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用于引擎的节气门驱动致动器

阅读：897发布：2021-02-27

IPRDB可以提供用于引擎的节气门驱动致动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于引擎的节气门驱动致动器，该节气门驱动致动器包括第一磁体和被安放成与第一磁体相邻的第二磁体，第一磁体包括北极和南极，第二磁体包括北极和南极。第二磁体的北极被安放成与第一磁体的南极相对以建立第一磁场，并且第二磁体的南极被安放成与第一磁体的北极相对以建立第二磁场。第二磁场的方向被定向成与第一磁场的方向相反。电枢被安放在第一磁体和第二磁体之间，电枢包括绕组。当绕组通电时电枢在第一磁体和第二磁体之间旋转，并且电枢使引擎的节气门体的阀旋转，以打开和关闭节气门体的空气通道。，下面是用于引擎的节气门驱动致动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于引擎的节气门驱动致动器，所述节气门驱动致动器包含：第一磁体，所述第一磁体包含北极和南极；

第二磁体，所述第二磁体被安放成与所述第一磁体相邻，所述第二磁体包含北极和南极，所述第二磁体的北极被安放成与所述第一磁体的南极相对以建立第一磁场，并且所述第二磁体的南极被安放成与所述第一磁体的北极相对以建立第二磁场，所述第二磁场的方向被定向成与所述第一磁场的方向相反；以及电枢，所述电枢被安放在所述第一磁体和所述第二磁体之间，所述电枢包括绕组，其中当所述绕组通电时所述电枢在所述第一磁体和所述第二磁体之间旋转，其中所述电枢使所述引擎的节气门体的阀旋转，以打开和关闭所述节气门体的空气通道。

2.根据权利要求1所述的节气门驱动致动器，其中，所述电枢的大部分被安放在所述第一磁场内，并且所述电枢的小部分被安放在所述第二磁场内。

3.根据权利要求1所述的节气门驱动致动器，还包含弹簧，所述弹簧与所述电枢连接，以在所述绕组断电时偏置所述电枢以关闭所述阀。

4.根据权利要求1所述的节气门驱动致动器，还包括壳体的第一半和壳体的第二半，所述壳体的第一半和所述壳体的第二半用来容纳所述第一磁体、所述第二磁体和所述电枢，其中所述壳体的第一半被紧固至所述节气门体。

5.根据权利要求1所述的节气门驱动致动器，其中，所述节气门驱动致动器的宽度小于所述节气门体的宽度的三分之一。

6.根据权利要求1所述的节气门驱动致动器，其中，所述第一磁体和所述第二磁体中至少一个包含至少两块。

7.一种引擎，所述引擎包含：

节气门体，所述节气门体与所述引擎连接，所述节气门体包括空气通道以向所述引擎提供空气；

节气门阀，所述节气门阀被安置在所述空气通道内以打开和关闭所述空气通道；

转轴，所述转轴与所述节气门阀连接；

能够旋转的电枢，所述能够旋转的电枢与所述转轴连接，以使所述节气门阀旋转，以打开和关闭所述空气通道；

第一磁体和第二磁体，所述第一磁体包括北极和南极，所述第二磁体包括北极和南极，所述第一磁体被安放成与所述第二磁体相邻并且相反，以提供第一磁场和第二磁场，所述能够旋转的电枢被安放在所述第一磁体和所述第二磁体之间；以及电子控制单元，所述电子控制单元用来发送信号以使所述能够旋转的电枢的绕组通电和断电，以控制所述能够旋转的电枢的旋转，从而使所述节气门阀旋转。

8.根据权利要求7所述的引擎，其中，所述电子控制单元基于接收到的引擎速度和节气门位置发送信号。

9.根据权利要求7所述的引擎，其中，所述能够旋转的电枢的大部分被安放在所述第一磁场内，并且所述电枢的小部分被安放在所述第二磁场内。

10.根据权利要求7所述的引擎，还包含弹簧，所述弹簧与所述电枢连接，以当所述电子控制单元使所述能够旋转的电枢断电时偏置所述电枢以关闭所述节气门阀。

11.根据权利要求7所述的引擎，还包括壳体的第一半和壳体的第二半，所述壳体的第一半和所述壳体的第二半用来容纳所述第一磁体、所述第二磁体和所述能够旋转的电枢，其中所述壳体的第一半被紧固至所述节气门体。

12.根据权利要求11所述的引擎，其中，当装配完成时，所述壳体的宽度小于所述节气门体的宽度的三分之一。

13.根据权利要求7所述的引擎，其中，所述第一磁体和所述第二磁体中至少一个包括至少两块。

14.一种用于引擎的节气门驱动致动器，所述节气门驱动致动器包含：能够旋转的电枢，所述能够旋转的电枢与转轴连接，以使节气门阀旋转，以打开和关闭节气门体的空气通道；

第一磁场，所述第一磁场被安放成与相反的第二磁场相邻，所述能够旋转的电枢被安放在所述第一磁场以及所述相反的第二磁场内；以及其中当所述能够旋转的电枢通电时，所述能够旋转的电枢移动所述转轴以使所述节气门阀旋转。

15.根据权利要求14所述的节气门驱动致动器，其中，所述能够旋转的电枢的大部分被安放在所述第一磁场内，并且所述电枢的小部分被安放在所述第二磁场内。

16.根据权利要求14所述的节气门驱动致动器，还包含弹簧，所述弹簧与所述能够旋转的电枢连接，以在所述能够旋转的电枢断电时偏置所述能够旋转的电枢以关闭所述阀。

17.根据权利要求14所述的节气门驱动致动器，还包含壳体的第一半和壳体的第二半，所述壳体的第一半和所述壳体的第二半用来容纳所述电枢和用于建立所述第一磁场和所述第二磁场的第一磁体和第二磁体，其中所述壳体的第一半被紧固至所述节气门体。

18.根据权利要求17所述的节气门驱动致动器，其中，当装配完成时，所述壳体的宽度小于所述节气门体的宽度的三分之一。

19.根据权利要求14所述的节气门驱动致动器，其中，电子控制单元控制对所述能够旋转的电枢的通电进行控制。

20.根据权利要求19所述的节气门驱动致动器，其中，所述电子控制单元基于引擎速度和节气门位置使所述能够旋转的电枢通电和断电。

说明书全文

用于引擎的节气门驱动致动器

技术领域

[0001] 本系统和方法涉及引擎，尤其涉及用于节气门体的节气门驱动致动器。

背景技术

[0002] 马达可以用来控制用在内燃引擎中的节气门阀的倾斜。马达能够响应于加速装置的操作和引擎的变化工况对节气门阀进行调节。

发明内容

[0003] 根据一个方面，用于引擎的节气门驱动致动器包括第一磁体和被安放成与第一磁体相邻的第二磁体，第一磁体包括北极和南极，第二磁体包括北极和南极。第二磁体的北极被安放成与第一磁体的南极相对，以建立第一磁场，并且第二磁体的南极被安放成与第一磁体的北极相对，以建立第二磁场。第二磁场的方向被定向成与第一磁场的方向相反。电枢被安放在第一磁体和第二磁体之间，电枢包括绕组。当绕组通电时，通过利用洛伦兹力，电枢在第一磁体和第二磁体之间旋转，并且电枢使引擎的节气门体的阀旋转，以打开和关闭节气门体的空气通道。

[0004] 在查阅下面的图和详细的描述之后，其它系统、方法、特征和优点将是显而易见的或将变得显而易见。所有这类另外的系统、方法、特征和优点意在被包括在本说明书之内并且通过所附权利要求保护。

附图说明

[0005] 结合下面的详细描述，参考所附附图，附图中不同图中相似标记指的是同一元件。

[0006] 图1是包括节气门体的示例的引擎的示意图。

[0007] 图2是与节气门体连接的示例的驱动致动器的分解图。

[0008] 图3是与节气门体装配在一起的驱动致动器的示意图。

[0009] 图4是磁体和磁体的示例安排的示意图。

[0010] 图5是用于控制阀的移动的示例的控制系统的框图。

具体实施方式

[0011] 虽然本公开可以有不同形式的实施例，但是在附图中示出了并且文中详细描述了一个或多个实施例，可以理解的是，本公开应被视为本公开的原理的范例，而不是旨在将本公开限制于如同示出的和文中描述的那些内容。因此，除非另有说明，文中公开的特征可以组合到一起以形成那些出于简洁目的而未另外示出的额外的组合。还将理解，在本公开的范围内，在一些实施例中，在附图中通过示例的方式示出的一个或多个元件可以被去除和/或用替代元件替换。

[0012] 图1是示例的引擎100的示意图，引擎100包括节气门体102，节气门体102用来控制进入引擎100的空气的量。引擎100可用于许多器具中,器具包括但不限于割草机、公共设施设备、娱乐设备、发电机、焊接机等。节气门驱动致动器104与节气门体102连接以使节气门体102的阀106旋转。阀106打开和关闭,以例如响应于加速装置的操作和引擎100的变化工况允许更多或更少的空气通过节气门体102。

[0013] 节气门驱动致动器104可控制阀106的倾斜。如同下面更详细地描述地,节气门驱动致动器104包括场磁体和电枢，场磁体具有至少一对N极和S极，电枢具有至少一组线圈，线圈被安置成与磁体呈面对面的面对关系。节气门驱动致动器104可以直接耦合至支撑节气门阀106的轴,致动器104被弹簧推向其中阀106关闭空气通道的位置。节气门驱动致动器104的线圈相对于磁体的N和S极安放,使得当线圈被激发时任何导体部分可以有效地起作用以产生转矩来使阀106旋转。

[0014] 图2是与节气门体102连接的示例的节气门驱动致动器104的分解图。节气门体102具有穿过其而形成的圆柱形的空气通道200。在空气通道200中，节气门阀106由转轴202支承。节气门阀106能够形成圆盘,圆盘关闭通道200或调节流过通道的空气。可以使用其它形状。转轴202垂直于空气通道的中心轴线延伸并且与节气门驱动致动器104连接。由轴202支承的节气门阀106被置于驱动致动器104的影响下，驱动致动器104采用这样的方式作用于轴202：节气门阀106可倾斜以打开和关闭空气通道200。在操作中,驱动致动器104凭借轴202驱动节气门阀106旋转(这在下面详细描述),通过这种方式调整阀的倾斜以调整空气通道200的开度，由此调整流过空气通道的空气的流动。

[0015] 转轴202在阀的圆盘的直径等分线处被固定至节气门阀106，从而轴202与阀106整体地旋转。轴202在其相对端处附接至节气门体104中的旋转电枢206的耦合器204或任何合适的轴承装置。电枢206被安放在相对的具有N1极和S1极的静止磁体208和具有N2极和S2极的静止磁体210之间，静止磁体210的方向与磁体208相反。例如,为了在它们之间建立磁场,磁体208的极N1与磁体210的磁极S2相对，并且磁体208的极S1与磁体210的极N2相对,如同下面更详细描述地。磁体208可以被安装在板214上并且磁体210可以被安装在板216上。在其它实施方案中,电枢206可以是静止的,并且磁体208和/或210可以移动。

[0016] 电枢206的线圈包括载流绕组，载流绕组由电线212供给，以感应出磁力，磁力与磁体208和210产生的磁场相互作用，以使电枢206移动，进而使轴202旋转，以使节气门阀106在打开位置和关闭位置之间移动。在其它实施方案中,电枢206可包括一个或多个磁体。电枢206、磁体208、磁体210等全都可以装在第一壳体部分222和相对的第二壳体部分224中，第一壳体部分222和第二壳体部分224用来形成驱动致动器104的壳体。使用诸如螺钉的紧固件226a、226b或其它紧固件将第一壳体部分222可移除地附接至节气门阀体102。采用这种方式，驱动致动器104可以是原始组件的部分和/或替换损坏的驱动致动器等等，原始组件带有对现有的节气门体102进行改造而来的节气门体102。

[0017] 图3是与节气门体102装配到一起的节气门驱动致动器104的示意图。当装配完成时，驱动器104包括薄断面，例如，小于节气门体102的宽度的约三分之一，同时提供足够的力来移动阀106。例如，用1mS(毫秒)的脉冲，可以在小于约0.7mS内实现约13.4in-lbs(英寸-磅)的峰值力。在一些实施方案中，驱动致动器104可使轴202在M方向上旋转通过大约至少75到80度的运动。磁体208和210大体上可以是弧形并且尺寸被设置以提供75至80度的运动。可以使用磁体的其它形状和运动范围度，例如多达180度的运动。

[0018] 磁体208和210可以由一块或多块构成。例如，磁体208和/或磁体210可以由两个磁体构成，使得南极S1和S2和北极N1和N2是单独的磁块。在其它实施方案中，电枢206可以用一个或多个磁体实施，而不是围绕铁芯的绕组实施。复位弹簧218将电枢206偏置到断电位置。弹簧固定夹220或其它紧固件固持弹簧218，使弹簧218能够提供力来将电枢206维持在确定位置，例如，以在没有电流被施加到电枢206时保持阀106关闭。替代地，在其它实施方案中，当断电时，弹簧218可以使阀106保持打开。

[0019] 图4是磁体208和210的示例安排的示意图。当装配完成时，板216的定向被翻转(在上下方向上)，使得磁体210的南极S2与磁体208的北极N1面对面地对齐，以在南极S2和北极N1之间建立磁场，并且磁体210的北极N2与磁体208的南极S1面对面地对齐，以在北极N2和南极S1之间建立磁场，该磁场的方向与由南极S2和北极N1建立的磁场相反。

[0020] 电枢206可旋转地安放在磁体208和磁体210之间。在断电状态下，电枢206的位置由复位弹簧218维持，使得电枢206的大部分P1安放在北极N1的上方并且电枢206的小部分P2安放在南极S1的上方。当电流流动时，洛仑兹力生成在电枢206的线圈绕组的两个径向段部P1和P2上的力。由于电磁场，洛仑兹力可以包括一个点电荷上的电力和磁力的组合。移动电枢206会使轴202移动，这进而使节气门阀106移动，以供应更多或更少的进入引擎100的空气。

[0021] 图5是用于控制阀106的移动的示例的控制系统500的框图。电子控制单元502接收表示引擎请求的和实际速度504的信号和表示节气门位置506的信号，以例如，通过电枢206控制阀106的希望位置。可以用一个或多个控制单元来实施电子控制单元502。电子控制单元502可以确定何时发送驱动信号到驱动电路508，驱动电路508将电流送到电枢206的绕组，以确定电枢206的移动。电枢206基于引擎速度504、节气门位置506等等驱动节气门阀106到希望的倾斜位置，例如，以让更多或更少的空气进入100发动机。

[0022] 当被置于弹簧218的影响下的阀106关闭空气通道200时，固定的小量的空气被许可通过通道200。电子控制单元502将驱动信号馈送到驱动电路508并且驱动电路508例如采用上面描述的方式给电枢206的线圈绕组供电以产生转矩。磁体208和210产生磁场，磁场引起电枢206旋转希望的量同时克服复位弹簧218的作用，以使节气门阀106转动，从而使空气通道200相应打开。当希望关闭空气通道200时，电子控制电路502发送信号以使电枢线圈断电。因此，节气门阀106被复位弹簧218倾斜，回到其初始节流位置。

[0023] 在一些实施方案中，可以使用倾斜检测器，例如，电位计、转速表传感器、编码器、或任何其它合适装置，倾斜检测器适合产生表示那时安放的节气门阀106的倾斜度或空气通道200的当前开度的信号并将该信号传输给电子控制电路502。

[0024] 尽管在附图中示出并且关于附图描述了特定的实施例，但是，应想到，本领域技术人员可以想出多种修改，而不背离所附权利要求的精神和范围。因此，将理解的是，本公开和所附权利要求的范围不限于附图中示出的并且关于附图讨论的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在被包括在本公开和所附附图的范围内。而且，尽管前面的描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的情况下描述了示例的实施例，应理解的是，在不背离本公开和所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可以由替代实施例提供。

[0025] 得益于在前面的描述和相关附图中所呈现的教导，本领域技术人员将想到许多修改和文中阐述的其它实施例。尽管文中采用了具体术语，但是它们的使用只在一般描述意义上，而不是出于限制目的。

标题	发布/更新时间	阅读量
节气门体-专利编号CN100368668C	2020-05-11	978
节气门体-专利编号CN104912671A	2020-05-12	896
节气门体-专利编号CN1761808A	2020-05-12	1036
节气门阀体垫圈-专利编号CN103851190A	2020-05-13	98
垫圈和节气门体-专利编号CN103649606A	2020-05-13	948
节气门体-专利编号CN104514638A	2020-05-11	75
节气门体-专利编号CN104514638B	2020-05-11	691
节气门体-专利编号CN103256123A	2020-05-12	1041
电子节气门体-专利编号CN102392742A	2020-05-13	502
节气门体-专利编号CN103256123B	2020-05-11	344

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