一种三叶片式可控涡流节气门的制作方法

本发明属于汽车发动机节气门技术领域，特别是涉及一种三叶片式可控涡流节气门。

背景技术：

节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，空气进入进气管后会和燃油混合成可燃混合气，从而燃烧做功。节气门上接空气滤清器，下接发动机缸体，也被称为是汽车发动机的咽喉。节气门又可分为传统拉线式节气门和电子节气门两种，传统拉线式节气门是通过在油门踏板与节气门叶片之间连接拉线，并通过油门踏板来直接控制节气门叶片的开启角度；而电子节气门则摒弃了油门踏板与节气门叶片之间的直接机械连接结构，并通过增加相应的传感器和电控单元实现节气门叶片开启角度的实时精确控制，进而实现进气量的精确控制。

但是，无论是传统拉线式节气门还是电子节气门，节气门叶片的形式多年来仍以整圆结构的单叶片式为主。而随着相关研究的不断深入，单叶片式节气门的弊端也逐渐凸显，受到单叶片式节气门的结构因素限制，其难以有效产生可控涡流。而经研究表明，当空气经过节气门以特定的涡流状态进入发动机缸体后，可以使空气与燃油的混合更加充分，并且能够明显改善燃烧质量，也可实现更好的燃烧效果，对于提高发动机动力、降低燃油消耗以及改善排放也都会产生积极作用。

因此，有必要设计一种具有全新叶片形式的节气门，在其应用于电子节气门时，其应满足对节气门叶片开启角度以及进气量的精确控制要求，同时具备产生可控涡流的能力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种三叶片式可控涡流节气门，适用于电子节气门，能够满足对节气门叶片开启角度以及进气量的精确控制要求，同时具备产生可控涡流的能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种三叶片式可控涡流节气门，包括节气门体、节气门叶片、驱动电机组及传动齿轮组，其特点是：所述节气门叶片采用三叶片式结构，分为左半叶片、中间叶片及右半叶片，由左半叶片、中间叶片及右半叶片构成一个整圆，左半叶片与右半叶片结构相同且对称设置在中间叶片两侧，左半叶片、中间叶片及右半叶片以同轴心串联方式设置在节气门体内部；所述驱动电机组包括第一驱动电机和第二驱动电机，两者固定安装在节气门体外部的筋板上；所述传动齿轮组包括第一传动齿轮组和第二传动齿轮组，第一驱动电机通过第一传动齿轮组驱动中间叶片，第二驱动电机通过第二传动齿轮组同步驱动左半叶片和右半叶片。

所述第一传动齿轮组包括第一主动直齿轮、第一减速大齿轮、第一减速小齿轮、第一从动直齿轮、第一减速齿轮轴及中间叶片传动轴；所述第一主动直齿轮固定安装在第一驱动电机的电机轴上；所述第一减速大齿轮与第一减速小齿轮共轴固装在第一减速齿轮轴上，第一减速齿轮轴通过轴承连接在节气门体外部的筋板上，第一主动直齿轮与第一减速大齿轮相啮合；所述中间叶片及第一从动直齿轮均固定安装在中间叶片传动轴上，第一从动直齿轮与第一减速小齿轮相啮合。

所述第二传动齿轮组包括第二主动直齿轮、第二减速大齿轮、第二减速小齿轮、第二从动直齿轮、第二减速齿轮轴、右半叶片空心传动轴、主动锥齿轮、同步传动锥齿轮、左半叶片空心传动轴及从动锥齿轮；所述第二主动直齿轮固定安装在第二驱动电机的电机轴上；所述第二减速大齿轮及第二减速小齿轮共轴固装在第二减速齿轮轴上，第二减速齿轮轴通过轴承连接在节气门体外部的筋板上，第二主动直齿轮与第二减速大齿轮相啮合；所述右半叶片空心传动轴空套在中间叶片传动轴上，中间叶片传动轴相对于右半叶片空心传动轴具有转动自由度；所述右半叶片空心传动轴依次穿过节气门体及其外部筋板，且右半叶片空心传动轴分别与节气门体及其外部筋板上的穿装孔通过轴承相连；所述右半叶片、主动锥齿轮及第二从动直齿轮均固定安装在右半叶片空心传动轴上，第二从动直齿轮与第二减速小齿轮相啮合；所述同步传动锥齿轮空套在节气门体外部，且同步传动锥齿轮与节气门体之间通过轴承相连；所述主动锥齿轮与同步传动锥齿轮相啮合；所述左半叶片空心传动轴空套在中间叶片传动轴上，中间叶片传动轴相对于左半叶片空心传动轴具有转动自由度；所述左半叶片空心传动轴穿过节气门体，且左半叶片空心传动轴与节气门体上的穿装孔通过轴承相连；所述左半叶片及从动锥齿轮均固定安装在左半叶片空心传动轴上，且从动锥齿轮与同步传动锥齿轮相啮合。

本发明的有益效果：

本发明的三叶片式可控涡流节气门，适用于电子节气门，能够满足对节气门叶片开启角度以及进气量的精确控制要求，同时具备产生可控涡流的能力。当空气经过本发明的三叶片式可控涡流节气门后，能够以特定的涡流状态进入发动机缸体，以使空气与燃油更加充分的混合，明显改善燃烧质量，并实现更好的燃烧效果，对于提高发动机动力、降低燃油消耗以及改善排放也都会产生积极作用。

附图说明

图1为本发明的一种三叶片式可控涡流节气门立体图；

图2为本发明的一种三叶片式可控涡流节气门正视图；

图3为本发明的一种三叶片式可控涡流节气门俯视图；

图4为本发明的一种三叶片式可控涡流节气门左视图；

图中，1—节气门体，2—左半叶片，3—中间叶片，4—右半叶片，5—第一驱动电机，6—第二驱动电机，7—第一主动直齿轮，8—第一减速大齿轮，9—第一减速小齿轮，10—第一从动直齿轮，11—第一减速齿轮轴，12—中间叶片传动轴，13—第二主动直齿轮，14—第二减速大齿轮，15—第二减速小齿轮，16—第二从动直齿轮，17—第二减速齿轮轴，18—右半叶片空心传动轴，19—主动锥齿轮，20—同步传动锥齿轮，21—左半叶片空心传动轴，22—从动锥齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，一种三叶片式可控涡流节气门，包括节气门体1、节气门叶片、驱动电机组及传动齿轮组，所述节气门叶片采用三叶片式结构，分为左半叶片2、中间叶片3及右半叶片4，由左半叶片2、中间叶片3及右半叶片4构成一个整圆，左半叶片2与右半叶片4结构相同且对称设置在中间叶片3两侧，左半叶片2、中间叶片3及右半叶片4以同轴心串联方式设置在节气门体1内部；所述驱动电机组包括第一驱动电机5和第二驱动电机6，两者固定安装在节气门体1外部的筋板上；所述传动齿轮组包括第一传动齿轮组和第二传动齿轮组，第一驱动电机5通过第一传动齿轮组驱动中间叶片3，第二驱动电机6通过第二传动齿轮组同步驱动左半叶片2和右半叶片4。

所述第一传动齿轮组包括第一主动直齿轮7、第一减速大齿轮8、第一减速小齿轮9、第一从动直齿轮10、第一减速齿轮轴11及中间叶片传动轴12；所述第一主动直齿轮7固定安装在第一驱动电机5的电机轴上；所述第一减速大齿轮8与第一减速小齿轮9共轴固装在第一减速齿轮轴11上，第一减速齿轮轴11通过轴承连接在节气门体1外部的筋板上，第一主动直齿轮7与第一减速大齿轮8相啮合；所述中间叶片3及第一从动直齿轮10均固定安装在中间叶片传动轴12上，第一从动直齿轮10与第一减速小齿轮9相啮合。

所述第二传动齿轮组包括第二主动直齿轮13、第二减速大齿轮14、第二减速小齿轮15、第二从动直齿轮16、第二减速齿轮轴17、右半叶片空心传动轴18、主动锥齿轮19、同步传动锥齿轮20、左半叶片空心传动轴21及从动锥齿轮22；所述第二主动直齿轮13固定安装在第二驱动电机6的电机轴上；所述第二减速大齿轮14及第二减速小齿轮15共轴固装在第二减速齿轮轴17上，第二减速齿轮轴17通过轴承连接在节气门体1外部的筋板上，第二主动直齿轮13与第二减速大齿轮14相啮合；所述右半叶片空心传动轴18空套在中间叶片传动轴12上，中间叶片传动轴12相对于右半叶片空心传动轴18具有转动自由度；所述右半叶片空心传动轴18依次穿过节气门体1及其外部筋板，且右半叶片空心传动轴18分别与节气门体1及其外部筋板上的穿装孔通过轴承相连；所述右半叶片4、主动锥齿轮19及第二从动直齿轮16均固定安装在右半叶片空心传动轴18上，第二从动直齿轮16与第二减速小齿轮15相啮合；所述同步传动锥齿轮20空套在节气门体1外部，且同步传动锥齿轮20与节气门体1之间通过轴承相连；所述主动锥齿轮19与同步传动锥齿轮20相啮合；所述左半叶片空心传动轴21空套在中间叶片传动轴12上，中间叶片传动轴12相对于左半叶片空心传动轴21具有转动自由度；所述左半叶片空心传动轴21穿过节气门体1，且左半叶片空心传动轴21与节气门体1上的穿装孔通过轴承相连；所述左半叶片2及从动锥齿轮22均固定安装在左半叶片空心传动轴21上，且从动锥齿轮22与同步传动锥齿轮20相啮合。

下面结合附图说明本发明的一次动作过程：

当需要调整中间叶片3的开启角度时，首先启动第一驱动电机5，使第一主动直齿轮7动作，再带动与之相啮合的第一减速大齿轮8动作，进而带动第一减速齿轮轴11及第一减速小齿轮9动作，然后可带动与第一减速小齿轮9相啮合的第一从动直齿轮10动作，最后带动中间叶片传动轴12动作，从而实现中间叶片3开启角度的调整。

当需要同步调整左半叶片2和右半叶片4的开启角度时，首先启动第二驱动电机6，使第二主动直齿轮13动作，再带动与之相啮合的第二减速大齿轮14动作，进而带动第二减速齿轮轴17及第二减速小齿轮15动作，然后可带动与第二减速小齿轮15相啮合的第二从动直齿轮16动作，最后带动右半叶片空心传动轴18动作，从而实现右半叶片4开启角度的调整。于此同时，在右半叶片空心传动轴18动作过程中，也将带动主动锥齿轮19动作，进而带动与之相啮合的同步传动锥齿轮20动作，然后带动从动锥齿轮22动作，最后带动左半叶片空心传动轴21动作，从而实现左半叶片2开启角度的调整，并且左半叶片2和右半叶片4将实现同步反向动作。

当发动机安装了本发明的三叶片式可控涡流节气门后，为了使空气与燃油更加充分的混合、改善燃烧质量及实现更好的燃烧效果，中间叶片3与左半叶片2及右半叶片4的开启角度可提前设定好，并在发动机运行过程中自动调整三个叶片的开启角度，当空气通过三个叶片后，就可使空气产生所需的特定涡流状态，最终对提高发动机动力、降低燃油消耗以及改善排放产生积极作用。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。