电子节气门和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及一种电子节气门，以及涉及一种包括这种电子节气门的车辆。


背景技术：

2.电子节气门用于调节车辆发动机的进气量，电子节气门的控制效果直接影响燃料的燃烧性能、车辆的动力性能和舒适性。因此，电子节气门是车辆的重要部件。
3.在现有的一些车辆中，电子节气门直接面对涡轮增压器，由涡轮增压器输出的气体在未经冷却的情况下直接输送至电子节气门。在这种情形下，进入电子节气门的气体的温度非常高。在另外一些具有紧凑型发动机的车辆中，发动机中的高温热源件，例如发动机排气侧的汽油颗粒过滤器(gpf， gasoline particulate filter)，邻近电子节气门设置。由于附近高温热源件的热辐射，电子节气门的环境温度非常高。
4.目前，常用的电子节气门没有专门的冷却系统。为避免电子节气门中对温度较敏感的电气部件(例如传感器等)受到较高的环境温度和进气温度的影响，电子节气门通常采用导热性较差的塑料盖板来安装电气部件。通常将诸如传感器的电气部件安装在塑料盖板上并将引线直接预埋在塑料盖板内。然而，塑料盖板所能耐受的长期最高温度为140
°
，这导致电子节气门所能耐受的长期环境温度不能超过140
°
。此外，电子节气门的阀板在高温下会膨胀，因此容易卡滞，这会严重影响车辆的性能，甚至可能造成严重的事故。
5.在另一些电子节气门中，电子节气门上设置有冷却系统，以对电子节气门的阀轴的导向轴承进行冷却，以避免电子节气门受到高温进气的影响。但是，这些电子节气门没有考虑环境温度的影响，也没有解决阀板可能卡滞的问题。
6.通常，上述电子节气门能够耐受的长期环境温度最高为140
°
。然而，随着对紧凑型发动机和更高进气量的不断追求，电子节气门的环境温度和进气温度不断升高，由高温引起的阀板卡滞风险也不断升高。显然，能够耐受上述温度的电子节气门已经不能满足要求。
7.因此，提供一种能够耐受更高环境温度和进气温度且能够避免阀板卡滞的电子节气门已经成为本领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.因此，本实用新型的目的在于提供一种具有电子节气门以及包含该电子节气门的车辆，该电子节气门不仅能够耐受更高的环境温度和进气温度、具有更长的使用寿命，而且避免了阀板卡滞的风险。
9.本实用新型涉及一种电子节气门，所述电子节气门包括：
10.金属主体，其内设置有气体通道；
11.设置于所述金属主体内的：
12.电机；
13.齿轮组件，能够在所述电机的驱动下转动；
14.阀轴，能够在所述齿轮组件的驱动下转动；
15.阀板，设置于所述阀轴上且能够在打开位置和关闭位置之间转动；
16.盖件，具有金属导热部，安装至所述金属主体上且与所述金属主体形成密闭腔室，电气组件设置于所述密闭腔室内，
17.其中，所述电子节气门上与所述盖件对应的位置处设置有冷却管道，用于至少对所述盖件进行冷却。
18.根据本实用新型的一个实施例，所述冷却管道设置于所述金属主体上，所述盖件由金属制成且具有与所述金属主体接触的热传导面。
19.根据本实用新型的一个实施例，所述盖件由铝合金制成。
20.根据本实用新型的一个实施例，所述电子节气门还包括设置于所述金属主体内且支撑所述阀轴的轴承。
21.根据本实用新型的一个实施例，所述冷却管道设置于与所述电机、齿轮组件以及轴承中的至少两个对应的位置处。
22.根据本实用新型的一个实施例，所述冷却管道具有z形形状或l形形状。
23.根据本实用新型的一个实施例，所述盖件包括安装于其内表面上的塑料框架，所述电气组件安装于所述塑料框架上。
24.根据本实用新型的一个实施例，所述盖件还设置有塑料转接头，所述塑料转接头具有用于外部接插件的接口。
25.根据本实用新型的一个实施例，所述塑料转接头连接至所述塑料框架。
26.根据本实用新型的一个实施例，所述塑料转接头具有位于所述密闭腔室内的接触件，以及所述外部接插件的线束延伸至所述密闭腔室内并与所述接触件连接。
27.根据本实用新型的一个实施例，所述线束穿过所述塑料转接头的安装孔延伸至所述密闭腔室内。
28.根据本实用新型的一个实施例，所述安装孔中设置有密封环。
29.根据本实用新型的一个实施例，所述接口中填充有密封树脂。
30.根据本实用新型的一个实施例，所述阀板由具有比所述金属主体低的热膨胀系数的材料制成。
31.根据本实用新型的一个实施例，所述阀板由不锈钢制成。
32.根据本实用新型的一个实施例，所述盖件包括塑料主体，所述金属导热部设置于所述塑料主体上。
33.根据本实用新型的一个实施例，所述冷却管道与所述金属导热部热连通。
34.根据本实用新型的一个实施例，所述金属导热部为金属片且设置于所述塑料主体的外表面上。
35.根据本实用新型的一个实施例，所述金属导热部覆盖所述塑料主体的整个外表面。
36.根据本实用新型的一个实施例，所述金属导热部覆盖对应于所述电气组件的区域。
37.本实用新型进一步涉及一种车辆，该车辆包括如前所述的电子节气门。
附图说明
38.从下面结合附图详细描述的本实用新型的优选实施方式中，本实用新型的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中：
39.图1是根据本实用新型的一个实施例的用于车辆的电子节气门的不同方向的整体示意图；
40.图2示意性地显示了根据本实用新型的一个实施例的电子节气门的冷却管道，其中左侧示图显示了冷却管道的外部示意图，右侧示图显示了冷却管道的截面图；
41.图3是根据本实用新型的另一个实施例的电子节气门的高度示意性示图，其中虚线高度示意性地显示了冷却管道；
42.图4是根据本实用新型的一个实施例的电子节气门的盖件的局部示意图，其显示了盖件的内部；
43.图5是根据本实用新型的一个实施例的电子节气门的盖件的整体示意图，其中右侧示图为左侧示图中圆圈部分的放大示意图，显示了盖件的塑料转接头和外部接插件；
44.图6是根据本实用新型的另一个实施例的电子节气门的盖件的塑料转接头的局部示意图；
45.图7示意性显示了根据本实用新型的一个实施例的电子节气门的阀板和气体通道，其中右侧示图为左侧示图的a
‑
a剖视图；
46.图8是根据本实用新型的另一个实施例的电子节气门的盖件的示意图，其中显示了盖件的金属导热部和冷却管道；以及
47.图9是根据本实用新型的又一个实施例的电子节气门的高度示意性示图。
具体实施方式
48.为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
49.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”、“包含”或者“具有”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“连通”等类似的词语并非限定于附图中所示的物理的或者机械的连接或连通，而是可以包括与其等效的连接或连通，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
50.图1示出的本实用新型的一个实施例的电子节气门100可以用于车辆中，例如机动
车辆或混合动力车辆。如图1所示，电子节气门100包括金属主体1，设置于金属主体1内的电机2、齿轮组件3、阀轴4和阀板5，以及盖件6。金属主体1内设置有供气体流通的气体通道20，并且可以由铝合金制成。齿轮组件3可以在电机的驱动下转动。阀轴4可以在齿轮组件的驱动下转动。阀板5设置在阀轴4上且可以在打开位置和关闭位置之间转动，从而可以控制气体通道20的气体横截面，以控制流入发动机内的气体流量。本文中的“打开位置”指的是阀板5转动到使进气量最大的位置，且“关闭位置”指的是阀板5转动到使进气量最小的位置，并不涉及阀板完全关闭气体通道的情形。另外，由于电机2、齿轮组件3和阀轴4设置于金属主体1 内部，图1中并未示出它们，它们的大致位置如图2中的右侧示意图以及图 7的右侧示意图所示。参见图2，电子节气门100还包括设置于金属主体1 内且支撑阀轴4的轴承12。
51.参见图1、图2和图4，盖件6安装至金属主体1上且与金属主体1形成密闭腔室7，电子节气门100的电气组件8设置于所述密闭腔室7内。所述电气组件8可以为对温度较为敏感的部件，例如传感器等。例如，盖件6 整体由金属制成，例如由铝合金制成，因此可以工作于高温环境中。也就是说，盖件6整体可以作为一金属导热部。此外，盖件6具有与金属主体1接触的热传导面9，在图4中，热传导面9为盖件6的壁的端面。在其他示例中，热传导面9可以位于盖件6的壁上。再次参见图1，金属盖件6通过多个卡夹10连接至金属主体1，但是，本实用新型不对盖件和金属主体的连接方式进行限制。
52.再次参见图2，电子节气门100上与盖件6对应的位置处设置有冷却管道11，用于至少对盖件6进行冷却。所述冷却管道11设置于金属主体1上。本文中的“与盖件对应的位置”既可以解释为在空间上与盖件对应，例如邻近或接触，也可以解释为在该位置处可以对盖件进行冷却，不管是直接地还是间接地。
53.冷却管道11还设置于与电机2、齿轮组件3以及轴承12中的至少两个对应的位置处，也就是说，冷却管道11设置于电机2、齿轮组件3以及轴承 12中的至少两个的附近，因此可以对相应的至少两个进行冷却。
54.例如，如图2右侧示意图所示，冷却管道11具有z形形状，即设置于与电机2、齿轮组件3以及轴承12对应的位置处(即，与这三者邻近)，从而可以对电机2、齿轮组件3以及轴承12三者进行有效冷却。图2中的箭头示出了冷却管道11中冷却流体的流动方向。冷却流体从图2中的左侧开始依次流经电机2、齿轮组件3以及轴承12三者。如图2中左侧示意图所示，冷却管道11通过水管头13连接至车辆中的冷却流体供应系统。另外，冷却管道11具有堵头14。在一些示例中，冷却管道11与金属主体1一体成型。通过水管头13和堵头14来构建z形冷却管道11。
55.图3左侧的示意图示出了另一实施例的前视图，右侧的示意图示出了另一实施例的俯视图。如图3所示，由虚线所示的冷却管道11具有l形形状，因此这种冷却管道11可以对电机、齿轮组件以及轴承中的至少两个进行有效冷却。当然，冷却管道11也可以具有其他形状，只要其可以对电机、齿轮组件以及轴承中的至少两个进行冷却即可。
56.由于盖件6采用金属制成，为避免影响密闭腔室7中的电气组件8，盖件6包括安装于其内表面上的塑料框架15，电气组件8安装于塑料框架15 上，如图4所示。塑料框架15例如通过螺丝18固定在金属盖件6上，可以在金属盖件6与电气组件8之间形成良好的热隔离，且能够确保稳定性。与电气组件8相关的引线16、与电机2相关的电机接插端子17集成在塑料框架15上。例如，引线16和电机接插端子17等可以通过焊接固定于塑料框架15上。
57.通过上述构造，由于金属制成的盖件的较高导热系数，盖件与金属主体之间可以形成快速的热传导，因此，电子节气门所处环境所带来的热以及进气所带来的热可以通过冷却管道得到有效消散，特别是对电子节气门中的电气组件的影响较小。通过采用上述形状的冷却管道，电子节气门的几乎全部部件均得到有效的冷却，实现了最大化的冷却效果。因此，本实用新型的电子节气门可以耐受更高的环境温度和进气温度。本实用新型的电子节气门可以工作于极端的高温环境中，例如可以耐受高达200度的环境温度和在车辆发动机全负荷运转的情况下高达210度的进气温度。
58.考虑到本实用新型的电子节气门由于其特殊设计可以工作在极端高温环境中，而常规的外部接插件一般只能工作在较低的环境温度中，盖件6还设置有塑料转接头21，所述塑料转接头21具有用于外部接插件26的接口 25，如图5所示。以这种方式，外部接插件可以远离电子节气门而不受电子节气门所处高温环境的影响，因此无需特殊的设计，采用市场上的常见形式即可。
59.在一些示例中，塑料转接头21可以连接至塑料框架15，如图4和图5 所示。在另外一些示例中，塑料转接头21可以与塑料框架15分离，通过额外的引线进行塑料转接头21至塑料框架15上安装的电气组件8的连接。另外，如图5所示，塑料转接头21通过螺丝23固定于盖件6的外壁上。如图 4所示，塑料转接头21具有位于密闭腔室7内的接触件19，例如金属端子。如图5所示，外部接插件26的线束22延伸至密闭腔室7内并与接触件19 连接。例如，线束22穿过塑料转接头21的安装孔27延伸至密闭腔室7内。安装孔27的数目取决于具体应用，本实用新型对其不作限制。为了实现密闭腔室7的良好密封，各安装孔27中均设置有密封环24。密封环24例如由橡胶制成。在将外部接插件26的线束22与接触件19焊接后，将它们整体装配到塑料转接头21的安装孔27内。然后，将接触件19焊接至塑料框架 15上，例如焊接至塑料框架15上的引线16上。之后，将密封环24安装在安装孔27内来实现密封。
60.在另一些示例中，如图6所示，接口25中填充有密封树脂。例如，通过灌胶的方式来填充接口25。在这种示例中，塑料框架15上还设置有引线接触件28，其从密闭腔室7内的引线16延伸到接口25中。外部接插件26 的线束22被焊接至引线接触件28。通过在接口25中填充树脂来实现可靠的密封性。
61.由于金属制成的盖件6与金属主体1之间的较快的热传导，电子节气门的盖件上所采用的密封部件也可以得到有效冷却，因此可以在较高的环境温度和进气温度下工作。
62.如图7所示，位于电子节气门100的气体通道20中的阀板5由具有比金属主体1低的热膨胀系数的材料制成。例如，阀板5由不锈钢制成。通过采用低热膨胀材料，当在极端温度下工作时，阀板5由于较低的热膨胀而与气体通道20的壁之间形成间隙29，因此可以避免阀板的卡滞。
63.在如图8所示的本实用新型的另一实施例中，盖件6包括塑料主体30，盖件6的金属导热部31设置于塑料主体30上。例如，金属导热部31为金属片且设置于塑料主体30的外表面上。例如，金属导热部31由铝合金片制成。如图8所示，金属导热部31覆盖塑料主体30的整个外表面。冷却管道 11与金属导热部31热连通，例如在金属导热部31的侧边缘处与其接触。图 8中的冷却管道11还延伸至金属主体1中，例如设置为对电机、齿轮组件、轴承进行冷却。冷却流体由图8中箭头所指的方向进入冷却管道11中，在对盖件6进行冷却之后流入金属主体1中，以进一步对金属主体1进行冷却。在其他示例中，冷却管道11也可以位于金属导
热部31的顶部表面上。
64.图9左侧的示意图示出了又一实施例的前视图，右侧的示意图示出了又一实施例的俯视图。在图9中，金属导热部31仅覆盖对应于电气组件8的区域。冷却管道11可以具有u形形状，且位于金属导热部31的顶部表面上。
65.通过这种结构，电子节气门的金属主体内的各个部件可以不受所处环境带来的热以及进气所带来的热的影响，并且由盖件与金属主体所形成的密闭腔室中的对温度敏感的电气组件也不会受到高温的影响。因此，本实用新型的电子节气门可以耐受更高的环境温度和进气温度。本实用新型的电子节气门可以工作于极端的高温环境中，例如可以耐受高达200度的环境温度和在车辆发动机全负荷运转的情况下高达210度的进气温度。
66.此外，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据实用新型目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本实用新型之目的为准。