一种基于MEMS压力传感器的汽车发动机歧管进气系统的制作方法

一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统
技术领域
1.本发明涉及mems压力传感器应用技术领域，尤其涉及一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统。


背景技术：

2.mems传感器又称微机电系统，通过半导体工艺及材料制成，体积小、性能高，广泛应用于汽车电子控制系统中。
3.其中对于汽车发动机进气系统来说，一般采用mems压力传感器检测进气压力，以对发动机进气进行实时监测控制。而目前mems压力传感器一般设置在发动机进气歧管中，而发动机进气歧管只向单个发动机气缸供气，又由于发动机气缸内部活塞运动特性，使得歧管在供气时呈脉冲形式，脉冲气流在歧管内流动时将对mems压力传感器的敏感元件产生一阵阵的冲击力，长期受此冲击，敏感元件的灵敏度不免有所下降，从而导致mems压力传感器采集数据的精度下降。鉴于此，本技术文件提出一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统，包括密封筒，所述密封筒内安装有向发动机歧管供气的监测供气装置，所述监测供气装置包括吸气管、止回阀、mems气压传感器、变流机构及出气管，且所述出气管的管径大于吸气管的管径；
7.所述变流机构用于改变吸气管内的吸气频率，所述变流机构包括橡胶滑塞、精密弹簧。
8.优选地，所述密封筒内还设有净化空气的净化装置，所述净化装置包括伸缩气囊、气动滑块及磨合层，所述磨合层设置在气动滑块上方，所述橡胶滑塞的侧壁开设有滑槽，所述气动滑块滑动连接在滑槽内，所述伸缩气囊远离橡胶滑塞的一端固定连接在密封筒的内壁上，且所述伸缩气囊通过导管与滑槽相通，所述滑槽的内底部开设有通孔。
9.优选地，所述密封筒的内壁上开设有气口，所述吸气管与出气管均与密封筒内部相通，所述mems气压传感器安装在吸气管上，所述止回阀安装在吸气管内。
10.优选地，所述橡胶滑塞密封滑动连接在密封筒内，所述精密弹簧的一端固定连接在橡胶滑塞的侧壁上，所述精密弹簧的另一端固定连接在密封筒的内壁上。
11.优选地，所述橡胶滑塞的侧壁开设有回转槽，所述回转槽内安装有对空气持续循环净化的循环装置，所述循环装置包括橡胶柱、铁片、伸缩波纹管、两个刮板及永磁片。
12.优选地，所述橡胶柱密封转动连接在回转槽内，所述回转槽的内底部开设有凹槽，所述凹槽内转动连接有弹簧轴，且所述弹簧轴与橡胶柱固定连接，所述橡胶柱的侧壁开设
有条形槽，所述铁片滑动连接在条形槽内，所述伸缩波纹管的一端固定连接在铁片上，所述伸缩波纹管的另一端固定连接在条形槽内顶部，所述条形槽的内顶部开设有与伸缩波纹管相通的导气孔，所述刮板固定连接在橡胶滑塞的侧壁上，所述永磁片嵌设在其中一个刮板上，所述导管的出气端设置在回转槽的内顶部。
13.本发明具有以下有益效果：
14.1、通过设置吸气管、出气管及变流机构，并将mems气压传感器安装在吸气管上，通过变流机构改变吸气管内的进气频率，使得吸气管内的空气能够恒定平稳流动，并根据出气管及吸气管的比值给定mems气压传感器一个补偿值，如此既能够使mems气压传感器实时监测发动机进气压力，同时又能够避免脉冲气流对mems气压传感器造成冲击损害；
15.2、通过设置净化装置，可在变流机构运转的同时，驱动净化装置运行，从而持续吸附气流中的灰尘等细小杂物，可提高进入发动机气缸气流的洁净度，从而对汽车发动机进行保护；
16.3、通过设置循环装置，能够对橡胶筒上吸附的灰尘及杂物进行及时清理，从而能够使本装置在较长时间对进入发动机气缸的空气进行净化处理。
附图说明
17.图1为本发明提出的实施例一中的基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统的外部结构示意图；
18.图2为本发明提出的实施例一中的基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统侧面剖视结构示意图；
19.图3为图2中的a处结构放大示意图；
20.图4为本发明提出的实施例二中的基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统侧面剖视结构示意图；
21.图5为本发明提出的实施例二中的循环装置及橡胶滑塞的外部结构示意图；
22.图6为图4中的b处结构放大示意图。
23.图中：1密封筒、2监测供气装置、201吸气管、202止回阀、203mems气压传感器、204变流机构、2041橡胶滑塞、2042精密弹簧、205出气管、3净化装置、301伸缩气囊、302气动滑块、303磨合层、304导管、4滑槽、5通孔、6气口、7回转槽、8循环装置、801橡胶柱、802铁片、803伸缩波纹管、804刮板、805永磁片、9条形槽、10导气孔、11凹槽、12弹簧轴。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
26.实施例一：
27.参照图1-3，一种基于mems压力传感器的汽车发动机歧管进气系统，包括密封筒1，
密封筒1内安装有向发动机歧管供气的监测供气装置2，监测供气装置2包括吸气管201、止回阀202、mems气压传感器203、变流机构204及出气管205，且出气管205的管径大于吸气管201的管径；密封筒1的内壁上开设有气口6，吸气管201与出气管205均与密封筒1内部相通，mems气压传感器203安装在吸气管201上，止回阀202安装在吸气管201内，具体的，mems气压传感器203与止回阀202的安装方式均为成熟技术，且止回阀202使空气只能从吸气管201流入密封筒1内。
28.变流机构204用于改变吸气管201内的吸气频率，变流机构204包括橡胶滑塞2041、精密弹簧2042，橡胶滑塞2041密封滑动连接在密封筒1内，精密弹簧2042的一端固定连接在橡胶滑塞2041的侧壁上，精密弹簧2042的另一端固定连接在密封筒1的内壁上。
29.密封筒1内还设有净化空气的净化装置3，净化装置3包括伸缩气囊301、气动滑块302及磨合层303，具体的，磨合层303为动物皮毛，能够与橡胶制的滑槽4内壁摩擦后产生吸附细小物体的静电。
30.橡胶滑塞2013的侧壁开设有滑槽4，气动滑块302滑动连接在滑槽4内，磨合层303设置在气动滑块302上方，具体参照图3，由于磨合层303会有磨损，因此无法与滑槽4内壁密封滑动连接，而设置在气动滑块302上方，可通过气动滑块302与滑槽4内壁进行密封滑动连接。
31.伸缩气囊301远离橡胶滑塞2013的一端固定连接在密封筒1的内壁上，且伸缩气囊301通过导管304与滑槽4相通，滑槽4的内底部开设有通孔5。
32.安装本装置时，可将出气管205与发动机进气歧管相通，在发动机工作过程中，将间歇性向出气管205抽气。每当发动机抽取空气时，可将空气沿吸气管201、密封筒1及出气管205抽入气缸中。而由于吸气管201的管径小于出气管205的管径，因此从吸气管201的进气量远小于出气管205的出气量，为进行气压补偿，则橡胶滑塞2041将被抽吸着向右滑动，从而将密封筒1内的部分空气挤入出气管205中；
33.而当发动机气缸停止吸气时，出气管205气流也随即停止，橡胶滑塞2041可被精密弹簧2042拉动向左回移复位，同时可继续将空气沿吸气管201抽入密封筒1中(由于此时发动机气缸封闭，精密弹簧2042拉动橡胶滑塞2041回移时无法从出气管205抽气)，因此吸气管201仍然继续有空气流动。
34.如此可在发动机气缸的间歇性抽气过程中，吸气管201内能够有持续的气流通过，且发动机进气压力越大，及抽气量越大，则橡胶滑塞2041被抽吸着的右移距离也随之增大，使得精密弹簧2042的伸长量也随之增大，并呈正相关增长，故精密弹簧2042的弹力也随之增大，这样精密弹簧2042在拉动橡胶滑塞2041回移速度也越快(精密弹簧2042的弹力增大、能够使橡胶滑塞2041产生更大的加速度，从而提高橡胶滑塞2041的回移速度)，如此可提高吸气管201内的气流速度。因此可通过设置合理劲度系数、长度及材质的精密弹簧2042，再根据出气管205与吸气管201的管径比值向mems气压传感器203增加一个气压补偿值，即可检测出发动机气缸的抽气压力，同时吸气管201内能够持续且较为稳定的气流(在发动机气缸抽气气压不变时，吸气管201内部气压几乎不变)，如此既能够通过mems气压传感器203监测汽车发动机进气压力，同时又能够避免脉冲气流对mems气压传感器203产生一阵阵的冲击，有效防止mems气压传感器203受损。
35.此外更为突出的是，在橡胶滑塞2041的周期性往复移动过程中，将不断使伸缩气
囊301发生伸缩，从而将空气鼓入滑槽4内，或将空气由滑槽4内抽回伸缩气囊301中，使得气动滑块302在滑槽4内上下滑动，气动滑块302上方的磨合层303可与滑槽4内壁不断摩擦，磨合层303的皮毛与橡胶摩擦后，可使橡胶滑塞2041表面上产生静电，如此可吸附气流中的灰尘等细小杂物，从而可对进入发动机气缸内部空气进行除尘净化。故本装置还能够对发动机气缸提供一个净化保护功能。
36.实施例二：
37.参照图4-6，与实施例一不同的是，橡胶滑塞2041的侧壁开设有回转槽7，回转槽7内安装有对空气持续循环净化的循环装置8，循环装置8包括橡胶柱801、铁片802、伸缩波纹管803、两个刮板804及永磁片805。具体的，铁片802上固定设置有皮毛，使铁片802在上下移动时，铁片802上的皮毛能够与条形槽9内壁摩擦而致使橡胶柱801表面产生静电。
38.橡胶柱801密封转动连接在回转槽7内，回转槽7的内底部开设有凹槽11，凹槽11内转动连接有弹簧轴12，且弹簧轴12与橡胶柱801固定连接，条形槽9的内顶部开设有与伸缩波纹管803相通的导气孔10。需要说明的是，弹簧轴12的上端与回转槽7的内底部平齐，因此可使橡胶柱801能够密封设置在回转槽7内，此外如图6所示，导气孔10为l型孔，这样橡胶柱801沿其轴线来回转动时，导管304能够始终与导气孔10、伸缩波纹管803相通。
39.进一步的，此外条形槽9设置在偏离橡胶柱801轴线的一侧，且在弹簧轴12的初始状态下，条形槽9设置在靠近吸气管201一侧，一方面，条形槽9偏心设置，能够在永磁片805吸引铁片802时，可使橡胶柱801发生转动，另一方面，在铁片802下移，铁片802上的皮毛与条形槽9内壁摩擦时，可在橡胶柱801的右侧产生静电，从而吸附吸气管201排出气流中的灰尘等细小杂物，以达到净化气流效果。
40.更进一步的，刮板804设置在靠近气口6一侧，如此可使刮板804刮落的灰尘始终落在橡胶滑塞2041的左侧，而不会再次随吸气管201的排入气流混合，达到分离灰尘的效果。
41.橡胶柱801的侧壁开设有条形槽9，铁片802滑动连接在条形槽9内，伸缩波纹管803的一端固定连接在铁片802上，伸缩波纹管803的另一端固定连接在条形槽9内顶部，条形槽9的内顶部开设有与伸缩波纹管803相通的导气孔10，刮板804固定连接在橡胶滑塞2041的侧壁上，永磁片805嵌设在其中一个刮板804上，具体的，参照图6，永磁片805设置在下方的刮板804上。导管304的出气端设置在回转槽7的内顶部。
42.在本实施例中，每当伸缩气囊301被挤压时，则可将内部空气由导管304挤出，并通过导气孔10进入下方的伸缩波纹管803内，如此可使该伸缩波纹管803伸长并推动铁片802下移，铁片802下移后与永磁片805相距最近后，二者之间的磁吸力大于弹簧轴12的弹力，如此刮板804上的永磁片805将吸引铁片802向其靠近，从而使橡胶柱801向刮板804转动。
43.而当伸缩气囊301伸长，并将伸缩波纹管803内的空气抽回时，则伸缩波纹管803收缩，并使铁片802上移复位，则此时铁片802与永磁片805相离较远，弹簧轴12的弹力远大于磁吸力，因此弹簧轴12将推动橡胶柱801回转复位。如此可在伸缩气囊301的伸缩过程中，使得橡胶柱801在回转槽7内来回转动，同时铁片802在条形槽9内上下移动，铁片802上的皮毛与条形槽9内壁不断摩擦，可使橡胶柱801表面产生静电并吸引灰尘等细小杂物，同时橡胶柱801来回转动时，左侧的刮板804可将吸附的灰尘刮落，这样橡胶柱801能保持洁净状态，相较于实施例一，本实施例中的循环装置8具有自我清理功能，可以长期持续的吸附灰尘等杂物。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。