部62及下限位部63一体设置而成，上限位部62水平延伸形成于安装主体部61的一侧顶部，下限位部63由安装主体部61向下延伸形成，安装主体部61上设置有用于容纳法兰面轴承ⅰ5的安装通孔64，上限位部62上竖直穿设并固定有与限转部43相抵接配合的限位螺钉螺母组件7，下限位部63形成有与限转部43相抵接配合的开口朝上的限位支撑槽65；转轴组件ⅱ由径向贯穿阀体ⅱ2的旋转轴ⅱ12、套装于旋转轴ⅱ12上的法兰面轴承ⅱ17、以及与法兰面轴承ⅱ17相配合的开口挡圈ⅱ18组成，旋转轴ⅱ12位于阀体ⅱ2内的一端与阀体ⅱ2的阀门11固定连接，阀体ⅱ2的外侧前端固定有支撑架15，旋转轴ⅱ12位于阀体ⅱ2外的一端端部固定连接有竖直设置的固定架14，阀体ⅱ2与固定架14之间设置有转臂13，转臂13套装于旋转轴ⅱ12上，固定架14的前端还固定安装有开度传感器16，其中，支撑架15包括位于阀体ⅱ2与转臂13之间且套装在法兰面轴承ⅱ17上的竖直支撑部151，竖直支撑部151的前端中间位置向前一体水平延伸形成有水平支撑部152，水平支撑部152依次与固定架14和开度传感器16固定连接；
31.进一步的，拱形推杆机构包括呈拱形结构的长推杆211、以及直线型的短推杆212，阀体ⅰ1的一侧可拆卸地安装有舵机支架20，舵机支架20上可拆卸地安装有舵机19（舵机19可通过四个螺栓与螺母配合装配在舵机支架20上，舵机支架20通过两个螺栓固定在阀体ⅰ1的一侧），长推杆211的一端与转臂13固定连接，长推杆211的另一端与旋转主体部41的外周固定连接并与短推杆212的一端相铰接，短推杆212的另一端与舵机19的摇臂191相铰接，其中，长推杆211的长度需要满足半圆摇臂4和转臂13运动所需的尺寸，一般等于节流阀机构ⅰ和节流阀机构ⅱ实际安装的中心距离，短推杆212的长度可针对舵机19安装的距离、舵机19的摇臂191的长度及其转动角度的限制等因素设置。
32.工作时，通过现有的操作手柄使舵机19的摇臂191旋转运动，摇臂带动短推杆212旋转，短推杆212将摇臂191的运动角度传递给长推杆211，长推杆211再带动半圆摇臂4和转臂13同步旋转，转轴组件ⅰ和转轴组件ⅱ分别在半圆摇臂4和转臂13的带动下，使两个阀门11进行枢转相应的角度，实现完全关闭、部分开启及完全打开的过程，开度传感器16测得阀门11的开度，把开度转成电子讯号并反馈输出，使得现有的引擎监理系统(ecu)能依据此来控制燃油的喷量，最终实现两个缸体（未画出）的同步平稳作业；
33.其中，当旋转主体部41（与长推杆211和短推杆212的共同连接处）与竖直方向成a1角度时，阀门11完全关闭，此时舵机19的摇臂191与竖直方向成b1角度，限转部43与限位螺钉螺母组件7相抵接配合；当继续顺时针旋转，使旋转主体部41（与长推杆211和短推杆212
的共同连接处）与竖直方向成a2角度时，阀门11完全开启，此时舵机19的摇臂191与竖直方向成b2角度，限转部43与限位支撑槽65相抵接配合，整个旋转过程中，摇臂191的转动不存在运动死点位置，转动顺畅；同时，根据舵机19的摇臂191一般转动90
°
的限制，阀门11关闭到开启过程中，舵机19的摇臂191共转动角度b1+b2小于90
°
。