[发明专利]一种非接触式电子节气门

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电子节气门，具体涉及的是一种非接触式电子节气门，属于汽车制造技术领域。

背景技术

国家经济的可持续发展需要良好的环境，而大量机动车的使用产生了很多有毒、有害的排放物，因此国Ⅳ排放标准要求进一步降低机动车的尾气排放。通过精确控制发动机的进气，使燃油更充分、彻底的燃烧是降低机动车的尾气排放有效方法之一。

节气门是控制发动机进气的关键部件。传统的机械式节气门，由拉丝结构连接在油门踏板上，驾驶员踩踏油门踏板拉动节气门的风门轴来控制风门的开度，达到调节进气的要求。由于机械式节气门的控制方式因其动态特性的限制，很难根据汽车的不同工况相应地做出精确、及时的调整；特别是在冷起动、低负荷等特殊工况下的控制效果很差，从而导致汽车发动机的经济性下降，有害排放量增加。而电子节气门取消了传统油门踏板与节气门风门之间的拉线连接，采用电机控制风门的开度。当驾驶员踩下电子油门踏板时，电子油门踏板位置传感器将其位移量信号转换为电压信号传给ECU，ECU通过对当前所处工况进行分析和逻辑处理后发出控制信号，控制节气门驱动电机，使电机按照ECU给定的角度驱动节气门运转并达到所需的开度；同时节气门体上的节气门位置传感器将测得的当前节气门位置信反馈给ECU，通过反馈控制实现对节气门的最佳闭环控制。电子节气门能根据驾驶员的需求愿望以及整车各种行驶状况确定节气门的最佳开度，保证车辆最佳的动力性和燃油经济性，降低尾气排放。

现有电子节气门大多采用电位计式来实现角度信号的输出，由于电刷、电阻涂层之间接触，需要很高的安装精度，且长期使用容易造成电刷与电阻涂层之间的磨损和接触不良，产生信号偏差。因此，需要一种机械系统与传感器系统相互不接触的电子节气门，避免有害的机械磨损，降低安装精度，提高节气门的使用寿命。

现有电子节气门风门、壳体的风道都需要很高的加工精度，且风门在怠速位置安装精度要求很高，国内现有的加工水平难以满足，或难以实现大批量的高精度加工。因此需要通过特殊的结构，来调节风门在怠速位置的安装，降低加工精度，减少成本。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明的目的是在于提供一种工作时无电气磨损，不会产生接触不良、信号偏差等现象，并且使用寿命长的非接触式电子节气门，它的磁铁的机械系统与带有可编程的霍尔元件的角位移传感器系统相互不接触。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种非接触式电子节气门，包括壳体、安装在壳体内的驱动电机及风门，风门通过风门轴安装在壳体内，在壳体上设有用于反馈风门位置的角位移传感器，风门轴上设有与角位移传感器相对应的磁铁座，磁铁座内设有磁铁，驱动电机通过齿轮减速机构与风门轴相连接。磁铁座内的磁铁和霍尔元件相互不接触，磁场强度随着风门轴的转动而改变，霍尔元件非接触测量旋转磁场的大小，通过角位移传感器来反馈风门的精确位置。

上述的角位移传感器包括中盖、安装在中盖上的传感器线路板和用于非接触测量旋转磁场大小的霍尔元件，霍尔元件固定在传感器线路板上。霍尔元件、传感器线路板和中盖作为角位移传感器，整体安装在壳体上，结构简单紧凑、安装拆卸方便。

上述的磁铁注塑在磁铁座上，磁铁座通过销固定在风门轴上。将磁铁作为镶件安装在磁铁座内可以避免安装磁铁带来的磁铁晃动，提高角位移传感器反馈信号的准确性，将磁铁座独立出来还可以增强零件的通用性，降低成本。

上述的齿轮减速机构为二级齿轮减速机构，二级齿轮减速机构包括电机齿轮、中间齿轮和风门齿轮，电机齿轮设置在驱动电机的输出轴上，中间齿轮通过中间齿轮轴固定在壳体内，风门齿轮安装在风门轴上，电机齿轮与风门齿轮通过中间齿轮相啮合。从而驱动电机可以通过二级齿轮减速机构带动风门轴转动。

上述的风门轴上分别安装有滚针轴承和垫片，风门轴通过滚针轴承及垫片安装在壳体内，壳体内与风门轴相适配的位置设有扭簧衬套，扭簧衬套上设有回位扭簧，回位扭簧一端固定在壳体上另一端固定在风门齿轮上。扭簧衬套不仅可以防止回位扭簧与壳体的摩擦还可以防止回位扭簧的扭曲。

上述的中盖上分别设有电机插片和接插件插针，扩大传感器线路板的范围，降低电机插片和接插件插针的结构难度，降低中盖的注塑成本，电机插片与驱动电机相连接，插接件插针通过传感器线路板分别与霍尔元件及驱动电机相连接。

上述的驱动电机为直流电机，直流电机上设有电机盖，驱动电机通过电机盖安装在壳体内。使用电机盖定位并安装在壳体内部，安装方便快捷。