一种双转子节气门及汽车的制作方法
一种双转子节气门及汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及内燃机进气系统组件，特别涉及一种具有双转子的节气门。
【背景技术】
[0002] 节气门是汽车发动机进气系统的重要组成部件，是起到控制进气通断进而控制发 动机动力输出的一种阀门结构。前述系统组成上游是空气滤清器，下游是进气歧管，发动机 进气道，燃烧室，对于增压车型会有增压器，中冷以及稳压箱。
[0003] 现有节气门一般包含壳体，节气门轴，固联在轴上的阀片，以及外部的机械或电子 控制机构，并在气流流通通道内设置阀片闭合时用于发动机怠速的旁通气流通道。在现有 技术下，节气门全开状态阀片以及横轴在进气通道中对气流有阻碍作用，在这种状况下，既 影响发动机进气性能，又影响动力性能，经济性能。通常采用的蝶阀式气流通断结构不论在 任何开度都存在由横贯于进气通道内的阀片带来的进气阻力，而且控制特性非线性。并且 蝶阀式节气门对于电子控制系统的改造要求较大，其中在小转角情况下对数模转换器精度 要求尤其高。而现有改良的单滚子节气门技术存在小开度偏流严重的问题，即气流需要通 过两道置于节气门流通通道内的窄缝，并且需要节气门前后有足够长的管道稳定气流，不 利于设计工作进行，并一定程度影响性能。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是解决现有技术中节气门开度精度差，存在偏流严重的问题， 设计开发了一种双转子节气门，能够降低进气阻力，提高进气效率。
[0005] 本实用新型提供的技术方案为：
[0006] 一种双转子节气门，包括
[0007] 壳体，其设置有进气口和出气口；
[0008] 第一转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第一转子的圆柱外表面 上设置有第一凹槽；
[0009] 第二转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第二转子的圆柱外表面 上设置有第二凹槽；所述第一转子和第二转子的圆柱外表面相切，所述第一凹槽和第二凹 槽能够共同组成空气流通通道；以及
[0010] 驱动机构，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，改变第一凹槽和第二 凹槽之间的相对位置，从而改变空气流通通道的截面大小；
[0011] 其中，所述第一转子和第二转子设置于壳体内，空气经进气口流经空气流通通道 从出气口流出。
[0012] 优选的是，所述第一凹槽和第二凹槽呈半圆柱状；在节气门开度最大时，第一凹槽 和第二凹槽能够形成一个完整的圆柱状空气通道。
[0013] 优选的是，呈半圆柱状的第一凹槽和第二凹槽的中心轴线分别与第一转子和第二 转子的轴线垂直。
[0014] 优选的是，所述第一凹槽和第二凹槽半圆柱的半径R2与第一转子和第二转子的半 径R1满足如下关系：
[0016] 优选的是，所述驱动机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与第一转子同 轴固定连接，所述第二齿轮与第二转子同轴固定连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。
[0017] 优选的是，所述第一齿轮和第二齿轮相同，以实现第一转子和第二转子同步反向 旋转。
[0018] 优选的是，所述驱动机构还包括：
[0019] 扭簧，其与所示第一转子连接，能够将第一转子复位到空气流通通道闭合时的初 始位置；
[0020] 拉线导轮，与第一转子固定连接，所述拉线导轮上缠绕拉线，所述拉线导轮通过拉 线与油门连接，在油门带动下实现所述拉线导轮旋转，从而带动第一转子和第二转子旋转。
[0021] 优选的是，所述驱动机构还包括伺服电机、控制器以及油门踏板位置传感器，所述 控制器根据油门踏板位置传感器采集的油门踏板位置信号，控制伺服电机旋转带动第一转 子和第二转子旋转。
[0022] 优选的是，所述驱动机构驱动所述第一转子和第二转子的旋转角度Θ满足：
[0024] 一种汽车，包括上述的双转子节气门。
[0025] 本实用新型的有益效果是：本实用新型采用分别在两个转子上设置半圆半圆柱形 凹槽，形成空气流通通道，并通过控制转子旋转的角度，改变空气流通通道截面大小，能够 提升节气门的控制精度，提高动力响应速度。通过对称布置的两个转子，是这两个转子上的 半圆形凹槽形成的空气流通通道始终处于进气口的中部，降低了进气阻力，提高了进气效 率，并减少偏流紊流现象的发生。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型所述的双转子节气门总体结构示意图。
[0027] 图2为本实用新型所述的双转子节气门爆照视图。
[0028] 图3为本实用新型所述的壳体内部结构图。
[0029] 图4为本实用新型所述的第一转子结构示意图。
[0030] 图5为本实用新型所述的第二转子结构示意图。
[0031] 图6为本实用新型所述的第一转子和第二转子配合示意图。
[0032] 图7为本实用新型所述的第一齿轮结构示意图。
[0033] 图8为本实用新型所述的驱动机构结构示意图。
[0034] 图9为本实用新型所述的驱动机构装配结构示意图。
[0035] 图10为本实用新型所述的空气流通通道截面最大时的剖视图。
[0036] 图11为本实用新型所述的空气流通通道示意图。
[0037] 图12为本实用新型所述的空气流通通道闭合时时示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明 书文字能够据以实施。
[0039] 如图1、图2、图3所示，本实用新型提供了一种双转子节气门，包括壳体110、第一 转子120、第二转子130以及驱动机构。壳体110上设置有进气口 111和出气口 112,进气口 111和出气口 112设置在壳体110两个相对的侧壁上。壳体110上还设置有安装孔113,通 过壳体安装孔113将壳体110固定到进气管路或进气系统其他部件上。一并参阅图4、图5， 第一转子120和第二转子130均呈圆柱状，第一转子120和第二转子130外表面相切，并且 在第一转子120和第二转子130之间留有因公差带来的间隙。共同放置于壳体110内。在 第一转子120上设置有第一凹槽121，在第二转子130上设置有第二凹槽131，第一凹槽和 第二凹槽共同组成了空气流通通道，空气经进气口 111流经空气流通通道从出气口 112流 出，为汽车发动机提供燃烧所需空气。驱动机构与所述第一转子120和第二转子130连接， 驱动所述第一转子120和第二转子130绕各自轴线旋转，从而改变第一凹槽121和第二凹 槽131的相对位置，进而改变空气流通通道的截面大小，也能够将空气流通通道完全闭合。 第一转子120和第二转子130之间有极小的缝隙或采用涂布少量润滑脂的方式来消除或减 小它们之间的摩擦力。
[0040] 当发动机怠速工作时，空气流通通道需留有一定的空隙，以保证发动机怠速工作 时所需的空气量。
[0041] 作为一种优选的，节气门设置有旁路进气道，当发动机怠速工作时，第一转子120 和第二转子130通过旋转将空气流通通道完全闭合，发动机从旁路进气道获得怠速所需的 空气量。
[0042] 在另一实施例中，所述第一凹槽121和第二凹槽131呈半圆柱状，并且第一凹槽 121的半圆柱的轴线与第一转子120的轴线垂直，即在第一转子120上切去了一个半圆柱状 的缺口，同样第二转子130上也切去了 一个半圆柱状的缺口。第一转子120和第二转子130 的大小相同，第一凹槽121和第二凹槽131的大小也相同，这样，第一凹槽121和第二凹槽 131就能够组成一个圆柱形的空气流通通道，此时空气流通通道的截面面积是最大的，如图 6所示。当第一转子120和第二转子130绕各自轴线旋转后，可知空气流通通道的截面面积 会逐渐减小，直到空气流通通道完全闭合。作为一种优选的，进气口 111呈圆形，并且进气 口的大小与空气流通通道截面面积最大时截面的大小相同。
[0043] 如图2、图7所示，在另一实施例中，所述驱动机构包括第一齿轮141和第二齿轮 142。第一转子120上设置有传动轴122,传动轴122上设置有突出的第一平键123,第一齿 轮141上设置有第一键槽143,第一键槽143与第一平键123相配合，使第一齿轮141安装 到第一转子120上，并且与第一转子120上同轴。第一转子120上还设置有第一凸台124， 通过第一凸台124实现第一齿轮141的轴向定位。同样的，在第二转子130上设置有第二 平键132和第二凸台133,第二齿轮142上设置有第二键槽，第二键槽与第二平键132相配 合，使第二齿轮142安装到第二转子1 30上，并且与第二转子130上同轴，通过第二凸台133 实现第二齿轮142的轴向定位。所述第一齿轮141和第二齿轮142啮合，并且所述第一齿 轮141和第二齿轮142具有相同的尺寸，即第一齿轮141和第二齿轮142同步反向旋转，旋 转方向相反，旋转角度相同。
[0044] 第一齿轮141和第二齿轮142连通第一转子120和第二转子130共同设置在壳体 110内，它们从壳体110的左端开口处插入到壳体110内，然后使用端盖114将壳体110的 开口处封住，使第一转子120和第二转子130固定于壳体110内。端盖114与壳体110通 过螺钉相固定。第一转子120 -端的传动轴122从端盖114上的孔中穿出，使传动轴122 能够作为一个动力输入端，与外部驱动装置连接。第一转子120的另一端设置有第一短轴 125,传动轴122和第一短轴125与壳体110上的轴承相配合，以实现第一转子120绕其轴 线旋转。同样的第二转子130的两端设置有第二短轴134,第二短轴134与壳体110上的轴 承相配合，以实现第二转子130绕其轴线旋转。在第一短轴125上设置有传感器凸缘126， 所述传感器凸缘126与角度传感器连接，便于角度传感器拾取角度位移信号。
[0045] 如图8、图9所示，在另一实施例中，所述驱动机构还包括拉线导轮151和扭簧152 和以及拉线支架153。拉线导轮151上设置有导轮安装键154,所述导轮安装键154与设置 在传动轴122上的导轮安装键槽127配合，使拉线导轮151与传动轴122同轴固定连接在 一起。拉线导轮151上设置有两个限位凸台155、156,端盖114外侧设置有一个端盖凸台 115,两个限位凸台155、156和端盖凸台115之间安装扭簧152,以限制拉线导轮151的运动 范围。拉线支架153通过螺钉固定在端盖114上，拉线导轮151上设置有缺口 157,在缺口 157处固定拉线的一端。拉线支架5上设置有拉线凹槽158,起到拉线安装和导向的作用。 拉线的另一端与油门连接，在油门带动下拉动拉线，带动拉线导轮151旋转，进而实现第一 转子120和第二转子130转动，从而调节空气流通通道的截面大小。在油门处于初始位置 时，在扭簧152的作用下，第一转子120和第二转子130也处于初始位置，此时的空气流通 通道是完全闭合的。
[0046] 在另一实施例中，使用伺服电机作为动力来源，带动传动轴122旋转。将伺服电机 的输出轴与传动轴122同轴固定连接，使用油门踏板位置传感器来采集油门踏板的位置， 并利用控制器根据采集到的油门踏板的位置信号，控制伺服电机旋转相应的角度，这样实 现了电子控制。作为一种优选的，油门踏板位置传感器可以使用滑动变阻器，通过油门踏板 位置的不同，使滑动变阻器处于不同的阻值，通过检测电压或电流的方式最终得到滑动变 阻器的阻值，进而得到油门的开度值。
[0047] 在另一实施例中，第一转子120和第二转子130的半径为R1，呈半圆柱状的第一凹 槽121和第二凹槽131的半径为R 2。第一凹槽121和第二凹槽131能够组成最大截面的空 气流通通道为一个半径为R2的圆形截面。半径1? 2需要尽可能的大，以保证充足的进气量， 但半径R2也有一个上限。进气口的截面为一个半径为R 2的圆，如图10所示，为空气流通 通道剖面示意图，箭头为空气流通方向，下方为进气口，当空气流通通道的截面最大时，进 气口与空气流通通道投影是重合的。如图11所示，当第一转子120和第二转子130旋转一 定角度后，空气流通通道的截面减小，进气口的两端与第一转子120和第二转子130表面接 触，即进气口两端的空气流通通道被第一转子120和第二转子130的表面堵住，只有中间空 气可以流通。一并参阅图12所示，当第一转子120和第二转子130继续旋转，直至第一转 子上的两点a、b旋转到Bpb tl点时，由于b ^为第一转子和第二转子的切点，因此中间的空气 流通通道被完全堵住，此时观察％点的位置，若a ^点如图12所示的一样位于直线ab的右 侦牝可知在进气口的左右两端空气流通通道没有被堵住，因此空气仍然可以流通，起不到完 全封闭的作用，因此需要保证％位于直线ab上或者左侧。假如a(l点位于直线ab上，即点 aQ和点b重合，线段ab和线段a A长度相等，由于直线ab竖直，因此线段ab ^和线段bb。长 度也相等，因此三角形Bbbtl为正三角形，b ^点到直线ab的距离即为R2的大小，此时的R 2为
[0049] 要满足a。点位于直线ab上或者直线ab的左侧，因此R 2需满足
[0051] 如图10所示，在馬满足上述关系的前提下，第一转子120所能够旋转的角度Θ应 满足小于等于图10中所示的角度P，以确保第一转子不会转过，从而使进气口两端没有被 密封。即第一转子120的旋转角度满足
[0053] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实 用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种双转子节气门，其特征在于，包括 壳体，其设置有进气口和出气口； 第一转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第一转子的圆柱外表面上设 置有第一凹槽； 第二转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第二转子的圆柱外表面上设 置有第二凹槽；所述第一转子和第二转子的圆柱外表面相切，所述第一凹槽和第二凹槽能 够共同组成空气流通通道；以及 驱动机构，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，改变第一凹槽和第二凹槽 之间的相对位置，从而改变空气流通通道的截面大小； 其中，所述第一转子和第二转子设置于壳体内，空气经进气口流经空气流通通道从出 气口流出。2. 根据权利要求1所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽呈半 圆柱状；在节气门开度最大时，第一凹槽和第二凹槽能够形成一个完整的圆柱状空气通道。3. 根据权利要求2所述的双转子节气门，其特征在于，呈半圆柱状的第一凹槽和第二 凹槽的中心轴线分别与第一转子和第二转子的轴线垂直。4. 根据权利要求3所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽半圆 柱的半径R2与第一转子和第二转子的半径R i满足如下关系：5. 根据权利要求3或4所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构包括第一齿轮 和第二齿轮，所述第一齿轮与第一转子同轴固定连接，所述第二齿轮与第二转子同轴固定 连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。6. 根据权利要求5所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮相同， 以实现第一转子和第二转子同步反向旋转。7. 根据权利要求6所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构还包括： 扭簧，其与所示第一转子连接，能够将第一转子复位到空气流通通道闭合时的初始位 置； 拉线导轮，与第一转子固定连接，所述拉线导轮上缠绕拉线，所述拉线导轮通过拉线与 油门踏板连接，在油门踏板带动下实现所述拉线导轮旋转，从而带动第一转子和第二转子 旋转。8. 根据权利要求6所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构还包括伺服电机、 控制器以及油门踏板位置传感器，所述控制器根据油门踏板位置传感器采集的油门踏板位 置信号，控制伺服电机旋转带动第一转子和第二转子旋转。9. 根据权利要求4、6-8中任一项所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构驱 动所述第一转子和第二转子的旋转角度Θ满足：10. -种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的双转子节气门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双转子节气门，包括：壳体、第一转子、第二转子以及驱动机构。壳体上设置有进气口和出气口。第一转子和第二转子上分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一转子和第二转子外表面相切，所述第一凹槽和第二凹槽能够组成空气流通通道。驱动机构与所述第一转子和第二转子连接，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，以改变第一凹槽和第二凹槽的位置，从而改变空气流通通道的截面大小。本实用新型通过对称控制转子旋转的角度，改变空气流通通道截面大小，能够提升节气门的控制精度，降低进气阻力，提高进气效率，并减少偏流紊流现象的发生。本实用新型还公开了一种汽车以内燃机作为动力源的汽车，摩托车，改装车及赛车。
【IPC分类】F02D9/08
【公开号】CN204704015
【申请号】CN201520429477
【发明人】于秀敏, 吴俊江, 朱骏豪, 张本炎, 丁运康, 宋昱橙
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月19日
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及内燃机进气系统组件，特别涉及一种具有双转子的节气门。
【背景技术】
[0002] 节气门是汽车发动机进气系统的重要组成部件，是起到控制进气通断进而控制发 动机动力输出的一种阀门结构。前述系统组成上游是空气滤清器，下游是进气歧管，发动机 进气道，燃烧室，对于增压车型会有增压器，中冷以及稳压箱。
[0003] 现有节气门一般包含壳体，节气门轴，固联在轴上的阀片，以及外部的机械或电子 控制机构，并在气流流通通道内设置阀片闭合时用于发动机怠速的旁通气流通道。在现有 技术下，节气门全开状态阀片以及横轴在进气通道中对气流有阻碍作用，在这种状况下，既 影响发动机进气性能，又影响动力性能，经济性能。通常采用的蝶阀式气流通断结构不论在 任何开度都存在由横贯于进气通道内的阀片带来的进气阻力，而且控制特性非线性。并且 蝶阀式节气门对于电子控制系统的改造要求较大，其中在小转角情况下对数模转换器精度 要求尤其高。而现有改良的单滚子节气门技术存在小开度偏流严重的问题，即气流需要通 过两道置于节气门流通通道内的窄缝，并且需要节气门前后有足够长的管道稳定气流，不 利于设计工作进行，并一定程度影响性能。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是解决现有技术中节气门开度精度差，存在偏流严重的问题， 设计开发了一种双转子节气门，能够降低进气阻力，提高进气效率。
[0005] 本实用新型提供的技术方案为：
[0006] 一种双转子节气门，包括
[0007] 壳体，其设置有进气口和出气口；
[0008] 第一转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第一转子的圆柱外表面 上设置有第一凹槽；
[0009] 第二转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第二转子的圆柱外表面 上设置有第二凹槽；所述第一转子和第二转子的圆柱外表面相切，所述第一凹槽和第二凹 槽能够共同组成空气流通通道；以及
[0010] 驱动机构，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，改变第一凹槽和第二 凹槽之间的相对位置，从而改变空气流通通道的截面大小；
[0011] 其中，所述第一转子和第二转子设置于壳体内，空气经进气口流经空气流通通道 从出气口流出。
[0012] 优选的是，所述第一凹槽和第二凹槽呈半圆柱状；在节气门开度最大时，第一凹槽 和第二凹槽能够形成一个完整的圆柱状空气通道。
[0013] 优选的是，呈半圆柱状的第一凹槽和第二凹槽的中心轴线分别与第一转子和第二 转子的轴线垂直。
[0014] 优选的是，所述第一凹槽和第二凹槽半圆柱的半径R2与第一转子和第二转子的半 径R1满足如下关系：
[0016] 优选的是，所述驱动机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与第一转子同 轴固定连接，所述第二齿轮与第二转子同轴固定连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。
[0017] 优选的是，所述第一齿轮和第二齿轮相同，以实现第一转子和第二转子同步反向 旋转。
[0018] 优选的是，所述驱动机构还包括：
[0019] 扭簧，其与所示第一转子连接，能够将第一转子复位到空气流通通道闭合时的初 始位置；
[0020] 拉线导轮，与第一转子固定连接，所述拉线导轮上缠绕拉线，所述拉线导轮通过拉 线与油门连接，在油门带动下实现所述拉线导轮旋转，从而带动第一转子和第二转子旋转。
[0021] 优选的是，所述驱动机构还包括伺服电机、控制器以及油门踏板位置传感器，所述 控制器根据油门踏板位置传感器采集的油门踏板位置信号，控制伺服电机旋转带动第一转 子和第二转子旋转。
[0022] 优选的是，所述驱动机构驱动所述第一转子和第二转子的旋转角度Θ满足：
[0024] 一种汽车，包括上述的双转子节气门。
[0025] 本实用新型的有益效果是：本实用新型采用分别在两个转子上设置半圆半圆柱形 凹槽，形成空气流通通道，并通过控制转子旋转的角度，改变空气流通通道截面大小，能够 提升节气门的控制精度，提高动力响应速度。通过对称布置的两个转子，是这两个转子上的 半圆形凹槽形成的空气流通通道始终处于进气口的中部，降低了进气阻力，提高了进气效 率，并减少偏流紊流现象的发生。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型所述的双转子节气门总体结构示意图。
[0027] 图2为本实用新型所述的双转子节气门爆照视图。
[0028] 图3为本实用新型所述的壳体内部结构图。
[0029] 图4为本实用新型所述的第一转子结构示意图。
[0030] 图5为本实用新型所述的第二转子结构示意图。
[0031] 图6为本实用新型所述的第一转子和第二转子配合示意图。
[0032] 图7为本实用新型所述的第一齿轮结构示意图。
[0033] 图8为本实用新型所述的驱动机构结构示意图。
[0034] 图9为本实用新型所述的驱动机构装配结构示意图。
[0035] 图10为本实用新型所述的空气流通通道截面最大时的剖视图。
[0036] 图11为本实用新型所述的空气流通通道示意图。
[0037] 图12为本实用新型所述的空气流通通道闭合时时示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明 书文字能够据以实施。
[0039] 如图1、图2、图3所示，本实用新型提供了一种双转子节气门，包括壳体110、第一 转子120、第二转子130以及驱动机构。壳体110上设置有进气口 111和出气口 112,进气口 111和出气口 112设置在壳体110两个相对的侧壁上。壳体110上还设置有安装孔113,通 过壳体安装孔113将壳体110固定到进气管路或进气系统其他部件上。一并参阅图4、图5， 第一转子120和第二转子130均呈圆柱状，第一转子120和第二转子130外表面相切，并且 在第一转子120和第二转子130之间留有因公差带来的间隙。共同放置于壳体110内。在 第一转子120上设置有第一凹槽121，在第二转子130上设置有第二凹槽131，第一凹槽和 第二凹槽共同组成了空气流通通道，空气经进气口 111流经空气流通通道从出气口 112流 出，为汽车发动机提供燃烧所需空气。驱动机构与所述第一转子120和第二转子130连接， 驱动所述第一转子120和第二转子130绕各自轴线旋转，从而改变第一凹槽121和第二凹 槽131的相对位置，进而改变空气流通通道的截面大小，也能够将空气流通通道完全闭合。 第一转子120和第二转子130之间有极小的缝隙或采用涂布少量润滑脂的方式来消除或减 小它们之间的摩擦力。
[0040] 当发动机怠速工作时，空气流通通道需留有一定的空隙，以保证发动机怠速工作 时所需的空气量。
[0041] 作为一种优选的，节气门设置有旁路进气道，当发动机怠速工作时，第一转子120 和第二转子130通过旋转将空气流通通道完全闭合，发动机从旁路进气道获得怠速所需的 空气量。
[0042] 在另一实施例中，所述第一凹槽121和第二凹槽131呈半圆柱状，并且第一凹槽 121的半圆柱的轴线与第一转子120的轴线垂直，即在第一转子120上切去了一个半圆柱状 的缺口，同样第二转子130上也切去了 一个半圆柱状的缺口。第一转子120和第二转子130 的大小相同，第一凹槽121和第二凹槽131的大小也相同，这样，第一凹槽121和第二凹槽 131就能够组成一个圆柱形的空气流通通道，此时空气流通通道的截面面积是最大的，如图 6所示。当第一转子120和第二转子130绕各自轴线旋转后，可知空气流通通道的截面面积 会逐渐减小，直到空气流通通道完全闭合。作为一种优选的，进气口 111呈圆形，并且进气 口的大小与空气流通通道截面面积最大时截面的大小相同。
[0043] 如图2、图7所示，在另一实施例中，所述驱动机构包括第一齿轮141和第二齿轮 142。第一转子120上设置有传动轴122,传动轴122上设置有突出的第一平键123,第一齿 轮141上设置有第一键槽143,第一键槽143与第一平键123相配合，使第一齿轮141安装 到第一转子120上，并且与第一转子120上同轴。第一转子120上还设置有第一凸台124， 通过第一凸台124实现第一齿轮141的轴向定位。同样的，在第二转子130上设置有第二 平键132和第二凸台133,第二齿轮142上设置有第二键槽，第二键槽与第二平键132相配 合，使第二齿轮142安装到第二转子1 30上，并且与第二转子130上同轴，通过第二凸台133 实现第二齿轮142的轴向定位。所述第一齿轮141和第二齿轮142啮合，并且所述第一齿 轮141和第二齿轮142具有相同的尺寸，即第一齿轮141和第二齿轮142同步反向旋转，旋 转方向相反，旋转角度相同。
[0044] 第一齿轮141和第二齿轮142连通第一转子120和第二转子130共同设置在壳体 110内，它们从壳体110的左端开口处插入到壳体110内，然后使用端盖114将壳体110的 开口处封住，使第一转子120和第二转子130固定于壳体110内。端盖114与壳体110通 过螺钉相固定。第一转子120 -端的传动轴122从端盖114上的孔中穿出，使传动轴122 能够作为一个动力输入端，与外部驱动装置连接。第一转子120的另一端设置有第一短轴 125,传动轴122和第一短轴125与壳体110上的轴承相配合，以实现第一转子120绕其轴 线旋转。同样的第二转子130的两端设置有第二短轴134,第二短轴134与壳体110上的轴 承相配合，以实现第二转子130绕其轴线旋转。在第一短轴125上设置有传感器凸缘126， 所述传感器凸缘126与角度传感器连接，便于角度传感器拾取角度位移信号。
[0045] 如图8、图9所示，在另一实施例中，所述驱动机构还包括拉线导轮151和扭簧152 和以及拉线支架153。拉线导轮151上设置有导轮安装键154,所述导轮安装键154与设置 在传动轴122上的导轮安装键槽127配合，使拉线导轮151与传动轴122同轴固定连接在 一起。拉线导轮151上设置有两个限位凸台155、156,端盖114外侧设置有一个端盖凸台 115,两个限位凸台155、156和端盖凸台115之间安装扭簧152,以限制拉线导轮151的运动 范围。拉线支架153通过螺钉固定在端盖114上，拉线导轮151上设置有缺口 157,在缺口 157处固定拉线的一端。拉线支架5上设置有拉线凹槽158,起到拉线安装和导向的作用。 拉线的另一端与油门连接，在油门带动下拉动拉线，带动拉线导轮151旋转，进而实现第一 转子120和第二转子130转动，从而调节空气流通通道的截面大小。在油门处于初始位置 时，在扭簧152的作用下，第一转子120和第二转子130也处于初始位置，此时的空气流通 通道是完全闭合的。
[0046] 在另一实施例中，使用伺服电机作为动力来源，带动传动轴122旋转。将伺服电机 的输出轴与传动轴122同轴固定连接，使用油门踏板位置传感器来采集油门踏板的位置， 并利用控制器根据采集到的油门踏板的位置信号，控制伺服电机旋转相应的角度，这样实 现了电子控制。作为一种优选的，油门踏板位置传感器可以使用滑动变阻器，通过油门踏板 位置的不同，使滑动变阻器处于不同的阻值，通过检测电压或电流的方式最终得到滑动变 阻器的阻值，进而得到油门的开度值。
[0047] 在另一实施例中，第一转子120和第二转子130的半径为R1，呈半圆柱状的第一凹 槽121和第二凹槽131的半径为R 2。第一凹槽121和第二凹槽131能够组成最大截面的空 气流通通道为一个半径为R2的圆形截面。半径1? 2需要尽可能的大，以保证充足的进气量， 但半径R2也有一个上限。进气口的截面为一个半径为R 2的圆，如图10所示，为空气流通 通道剖面示意图，箭头为空气流通方向，下方为进气口，当空气流通通道的截面最大时，进 气口与空气流通通道投影是重合的。如图11所示，当第一转子120和第二转子130旋转一 定角度后，空气流通通道的截面减小，进气口的两端与第一转子120和第二转子130表面接 触，即进气口两端的空气流通通道被第一转子120和第二转子130的表面堵住，只有中间空 气可以流通。一并参阅图12所示，当第一转子120和第二转子130继续旋转，直至第一转 子上的两点a、b旋转到Bpb tl点时，由于b ^为第一转子和第二转子的切点，因此中间的空气 流通通道被完全堵住，此时观察％点的位置，若a ^点如图12所示的一样位于直线ab的右 侦牝可知在进气口的左右两端空气流通通道没有被堵住，因此空气仍然可以流通，起不到完 全封闭的作用，因此需要保证％位于直线ab上或者左侧。假如a(l点位于直线ab上，即点 aQ和点b重合，线段ab和线段a A长度相等，由于直线ab竖直，因此线段ab ^和线段bb。长 度也相等，因此三角形Bbbtl为正三角形，b ^点到直线ab的距离即为R2的大小，此时的R 2为
[0049] 要满足a。点位于直线ab上或者直线ab的左侧，因此R 2需满足
[0051] 如图10所示，在馬满足上述关系的前提下，第一转子120所能够旋转的角度Θ应 满足小于等于图10中所示的角度P，以确保第一转子不会转过，从而使进气口两端没有被 密封。即第一转子120的旋转角度满足
[0053] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言， 可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实 用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1. 一种双转子节气门，其特征在于，包括 壳体，其设置有进气口和出气口； 第一转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第一转子的圆柱外表面上设 置有第一凹槽； 第二转子，其呈圆柱状，可旋转地支撑在所述壳体上，所述第二转子的圆柱外表面上设 置有第二凹槽；所述第一转子和第二转子的圆柱外表面相切，所述第一凹槽和第二凹槽能 够共同组成空气流通通道；以及 驱动机构，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，改变第一凹槽和第二凹槽 之间的相对位置，从而改变空气流通通道的截面大小； 其中，所述第一转子和第二转子设置于壳体内，空气经进气口流经空气流通通道从出 气口流出。2. 根据权利要求1所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽呈半 圆柱状；在节气门开度最大时，第一凹槽和第二凹槽能够形成一个完整的圆柱状空气通道。3. 根据权利要求2所述的双转子节气门，其特征在于，呈半圆柱状的第一凹槽和第二 凹槽的中心轴线分别与第一转子和第二转子的轴线垂直。4. 根据权利要求3所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一凹槽和第二凹槽半圆 柱的半径R2与第一转子和第二转子的半径R i满足如下关系：5. 根据权利要求3或4所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构包括第一齿轮 和第二齿轮，所述第一齿轮与第一转子同轴固定连接，所述第二齿轮与第二转子同轴固定 连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。6. 根据权利要求5所述的双转子节气门，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮相同， 以实现第一转子和第二转子同步反向旋转。7. 根据权利要求6所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构还包括： 扭簧，其与所示第一转子连接，能够将第一转子复位到空气流通通道闭合时的初始位 置； 拉线导轮，与第一转子固定连接，所述拉线导轮上缠绕拉线，所述拉线导轮通过拉线与 油门踏板连接，在油门踏板带动下实现所述拉线导轮旋转，从而带动第一转子和第二转子 旋转。8. 根据权利要求6所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构还包括伺服电机、 控制器以及油门踏板位置传感器，所述控制器根据油门踏板位置传感器采集的油门踏板位 置信号，控制伺服电机旋转带动第一转子和第二转子旋转。9. 根据权利要求4、6-8中任一项所述的双转子节气门，其特征在于，所述驱动机构驱 动所述第一转子和第二转子的旋转角度Θ满足：10. -种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的双转子节气门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双转子节气门，包括：壳体、第一转子、第二转子以及驱动机构。壳体上设置有进气口和出气口。第一转子和第二转子上分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一转子和第二转子外表面相切，所述第一凹槽和第二凹槽能够组成空气流通通道。驱动机构与所述第一转子和第二转子连接，驱动所述第一转子和第二转子绕各自轴线旋转，以改变第一凹槽和第二凹槽的位置，从而改变空气流通通道的截面大小。本实用新型通过对称控制转子旋转的角度，改变空气流通通道截面大小，能够提升节气门的控制精度，降低进气阻力，提高进气效率，并减少偏流紊流现象的发生。本实用新型还公开了一种汽车以内燃机作为动力源的汽车，摩托车，改装车及赛车。
【IPC分类】F02D9/08
【公开号】CN204704015
【申请号】CN201520429477
【发明人】于秀敏, 吴俊江, 朱骏豪, 张本炎, 丁运康, 宋昱橙
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月19日
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