CN209145717U - 节气门及发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及节气门技术领域，尤其涉及一种节气门及发动机。该节气门包括门体、门轴和阀片；所述门体包括门体阀座部，所述门体内设置有贯穿所述门体阀座部的空气通道；所述阀片扣合在所述门体阀座部以开启或关闭所述空气通道；所述门轴与所述阀片相对固定连接，且所述门轴与所述门体枢接；所述门轴的旋转轴线位于所述阀片的边缘。该发动机包括所述的节气门。本实用新型的目的在于提供节气门及发动机，以解决现有技术中存在的阀片对气流的流向、流阻影响很大的技术问题。

Description

节气门及发动机

技术领域

本实用新型涉及节气门技术领域，尤其涉及一种节气门及发动机。

背景技术

近年来，随着汽车行业的迅猛发展，私家车走进千家万户，成为大家日常出行不可避免的交通工具。汽车的动力产生系统是内燃机，也就是发动机；进排气系统为发动机的主要系统之一。

进排气系统包括为燃料提供氧气的进气系统和为燃烧后将废气排出的排气系统。进气系统是通过节气门控制进气量，燃烧时进气量不能太多也不能太少，否则不利于燃料充分燃烧，所以控制进气量的节气门就显得至关重要。

节气门通过其阀片的开度决定进气量；目前主流的阀片对气流的流向、流阻影响很大；基于这个缺点，本申请提供一种新的节气门及发动机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供节气门及发动机，以解决现有技术中存在的阀片对气流的流向、流阻影响很大的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案；

基于上述目的，本实用新型提供的节气门，包括门体、门轴和阀片；所述门体包括门体阀座部，所述门体内设置有贯穿所述门体阀座部的空气通道；所述阀片扣合在所述门体阀座部以开启或关闭所述空气通道；

所述门轴与所述阀片相对固定连接，且所述门轴与所述门体枢接；所述门轴的旋转轴线位于所述阀片的边缘。

在上述任一技术方案中，可选地，所述阀片的径向尺寸沿所述空气通道的进气方向逐渐减小。

在上述任一技术方案中，可选地，所述阀片的外周边沿所述空气通道的进气方向为直线段、圆弧段或者台阶型。

在上述任一技术方案中，可选地，所述阀片呈圆台体形或者球台体形。

在上述任一技术方案中，可选地，所述门体阀座部的与所述阀片配合的内周边，与所述阀片的外周边形状相适应。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的节气门还包括驱动装置和传动装置；所述驱动装置和所述传动装置分别与所述门体连接；

所述驱动装置通过所述传动装置驱动连接所述门轴。

在上述任一技术方案中，可选地，所述阀片包括第一阀片部和第二阀片部；

所述门轴包括相互平行的第一门轴部和第二门轴部；所述第一门轴部和所述第二门轴部分别与所述门体枢接；

所述第一门轴部与所述第一阀片部相对固定连接，且所述第一门轴部的旋转轴线位于所述第一阀片部远离所述第二阀片部的边缘；

所述第二门轴部与所述第二阀片部相对固定连接，且所述第二门轴部的旋转轴线位于所述第二阀片部远离所述第一阀片部的边缘。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的节气门还包括驱动装置和传动装置；所述驱动装置和所述传动装置分别与所述门体连接；

所述驱动装置通过所述传动装置分别驱动连接所述第一门轴部和所述第二门轴部。

在上述任一技术方案中，可选地，所述传动装置采用齿轮副传动、带传动或链传动。

基于上述目的，本实用新型提供的发动机，包括所述的节气门。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的节气门，通过门轴的旋转轴线位于阀片的边缘、门轴与阀片相对固定连接、且门轴与门体枢接，以使门轴在转动时，阀片随门轴转动，以将阀片扣合或者远离门体阀座部，以关闭或开启空气通道；由于门轴的旋转轴线位于阀片的边缘，在阀片打开到最大时，其门轴和阀片基本不会阻挡流经空气通道的气流，从而基本不会影响气流的流向和流阻，更加有助于发动机进气。

本实用新型提供的发动机包括节气门，具有节气门的门轴和阀片基本不会阻挡流经空气通道的气流等优点，其节气门也基本不会影响气流的流向和流阻，更加有助于发动机进气。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的节气门的第一角度结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的节气门的第二角度结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的节气门的阀片与门体阀座部配合的剖视图；

图4为本实用新型实施例一提供的节气门的阀片和门轴的结构示意图。

图标：100-门体；110-门体阀座部；200-门轴；210-第一门轴部；220-第二门轴部；300-阀片；310-第一阀片部；320-第二阀片部；400-驱动装置；500-传动装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1-图4所示，本实施例提供了一种节气门；图1和图2为本实施例提供的节气门的两个角度的立体图；为了更加清楚的显示结构，图3为本实施例提供的阀片与门体阀座部配合的剖视图。图4为本实施例提供的一种结构的阀片和门轴的结构示意图，其中图4示出了包括第一阀片部和第二阀片部的阀片以及包括第一门轴部和第二门轴部的门轴，图1和图2示出了一个阀片和一个门轴。

本实施例提供的节气门，适用于发动机，例如柴油发动机、汽油发动机等。

参见图1-图4所示，所述节气门包括门体100、门轴200和阀片300；门体100包括门体阀座部110，门体100内设置有贯穿门体阀座部110的空气通道；

阀片300扣合在门体阀座部110以开启或关闭空气通道，也即通过阀片300扣合在门体阀座部110上的程度，以决定节气门的进气量大小；例如阀片300完全扣合在门体阀座部110上，此时空气通道关闭，节气门基本没有进气量；阀片300部分扣合在门体阀座部110上，此时空气通道部分开启，节气门具有一定的进气量；阀片300完全打开，远离门体阀座部110，此时空气通道全部开启，节气门具有100％的进气量。

门轴200与阀片300相对固定连接，且门轴200与门体100枢接；其中，门轴200与阀片300相对固定连接，可以为门轴200与阀片300直接固定连接，也可以为门轴200与阀片300通过连接件固定连接。可选地，门轴200与阀片300通过焊接、粘接或者螺钉等方式固定连接。

门轴200的旋转轴线位于阀片300的边缘；以便单边打开阀片300，以避免或者减少门轴200和阀片300对流经空气通道气流的流向和流阻的影响，以减少气流阻力。可选地，沿门轴200的径向，阀片300固定设置在门轴200的一侧。

本实施例中所述节气门，包括门体100、门轴200和阀片300；通过门轴200的旋转轴线位于阀片300的边缘、门轴200与阀片300相对固定连接、且门轴200与门体100枢接，以使门轴200在转动时，阀片300随门轴200转动，以将阀片300扣合或者远离门体阀座部110，以关闭或开启空气通道；由于门轴200的旋转轴线位于阀片300的边缘，在阀片300打开到最大时，其门轴200和阀片300基本不会阻挡流经空气通道的气流，从而基本不会影响气流的流向和流阻，更加有助于发动机进气。

现有的门轴设置在阀片的中心，也即门轴设置在与门体阀座部对应的空气通道的中间；当阀片打开到最大时，其门轴和阀片位于与门体阀座部对应的空气通道的中间，该门轴和阀片对流经空气通道的气流的流向和流阻影响较大，从而间接的影响空气通道气流的流量。本实施例中所述节气门，对阀片和门轴结构进行重新设计，通过门轴200的旋转轴线位于阀片300的边缘以单边打开阀片300，优化气流通道，减小气流阻力，使门轴和阀片对气流产生的阻力更小或者基本不产生阻力，使得不同阀片开度的气流量更加连续平滑，从而使得发动机的运行更加平稳；尤其将本实施例所述节气门应用在节气门开度最大的工况工作时间较长的柴油发动机，以及节气门开度最大的工况工作时间也较长的增压汽油发动机，其节气门结构更加有利于进气。

目前，发动机主要分为柴油发动机和汽油发动机，但这两种发动机都是通过石油化石燃料燃烧推动活塞运动，最终将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，传递到车轮，驱动汽车前进；石油化石燃料燃烧就需要氧气，所以发动机主要的系统是进排气系统和供油系统。进排气系统包括为燃料提供氧气的进气系统和为燃烧后将废气排出的排气系统。进气系统是通过节气门控制进气量，而节气门通过其阀片的开度决定进气量。

例如，早期的节气门是机械式节气门，通过步进电机控制怠速进气量，通过拉线控制节气门阀片的开度大小，随着电气技术的发展，机械式节气门逐渐被电机控制的节气门替代，节气门的阀片开度通过直流电机控制阀片开度大小，直流电机又是ECU通过PWM信号控制。不论是机械式节气门还是电子节气门，阀片的开度决定进气量，所以阀片的类型很重要。目前主流的阀片是圆片，门轴设置在阀片的中心，通过门轴控制阀片开度大小，从而控制进气量，但是这种形式的阀片对气流的流向、流阻影响很大；基于这个缺点，本实施例提出新的节气门结构，以使气流更顺畅，气阻更小。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，阀片300的径向尺寸沿空气通道的进气方向逐渐减小；以使在阀片300未完全开启或者未完全关闭时，流经阀片300的气流更顺畅，气阻更小；还可以提高在阀片完全关闭时阀片300与门体阀座部110之间的密封性。本实施例的空气通道的进气方向与阀片300的轴向平行或者基本平行。

其中，图3所示的箭头方向为空气通道的进气方向。

本实施例的可选方案中，阀片300的外周边沿空气通道的进气方向为直线段、圆弧段或者台阶型，以使在阀片300未完全开启或者未完全关闭时，流经阀片300的气流更顺畅，气阻更小。

本实施例的可选方案中，沿阀片300的径向，阀片300的横截面呈圆形、椭圆形或者其他形状。

本实施例的可选方案中，阀片300呈圆台体形或者球台体形，以使在阀片300未完全开启或者未完全关闭时，流经阀片300的气流更顺畅，气阻更小。也即，阀片300呈圆台体形时，阀片300的外周边沿空气通道的进气方向为直线段，如图3所示；阀片300呈球台体形时，阀片300的外周边沿空气通道的进气方向为圆弧段。

本实施例的可选方案中，门体阀座部110的与阀片300配合的内周边，与阀片300的外周边形状相适应；以便于阀片300能够完全扣合在门体阀座部110上，以便完全关闭空气通道，以提高在阀片完全关闭时阀片300与门体阀座部110之间的密封性。

参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，所述节气门包括驱动装置400；驱动装置400与门体100连接；驱动装置400驱动连接门轴200，以驱使门轴200转动，进而驱使阀片300随门轴200转动，以将阀片300扣合或者远离门体阀座部110，以关闭或开启空气通道。

可选地，驱动装置400由ECU(全称Electronic Control Unit，中文名：电子控制单元)控制下工作，根据发动机的需要控制进气量，驱动装置工作时可根据控制策略进行标定使用。

可选地，驱动装置400为电机、气缸或者液压缸等。

可选地，所述节气门包括传动装置500；传动装置500与门体100连接；驱动装置400通过传动装置500驱动连接门轴200。通过传动装置500，以使节气门的结构更加紧凑，以便于驱动装置400将动力传递给门轴200。

可选地，传动装置500采用齿轮副传动、带传动或链传动。也就是说，驱动装置400可以通过齿轮副传动、带传动或链传动等方式驱动连接门轴200。可选地，驱动装置400可以通过齿轮副驱动连接门轴200。

本实施例的可选方案中，阀片300可以为一个整片，也可以由两个阀片部组成。

例如，参见图4所示，阀片300包括第一阀片部310和第二阀片部320；

门轴200包括相互平行的第一门轴部210和第二门轴部220；第一门轴部210和第二门轴部220分别与门体100枢接。

第一门轴部210与第一阀片部310相对固定连接，第二门轴部220与第二阀片部320相对固定连接；其中，第一门轴部210与第一阀片部310相对固定连接，可以为第一门轴部210与第一阀片部310直接固定连接，也可以为第一门轴部210与第一阀片部310通过连接件固定连接。可选地，第一门轴部210与第一阀片部310通过焊接、粘接或者螺钉等方式固定连接。第二门轴部220与第二阀片部320相对固定连接，可以为第二门轴部220与第二阀片部320直接固定连接，也可以为第二门轴部220与第二阀片部320通过连接件固定连接。可选地，第二门轴部220与第二阀片部320通过焊接、粘接或者螺钉等方式固定连接。

第一门轴部210的旋转轴线位于第一阀片部310远离第二阀片部320的边缘，且第二门轴部220的旋转轴线位于第二阀片部320远离第一阀片部310的边缘，以便通过对开的方式打开第一阀片部310和第二阀片部320。可选地，沿第一门轴部210的径向，第一门轴部210、第一阀片部310、第二阀片部320和第二门轴部220依次设置。

本实施例的可选方案中，驱动装置400通过驱动连接第一门轴部210和第二门轴部220，以驱使第一门轴部210和第二门轴部220转动，进而驱使第一阀片部310随第一门轴部210转动以及第二阀片部320随第二门轴部220转动，以关闭或者打开第一阀片部310和第二阀片部320，以关闭或开启空气通道。

可选地，驱动装置400的数量为一个或者两个。驱动装置400的数量为两个时，每个驱动装置400驱动连接一个门轴部。

可选地，一个驱动装置400通过传动装置500分别驱动连接第一门轴部210和第二门轴部220。例如，一个驱动装置400通过齿轮机构分别驱动连接第一门轴部210和第二门轴部220。

实施例二

实施例二提供了一种发动机，该实施例包括实施例一所述的节气门，实施例一所公开的节气门的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的节气门的技术特征不再重复描述。

本实施例提供的发动机包括节气门。该发动机可以为柴油发动机或汽油发动机，也可以为其他采用节气门的发动机。该发动机，通过节气门的门轴旋转轴线位于阀片的边缘、门轴与阀片相对固定连接、且门轴与门体枢接，以使门轴在转动时，阀片随门轴转动，以将阀片扣合或者远离门体阀座部，以关闭或开启空气通道；由于门轴的旋转轴线位于阀片的边缘，在阀片打开到最大时，其门轴和阀片基本不会阻挡流经空气通道的气流，从而基本不会影响气流的流向和流阻，更加有助于发动机进气。

本实施例中所述发动机具有实施例一所述节气门的优点，实施例一所公开的所述节气门的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种节气门，其特征在于，包括门体(100)、门轴(200)和阀片(300)；所述门体(100)包括门体阀座部(110)，所述门体(100)内设置有贯穿所述门体阀座部(110)的空气通道；所述阀片(300)扣合在所述门体阀座部(110)以开启或关闭所述空气通道；

所述门轴(200)与所述阀片(300)相对固定连接，且所述门轴(200)与所述门体(100)枢接；所述门轴(200)的旋转轴线位于所述阀片(300)的边缘。

2.根据权利要求1所述的节气门，其特征在于，所述阀片(300)的径向尺寸沿所述空气通道的进气方向逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的节气门，其特征在于，所述阀片(300)的外周边沿所述空气通道的进气方向为直线段、圆弧段或者台阶型。

4.根据权利要求3所述的节气门，其特征在于，所述阀片(300)呈圆台体形或者球台体形。

5.根据权利要求2所述的节气门，其特征在于，所述门体阀座部(110)的与所述阀片(300)配合的内周边，与所述阀片(300)的外周边形状相适应。

6.根据权利要求1所述的节气门，其特征在于，还包括驱动装置(400)和传动装置(500)；所述驱动装置(400)和所述传动装置(500)分别与所述门体(100)连接；

所述驱动装置(400)通过所述传动装置(500)驱动连接所述门轴(200)。

7.根据权利要求1所述的节气门，其特征在于，所述阀片(300)包括第一阀片部(310)和第二阀片部(320)；

所述门轴(200)包括相互平行的第一门轴部(210)和第二门轴部(220)；所述第一门轴部(210)和所述第二门轴部(220)分别与所述门体(100)枢接；

所述第一门轴部(210)与所述第一阀片部(310)相对固定连接，且所述第一门轴部(210)的旋转轴线位于所述第一阀片部(310)远离所述第二阀片部(320)的边缘；

所述第二门轴部(220)与所述第二阀片部(320)相对固定连接，且所述第二门轴部(220)的旋转轴线位于所述第二阀片部(320)远离所述第一阀片部(310)的边缘。

8.根据权利要求7所述的节气门，其特征在于，还包括驱动装置(400)和传动装置(500)；所述驱动装置(400)和所述传动装置(500)分别与所述门体(100)连接；

所述驱动装置(400)通过所述传动装置(500)分别驱动连接所述第一门轴部(210)和所述第二门轴部(220)。

9.根据权利要求6或8所述的节气门，其特征在于，所述传动装置(500)采用齿轮副传动、带传动或链传动。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的节气门。