CN1296612C - 通用发动机的节气门系统 - Google Patents

Abstract

一种通用发动机的节气门系统具有一个致动器(电机46)，该致动器连接于节气门(70)以打开或闭合节气门，从而调节进气量。一个构制成连杆机构(80)的输出传动机构设置在致动器(46)和节气门(70)之间以便将致动器的输出传至节气门，从而使相对于致动器输出的所述机构的输出在节气门全闭时小于节气门非全闭时。因此，这种系统在节气门开度小时可精细地打开和闭合节气门，而在节气门开度大时可高速地打开和闭合节气门，同时防止节气门的咬死。

Description

通用发动机的节气门系统

技术领域

本发明涉及通用发动机的节气门系统，特别涉及设有节气门的通用发动机的节气门系统，节气门连接于一致动器，以便能够通过操纵致动器来开、闭节气门，从而控制送向发动机的进气量。

背景技术

通用发动机是火花点火内燃机，它将空气吸入气缸，点火并燃烧通过混合汽油燃料和由节气门调节的进气量而产生的空燃混合物。发动机转速一般是通节气门系统控制的，节气门系统是由包括配重和弹簧的机械调速器驱动的。

甚至在这种通用发动机中，最近也通过使用电子调速器而引入了高度精确的发动机转速控制，电子调速器通过步进电机、线性螺线管或其它这样的致动器连接于节气门。

例如，日本专利申请公开文本第平10(1998)-47520号和第2001-263098号公开了致动器驱动的节气门系统。这些现有技术的系统使用电机作为致动器。电机的输出轴和节气门的转轴通过齿轮相连接，以便将电机的转动传至节气门。

但是，如图11所示，通过改变节气门开度通过节气门系统开度的进气量(标为“Gair”)的变化通过减小节气门开度(标为“θ_th”)而增加，相反，通过增大节气门开度而减少。这是由于节气门的上、下游侧之间的压差通过增大节气门开度而减小，最终达到一个恒定的最小值。

因此，为了以良好的精度和反应追随需要的发动机转速，在小的节气门开度上需要精细的节气门调节。在大的节气门开度上需要高度的节气门开/闭调节。

因此，由于电机(步进电机)有限的分辨力，减速齿轮比必须设定得较高，以便能够精细地进行节气门的开、闭。另一方面，减速齿轮比必须设定得较低，以便提高节气门开/闭速度。

但是，由于现有技术中减速齿轮比是恒定的，因此，节气门开度(θ_th)随电机转角(标为“θ_m”)线性变化，如图12所示。因此，在现有技术中，通过设定高的减速齿轮比来精细进行节气门开/闭的意图会碰到开/闭速度变慢以致当节气门开度大时发动机转速控制反应变劣的问题。

相反，通过设定低的减速齿轮比来提高节气门开/闭速度的意图会碰到在小的节气门开度上开/闭精细度变劣以致不能精确控制发动机转速的问题。也会碰到节气门驱动转矩下降以致当节气门开度小时节气门易咬死(卡住)的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供一种通用发动机的节气门系统来克服上述问题，这种节气门系统在节气门开度小时(在节气门上、下游侧之间压差大时)能够精细地开、闭节气门，在节气门开度大时(在节气门上、下游侧之间压差小时)能够以高速开、闭节气门，并能够防止节气门咬死。

为了实现上述目的，本发明提供一种通用发动机的节气门系统，具有一个连接于发动机的节气门的致动器，该致动器可位移以打开或闭合节气门，从而调节进气量，在致动器和节气门之间设有一个输出传动机构，以便将致动器的输出传至节气门，因而相对于致动器的输出的所述机构的输出在节气门闭合时小于节气门非闭合时；其特征在于：所述输出传动机构构制成一个连杆机构，该连杆机构具有：一个连接于致动器的输出轴的连杆；以及一个节气门杆，其一端连接于所述连杆以便可相对于所述连杆位移，其另一端连接于节气门的转轴；其中连杆和节气门杆相连接以便将致动器的输出传至节气门，使相对于致动器输出的所述机构的位移在节气门闭合时最小；节气门杆形成有一个连杆销，该连杆销可在所述连杆上形成的一个孔内移动；所述孔是弓形孔，其不变的曲率半径与连杆销转动轨迹的曲率半径相同。

按照本发明的节气门系统，在节气门开度小时(此时节气门上、下游之间的压差大)，可以更为精细地开、闭节气门，在节气门开度大时(此时节气门上、下游之间的压差小)，可以按照更高的速度来开闭节气门，从而更有效地防止节气门咬死。

附图说明

从下述说明和附图可更清楚理解本发明的上述的和其它的目的和优点。

图1的总体示意图表示按照本发明第一实施例的通用发动的节气门系统；

图2是图1所示节气门系统的前视图；

图3是图1所示节气门系统的右侧视图；

图4是类似于图2的节气门系统的前视图；

图5的示意图表示图1所示的连杆机构等的操作及其它方面；

图6的示意图表示图1所示的连杆机构等的操作；

图7的示意图表示在连杆机构上形成的长孔的曲率半径改变时连杆机构等的操作；

图8的曲线图表示电机转角θ_m和图1所示节气门系统的节气门开度θ_th之间的关系；

图9的曲线图表示电机转角θ_m和图1所示节气门系统的进气量Gair之间的关系；

图10的曲线图表示电机转角θ_m和图1所示节气门系统的进气量相对于电机转角变化的改变dGair/dθ_m；

图11的曲线图表示进气量Gair和节气门开度θ_th之间的关系；

图12的曲线图表示现有技术的系统中电机转角θ_m和节气门开度θ_th之间的关系；

图13的视图与图1类似，但是表示按照本发明第二实施例的通用发动机的节气门系统；

图14是图13所示节气门系统的前视图；

图15是图13所示节气门系统的右侧视图；

图16是类似于图14的节气门系统的前视图；

图17的示意图表示当节气门完全闭合时，图13所示的输出传动机构(齿轮机构)的操作和其它方面；

图18是类似于图17的视图，但是表示当节气门完全打开时齿轮机构的操作；

图19的曲线图表示电机转角θ_m和图13所示的节气门系统的节气门开度θ_th之间的关系；

图20的视图类似于图18，但表示在节气门开度θ_th为0至90度的区域上的关系；

图21的曲线图表示节气门开度θ_th和图13所示的节气门系统的角速度比ωb/ωa之间的关系；

图22的示意图表示按照本发明第三实施例的通用发动机的节气门系统的输出传动机构(齿轮机构)；

图23的曲线图表示电机转角θ_m和图22所示节气门系统的节气门开度θ_th之间的关系；

图24表示节气门开度θ_th和图22所示节气门系统的角速度比ωb/ωa之间的关系；

具体实施方式

现在对照附图描述按照本发明第一实施例的通用发动机的节气门系统。

图1的总体示意图表示按照本发明第一实施例的通用发动机的节气门系统。

在图1中，附图标记10表示通用发动机(下文中称为“发动机”)。发动机10是排量为196cc的气冷、四冲程OHV型。发动机10具有一个气缸12，内有一活塞14往复移动。活塞14连接于一曲轴16，曲轴16通过一齿轮连接于一凸轮轴18。

一个燃烧室20在活塞14的头部和缸壁之间形成。一个进气门24和一个排气门26安装在缸壁内，以便使燃烧室20通至及关闭于一进气通道28和一排气通道30。

一个飞轮32连接于曲轴16，以及一个回弹起动机(recoil starter)34连接于飞轮32的外侧，以供操纵者在起动发动机10时使用。发电机线圈(交流发电机)36安装在飞轮32的内侧上以发出交流电流。发出的交流电流被整流电路(未画出)转化成直流电流，并送至火花塞(未画出)等。汽化器38和与汽化器38成为整体、用于调节进气的节气门系统40一起安装在进气通道28上游。汽化器38通过一条燃油管线(未画出)连接于燃油箱(未画出)，它供应储存在燃油箱中的汽油并通过一喷嘴将汽油燃料喷射到进气中而产生空燃混合物。这样产生的空燃混合物在进气通道28下游的方向上流动，通过进气门24被吸入气缸12的燃烧室20。

节气门系统40连接于步进电机(致动器；下文中称为“电机”)46，电机接受指令值(步进角度)而运转，以便按照指令值开/闭节气门(在图1中未画出)。一个由磁性接收器构成的曲柄角传感器(发动机转速传感器)48设置在飞轮32附近，每个规定的曲柄角输出一次脉冲。

一个嵌入的ECU(电子控制单元)50安装在发动机10的适当部分。曲柄角传感器48的输出被送至ECU50。ECU50构制成设有CPU、ROM、RAM和计数器的微计算机。曲柄角传感器48的输出脉冲被输入EPU50内的计数器被计数，并用于计算(检测)发动机转速。

以测出的发动机转速等为基础，EPU50计算电机46的指令值，以便使测出的发动机转速与需要的发动机转速一致，并通过一个电机驱动器54向电机46输出指令值运转电机48，所述电机驱动器相邻于ECU50安装在同一壳体中。发动机10连接于一个负载(未画出)。图1中的附图标记58和60表示冷却风扇和一个端盖。

因此，发动机10的发动机转速是由设有发电机线圈36、节气门系统40、电机46、曲柄角传感器48、ECU50和电机驱动器54的电子调速器控制的。

图2是节气门系统40的前视图，而图3是右侧视图。

节气门系统40是由一个节气门70和一个由连杆机构构成的输出传动机构80构成的。

节气门70安装在进气通道90(其一部分由虚线表示)的中途，该进气通道与汽化器38和发动机10的进气通道28连通。电机46的输出通过连杆机构80送至节气门70，连杆机构80与两者相连。电机46内设恒定减速比的减速齿轮机构，其输出轴46s输出由减速齿轮机构减小的转动位移。下文中术语“电机输出”(或“转角θ_m”)用来表示这种减小的转动位移。

连杆机构80包括一连杆80a和一节气门杆80b。连杆80a的一端连接于输出轴46s，而其另一端形成有一弓形长孔80a1。节气门杆80b的一端形成有一连杆销80b1，而其另一端连接于节气门70的转轴70s。

节气门杆80b的连杆销80b1活动地插入长孔80a1中。具体来说，如图4所示，连杆80a和节气门杆80b彼此相连，使其可以彼此相对位移。因此，电机46的位移(转动)输出通过使连杆80a和节气门杆80b位移而传至节气门70，以便根据需要控制节气门70的开度。图2表示当节气门70处于完全打开位置(实际上，该位置可定义为在打开方向上离开完全闭合位置(90度)几度以防止节气门咬死的位置)时的节气门70。图4表示节气门70处于宽阔打开的位置。

一个回位弹簧90紧固在节气门杆80b的从连杆销80b1看去超过转轴70s的连接点的末端部分上，该回位弹簧在闭合方向上(在连杆机构80从图4所示状态返回图2所示状态的方向上)使节气门70增加能量。如图2所示，当连杆机构80处于完全闭合位置时，节气门杆80b上设置的邻接凸起8062触及在汽化器38的侧表面上形成的止动器94，以便限制在闭合方向上的进一步运动。

现在对照图5详述连杆机构80。

图的示意图表示电机46和连杆机构80的操作和其它方面。实线表示当节气门(未画出)处于完全闭合位置上时的连杆机构80，虚线表示当节气门处于宽阔打开位置时的连杆机构80。

如图所示，连杆机构80被构制成当节气门完全闭合时输出轴46s、连杆销80b1、节气门杆80b和转轴70s处于一条直线上。当连杆机构80处于这种状态时，如果电机46的输出作用在连杆80a上，使其在图中看去的顺时针方向上转动，那么，连杆销80b1就沿长孔80a1移动，以便逆时针转动节气门杆80b和节气门转轴70s，从而在打开方向上驱动节气门。

由于连杆机构80构制成当节气门完全闭合时输出轴46s、连杆销80b1、节气门杆80b和转轴70s处于一条直线上，因而当节气门完全闭合时，输出轴46s和节气门杆80b的连杆销80b1之间的距离最短。因此，当节气门70完全或几乎完全闭合时，节气门70响应于电机46的位移(转动)输出的位移(转角)最小(最精细)，而且在处于或接近完全闭合时减速比最大。

更具体来说，如图6所示，节气门开度θ_th随电机转角变化dθ_m的变化dθ_th随节气门开度的减小而减小，相反，节气门开度θ_th随电机转角变化dθ_m的变化dθ_th随节气门开度增加而增加。

因此，当节气门70的开度小时(即，当节气门上、下游之间的压差大时)，节气门70可被精细地开、闭。另外，当节气门70的开度被完全或几乎完全闭合时，由于减速比最大(节气门驱动转矩最大)，因而能够防止节气门70的咬死。

另外，当节气门70的开度大时(即，当节气门上、下游之间的压差小时)，节气门70可以高速打开和闭合，因此，发动机转速控制反应得以改善，这是由于例如发动机转速NE随负载变化(在“负载接通(load-on)”转变成“负载断开(load-off)”时发动机转速的瞬时改变(上升))的瞬时变化受到抑制的缘故。

在按照这个实施例的结构中，连杆80a和使电机输出轴46s和转轴70s相连的节气门杆80b通过将连杆销80b1插入长孔80a1中，以便在长孔中移动而被连接起来。由在这种布置中所需要的轴向对准的程度显著地小于齿轮互连的情形，因而制造成本可被降低。

长孔80a1被形成得具有由一个圆限定的弧形，所述圆(图5中标为A)在节气门开度增加的方向上凸出。如图6所示，弓形长孔80a1(实线)使节气门开度变化dθ_th的增加超过直的长孔80a1(虚线)的情形。因此，通过使连杆80a呈弓形，可以将电机46的内部齿轮机构的减速比设定成一个较大的值，从而进一步改善上述效果。

另外，如果使用直线来取得等于弓形线的最大(宽)开度θ_th max的一个开度，那么，如图6上部图中的交错长、短划虚线所示，它必须延伸连杆机构80(使电机输出轴46s更远离连杆销80b1的轨迹B)。因此，使长孔80a1呈弓形，这也能使空间得到更好的利用。

在本实施例中，长孔80a1的曲率半径rA和连杆销80b1的转动曲率半径rB(即，连杆销80b1的轨迹的弧的半径)是相同的。这使上述效果更为显著，这将在下文讲述。

图7表示长孔80a1的曲率半径rA为限定为连杆销80b1的转动曲率半径rB的大约一半。如该图所示，将长孔80a1限定得太小，这会使变化dθ_th逐渐变得较小，超越一定的节气门开度。另一方面，将长孔80a1的曲率半径rA设定得太大，使其趋近于相切，这在空间利用方面是不利的，也会降低变化dθ_th增加的速度。

节气门一般在完全闭合和完全打开之间的开度范围大约为90°(如果完全闭合定义为一个位置，该位置在打开方向上离开90°几度以防止节气门咬死，那么有一个稍小的范围)。本发明人发现，在节气门具有这种大约90°的开度范围的情形中，通过将长孔80a1的曲率半径rA和连杆销80b1的转动曲率半径rB限定为相同或基本相同，节气门开度的变化dθ_th可从全闭向全开最佳地增加。

图8表示当使用这个实施例的连杆机构80时，节气门开度θ_th作为电机转角θ_m的函数是如何变化的。当该图所示的节气门开度θ_th和电机转角θ_m之间的关系与图11所示的节气门开度θ_th和进气量Gair之间的关系(即，节气门上、下游之间的压力差的关系)一起来考虑时，可以看出，在电机转角θ_m和进气量Gair之间可以建立图9所示的比例关系。

更具体来说，如图10所示，由于进气量随电机转角θ_m变化的变化，即，dGair/dθ_m可保持恒定，因而发动机转速NE能够不管节气门开度以良好的反应得到精确控制。

连杆机构80各部分的尺寸应该按照象确定齿轮机构的减速比相同的方式那样来确定，考虑到电机46的输出转矩。在这个实施例的连杆机构中，输出轴46s和节气门的转轴70s之间的距离设定为37mm，节气门杆80b的长度(从节气门转轴70s至连杆销80b1的距离)设定为18.5mm，连杆销80a的长度(从电机输出轴46s至与连接销80b1的接触点的距离)在节气门全闭时设定为18.5mm，而在节气门全开时设定为35.9mm。因此，全开时的开/闭速度(节气门开度θ_th随电机转角θ_m的变化速率)约为全闭时的6.5倍。

因此，这个实施例构制得使节气门70的位移量(转角)相对于电机46的位移(转动)在处于或接近于全闭时最小(最精细)，从而在节气门开门小时能够精细地开/闭。另外，在节气门开度大时使节气门70能够高速开/闭。因此，发动机转速NE能够以极好的反应精确地控制而不管节气门开度如何。另外的优点包括可防止节气门咬死及降低制造成本。

另外，由于长孔80a1制成弓形，长孔80a1的曲率半径rA与连杆销80b1的轨迹的转动曲率半径rB相同，因而可改善上述效果，并可减小连杆机构80的尺寸，更好地利用空间。

图13的示意图表示按照本发明第二实施例的另一通用发动机的节气门系统及装有它的通用发动机。

图14是节气门系统40的前视图，图15是右侧视图。

现在参阅图13至15描述第二实施例的节气门系统40，特别注重与第一实施例的区别点。第二实施例的节气门系统40由节气门70和输出传动机构81构成，输出传动机构81类似于第一实施例中的机构80，但是，是由齿轮机构构成的。

电机46的输出通过连杆机构81传至节气门70，连杆机构81连接于两者。

齿轮机构81包括一个主动齿轮81a(第一齿轮)和一个与主动齿轮啮合的从动齿轮81b(第二齿轮)。主动齿轮81a在一个与其齿轮中心81ac相隔一个规定距离的位置上安装在或连接于电机46的输出轴46s。从动齿轮81b在一个与其齿轮中心81bc相隔一个规定距离的位置上安装在或连接于节气门70的转轴70s。换言之，主动齿轮81a和从动齿轮81b分别构制成偏心齿轮，其转动轴线和中心并不重合。

当电机46的输出作用在主动齿轮81a上使其在图中的顺时针方向上转动时，从动齿轮81b在图中的逆时针方向上转动，以便在增加节气门开度的方向上(在图16所示状态的方向上)驱动节气门70。图14表示当节气门70处于全闭位置上时(全闭位置实际上可定义为一个在打开方向上离全闭(90°)位置几度以防止节气门咬死的位置)的节气门系统40。图16表示在全开位置上的节气门70。

紧固在从动齿轮81b上的(图15中所示的)一个回位弹簧92工作使节气门70在闭合方向上(在使齿轮机构81从图16所示状态返回图14所示状态的方向上)增强。如图14所示，当齿轮机构81处于全闭位置上时，一个连接于节气门转轴70s的凸台96触及汽化器38的侧面上形成的一个止动器94，以限制在闭合方向上的进一步运动。

现在对照图17等描述齿轮机构81。

图17的示意图表示节气门处于全开位置时的齿轮机构81。图18的示意图表示节气门处于全闭位置时的齿轮机构。

如图17所示，主动齿轮81a和从动齿轮81b都具有半径d的基圆，并且形状相同。电机输出轴46s在朝向从动齿轮81b的方向上离开其齿轮中心81ac距离δ的一个位置上固定在主动动齿轮81a上。换言之，主动齿轮81a偏心距离δ。另一方面，节气门的转轴70s在背离主动齿轮81a的方向上离开其齿轮中心81bc距离δ的位置上固定在从动齿轮81b上，因此，它也是偏心的。

如图所示，齿轮机构81被构制得在节气门全闭时，使齿轮中心81ac、电机输出轴46s、齿轮中心81bc和节气门转轴70s处于一条直线上。这样，将连接输出轴46s和转轴70s的直线分成由输出轴46s和主动齿轮81a的基圆界定的第一线段da和由转轴70s和从动齿轮81b的基圆界定的第二线段db，当节气门处于或接近于全闭时db/da最大。这就是说，当节气门处于或接近于全闭时，减速比最大。

另一方面，如图18所示，da/db和减速比随节气门开度增加而减小。换言之，响应于主动齿轮81a(电机转角θ_m)的从动齿轮81b的转角当节气门开度全闭或几乎全闭时最小，并随节气门开度增加而增加。

图19表示节气门开度是如何作为电机转角θ_m的函数而变化的。图中的符号ε表示定义为2δ/L的偏心率，其中L为输出轴46s和转轴70s之间的距离。例如，如果轴间的距离L为37.0mm，那么，当偏心率ε为0.25、0.50和0.75时，偏心距离δ变为4.6mm、9.3mm和13.9mm。

节气门通常具有大约90度的开度范围(如果全闭定义为一个在打开方向上离开90度位置几度以防止节气门咬死的位置，那么开度范围稍小)。图20缩小在图19中θ_th为90°或稍小的区域上。如图20所示，当节气门处于或接近于全闭时，节气门开度θ_th相对于电机转角θ_m变化的变化(增加率)最小。另一方面，节气门开度θ_th相对于电机转角θ_m变化的变化(增加率)随节气门开度θ_th增加而增加。

在将主动齿轮81a的角速度定义为ωa，从动齿轮81b的角速度定义为ωb时，如图21所示，角速度比ωb/ωa作为θ_th的函数而变化。如图21所示，开/闭速度随节气门开度θ_th增加而增加。另外，增加率随偏心率ε增加而增加。

由于主动齿轮81a和从动齿轮81b制动偏心齿轮，因而当节气门开度θ_th小时(即，当节气门上、下游之间的压差大时)，节气门70可精细地开、闭。另外，当节气门70的开度完全或接近完全被闭合时，由于减速比最大(节气门驱动转矩最大)，因而可防止节气门70咬死。

另外，当节气门70开度大时(即，当节气门上、下游之间的压差小时，节气门70可高速地开、闭，因此，发动机转速控制反应被改善，例如，这是由于发动机转速NE随负载变化的瞬时变化(发动机转速随着从“负载接通”至“负载断开”状态转变的瞬时变化(上升))受到抑制的缘故。

当将图20所示的节气门开度θ_th和电机转角θ_m之间的关系与图11所示的θ开度θ_th和进气量Gair之间的关系一起来考虑时，可以看出，在电机转角θ_m和进气量Gair之间可以建立与图9所示相同的比例关系。

因此，在第二实施例中，如图10所示，由于进气量随电机转角θ_m变化而变化，即，dGair/dθ_m可保持恒定，因而发动机转速NE能够以良好的反应得到精确控制而不管节气门开度如何。

如前所述，节气门开度θ_th相对于电机转角θ_m变化的变化随偏心率ε增加而增加。因此，可以将电机46的内部齿轮机构的减速比设定到一个较大的值，因而进一步改善了前述效果。

现在对照图22至24描述本发明第三实施例的通用发动机的节气门系统。

如图22所示，第三实施例的节气门系统400包括一个也构制成齿轮机构的输出传动机构800，它包括一个主动齿轮800a和一个从动齿轮800b，它们是形状相同的椭圆形齿轮，具有长轴半径d1和短轴半径d2。

为便于进行具体的说明，主动齿轮800a的远离从动齿轮800b的焦点定义为Fa1。其靠近从动齿轮800b的焦点定义为Fa2。电机输出轴46s位于靠近的焦点Fa2。另外，从动齿轮800b远离主动齿轮800a的焦点定义为Fb1，其靠近主动齿轮800a的焦点定义为Fb2。转轴70s位于远离的焦点Fb1。

图22表示节气门处于全闭位置时的齿轮机构800。如图所示，齿轮机构800也构制成在节气门全闭时，焦点Fa1、Fa2、Fb1及Fb2、电机输出轴46s和节气门转轴70s处于一条直线上。

将主动齿轮800a的角速度定义为ωa，将从动齿轮800b的角速度定义为ωb，那么，ωaρa＝ωbρb，其中ρa是主动齿轮800a的椭圆上的任意点Aa和焦点Fa2之间的线段，ρb是从动齿轮800b的椭圆上与点Aa对称的点Ab和焦点Fb2之间的线段。

在全闭和全开之间的节气门开度区域，即，0度和90度之间的区域内，随着θ_th增加，ρa增加而ρb减小。因此，根据上述等式表达的ωa和ωb之间的关系，可以看出，主动齿轮800a和从动齿轮800b之间的减速比(速比)在节气门开度处于全闭时最大，且随着节气门开度增加而减小。换言之，可以看出，响应于主动齿轮800a的转角，从动齿轮800b的转角(节气门开度θ_th在节气门开度处于全闭或几乎全闭时最小，且随着节气门开度增加而增加。

图23表示在第三实施例中节气门开度θ_th是如何作为电机转角θ_m的函数而变化的。如图23所示，相对于电机转角θ_m的变化，节气门开度θ_th的变化(增加率)在节气门处于或接近于全闭时最小。另一方面，相对于电机转角θ_m的变化，节气门开度θ_th的变化(增加率)随着节气门开度θ_th增加而增加。另外，增加率随着偏心率ε增加而上升。偏心率ε定义为ε＝[(d1)²-(d2)²］^1/2/d1。

在将主动齿轮800a的角速度定义为ωa，从动齿轮800b的角速度定义为ωb的情况下，如图24所示，角速度比ωb/ωa作为θ_th的函数而变化。从图24可以看出，开/闭速度随节气门开度θ_th增加而增加。另外，增加率随偏心率ε增加而上升。

由于主动齿轮81a、800a和从动齿轮81b、800b制成偏心齿轮，因而节气门70当节气门70的开度小时可被精细地开、闭。另外，当节气门70的开度全闭或几乎全闭时，由于减速比最大，因而可防止节气门70的咬死。

另外，当节气门70的开度大时，节气门70可被高速开、闭，因而发动机转速NE能够以良好的反应被精确控制而不管节气门开度如何。

按照第三实施例的节气门系统的其它方面与第二实施例相同，这里不再赘述。与第二实施例一样，较大的偏心率ε能够使电机46的内部齿轮机构的减速比设定在较大值上，从而进一步改善上述效果。

这样，第二和第三实施例的节气门系统被构制得使电机46的输出通过齿轮机构81、800传至节气门70，齿轮机构81、800由偏心齿轮或椭圆齿轮构成，当节气门70处于或接近于全闭时，相对于从动齿轮81a、800a的转角(电机转角θ_m)，从动齿轮81b、800b的转角(节气门开度θ_th)变得最小，并随节气门开度增加而增加。因此，象在第一实施例中一样，节气门70的开度在开度小时能够被精细地开、闭，而在开度大时能够被高速地开、闭，因此，能够使发动机转速NE以良好的反应精确控制而不管节气门开度如何，另外，可以防止节气门的咬死。

由于采用了上述结构，第一至第三实施例的通用发动机10的节气门系统具有一个连接于发动机的节气门70的致动器(步进电机46)，该致动器能位移以打开或闭合节气门，以便调节进气量，其特征在于：在致动器46和节气门70之间设有一个输出传动机构，以便将致动器的输出传至节气门，从而使相对于致动器的输出的该机构的输出，在节气门闭合，即，全闭或几乎全闭时小于在节气门非全闭或非几乎全闭时。

因此，本发明可以提供一种通用发动机的节气门系统，其中，用于将一个致动器的位移输出传致节气门的一个输出传动机构被构制得使其响应于致动器的位移输出的位移在节气门全闭或几乎全闭时最小。因此，节气门开度在节气门开度小时受到精细调节(开/闭)，并且在节气门开度大时，节气门可被高速开/闭。另外，可以防止节气门的咬死。

在这种系统中，输出传动机构80被构制成连杆机构80，它具有一个连接于致动器46的输出轴46s的连杆80a；以及一个节气门杆80b，其一端连接于连杆，以便能够相对于连杆位移，其另一端连接于节气门70的转轴70s；其中连杆80a和节气门杆80b被连接，以便将致动器的输出传至节气门，从而使机构相对于致动器输出的位移在节气门闭合，即，全闭或几乎全闭时最小。

因此，如上所述，它能够在节气门开度小时使节气门开度被精细控制，在节气门开度大时，使节气门高速开、闭，同时防止节气门的咬死。

在这种系统中，节气门杆80b形成有一个连杆销80b1，该连杆销可以在连杆上形成的孔80a1中移动，孔80a1是弓形孔，具有与连杆销80b1的转动轨迹的曲率半径相同的曲率半径。因此，本发明能够提供一种通用发动机的节气门系统，它能够更好地达到上述效果，使连杆和节气门杆可制得较小而提高空间利用效率，在电机输出轴和节气门之间无需严格地轴向对准，从而比利用齿轮相互连接制造成本低。

在这种系统中，输出传动机构被制成一种齿轮机构81、800，具有一个连接于致动器46的输出轴46s的第一齿轮81a、800a；以及一个连接于节气门70的转轴70s的第二齿轮81b、800b；其中第一齿轮81a、800a和第二齿轮81b、800b相互啮合，使相对于第一齿轮的转角的第二齿轮的转角在节气门70全闭或几乎全闭时最小。

因此，本发明可以提供一种通用发动机的节气门系统，其中，致动器的位移输出通过第一齿轮和第二齿轮传至节气门，当节气门处于或接近于全闭时，相对于第一齿轮转角的第二齿轮转角最小，即，减速比最大。因此，节气门在节气门开度小时可被精细调节，而在节气门开度大时可被高速开/闭。另外，可以防止节气门的咬死。

在这个系统中，致动器46的输出轴46s在一个离开第一齿轮81a、800a的中心81ac的位置上连接于第一齿轮81a、800a，节气门70的转轴70s在一个离开第二齿轮81b、800b的中心81bc的位置上连接于第二齿轮81b、800b。更具体来说，第一和第二齿轮是偏心齿轮，或者，第一和第二齿轮是椭圆齿轮。因此，节气门在节气门开度小时可被精细开/闭，而在节气门开度大时可被高速开/闭。另外，可以防止节气门的咬死。

Claims (1)

1.一种通用发动机(10)的节气门系统，具有一个连接于发动机的节气门(70)的致动器(46)，该致动器可位移以打开或闭合节气门，从而调节进气量，

在致动器(46)和节气门(70)之间设有一个输出传动机构(80、81、800)，以便将致动器的输出传至节气门，因而相对于致动器的输出的所述机构的输出在节气门闭合时小于节气门非闭合时；

其特征在于：所述输出传动机构构制成一个连杆机构(80)，该连杆机构具有：

一个连接于致动器(46)的输出轴(46s)的连杆(80a)；以及

一个节气门杆(80b)，其一端连接于所述连杆以便可相对于所述连杆位移，其另一端连接于节气门(70)的转轴(70s)；

其中连杆(80a)和节气门杆(80b)相连接以便将致动器的输出传至节气门，使相对于致动器输出的所述机构的位移在节气门闭合时最小；

节气门杆(80b)形成有一个连杆销(80b1)，该连杆销可在所述连杆上形成的一个孔(80a1)内移动；

所述孔(80a1)是弓形孔，其不变的曲率半径与连杆销(80b1)转动轨迹的曲率半径相同。

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