CN101070786B - 内燃机节气门 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的节气门(1)，所述节气门(1)具有：气门座(4)；节流板(5)，其接合气门座(4)并且通过电动马达(3)在打开位置和关闭位置之间转动；将电动马达(3)连接到节流板(5)的轴(6)的齿轮传动装置(7)；用于确定节流板(5)的位置的位置传感器(8)；容纳电动马达(3)、齿轮传动装置(7)和位置传感器(8)的容纳室(11)；以及刚性板(13)，其容纳在容纳室(11)内部并且支撑位置传感器(8)的定子(9)、电气连接器(17)的电气端子(16)和连接印刷电路(15)，所述连接印刷电路将位置传感器(8)的定子(9)和电动马达(3)电连接到电气连接器(17)的电气端子(16)。

Description

内燃机节气门
技术领域
本发明涉及一种内燃机节气门。
背景技术
以汽油作为燃料的内燃机通常包括节气门以调节进入气缸的气流。节气门包括气门体，该气门体容纳了与节流板接合的气门座，节流板配合到驱动轴并且通过电动马达在打开位置和关闭位置之间转动，所述电动马达通过齿轮传动装置连接到该驱动轴。驱动轴的一端与位置传感器配合，所述位置传感器确定驱动轴的(即节流板的)角位置以能够通过控制单元对电动马达进行反馈控制。
位置传感器包括配合到驱动轴的转子和面对该转子以确定转子角位置的定子，并且位置传感器可以是“接触”型的(通常包括电位计)，即转子和定子机械连接，或者为“非接触”型的，即在位置传感器的转子和定子之间没有机械连接。在专利US6236199B1中描述了通常用于确定电控节气门的驱动轴的角位置的感应式“非接触”位置传感器的一个示例。
电动马达、齿轮传动装置和位置传感器容纳在一个容纳气门体的室内，并且所述室由通常由塑料或金属材料制成的可去除盖封闭。盖装配有电气连接器以将节气门电连接到内燃机的电气系统；并且盖的内表面装配有印刷电路，其支撑位置传感器的定子、位置传感器和电气连接器之间以及电动马达和电气连接器之间的电气连接装置。
专利US5672818B1描述了节气门的一个示例，其中位置传感器的定子固定到容纳室的盖上。
然而，生产上述类型的盖非常复杂，因为盖必须是气密的以在使用时防止容纳室被外部介质污染，并且还必须确保位置传感器定子在平面度和位置方面具有高精度，以避免位置传感器的读数误差。
US2005155780公开了一种用于节气门容纳室的盖，所述盖包括大致板型的托架，该托架承载导体网，该导体网实施为压制网屏(pressedscreen)并且设置有传感器。
US2005106928公开了一种用于调节装置的接触单元，该接触单元包括接触板和连接插头；位置传感器设置在接触板上，通过模制在接触板中的导体迹线实现接触板的电接触。
发明内容
本发明的目的是提供一种设计用于消除上述缺陷并且特别是便宜且易于生产的内燃机节气门。
根据本发明，提供了一种用于内燃机的节气门，所述节气门包括：
气门体；
电动马达；
气门座；
节流板，其接合所述气门座并且通过所述电动马达在打开位置和关闭位置之间转动；
齿轮传动装置，其将所述电动马达连接到所述节流板的轴；
位置传感器，其用于确定所述节流板的位置，并且包括定子和与所述节流板的轴集成在一起的转子；
容纳室，其形成在所述气门体中并且容纳所述电动马达、所述齿轮传动装置和所述位置传感器；
能够去除的盖，其用于密封所述容纳室；
电气连接器，其内部由用于电气连接到所述内燃机的电气系统的电气端子限定，其外部通过由绝缘塑料材料制成的外管状构件限定，所述外管状构件为所述电气端子提供机械保护，并且形成与所述内燃机的电气系统的其它电气连接器的机械连接；和
刚性板，其容纳在所述容纳室内部，机械连接到所述气门体并且支撑所述位置传感器的定子、所述电气连接器的电气端子和连接印刷电路，所述连接印刷电路将所述位置传感器的定子和所述电动马达电连接到所述电气连接器的电气端子；
所述节气门的特征在于所述电气连接器的外管状构件是所述气门体的组成部分，并且在所述板配合到所述气门体时连接到所述电气端子。
附图说明
将参照附图通过示例描述本发明的非限制性实施方式，其中：
图1示出了根据本发明的节气门的示意性正视图，为了清楚除去了一些部件；
图2示出了沿图1所示节气门的II-II线的剖视图，为了清楚除去了一些部件；
图3示出了图1所示节气门的印刷电路的替代实施方式的平面图；
图4示出了图3所示印刷电路的侧视图。
具体实施方式
图1和2中的附图标记1整体上表示用于内燃机的节气门。节气门1包括容纳电动马达3的气门体2、气门座4和节流板5，所述节流板接合气门座4并且通过电动马达3在分别打开和关闭气门座4的打开位置和关闭位置之间移动。更具体地，节流板5配合到轴6上，轴6安装成在气门体2内转动并且通过齿轮传动装置7机械连接到电动马达3。
节气门1还包括配合到轴6上的感应式“非接触”位置传感器8以确定轴6的角位置，并且因此确定了节流板5的角位置，从而允许对节流板5的位置进行反馈控制。位置传感器8是专利US6236199B1中描述的类型，并且包括定子9和与轴6集成在一起并且面对定子9的转子10。更具体地，转子10由平坦的金属线圈(未示出)限定，所述转子被短路(short)，具有多个凸耳，并且连接到齿轮传动装置7的与轴6集成在一起的末端齿轮。
气门体2包括容纳室11，所述容纳室容纳电动马达3、齿轮传动装置7和位置传感器8，并且所述容纳室通过塑料或金属材料制成的能够去除的盖12密封。
刚性板13容纳在室11内，通过多个螺钉14配合到气门体2上并且支撑位置传感器8的定子9、连接印刷电路15和用于电连接到内燃机电气系统的电气连接器17的电气端子16。
印刷电路15将位置传感器8的定子9和电动马达3电连接到电气连接器17的电气端子16。电动马达3通过两个刚性金属片18电连接到印刷电路15，所述金属片18从电动马达3垂直于板13向上延伸并且配合在贯穿板13形成的各个通孔19内，或者(在未示出的不同实施方式中)配合在与板13配合的特定连接器中。
电气连接器17内部由电气端子16限定，外部由绝缘塑料材料制成的管状外部构件20限定，并且所述管状外部构件为电气端子16提供了机械保护并且形成与内燃机电气系统的连接到电气连接器17的其它电气连接器(未示出)的机械连接。
在图1和2的实施方式中，电气连接器17的外管状构件20是气门体2的组成部分，并且在板13配合到气门体2时该外管状构件20连接到电气端子16。
在图3和4的实施方式中，电气连接器17的外管状构件20固定到板13并且永久连接到电气端子16；并且气门体2或盖12具有槽或通孔(未示出)，电气连接器17的外管状构件20穿过所述槽或通孔而配合。当气门体2由金属制成时，该实施方式是必需的，在这种情况下，将电气连接器的外管状构件20结合在气门体2中是不可能的或者至少是复杂和昂贵的。
在未示出的替代实施方式中，印刷电路15包括其它的电气或电子元件——例如集成电路。例如，印刷电路15可包括驱动马达3的电子器件、驱动任何其它致动器和环境传感器的电子器件、以及用于控制节气门1的数据处理单元。
上述的节气门1便宜且易于生产，特别是考虑到容纳室11的盖12没有电气连接并且简单地用于密封容纳室11。这种设计方案具有最小化各种零件之间的电气连接的总数并且最小化由公差链导致的任何整体误差的双重优点。
应该指出的是，将盖12的功能减小到仅简单地密封容纳室11使得在盖12的制造方面具有相当大的自由度，因此其可设计成使生产成本最小化。
一旦装配好板13，并且在配合到盖12上之前，就可以测试节气门1，由于仍然能够进入容纳室11，因此可以立刻修正任何制造缺陷。换言之，节气门1的机械部件仅在节气门1测试完成之后才用盖12封闭和密封，因而加速了任何制造缺陷的修正。
盖12的制造不再涉及共铸金属和塑料部件，因而极大减小了生产成本并且改善了盖12在保护不受外部化学介质侵蚀方面的可靠性。

Claims (2)

1.一种用于内燃机的节气门(1)，所述节气门(1)包括：
气门体(2)；
电动马达(3)；
气门座(4)；
节流板(5)，其接合所述气门座(4)并且通过所述电动马达(3)在打开位置和关闭位置之间转动；
齿轮传动装置(7)，其将所述电动马达(3)连接到所述节流板(5)的轴(6)；
位置传感器(8)，其用于确定所述节流板(5)的位置，并且包括定子(9)和与所述节流板(5)的轴(6)集成在一起的转子(10)；
容纳室(11)，其形成在所述气门体(2)中并且容纳所述电动马达(3)、所述齿轮传动装置(7)和所述位置传感器(8)；
能够去除的盖(12)，其用于密封所述容纳室(11)；
电气连接器(17)，其内部通过用于电气连接到所述内燃机的电气系统的电气端子(16)限定，其外部通过由绝缘塑料材料制成的外管状构件(20)限定，所述外管状构件为所述电气端子(16)提供机械保护，并且形成与所述内燃机的电气系统的其它电气连接器的机械连接；和
刚性板(13)，其容纳在所述容纳室(11)内部，机械连接到所述气门体(2)并且支撑所述位置传感器(8)的定子(9)、所述电气连接器(17)的电气端子(16)和连接印刷电路(15)，所述连接印刷电路将所述位置传感器(8)的定子(9)和所述电动马达(3)电连接到所述电气连接器(17)的电气端子(16)；
所述节气门(1)的特征在于所述电气连接器(17)的外管状构件(20)是所述气门体(2)的组成部分，并且在所述板(13)配合到所述气门体(2)时连接到所述电气端子(16)。
2.如权利要求1所述的节气门(1)，其中所述电动马达(3)通过两个刚性金属片(18)电连接到所述印刷电路(15)，所述刚性金属片从所述电动马达(3)垂直于所述板(13)延伸并且配合在贯穿所述板(13)形成的相应通孔(19)中。 
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