CN104454177A - 直流电机驱动的节气门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电机驱动的节气门，包括直流电机（2）、电机齿轮（3）、被动齿轮(4)、过渡齿轮(8)、阀杆(10)、阀片(12)、传感器(9)、阀体(11)、限位片(16)和扭转弹簧(15)；所述的直流电机(2)通过电机壳(1)固定在传感器(9)上，电机齿轮（3）直接安装在直流电机（2）上，传感器(9)上的芯片(17)通过过渡齿轮(8)上的磁钢(18)读取阀片(12)的位置信号，过渡齿轮(8)与阀杆(10)和阀片(12)连为一体，过渡齿轮(8)的旋转通过阀杆(10)带动阀片(12)实现节气门的开启和关闭。本发明的优点是直流电机通过一种简单的传动方式驱动节气门阀片的开启和关闭,体积小，易于安装布置，控制精度高和响应时间短，并能对阀片处于不同开度位置进行精确控制。

Description

直流电机驱动的节气门

技术领域

本发明涉及一种节气门，特别涉及一种新型的直流电机驱动的节气门。

背景技术

目前国内生产的采用直流电机驱动的节气门，存在传动机构复杂，体积较大，不利于发动机空间布局的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单有效的传动方式，将直流电机通过一种简单的传动方式驱动节气门阀片的开启和关闭,体积小，易于安装布置，控制精度高和响应时间短，并能对阀片处于不同开度位置进行精确控制。

本发明的技术方案是：

直流电机驱动的节气门，包括直流电机、电机齿轮、被动齿轮、过渡齿轮、阀杆、阀片、传感器、阀体、限位片和扭转弹簧。

直流电机通过电机壳固定在传感器上，电机齿轮直接安装在直流电机上，电机齿轮与三个被动齿轮的大齿轮啮合，三个被动齿轮通过齿轮轴均布安装在传感器上，传感器通过过渡齿轮安装在阀体上，三个被动齿轮的小齿轮与过渡齿轮啮合，传感器上的芯片置于过渡齿轮上的磁钢的正上方，传感器上的芯片通过过渡齿轮上的磁钢读取阀片的位置信号，过渡齿轮与阀杆和阀片连为一体，过渡齿轮的旋转通过阀杆带动阀片实现节气门的开启和关闭，扭转弹簧一端连接在阀体上，另一端安装在限位片上，限位片安装在阀杆上。

有益效果：

三个被动齿轮通过齿轮轴均布安装在传感器上，传感器通过过渡齿轮安装在阀体上，被动齿轮被设计为一端为大齿轮，另一端为小齿轮，大齿轮与电机齿轮啮合，小齿轮与过渡齿轮啮合，可使直流电机力矩进行平稳传递，过渡齿轮设计为与磁钢和阀杆连接为一体，并安装在阀体上，阀片安装在阀杆上，传感器上的芯片通过磁钢读取阀片位置信号。

扭转弹簧安装在阀体上，扭转弹簧预紧后一端安装在阀体上，另一端安装在限位片上，限位片安装在阀杆上，受扭转弹簧预紧力矩的作用，节气门处于常开位置；

给直流电机供电，使电机齿轮克服扭转弹簧力矩后旋转，通过与被动齿轮和过渡齿轮的传递减速，带动阀杆和阀片旋转，实现节气门关闭的功能；当减小给直流电机供电电流时，在扭转弹簧的扭转力矩作用下，带动阀片反转，实现节气门的开启功能；调节直流电机供电电流，可控制阀片稳定在任意位置平衡，从而实现节气门的线性控制。

直流电机通过上述的传动方式驱动节气门阀片的开启和关闭,具有节气门整体体积小，易于安装布置，控制精度高，响应时间短，能精确控制阀片不同位置的开度。

附图说明

图1是节气门处于开启状态的结构示意图。

图2是三个被动齿轮安装示意图；

图3是传感器与磁钢位置示意图；

图4 是扭转弹簧安装示意图；

图5是节气门处于关闭状态的示意图。

图中，1-电机壳、2-直流电机、3-电机齿轮、4-被动齿轮、5-被动齿轮4的大齿轮、6-被动齿轮4的小齿轮、7-齿轮轴、8-过渡齿轮、9-传感器、10-阀杆、11-阀体、12-阀片、13-扭转弹簧、14-扭转弹簧13的一端、15-扭转弹簧13的另一端、16-限位片、17-芯片、18-磁钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

直流电机驱动的节气门，如图1所示，包括通过电机壳1固定在传感器9上的直流电机2，电机齿轮3安装在直流电机2上，电机齿轮3与三个被动齿轮4的大齿轮5相啮合，三个被动齿轮4的小齿轮6与过渡齿轮8相啮合，三个被动齿轮4通过齿轮轴7均布安装在传感器9上（如图2所示）、过渡齿轮8与阀杆10为一整体安装在阀体11上，阀片12安装在阀杆10上。

如图3所示，传感器9上的芯片17置于过渡齿轮8上的磁钢18的正上方，传感器9可通过传感器9的芯片17读取过渡齿轮8上的磁钢18的位置信号，即可读取阀片12的开度。

如图4所示，扭转弹簧13的一端14连接在阀体11上，预紧后另一端15安装在限位片16上，限位片16安装在阀杆10上。

如图4所示，阀片12通过阀杆10与限位片16相连接，扭转弹簧13的一端14预紧后与阀体11连接，另一端15与限位片16相连接，在扭转弹簧预紧力的作用下，阀片12处于常开位置。

如图1和图5所示，给直流电机2通电，电机齿轮3旋转，电机齿轮3与三个被动齿轮4的大齿轮5啮合，带动被动齿轮4旋转，被动齿轮4的小齿轮6与过渡齿轮8啮合，过渡齿轮8与阀杆10和阀片12连为一体，被动齿轮4的旋转克服扭转弹簧13力矩后带动阀片12旋转，节气门关闭。

如图4所示，当减小直流电机2的供电电流时，直流电机2的力矩减小，当力矩减小到小于弹簧扭矩时，阀片12在扭转弹簧13的回转力矩作用下反转，节气门开启。

在直流电机2的供电电流处于某一固定值时，直流电机2的扭转力矩与扭转弹簧13的扭转力矩相等，即电机齿轮3停止旋转，使节气门阀片12稳定于某一开度；改变直流电机2的供电电流，使之达到新的平衡，从而使节气门阀片12稳定于某一新的开度；即实现了节气门的线性控制。

三种齿轮组成的齿轮系，其传动比是固定的，从而保证了节气门的控制精度。

本发明的描述仅为示范性质，并且因此，不脱离其实质的改变仍然包括在本发明的范围内。这种改变不得被认为是脱离本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.直流电机驱动的节气门，包括直流电机（2），电机齿轮（3），被动齿轮(4)，过渡齿轮(8)，阀杆(10)，阀片(12)，传感器(9)，阀体(11)，限位片(16)和扭转弹簧(15)；其特征在于：所述的直流电机(2)通过电机壳(1)固定在传感器(9)上，电机齿轮（3）直接安装在直流电机（2）上，电机齿轮（3）与三个被动齿轮(4)的大齿轮(5)啮合，三个被动齿轮(4)通过齿轮轴(7)均布安装在传感器(9)上，传感器(9)通过过渡齿轮(8)安装在阀体(11)上，三个被动齿轮(4)的小齿轮(6)与过渡齿轮(8)啮合，过渡齿轮(8)与阀杆(10)和阀片(12)连为一体。

2.根据权利要求1所述的直流电机驱动的节气门，其特征在于所述的传感器（9）上的芯片（17）置于过渡齿轮（8）上的磁钢（18）的正上方。

3.根据权利要求1所述的直流电机驱动的节气门，其特征在于扭转弹簧（13）的一端（14）连接在阀体（11）上，另一端（15）安装在限位片（16）上，限位片（16）安装在阀杆（10）上。