CN1786446A - 小型发动机节气门模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型发动机节气门模块，包括一壳体，该壳体内设有步进电机、节气门位置传感器陶瓷基板、PCB板；节气门位置传感器转子设置在节气门位置传感器陶瓷基板与PCB板之间，并与节气门轴直接连接；进气压力传感器贴片在节气门位置传感器陶瓷基板的背面；进气压力传感器的下方设有检测孔；PCB板的背面设有与其电连接的进气温度传感器；节气门位置传感器陶瓷基板与进气压力传感器通过跳线和PCB板电连接，步进电机与PCB板电连接；所述壳体外端设有一个输入输出接口，所述壳体与节气门体总成相连接。本发明结构紧凑、体积小、成本低、兼容性好，适用于摩托车或小排量汽车。

Description

小型发动机节气门模块
技术领域
本发明涉及一种内燃机的进气控制装置，特别是涉及一种适用于摩托车或小排量汽车的小型发动机节气门模块。
背景技术
目前，车辆的发动机节气门一般采用电子智能控制和手动控制两种控制方式。电子智能控制是根据驾驶员的输入指令和车载传感器采集的车/路况信息对节气门的开度大小进行智能控制，从而使发动机的转速和输出扭矩达到最佳，燃烧和排放效果最好。手动控制是将车辆的油门踏板与发动机节气门体的阀片通过传动机构相连，驾驶员通过踩踏油门踏板，实现节气门开度大小的调节。节气门手动控制由于受到驾驶员主观判断的限制，很难达到精确控制效果。目前化油器形式的汽车和摩托车多采用手动控制方式，随着国家排放法规的日益严格，其往往达不到排放要求；而在汽车上特别是轿车上大都采用电子喷油装置，其节气门都采用电子智能控制方式。
现有的电子智能控制节气门包括节气门阀片、节气门轴、外壳和气道，节气门阀片固定在节气门轴上，并可以在气道内转动，节气门轴与步进电机轴相连，并在步进电机的带动下转动。在节气门体的壳体外端面不同位置分别安装有位置传感器，步进电机和温度传感器(压力传感器安装在发动机其他部位)。这种节气门的缺点是：体积较大、集成度低，而且外形几何形状非常不规则；位置传感器，步进电机和温度传感器由于设置在节气门体壳体的外侧，因此需要单独的壳体密封防护，采用各自独立的接插件与电控单元(ECU)实现电连接，既增加了制造和使用成本，又增加了出现故障的几率，安装也较繁锁。所以这种节气门模块很难直接应用到摩托车或小排量汽车上。
中国发明专利申请公开说明书CN1587667A(公开日：2005年3月2日)公开了一种用于摩托车的电子节气门体。在电子节气门体进气道腔壁的外侧连接一电控单元壳体，将电路板固定在该壳体内，并将温度传感器、位置传感器、压力感应元件以及其他部件的位置作了调整，但是其所占安装位置还是较大，而且应用于摩托车发动机的兼容性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小型发动机节气门模块，它结构紧凑、体积小、成本低、兼容性好。
为解决上述技术问题，本发明小型发动机节气门模块，包括一壳体，该壳体内的一侧设有步进电机；与步进电机相对的另一侧的左端设有节气门位置传感器陶瓷基板，其右端设有PCB板；节气门位置传感器转子设置在节气门位置传感器陶瓷基板与PCB板之间，并与节气门轴连接；进气压力传感器贴片在节气门位置传感器陶瓷基板的背面；进气压力传感器的下方设有检测孔，该检测孔与节气门气道相连通；PCB板的背面设有与其电连接的进气温度传感器，节气门位置传感器陶瓷基板与进气压力传感器通过跳线和PCB板电连接，步进电机与PCB板电连接；所述壳体与PCB板相对应的一侧外端设有一个输入输出接口，该接口与PCB板电连接；所述壳体与节气门体总成相连接。
一种小型发动机节气门模块，包括一壳体，该壳体内的一侧左端设有节气门位置传感器陶瓷基板，其右端设有PCB板；节气门位置传感器转子设置在节气门位置传感器陶瓷基板与PCB板之间，并与节气门轴直接连接；进气压力传感器贴片在节气门位置传感器陶瓷基板的背面；进气压力传感器的下方设有检测孔，该检测孔与节气门气道相连通；PCB板的背面设有与其电连接的进气温度传感器，节气门位置传感器陶瓷基板与进气压力传感器通过跳线和PCB板电连接；所述壳体与PCB板相对应的一侧外端设有一个输入输出接口，该接口与PCB板电连接；所述壳体与节气门体总成相连接。
由于采用上述结构，本发明小型发动机节气门模块将进气温度传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器和步进电机集成在一个壳体内，并通过一个输入输出接口实现控制信号的输入输出，再将所述壳体与节气门体总成连接在一起，因此结构更加紧凑，有效减小了模块的体积，非常适合跨骑式摩托车、踏板式摩托车和小排量汽车使用。由于采用一个统一的输入输出接口实现控制信号的连接，对于用户来说，减少了连接接口，使用、维护连接更加方便；而且连接接口的减少，会降低因连接接口连接不牢固产生的故障几率。进气温度传感器、进气压力传感器、节气门位置传感器不再需要单独的外壳进行防护，制造成本可以有效降低。
本发明小型发动机节气门模块，还可在节气门体总成上设置与后续的进气歧管相连接的法兰式连接接口和软管式连接接口，具有很强的兼容性。
本发明小型发动机节气门模块通过监测进气温度和压力参数、节气门的开度位置参数，实现发动机节气门和喷油的智能控制。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明小型发动机节气门模块的结构分解示意图；
图2是图1中的壳体去掉盖板后的内部结构示意图；
图3是本发明小型发动机节气门模块盖板与壳体总成通过卡夹连接的示意图；
图4是本发明小型发动机节气门模块用于跨骑式摩托车的法兰式连接接口示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明小型发动机节气门模块由节气门体总成11和设置在壳体内的进气温度传感器5、进气压力传感器8、节气门位置传感器、步进电机6和PCB板4组成。节气门体总成11本体采用铸铝材料制成(节气门体总成11的其它零件采用不锈钢或其它材料制成)，而壳体采用高强度塑料制成，节气门体总成11和壳体之间设有密封圈，然后通过螺钉将其固定连接在一起。这样可以减轻整个模块的重量，降低制造成本。
结合图3所示，所述壳体为方形，包括壳体总成10和盖板1。所述壳体总成10的四周外侧壁各设有一卡合凸块20，卡夹2卡合在盖板1与卡合凸块20之间，将壳体总成10与盖板1固定连接在一起，这样可以很方便的进行拆装、维护。壳体总成10侧壁的端面设有凹槽16，该凹槽16内嵌入密封圈9。盖板1的周侧向下延伸形成围边17，该围边17与壳体总成10的形状相适配，将壳体总成10包覆。这样当盖板1与壳体总成10固定连接后，所形成的密封结构可有效防止油污、水或其他脏物进入壳体内部。特别是在洗车时，能有效防止高压水枪喷出的高压水进入壳体内，造成内部传感器和电路板损坏，影响其可靠性，同时这种密封方式可维修性能好，拆装十分方便。
参见图1、2所示，该壳体总成10内的一侧设有步进电机6，与步进电机6相对的另一侧的左端设有节气门位置传感器陶瓷基板7，其右端设有PCB板4，节气门位置传感器转子3设置在节气门位置传感器陶瓷基板7与PCB板4之间，并与节气门轴直接连接。
进气压力传感器8贴片在节气门位置传感器陶瓷基板7的背面，
进气压力传感器8的另一端面紧贴在壳体总成10的底端面上，与其对应的壳体总成10的底端面设有一检测孔，该检测孔与节气门气道相连通。所述进气压力传感器下方的检测孔还可与设置在节气门体总成11上的压力采样孔连通，用于采集小排量汽车其他部位的压力。
PCB板4的背面设有与其电连接的进气温度传感器5。壳体总成10内设有一安装孔，进气温度传感器5的热敏电阻安装在该孔和节气门气道中。节气门位置传感器陶瓷基板7与进气压力传感器8通过跳线和PCB板电连接，步进电机6与PCB板4电连接。所述步进电机6还可通过防振连接器12同PCB板4电连接。所述防振连接器12的接插端口18与防振连接器体19之间倾斜一钝角角度，形成插口斜向的连接器。倾斜的角度为120°～150°。这样可以减小安装空间，同时也可以使步进电机的互换接线更加容易。
所述壳体总成10与PCB板4相对应的一侧外端，通过二次注塑的方法直接做成一个12插针的标准公端插座，作为输入输出接口21，该接口21与PCB板4电连接。用户通过一个标准的母端就可与客户端方便连接，接口十分简洁、方便。
在本发明的另一实施例中，也可以采用另外一种实施方式，即在前面所述的小型发动机节气门模块中将壳体总成10中的步进电机6取消，其它结构不变。因为有些国家的客户出于成本或其他方面的考虑，要求去掉步进电机6。事实上，步进电机6的作用主要是当主气道处于关闭状态，即驾驶者没有踩动油门时，使发动机仍然可以处于工作状态，或者当驾驶者需要通过使用车钥匙将车发动，而不是踩油门的方式，ECU可以通过控制步进电机打开节气门旁通气道，使发动机有足够的空气能够发动。而去掉步进电机后，当发动机处于怠速状态或需要冷启动时，可以通过和发动机有关的一些阀，控制发动机达到要求。当然，这样车的性能可能比采用步进电机控制旁通的电喷系统精确性差一些，在性能方面也要差一些。但成本方面有一定的降低。
现有的节气门位置传感器一般包括三个部分：外壳、转子、陶瓷基板。为了达到减小节气门模块体积的目的，本发明将节气门位置传感器的外壳取消，节气门位置传感器陶瓷基板7直接通过胶水或螺钉固定在壳体总成10内，节气门位置传感器转子3与节气门轴通过锁紧螺钉或激光焊接固定在一起。同样，进气压力传感器8和进气温度传感器5也不再单独设置外壳。
如图4所示，所述节气门体总成10设有与后续的进气歧管26相连接的接口14，该接口14的轴向与输入输出接口21所在的壳体侧端相平行。所述的与后续的进气歧管26相连接的接口14设有连接法兰22，形成用于跨骑式摩托车的法兰式连接接口。所述的与后续的进气歧管26相连接的接口14上还设有凹槽23，形成用于踏板式摩托车的橡皮软管式连接接口。因此，本发明小型发动机节气门模块用于现有的摩托车，替代摩托车上所用的化油器时，可以完全覆盖这两种连接方式，无需更换其它零件，具有较强的兼容性。
所述PCB板4上可设置一电控单元(ECU)。本发明小型发动机节气门模块将有关进气参数和节气门阀片的打开角度通过传感器传送给PCB板4上安装的ECU芯片，进而由ECU控制相应的喷油系统。ECU还通过1个执行器，即步进电机6来控制怠速时和冷启动时的空气流量。
本发明小型发动机节气门模块具有集成度高，结构紧凑，体积小，成本低，兼容性好的特点，可直接应用于摩托车取代化油器，并可用于小排量汽车。

Claims (10)

1、一种小型发动机节气门模块，其特征在于：包括一壳体，该壳体内的一侧设有步进电机；与步进电机相对的另一侧的左端设有节气门位置传感器陶瓷基板，其右端设有PCB板；节气门位置传感器转子设置在节气门位置传感器陶瓷基板与PCB板之间，并与节气门轴连接；进气压力传感器贴片在节气门位置传感器陶瓷基板的背面；进气压力传感器的下方设有检测孔，该检测孔与节气门气道相连通；PCB板的背面设有与其电连接的进气温度传感器，节气门位置传感器陶瓷基板与进气压力传感器通过跳线和PCB板电连接，步进电机与PCB板电连接；所述壳体与PCB板相对应的一侧外端设有一个输入输出接口，该接口与PCB板电连接；所述壳体与节气门体总成相连接。
2、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述壳体由壳体总成和盖板组成，壳体总成同盖板的结合处设有凹槽，凹槽内嵌入密封圈，盖板四周侧向下延伸形成围边，该围边与壳体总成的形状相适配，并包覆壳体总成；壳体总成与盖板通过卡夹固定连接。
3、根据权利要求2所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述壳体总成的四周侧各设有一卡合凸块，卡夹卡合在盖板与卡合凸块之间。
4、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述步进电机通过防振连接器与PCB板电连接，所述防振连接器的接插端口与防振连接器体之间倾斜120°～150°。
5、根据权利要求1至4中任何一项所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述节气门体总成设有与后续的进气歧管相连接的接口，该接口的轴向与输入输出接口所在的壳体侧端相平行，所述与后续的进气歧管相连接的接口设有连接法兰，形成用于跨骑式摩托车的法兰式连接接口；所述的与后续的进气歧管相连接的接口上还设有凹槽，形成用于踏板式摩托车的橡皮软管式连接接口。
6、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述节气门位置传感器陶瓷基板采用胶水粘贴或螺钉固定在壳体内。
7、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述节气门位置传感器转子与节气门轴通过锁紧螺钉或激光焊接固定在一起。
8、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述进气压力传感器下方的检测孔与节气门体总成上的压力采样孔连通。
9、根据权利要求1所述的小型发动机节气门模块，其特征在于：所述PCB板上设有电控单元。
10、一种小型发动机节气门模块，其特征在于：包括一壳体，该壳体内的一侧左端设有节气门位置传感器陶瓷基板，其右端设有PCB板；节气门位置传感器转子设置在节气门位置传感器陶瓷基板与PCB板之间，并与节气门轴直接连接；进气压力传感器贴片在节气门位置传感器陶瓷基板的背面；进气压力传感器的下方设有检测孔，该检测孔与节气门气道相连通；PCB板的背面设有与其电连接的进气温度传感器，节气门位置传感器陶瓷基板与进气压力传感器通过跳线和PCB板电连接；所述壳体与PCB板相对应的一侧外端设有一个输入输出接口，该接口与PCB板电连接；所述壳体与节气门体总成相连接。
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