熱機(jī)空氣通路的瓣片的促動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熱機(jī)空氣通路的瓣片的促動(dòng)器。
[0002]本發(fā)明特別地應(yīng)用在當(dāng)熱機(jī)被用于推進(jìn)車輛時(shí)，所述車輛例如機(jī)動(dòng)車輛。它可以是燃料為汽油或柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0003]在本發(fā)明的涵義內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“熱機(jī)空氣通路”用于表示熱機(jī)的準(zhǔn)入入口(admiss1ninlet)和排氣出口之間的通路。瓣片可被定位在準(zhǔn)入通路、排氣通路、或再循環(huán)環(huán)路中，被重新注入用于準(zhǔn)入的排氣氣體經(jīng)過(guò)所述再循環(huán)環(huán)路(EGR)。瓣片可以是或可以不是閥的部分。
[0004]在本發(fā)明的涵義內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“瓣片”必須被廣義地理解，它包括用于調(diào)節(jié)管中氣流的每個(gè)元件以及用于關(guān)閉管的每個(gè)元件。
【背景技術(shù)】
[0005]氣動(dòng)促動(dòng)器的利用已知為用于移置空氣通路瓣片的目的。對(duì)以靈活方式且以減少的暫時(shí)階段來(lái)移置瓣片的需要的增加如今正引起利用電馬達(dá)來(lái)促動(dòng)瓣片。然而，這種應(yīng)用中的電馬達(dá)可經(jīng)受高溫，這對(duì)其是有害的。這些高溫可源自供給電馬達(dá)的高電流值，為的是電馬達(dá)提供給瓣片所希望的扭矩。這些高溫可還由于接近空氣通路而造成，特別地是當(dāng)瓣片位于熱機(jī)的燃燒汽缸的下游并且因此處在非常熱的環(huán)境中時(shí)。
[0006]高溫可影響電馬達(dá)的結(jié)構(gòu)，例如影響定子和/或轉(zhuǎn)子上的電導(dǎo)體的完整性，當(dāng)電流流過(guò)它們時(shí)它們?cè)试S在空氣間隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且高溫可同樣地影響電馬達(dá)的控制電子設(shè)備的元件的完整性或其他元件的完整性，例如促動(dòng)器的輸出軸或瓣片的軸的位置傳感器。
[0007]存在這樣的需要，即能夠準(zhǔn)許利用電馬達(dá)來(lái)移置熱機(jī)空氣通路的瓣片，同時(shí)確保電馬達(dá)所經(jīng)受的溫度仍可被其接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是響應(yīng)于該需要，并且根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，借助于用于熱機(jī)空氣通路的瓣片的促動(dòng)器這樣做，所述促動(dòng)器包括:
[0009]-電馬達(dá)，包括轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子和定子每個(gè)設(shè)置有磁場(chǎng)源，定子和轉(zhuǎn)子是同心的，并且轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)源和定子的磁場(chǎng)源中的一個(gè)由電導(dǎo)體的繞組形成，轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)源和定子的磁場(chǎng)源中的另一個(gè)由至少一個(gè)永磁體形成，以及
[0010]-促動(dòng)器的本體，其包括殼體，電馬達(dá)被容納在所述殼體中，
[0011]電馬達(dá)使得，當(dāng)其被容納在促動(dòng)器本體的殼體中時(shí)，最接近于本體的磁場(chǎng)源構(gòu)成電導(dǎo)體的繞組。
[0012]電馬達(dá)的軸線和本體中的殼體的縱向軸線可以是重合的或平行的。
[0013]根據(jù)上文提到的促動(dòng)器，促動(dòng)器中的熱源，即電導(dǎo)體的繞組，被定位為靠近于促動(dòng)器的本體，以促進(jìn)殼體中的熱量朝向促動(dòng)器本體消散，因而所述本體可用作散熱器。因?yàn)樵摽拷瑴p少了由于電導(dǎo)體的繞組和促動(dòng)器本體之間空氣造成的熱阻。
[0014]由于對(duì)由電流在電導(dǎo)體的繞組中流過(guò)而產(chǎn)生的熱量的改進(jìn)的消散，可以增大該電流的值以獲得用于施加至瓣片的更高扭矩，但是這并不影響電馬達(dá)的完整性并且甚至不會(huì)被迫去修改促動(dòng)器的其余部分，特別是電導(dǎo)體，也就是說(shuō)，制造它們的材料和/或它們的直徑和/或它們的隔熱性和/或它們?cè)诶@組內(nèi)相對(duì)于彼此的部署(disposit1n)。
[0015]上文提到的促動(dòng)器因而準(zhǔn)許高扭矩的供給，同時(shí)受益于減小的總體尺寸和減小的成本價(jià)格，并且受益于良好的動(dòng)力學(xué)性能。
[0016]作為變型例，這種準(zhǔn)許熱源定位為靠近于促動(dòng)器本體的電馬達(dá)配置可與對(duì)電導(dǎo)體的繞組的動(dòng)作組合(hand-1n-hand)，以便改進(jìn)由電流在該繞組中流過(guò)而產(chǎn)生的熱量的消散?？尚械氖牵?，在用于生產(chǎn)電導(dǎo)體的材料選擇上采取動(dòng)作，以讓電導(dǎo)體準(zhǔn)許通過(guò)電流流過(guò)產(chǎn)生的熱量的改進(jìn)的熱消散。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)圖示的實(shí)施例，轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)源由一個(gè)或多個(gè)永磁體形成，并且定子的磁場(chǎng)源由電導(dǎo)體的繞組形成。根據(jù)該示例的電馬達(dá)是具有帶永磁體的內(nèi)部轉(zhuǎn)子和具有纏繞的(wound)外部定子的馬達(dá)。
[0018]定子框架可以在當(dāng)電馬達(dá)被容納在殼體中時(shí)與限定殼體的促動(dòng)器本體的壁相接觸。這種直接接觸進(jìn)一步增強(qiáng)了熱量朝向促動(dòng)器外部的消散。
[0019]這種與纏繞的內(nèi)部轉(zhuǎn)子的選擇有關(guān)的馬達(dá)的配置可準(zhǔn)許轉(zhuǎn)子的慣性被減小，因?yàn)檗D(zhuǎn)子設(shè)置有具有小半徑的磁體來(lái)代替具有較大半徑的電導(dǎo)體。以該方式，通過(guò)電馬達(dá)獲得了當(dāng)扭矩設(shè)定點(diǎn)被施加至其時(shí)的改進(jìn)的響應(yīng)時(shí)間。
[0020]所述電馬達(dá)優(yōu)選地是直流馬達(dá)。
[0021]作為變型例，轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)源由電導(dǎo)體的繞組形成，并且定子的磁場(chǎng)源由一個(gè)或多個(gè)永磁體形成。電馬達(dá)在該示例中是具有纏繞的外部轉(zhuǎn)子和帶有永磁體的內(nèi)部定子的電馬達(dá)。
[0022]促動(dòng)器可包括能夠運(yùn)送熱傳遞介質(zhì)流以冷卻電導(dǎo)體的繞組的冷卻通路。
[0023]冷卻通路準(zhǔn)許當(dāng)電流在電導(dǎo)體的繞組中流動(dòng)時(shí)消散的熱量被快速地移除并且以高效的方式移除到促動(dòng)器的外部。
[0024]冷卻通路可被連接至熱機(jī)的冷卻通路，在這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流動(dòng)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻通路。
[0025]冷卻通路可被容納在本體的壁中，因而在這種情況下所述冷卻通路位于靠近電馬達(dá)。
[0026]插置在冷卻通路和殼體之間的本體壁的部分可以由熱傳導(dǎo)材料制成，特別地由鋁制成。因而消散在電導(dǎo)體的繞組中的熱量的傳遞被朝向經(jīng)過(guò)所述部分的冷卻通路促進(jìn)。促動(dòng)器的本體的其他部分，或者實(shí)際上是其整體，可由這種熱傳導(dǎo)材料制成或由某種其他熱傳導(dǎo)材料制成。
[0027]作為變型例，冷卻流體與電馬達(dá)直接接觸，特別地與定子框架直接接觸。殼體的其中定位有電馬達(dá)的部分則可設(shè)置有相對(duì)于殼體的所述部分的外部密封的系統(tǒng)。
[0028]冷卻通路可包括多個(gè)管，所述管被連接在一起，并且每個(gè)平行于馬達(dá)的軸線延伸。因而冷卻通路可與電馬達(dá)的軸線平行地來(lái)回經(jīng)過(guò)一定次數(shù)，以最大化與電馬達(dá)的交換表面積，并且確保冷卻通路中熱傳遞介質(zhì)的流動(dòng)是湍流的。
[0029]冷卻通路的其他幾何布局是可行的，例如利用設(shè)置有用于冷卻通路的腔體的壁。還可行的是減小鄰近于管的本體部分的厚度，目的是減小本體的厚度以及本體的整體尺寸。
[0030]冷卻通路可以延伸或可以不在其中容納有電馬達(dá)的殼體部分的周邊的一部分或全部上延伸。冷卻通路例如具有入口和出口，并且所述通路可被定位在入口和出口之間的殼體周邊的一部分或全部上。
[0031]在所有前述內(nèi)容中，目的是通過(guò)對(duì)當(dāng)馬達(dá)被供電時(shí)在該馬達(dá)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量的耗散米取行動(dòng)而冷卻電馬達(dá)。
[0032]本發(fā)明可同樣地使得能夠冷卻電馬達(dá)同時(shí)盡可能地阻止外部熱量到達(dá)促動(dòng)器內(nèi)部。
[0033]促動(dòng)器可包括用于由電馬達(dá)供給的扭矩的傳動(dòng)級(jí)(transmiss1n stage)。所述傳動(dòng)級(jí)能夠?qū)⒃撆ぞ貍魉椭涟昶Ｋ鰝鲃?dòng)級(jí)可被容納在促動(dòng)器本體的殼體中并且可被定位在沿著電馬達(dá)的軸線的電馬達(dá)的延長(zhǎng)部中。
[0034]電馬達(dá)和傳動(dòng)級(jí)可因而沿著馬達(dá)的軸線而跟隨彼此，每個(gè)優(yōu)選地被容納在促動(dòng)器本體的殼體的分開的部分中。
[0035]傳動(dòng)級(jí)可包括被插置在電馬達(dá)的軸和促動(dòng)器的輸出軸之間的一個(gè)或多個(gè)小齒輪(pin1ns)。傳動(dòng)級(jí)可附加地包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如被配置為確定促動(dòng)器的輸出軸的角位置的傳感器。該傳感器包括，例如，與磁性檢測(cè)器相互作用的磁化目標(biāo)，例如是霍爾效應(yīng)傳感器。
[0036]冷卻通路可同樣地繞殼體的其中容納有傳動(dòng)級(jí)的部分的全部或部分延伸。傳動(dòng)級(jí)和存在于傳動(dòng)級(jí)中的對(duì)熱量敏感的部件可因而也在該級(jí)中被冷卻，以便保護(hù)它們免于受消散在電馬達(dá)中的熱量的影響和/或免于受在促動(dòng)器的外部并且可能被傳播到促動(dòng)器內(nèi)部的熱量的影響。
[0037]在傳動(dòng)級(jí)的區(qū)域中的促動(dòng)器本體的壁可由熱屏蔽部覆蓋。
[0038]電馬達(dá)可在160°C溫度下針對(duì)在軸處0.4到9Nm之間輸出來(lái)提供10到150Nm之間范圍內(nèi)的扭矩。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的又一目的是一種用于熱機(jī)空氣通路的瓣片的促動(dòng)器，所述促動(dòng)器包括:
[0040]-具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子和定子的直流馬達(dá)，該轉(zhuǎn)子包括一個(gè)或多個(gè)永磁體，定子包括電導(dǎo)體的繞組，以及
[0041 ]-促動(dòng)器本體，其包括殼體，直流馬達(dá)被容納在該殼體中。
[0042]先前提到的特征的全部或部分應(yīng)用至本發(fā)明的該其他方面。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的又一目的是一種組件，所述組件包括:
[0044]-如上所述的促動(dòng)器，以及
[0045]-熱機(jī)空氣通路的瓣片。
[0046]瓣片可包括軸，且促動(dòng)器，特別是傳動(dòng)級(jí)，可包括能夠?qū)⒂呻婑R達(dá)供給的扭矩傳送至瓣片的軸的輸出軸。
[0047]促動(dòng)器可包括電連接器，所述電連接器被承載本體的一表面上，該表面與實(shí)現(xiàn)至本體的聯(lián)接所經(jīng)由的本體表面相反。該連接器可準(zhǔn)許由促動(dòng)器的所述一個(gè)或多個(gè)傳感器捕獲的數(shù)據(jù)被傳到本體的外部。促動(dòng)器的控制電子設(shè)備可位于促動(dòng)器的外部，例如被容納在處于較冷環(huán)境中的模塊中，并且該連接器可準(zhǔn)許由所述模塊發(fā)射的控制信號(hào)和電力信號(hào)到達(dá)促動(dòng)器的內(nèi)部，特別是電馬達(dá)的內(nèi)部。用在促動(dòng)器內(nèi)以將連接器附接至電馬達(dá)和/或至傳感器(一個(gè)或多個(gè))的電纜可被定位為沿著冷卻通路的管的全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度。
[0048]該組件可包括被配置為機(jī)械地連接所述軸、但是不是熱連接所述軸的系統(tǒng)。
[0049]借助于該系統(tǒng)，促動(dòng)器可由于機(jī)械聯(lián)接而移置瓣片，但是瓣片環(huán)境中的熱量不能夠經(jīng)由該聯(lián)接穿入促動(dòng)器的內(nèi)部。該結(jié)果例如當(dāng)促動(dòng)器的輸出軸和瓣片的軸是通過(guò)彼此裝配而被機(jī)械地聯(lián)接的兩個(gè)分立部件時(shí)而獲得。瓣片的軸可設(shè)置有橫向于其軸線布置的多個(gè)翅片，特別地是垂直于其軸線，目的是促進(jìn)可能流動(dòng)通過(guò)瓣片的該軸以通過(guò)傳導(dǎo)而從瓣片的環(huán)境朝著促動(dòng)器傳遞的熱量消散到空氣中。
[0050]可獲得的是，將促動(dòng)器盡可能靠近瓣片的軸連接。
[0051]本發(fā)明使得能夠獲得一種促動(dòng)器，其內(nèi)部免受溫度的過(guò)高增加的影響，這既針對(duì)內(nèi)部熱源(一個(gè)或多個(gè))也針對(duì)外部熱源(一個(gè)或多個(gè))。施加在促動(dòng)器的敏感元件上的熱應(yīng)力，例如電馬達(dá)的繞組的電導(dǎo)體，和/或控制電子設(shè)備和/或測(cè)量電子設(shè)備，以這種方式被減小，同時(shí)還改進(jìn)了促動(dòng)器在其扭矩和/或響應(yīng)時(shí)間方面的性能。
[0052]該組件可形成廢氣門閥(wastegate valve)，但是可形成其他閥。
[0053]本發(fā)明可