專利名稱：柴油機的電子節(jié)氣門體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種柴油機，特別涉及一種柴油機的電子節(jié)氣門體。
背景技術：
柴油機發(fā)動機電噴系統(tǒng)采用節(jié)氣門體總成，其作用是給發(fā)動機持續(xù)可變的空氣流 量，并且通過減少空氣流量來避免發(fā)動機關閉時的振動。為適應各種工況或配合廢氣再循 環(huán)(EGR，Exhaust Gas Recirculation)工作而提供不同的空氣流量，實現(xiàn)合理的空燃比，使 其充分的燃燒，減少排放，并且改善了發(fā)動機動力性、經濟性、舒適性。目前柴油機用的節(jié)氣門體大多是接觸式角度位置傳感器，其缺點是由于電阻膜易 磨損導致傳感器精度降低，從而影響節(jié)氣門體的控制精度。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種柴油機的電子節(jié)氣門體，其不受外界的磁 場干擾，而且整個控制系統(tǒng)封閉在一個腔體里，防護罩改用磁導率比較高的金屬板制造，可 以屏蔽外界的電磁干擾。為解決所述技術問題，本發(fā)明提供了一種柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于， 其包括本體、控制電路的印刷電路板、節(jié)氣門片、限位塊、軸承、節(jié)氣門軸、磁鐵組件、插座、 復位齒輪、直流電機、復位彈簧和節(jié)氣門位置傳感器總成，控制電路的印刷電路板與插座焊 接，節(jié)氣門軸、磁鐵組件和復位齒輪組成復位齒輪組件，復位齒輪組件與軸承連接，節(jié)氣門 片插入節(jié)氣門軸中，直流電機焊接在插座上，復位彈簧位于復位齒輪組件與節(jié)氣門位置傳 感器總成之間，節(jié)氣門位置傳感器總成固定在本體上，限位塊位于本體和軸承之間。優(yōu)選地，所述復位彈簧的一個扭臂掛到復位齒輪的凹槽內，另一個扭臂掛到節(jié)氣 門位置傳感器總成的預留槽內。優(yōu)選地，所述插座包括第一銅板排線嵌件和第二銅板排線嵌件，第一銅板排線嵌 件與控制電路的印刷電路板焊接，直流電機與插座的第二銅板排線嵌件焊接。優(yōu)選地，所述節(jié)氣門軸、磁鐵組件與復位齒輪注塑成一個整體。優(yōu)選地，所述節(jié)氣門位置傳感器總成包括封蓋、傳感器芯片和防護罩，傳感器芯片 在防護罩內并通過封蓋密封。本發(fā)明的積極進步效果在于A、整個節(jié)氣門體的結構緊湊，減少了占有的發(fā)動機空間。當發(fā)動機、節(jié)氣門體內其 它的部件故障或工作環(huán)境發(fā)生變化時，控制電路會給一個指令讓節(jié)氣門體回到默認位置。 如果直流電機或其它控制電路出現(xiàn)故障，復位彈簧也可以讓節(jié)氣門閥片回到默認位置。B、與控制電路板連接的排線嵌件焊接端采用了特殊彎曲設計，補償了裝配時的位 置形狀誤差、焊接誤差以及外界環(huán)境熱脹冷縮變化引起的形變等，并避免了以上這些因素 造成的焊接應力致使焊接點不牢固等問題。C、增強了電機安裝的可靠性及穩(wěn)定性，簡化了裝配工序，此電機安裝設計改變了以往用定位圈定位的方式，并取消了用于電機防振的波形墊圈。此節(jié)氣門體上電機安裝的 定位壓緊零件——插座采用工程塑料制造，用精密注塑實現(xiàn)定位孔及其它配合孔的形狀及 位置要求，由于塑料里內嵌了銅板同時增加了強度，也增強了韌性。電機用螺釘鎖緊后，利 用了自身材料及結構設計的韌性使電機完全能承載各方向的沖擊載荷。此設計不僅解決了 定位的可靠性，并防止了電機受沖擊載荷時產生的振動，而且減少了裝配所需零件，避免了 漏裝，繼而也縮短了工時。D、復位系統(tǒng)由復位齒輪組件和復位彈簧組成，本設計特點是復位齒輪組件采用了 整體注塑的方式把軸與復位齒輪注塑到一起，注塑時采取以軸的外圓定位注塑出復位齒 輪，這樣既保證了齒輪相對于軸跳的動量，而且提高了制造的過程能力。而以往的連接方式 是軸與鑲嵌在齒輪內的嵌件通過激光焊接在一起，為了保證復位齒輪相對于軸的跳動量， 就必須嚴格控制嵌件與軸配合孔精度及配合孔與模具定位精度等，增加了制造難度，并降 低連續(xù)生產的穩(wěn)定性。E、節(jié)氣門位置傳感器總成采用了感知磁阻式角度位置的傳感器芯片，通過注塑封 閉在一個塑料腔體里面，為了能感知外部磁場，預先在對面旋轉的齒輪組件內部嵌進磁鐵 組件，磁鐵組件是由磁鐵和屏蔽鐵環(huán)組成，既可以提供穩(wěn)定的磁場又可以屏蔽外界磁場。此 傳感器的優(yōu)點是能夠編程設置起點、終點的電壓及線性修正，而且它還有一個重要的優(yōu)勢 是它不會隨外界磁場強度變化而降低精度和穩(wěn)定性，因為磁鐵在充磁后磁場方向一定，但 磁鐵會隨著溫度等環(huán)境的變化磁場強度逐漸衰減，對于那種感知強度的傳感器來說，隨磁 場強度衰減到一定程度就會降低精度，但使用感知磁阻式角度位置的傳感器芯片卻解決了 以上問題，它只感知磁場方向。F、本發(fā)明的柴油機的電子節(jié)氣門體集成了控制電路，能根據外部給的位置信號控 制直流電機通過減速齒輪驅動閥片到指定的位置，這個控制電路主要三部分組成驅動電 路、反饋電路和處理芯片，處理芯片接到外部的信號同時采集傳感器的反饋信號進行比較 運算之后，發(fā)出命令驅動電機到指定位置，整個過程為閉環(huán)控制。而且軟件編程采用PID數(shù) 學模型構架有效的解決了運動過程的非線性問題，增強了抗干擾能力。


圖1為本發(fā)明一實施例的結構示意圖。圖2為本發(fā)明中齒輪部件的結構示意圖。圖3為本發(fā)明中插座的結構示意圖。圖4為本發(fā)明中節(jié)氣門位置傳感器總成的結構示意圖。圖5為本發(fā)明中復位齒輪的結構示意圖。圖6為本發(fā)明中節(jié)氣門位置傳感器總成和復位齒輪組合的結構示意圖。
具體實施例方式下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。本發(fā)明柴油機的電子節(jié)氣門體屬于汽車發(fā)動機進氣系統(tǒng)的重要部件，其與進氣總 管相連接。如圖1至圖6所示，本發(fā)明柴油機的電子節(jié)氣門體包括本體1、控制電路的印刷電 路板2、節(jié)氣門片3、限位塊4、軸承5、節(jié)氣門軸6、磁鐵組件7、全閉調節(jié)螺釘8、插座9、復位齒輪10、中間齒輪11、直流電機12、復位彈簧16和節(jié)氣門位置傳感器(Throttle Position Sensor, TPS)總成17，控制電路的印刷電路板2與插座9焊接，節(jié)氣門軸6、磁鐵組件7和 復位齒輪10組成復位齒輪組件，復位齒輪組件與軸承5連接，限位塊4位于本體1和軸承 5之間，節(jié)氣門片3插入節(jié)氣門軸6中，直流電機12焊接在插座9上，傳感器系統(tǒng)包括磁鐵 組件7和節(jié)氣門位置傳感器總成17，復位彈簧16位于復位齒輪組件與節(jié)氣門位置傳感器總 成17之間，節(jié)氣門位置傳感器總成17包括泡模塊18、封蓋19、傳感器芯片20和防護罩21， 節(jié)氣門位置傳感器總成17通過緊固螺釘固定在本體1上，傳感器芯片20在防護罩21內并 通過封蓋19密封，防護罩21部分剛好插入到磁鐵組件7的圓形凹坑內，通過轉動復位齒輪 10來感應磁場方向的變化。復位齒輪組件通過注塑工藝把節(jié)氣門軸、磁鐵組件與復位齒輪注塑成一個整體， 然后通過在本體內的軸承支撐，實現(xiàn)滾動連接，減少節(jié)氣門軸在轉動時的摩擦力。復位系統(tǒng) 由復位齒輪10、復位彈簧16、節(jié)氣門位置傳感器總成17組成，復位彈簧16的一個扭臂掛到 復位齒輪10的凹槽23內，另一個扭臂掛到節(jié)氣門位置傳感器總成17的預留槽24內，通過 節(jié)氣門位置傳感器總成17封壓在一個復位齒輪10與節(jié)氣門位置傳感器總成17之間的型 腔內，用于防止復位彈簧傾斜等，由于復位彈簧16的扭力作用自動驅動復位齒輪10轉動到 默認位置，讓復位齒輪10上的凸臺25與本體1上的限位凸臺13接觸，使節(jié)氣門片打開；當 需要關閉時，通過驅動復位齒輪克服復位彈簧的反作用力到關閉位置，此時復位齒輪10上 的凸臺25與全閉調節(jié)螺釘8的頭部接觸，停止轉動；當直流電機或控制電路出現(xiàn)故障時，節(jié) 氣門會在復位彈簧的扭力的作用下自動回到默認位置。插座9包括第一銅板排線嵌件15和第二銅板排線嵌件14，第一銅板排線嵌件15 與控制電路的印刷電路板焊接，直流電機12壓入插座9的孔里，并把直流電機的電極銅片 與插座的第二銅板排線嵌件14焊接在一起；之后再把插座9的銅板排線嵌件焊接端插入 控制電路的印刷電路板2的焊接孔內，用錫焊連接，作為一個整體裝入本體1內，用鎖緊螺 釘鎖緊。由于插座上有一個與本體孔配合的圓柱面，圓柱面設置了入口倒角，在裝入的過程 中，保證了電機定位可靠性。插座上與線束連接的插針端口部分，裝配后伸出本體，留有足 夠的空間與線束插頭連接；為了保證插座與本體之間的密封性，在插座與本體充填了密封 材料，防止外界的油、水等從插座與本體結合處進入控制電路的印刷電路板的密封腔體內。在控制機構的裝配完之后，為了防止外界環(huán)境對控制機構的干擾和損害，在其上 面加了防護罩，防護罩與本體壓鉚連接，并在兩者之間也填充了密封材料。由于防護罩材料 采用的是導磁率很高的金屬材料制造，繼而避免了外界的電磁波干擾內部的電子部件，提 高了控制電路運行的穩(wěn)定性。控制電路的印刷電路板主要由單片機、MOS管(金屬_氧化物_半導體型場效應 管)組成的H橋電路、電阻、電容、電源、電感、三極管等組成。E⑶(Electronic Control Unit,電子控制單元)信號輸入到單片機后，根據位置傳感器的信號反饋，經PID (Proporti onal-Integral-Derivative,比例-積分-微分)調節(jié)后發(fā)出執(zhí)行信號給H橋，H橋控制電 機的運轉來到達E⑶需求角度位置，整個電路是閉環(huán)控制。本發(fā)明的工作過程如下本發(fā)明的柴油機的電子節(jié)氣門體自帶驅動控制電路，能根據ECU給定的 PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調制)信號來控制節(jié)氣門開啟角度，當E⑶發(fā)送信號給
5節(jié)氣門體，節(jié)氣門體內的控制電路接受到信號時，并根據位置傳感器的反饋信號，經過處理 芯片進行比較分析，然后發(fā)送執(zhí)行信號給驅動電路來驅動直流電機，直流電機通過中間齒 輪減速，帶動復位齒輪轉動。節(jié)氣門片跟隨節(jié)氣門軸轉動時，變化節(jié)氣門體通道的面積，繼 而改變進氣的空氣流量。節(jié)氣門體通常默認狀態(tài)為全開，在復位彈簧的扭力作用下使復位齒輪上的凸臺25 與本體上的限位凸臺13接觸。復位齒輪與節(jié)氣門軸是通過注塑成為一個組件，復位齒輪轉 動時，節(jié)氣門軸也跟隨轉動。如果節(jié)氣門需要關閉時，控制電路控制電機轉動到全閉位置， 使復位齒輪上的一個凸臺25與全閉調節(jié)螺釘8接觸。在節(jié)氣門體電子電路出現(xiàn)故障時，復 位齒輪在彈簧的作用力下，可以從離開全開位置的任何地方回到默認位置，保證了發(fā)動機 安全性。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些 僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變 更或修改。因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于，其包括本體、控制電路的印刷電路板、節(jié) 氣門片、限位塊、軸承、節(jié)氣門軸、磁鐵組件、插座、復位齒輪、直流電機、復位彈簧和節(jié)氣門 位置傳感器總成，控制電路的印刷電路板與插座焊接，節(jié)氣門軸、磁鐵組件和復位齒輪組成 復位齒輪組件，復位齒輪組件與軸承連接，節(jié)氣門片插入節(jié)氣門軸中，直流電機焊接在插座 上，復位彈簧位于復位齒輪組件與節(jié)氣門位置傳感器總成之間，節(jié)氣門位置傳感器總成固 定在本體上，限位塊位于本體和軸承之間。
2.如權利要求1所述的柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于，所述復位彈簧的一個扭 臂掛到復位齒輪的凹槽內，另一個扭臂掛到節(jié)氣門位置傳感器總成的預留槽內。
3.如權利要求1所述的柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于，所述插座包括第一銅板 排線嵌件和第二銅板排線嵌件，第一銅板排線嵌件與控制電路的印刷電路板焊接，直流電 機與插座的第二銅板排線嵌件焊接。
4.如權利要求1所述的柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于，所述節(jié)氣門軸、磁鐵組件 與復位齒輪注塑成一個整體。
5.如權利要求1所述的柴油機的電子節(jié)氣門體，其特征在于，所述節(jié)氣門位置傳感器 總成包括封蓋、傳感器芯片和防護罩，傳感器芯片在防護罩內并通過封蓋密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油機的電子節(jié)氣門體，其包括本體、控制電路的印刷電路板、節(jié)氣門片、限位塊、軸承、節(jié)氣門軸、磁鐵組件、插座、復位齒輪、直流電機、復位彈簧和節(jié)氣門位置傳感器總成，控制電路的印刷電路板與插座焊接，節(jié)氣門軸、磁鐵組件和復位齒輪組成復位齒輪組件，復位齒輪組件與軸承連接，節(jié)氣門片插入節(jié)氣門軸中，直流電機焊接在插座上，復位彈簧位于復位齒輪組件與節(jié)氣門位置傳感器總成之間，節(jié)氣門位置傳感器總成固定在本體上，限位塊位于本體和軸承之間。本發(fā)明不受外界的磁場干擾，而且整個控制系統(tǒng)封閉在一個腔體里，防護罩改用磁導率比較高的金屬板制造，可以屏蔽外界的電磁干擾。
文檔編號F02D11/10GK102128090SQ201010104780
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者戴益鋒 申請人:上海奧眾汽車部件制造有限公司