一种汽车排气系统控制阀用电动执行器的制作方法

1.本发明涉及执行器技术领域，特别涉及一种汽车排气系统控制阀用电动执行器。


背景技术：

2.执行器是汽车配件中常用的控制设备，是汽车发动机排气系统中用于控制阀体开合状态的控制器，通过与汽车排气阀体连接，可以对阀体流量进行控制调节，来确保汽车电池包冷却系统的冷却液流动以及汽车发动机的气体流动。
3.现有的电动执行器一般与阀体连接后，通过阀体的排气管是处于关闭状态的，因此，只需通过控制器控制阀体的开合启闭程度，即可实现阀体的启闭以及流量调节；但该执行器在使用过程中因意外断电或出现损坏时，内部的齿轮组会卡在该状态下，与执行器连接的控制阀就不能进行流量调节，无法确保汽车发动机排气系统持续工作时阀体拥有足够的排气流量进行气体排放，易造成气体无法充分排放的现象，影响汽车排气系统的正常使用。
4.现提供一种汽车排气系统控制阀用电动执行器，通过设置与齿轮组连接的扭簧，并使执行器初始状态的阀体处于开启状态，进而使执行器意外断电或损坏时，可以通过扭簧自身的回弹带动齿轮组以及驱动轴复位，确保汽车排气系统的阀体阀盖回转到开启状态，保证汽车排气系统拥有足够的排气流量，可以正常使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种汽车排气系统控制阀用电动执行器，以解决上述背景技术中提到的问题。
6.为了达成上述目的，本发明的解决方案为：一种汽车排气系统控制阀用电动执行器，包括内部设有收纳空间的壳体、设置在收纳空间中的电机和设置在收纳空间中与电机连接的齿轮组；所述壳体内部还包括用于控制电机自动启闭旋转的pcb板、与齿轮组连接的驱动轴以及用于驱动齿轮组回转复位的扭簧；所述驱动轴设置在齿轮组的输出端处，所述pcb板设置在齿轮组上方，所述扭簧套设在驱动轴外侧的齿轮组转动轴处。
7.进一步地，所述壳体包括盖体和机壳；所述盖体和机壳紧密贴合并在机壳内部形成收纳空间；所述盖体和机壳的连接处通过激光焊接的方式密封连接。
8.更进一步地，所述收纳空间设有用于限制电机和齿轮组位移的定位部。
9.进一步地，所述机壳的外表面设有凸出的接线部；所述接线部设为中空结构，且接线部的中空腔与收纳空间之间设有导电通孔。
10.更进一步地，所述机壳上还设有透气孔，所述透气孔中设有呼吸膜，用于平衡执行器内外空气压力值。
11.进一步地，所述收纳空间中设有用于限制电机移动的固定部。
12.进一步地，所述齿轮组包括依次啮合的齿轮一、齿轮二和齿轮三；所述齿轮一套设在电机的输出轴上；所述齿轮二通过转轴设置在收纳空间中；所述齿轮三套设在驱动轴的
外侧，通过齿轮三转动带动驱动轴旋转；所述扭簧设置在齿轮三下方的机壳中，且扭簧的其中一支脚与齿轮三连接，另一支脚与机壳连接。
13.更进一步地，所述齿轮三为扇形齿轮，所述齿轮三上设有低于齿轮厚度的卡接部，所述卡接部上设有用于容纳扭簧支脚的凹槽。
14.进一步地，所述机壳内部设有凹陷部，所述凹陷部包括相互连通的主凹陷槽和副凹陷槽；所述主凹陷槽用于容纳齿轮三，副凹陷槽用于容纳齿轮二；所述主凹陷槽内侧设有其底边齐平的环状凸起，环状凸起主凹陷槽同心设置，且环状凸起内侧形成用于限制驱动轴位移的开口部，所述驱动轴一端穿过开口部延伸至壳体外侧；所述主凹陷槽与环状凸起之间还设有用于容纳扭簧的限位槽，所述限位槽处还设有用于容纳扭簧支脚的延伸槽。
15.更进一步地，所述驱动轴外侧的开口部中设有轴承一和轴承二；所述轴承一位于齿轮三和轴承二之间。
16.本发明对照现有技术的有益效果是：
17.(1)本发明通过设置与齿轮组连接的扭簧，并使执行器初始状态的阀体处于开启状态，以便执行器意外断电或损坏时，可以通过扭簧自身的回弹带动齿轮组以及驱动轴复位，确保电动执行器意外断电或损坏时会带动阀体的阀盖回转到初始位置，从而确保汽车阀体处于开合状态，保证汽车排气系统的正常使用；
18.(2)本发明通过采用盖体和机壳构成壳体，并通过激光焊接的方式连接机壳和盖体的接缝，可以提高壳体的密封效果，确保电动执行器具有良好的防尘、防水性；而采用的呼吸膜不仅可以通过自身的透气性，确保执行器内外空气压力值平衡，避免内部元件过压损坏，还能阻挡外部环境的灰尘、水汽进入执行器内部，进一步确保了执行器的防尘、防水性能。
19.(3)本发明通过采用磁铁块，并在磁铁块对应的pcb板上设置感应芯片，使感应芯片与磁铁块组合后可以形成传感器结构，以便通过该传感器结构感应驱动轴和齿轮三的旋转角度，使得执行器可以通过pcb板控制驱动轴和齿轮三的实际旋转角度，满足执行器对阀体阀盖的开合角度的智能控制，确保汽车排气系统的排气流量。
附图说明
20.图1为本发明的立体结构示意图；
21.图2为本发明的分解图；
22.图3为本发明盖体的立体结构示意图
23.图4为本发明的剖面结构示意图；
24.图5为本发明的机壳内部电机与齿轮组装配结构示意图；
25.图6为本发明机壳的内部结构示意图；
26.图7为本发明机壳的立体结构示意图；
27.图8为本发明驱动轴与齿轮三的装配结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.盖体1、限位板11、弧形槽一12、固定座一13、导向部14、凸环二15、定位座16；
30.机壳2、透气孔21、安装部22、接线部23、开口部24、凹陷部25、主凹陷槽251、凸块252、限位槽253、延伸槽254、副凹陷槽255；装配件26、装配槽261、固定柱262、弧形槽二27、
固定槽28、固定座二29；
31.驱动轴3、轴承一31、轴承二32；
32.pcb板4、导电触角41、接线触角42、感应芯片43、磁铁块44；
33.电机5；
34.齿轮组6、齿轮一61、齿轮二62、齿轮三63、卡接部631、凹槽632；
35.固定件7、固定环71、限位弹片72；
36.扭簧8；
37.呼吸膜9。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.实施例一：
40.如图1
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图8所示，一种汽车排气系统控制阀用电动执行器，包括内部设有收纳空间的壳体、设置在收纳空间中的电机5和设置在收纳空间中与电机5连接的齿轮组6；所述壳体内部还包括用于控制电机5自动启闭旋转的pcb板4、与齿轮组6连接的驱动轴3以及用于驱动齿轮组6回转复位的扭簧8；所述驱动轴3设置在齿轮组6的输出端处，所述pcb板4设置在齿轮组6上方，所述扭簧8套设在驱动轴3外侧的齿轮组6转动轴处；其中，pcb板4通过有线或无线连接的方式与汽车ecu连接，汽车排气阀体的阀杆与执行器的驱动轴3连接；所述电动执行器与汽车排气阀体连接后，阀体的阀杆与驱动轴3连接，且执行器未工作状态下，汽车排气阀体处于开启状态，即确保汽车可以正常排气；当pcb板4接收到控制信号后，控制电机5工作，电机5会带动齿轮组6转动并联动驱动轴3旋转，此时阀体的阀杆随之旋转，以便汽车阀体可以通过旋转的阀杆调节阀盖的开合程度，实现阀体的流量调节以及阀体关闭的操作；齿轮组6在转动过程中会不断压缩扭簧8，若电机5正常停止转动，电机5会限制齿轮组6回转，所以扭簧8不会发生变化；而当电动执行器意外断电或损坏时，电机5对齿轮组6的限制消失，齿轮组6会在扭簧8的回弹力作用下复位，确保电动执行器会带动驱动轴3回转，使阀体的阀盖回转到初始位置，从而确保汽车阀体处于开合状态，确保汽车排气系统的正常使用；
41.请参阅图1、图2、图4，本实施例中，所述壳体包括盖体1和机壳2；所述盖体1和机壳2紧密贴合并在机壳2内部形成收纳空间；所述盖体1和机壳2的连接处通过激光焊接的方式密封连接；其中，机壳2的开口端向内凹陷形成一圈凸环一，盖体1的外边缘设有一圈凸环二15，凸环一与凸环二15形状相匹配，使盖体1和机壳2紧密贴合后，凸环一与凸环二15相互抵触卡合，盖体1和机壳2的贴合处形成台阶状密封部，且该密封部经过激光焊接后，接缝消失，有效提升了盖体1和机壳2连接处的密封性，避免环境灰尘、水汽经盖体1和机壳2的装配缝隙进入收纳空间内部，进一步提高了壳体的密封效果；
42.本实施例中，所述机壳2上还设有安装部22，安装部22处均设有安装孔，安装孔内均设有衬套，使机壳2可以通过安装部22与其它部件稳定装配；
43.请参阅图3、图5
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图7，本实施例中，所述收纳空间设有用于限制电机5和齿轮组6位
移的定位部；其中，定位部包括用于限制电机5位移的限位件一和用于限制齿轮组6位移的限位件二；所述限位件一包括设置在盖体1中的弧形槽一12、设置在弧形槽一12两端的限位板11以及设置在机壳2中的弧形槽二27；所述弧形槽一12、弧形槽二27与电机5的外部形状相适配，使盖体1和机壳2贴合后，弧形槽一12与弧形槽二27相互对接并形成一个类似圆筒状的弧形腔，用于容纳电机5；本实施例中，所述机壳2中还设有固定件7，所述固定件7包括固定环71和限位弹片72；所述固定环71两侧设有固定孔，通过与固定螺栓配合后可以将电机5锁固在弧形槽二27内部；而限位弹片72可以将电机5弹性抵压在弧形槽二27中，配合两端的限位板11，能有效限制电机5的上下、左右以及前后位移；所述限位件二包括设置在盖体1中的固定座一13、定位座16以及设置在机壳2内部的固定座二29，用于限制齿轮组6的上下位移，确保齿轮组6的稳定旋转；本实施例中，所述弧形槽二27一端设有用于容纳限位弹片72的装配槽261以及用于固定环71配合使用的固定螺栓锁固的固定柱262，使装配槽261和固定柱262在机壳2内部形成固定件7的辅助装配件26；
44.本实施例中，所述盖体1上还设有导向部14，用于盖体1与机壳2装配时的定位；
45.请参阅图1
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图2、图4
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图7，本实施例中，所述机壳2的外表面设有凸出的接线部23；所述接线部23设为中空结构，且接线部23的中空腔与收纳空间之间设有导电通孔；其中，pcb板4和电机5之间设有导电结构，导电结构包括与pcb板4连接的接线触角42以及与电机5连接的导电触角41；所述接线触角42呈“l”型结构，导电触角41呈“u”字型结构，所述接线触角42的一端穿过导电通孔延伸至接线部23的中空腔中，导电触角41的一端pcb板4连接，另一端与电机5的导电电极连接，使电动执行器在与外接电路连接时，可以通过接线触角42接通pcb板4的工作电源，使pcb板4接收到控制信号后，控制电机5通电旋转工作；本实施例中，所述机壳2内部还设有用于固定导电触角41的固定槽28，确保电机5的导电电极能与导电触角41稳定连接；
46.请参阅图1、图4、图6、图7，本实施例中，所述机壳2上还设有透气孔21，所述透气孔21中设有呼吸膜9，用于平衡执行器内外空气压力值；本实施例中，所述呼吸膜9为透气阻水膜，使其在确保执行器内外空气压力值的同时，阻挡外部环境的灰尘、水汽进入执行器内部，确保了执行器的防尘、防水性能；
47.请参阅图2、图4、图5，本实施例中，所述齿轮组6包括依次啮合的齿轮一61、齿轮二62和齿轮三63；所述齿轮一61套设在电机5的输出轴上；所述齿轮二62通过转轴设置在收纳空间中；所述齿轮三63套设在驱动轴3的外侧，通过齿轮三63转动带动驱动轴3旋转；所述扭簧8设置在齿轮三63下方的机壳2中，且扭簧8的其中一支脚与齿轮三63连接，另一支脚与机壳2连接；其中，所述齿轮二62为“t”型齿轮，所述齿轮二62的上段齿环直径较大，下段齿环直径较小；当齿轮一61、齿轮二62、齿轮三63依次装配时，齿轮一61与齿轮二62的上段齿环相互啮合，齿轮二62的下段齿环与齿轮三63相互啮合，这样装配后，既可以保证齿轮组6的传动比，又能缩小齿轮组6整体占用空间，进而优化电动执行器的整体尺寸，缩小电动执行器的体积，利于电动执行器的装配使用；而扭簧8的两支脚分别与齿轮三63以及机壳2连接，使齿轮组6在旋转过程中，齿轮三63处的扭簧8支脚移动，机壳2处的扭簧8支脚卡死，进而带动扭簧8发生形变，使扭簧8产生扭矩，确保电动执行器意外断电或损坏时，扭簧8具有足够的力量(回弹力)推动齿轮组6回转复位；
48.请参阅图2、图5、图8，本实施例中，所述齿轮三63为扇形齿轮，所述齿轮三63上设
有低于齿轮厚度的卡接部631，所述卡接部631上设有用于容纳扭簧8支脚的凹槽632；其中，扭簧8与齿轮三63连接时，可以使扭簧8的支脚卡入卡接部631的凹槽632中，齿轮三63在旋转时可以通过卡接部631推动扭簧8的支脚同步旋转移动，进而带动扭簧8发生形变，确保扭簧8作为复位件使用时拥有足够的回弹力可以带动齿轮三63回转复位；
49.请参阅图5
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图7，本实施例中，所述机壳2内部设有凹陷部25，所述凹陷部25包括相互连通的主凹陷槽251和副凹陷槽255；所述主凹陷槽251用于容纳齿轮三63，副凹陷槽255用于容纳齿轮二62；所述主凹陷槽251内侧设有其底边齐平的环状凸起，环状凸起主凹陷槽251同心设置，且环状凸起内侧形成用于容纳驱动轴3的开口部24，所述驱动轴3一端穿过开口部24延伸至壳体外侧；所述主凹陷槽251与环状凸起之间还设有用于容纳扭簧8的限位槽253，所述限位槽253处还设有用于容纳扭簧8支脚的延伸槽254；其中，凹陷部25可以优化机壳2结构，使齿轮二62、齿轮三63均可以在凹陷部25中稳定装配、连接，同时环状凸起可以有效支撑齿轮三63，限位槽253可以用于容纳扭簧8，延伸槽254可以限制扭簧8的支脚位移，确保齿轮三63推动扭簧8转动时，扭簧8另一端产生一定的阻力，进而使扭簧8可以受力变形；而通过开口部24延伸至壳体外部的驱动轴3，可以便捷地与汽车阀体阀杆连接，进而带动汽车阀杆旋转，对阀体的工作状态进行控制；
50.本实施例中，所述主凹陷槽251中设有凸块252，当扭簧8的其中一支脚卡入齿轮三63卡接部631的凹槽632中后，齿轮三63在扭簧8的作用下，未与扭簧8接触的卡接部631与凸块252抵触，使凸块252可以限制齿轮三63的转动角度，确保齿轮三63在扭簧8作用下复位时可以通过凸块252进行阻挡限位，使齿轮组6回到初始状态；
51.请参阅图4、图8，本实施例中，所述驱动轴3外侧的开口部24中设有轴承一31和轴承二32；所述轴承一31位于齿轮三63和轴承二32之间；其中，轴承一31可以采用滚针轴承，轴承二32可以采用含油轴承，使驱动轴3设置在机壳2的开口部24中时，可以保持自身的稳定、灵活转动；
52.本实施例中，所述驱动轴3上方的齿轮三63中央还设有磁铁块44，所述磁铁块44正对的pcb板4上设有感应芯片43，使感应芯片43与磁铁块44组合后可以形成传感器结构，感应驱动轴3和齿轮三63的旋转角度，以便驱动轴3和齿轮三63旋转到设定角度后pcb板4控制电机5停止转动，进而使得执行器可以通过pcb板4控制驱动轴3和齿轮三63的实际使用角度，满足执行器对阀体阀盖的开合角度的智能控制，确保汽车排气系统的排气流量；
53.综上，本发明所提供的一种汽车排气系统控制阀用电动执行器，通过设置与齿轮组6连接的扭簧8，使执行器通过电机5带动齿轮组6转动并联动驱动轴3旋转时，可以带动与驱动轴3连接的阀体阀杆旋转，通过旋转的阀杆调节阀盖的开合程度，实现阀体自动调节流量或关闭的操作；扭簧8可以在电动执行器意外断电或损坏时，通过自身回弹带动齿轮组6以及驱动轴3复位，确保电动执行器意外断电或损坏时会带动阀体的阀盖回转到初始位置，从而确保汽车阀体处于开合状态，保证汽车排气系统的正常使用。
54.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。