基于FSAE赛车的节气门制造技术

本发明专利技术涉及一种基于FSAE赛车的节气门，其包括节气门轴、节气门体、线轮、碟片、节气门位置传感器、喇叭口和限流阀，节气门轴固定在节气门体上并贯穿节气门体，节气门体的内径为30mm；线轮、碟片和节气门位置传感器为同轴布置，线轮固定在节气门轴的位于节气门体外部的第一端，碟片固定在节气门轴的中部且位于节气门体的内部，节气门位置传感器固定在节气门轴的位于节气门体外部的第二端；线轮上设置怠速调节螺栓；限流阀与节气门体为一体式结构，限流阀前收缩角度为43度，限流阀后的扩张角为11度，限流阀的最小内径为20mm，限流阀的圆角半径为16mm，节气门轴的轴线距离限流阀圆角圆心的距离为45mm，喇叭口固定在节气门体的远离限流阀的一端。

【技术实现步骤摘要】
基于FSAE赛车的节气门
本专利技术属于SAE动力总成进气部分
，涉及一种基于FSAE赛车的节气门。
技术介绍
FSAE是由国际汽车工程学会主办的，向所有大学生团队征集设计制造一辆小型的方程式赛车，要求赛车在加速、制动、操控性方面都有优异表现并且足够稳定耐久。FSAE在中国已经发展近九年，但碟片式节气门始终没有得到很好的发展，基于碟片式节气门的特性，ABS工程塑料加工的节气门存在刚度不足易变形，且回火时易发生不可修复形变等问题，从而影响发动机响应。在设计上比赛规则限制的20mm限流阀对气流的阻碍作用较大，传统限流阀处的结构设计不能很好的降低气流流过过程中的局部阻力。气流从大气流入进气总管部分时传统的空气滤清器产生较大的局部阻力。现有节气门口径存在过小影响发动机冲量，过大导致节气门尺寸过大而不便安装等问题。为使比赛用节气门刚度更大，限流阀处及空气进入进气部分的局部阻力更小，节气门口径尺寸满足流量需求前提下足够紧凑等要求，对现有节气门进行改进，使之更符合FSAE比赛的需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于FSAE赛车的节气门，其刚度大，流动阻力相对更小，响应更迅速，从而提高动态比赛中发动机的响应特性。本专利技术是这样实现的：一种基于FSAE赛车的节气门，其包括节气门轴、节气门体、线轮、碟片、节气门位置传感器、喇叭口和限流阀，所述节气门轴固定在所述节气门体上并贯穿所述节气门体，所述节气门体的内径为30mm；所述线轮、碟片和节气门位置传感器为同轴布置，所述线轮固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第一端，所述碟片固定在所述节气门轴的中部且位于所述节气门体的内部，所述节气门位置传感器固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第二端；所述线轮上设置怠速调节螺栓，通过调节所述怠速调节螺栓从而控制节气门的初始开度，以控制发动机的怠速转速；所述限流阀与节气门体为一体式结构，所述限流阀前收缩角度为43度，限流阀的后扩张角为11度，限流阀的最小内径为20mm，限流阀的圆角半径为16mm，所述节气门轴的轴线距离限流阀圆角圆心的距离为45mm，所述喇叭口固定在所述节气门体的远离所述限流阀的一端。优选的，所述节气门轴的两端通过两个轴承固定于节气门体上，两个所述轴承分别为滚针轴承和深沟球轴承。优选的，所述节气门体的材料为7075铝合金材质，且所述气门体的内表面进行精加工抛光处理。优选的，所述线轮与节气门体之间设置有复位弹簧。优选的，所述喇叭口为空气进入发动机过程中的起始部件，所述喇叭口与所述节气门体通过胶进行粘结。优选的，所述喇叭口上设有一圈深1mm的槽，通过铁丝将网状聚酯纤维固定于所述槽内以实现对进入气体的过滤，为发动机提供洁净的空气。优选的，所述喇叭口轮廓线的长轴为50mm，短轴为16.95mm。优选的，所述节气门体的靠近所述限流阀的一端设有固定法兰螺栓孔，所述节气门体通过法兰和所述固定法兰螺栓孔与进气主体相连接，并通过O型圈进行密封。优选的，所述节气门位置传感器通过节气门位置传感器固定螺母和节气门位置传感器固定螺栓固定在所述节气门体上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的节气门满足了FSAE对动力总成进气部分在20mm限流阀限制下动力强劲和响应迅速的要求：(1)节气门体的材料为7075铝合金材质，可有效降低线轮受力后节气门体的变形量，从而提高发动机的响应特性，内表面进行精加工抛光处理，有效降低气流通过过程中的沿程阻力；(2)喇叭口上设有一圈深1mm的槽，通过铁丝将网状聚酯纤维固定于槽内以实现对进入气体的过滤，为发动机提供洁净的空气；喇叭口轮廓线的长轴为50mm短轴为16.95mm，可有效降低空气从大气进入进气部分的局部阻力，从而提高发动机的动力输出；(3)碟片、线轮、传感器内转子为同轴布置且固定于节气门轴上，在线轮受力条件下以相同角速度转动，即通过改变碟片角度以改变发动机的动力输出；(4)节气门轴两端通过两个轴承固定于节气门体上，两轴承分别为滚针轴承和深沟球轴承，滚针轴承可承受较大弯矩以减少轴的变形，从而提高响应；(5)限流阀前收缩角度为43度，限流阀处最小内径为20mm，限流阀处圆角半径为16mm，可有效降低通过限流阀处的流动阻力；限流阀后的扩张角为11度，可提高发动机在中高转速下的动力输出；(6)节气门的内径为30mm，在限流阀不变的条件下内径在30mm，进出口压差5KPa条件下，出口流量达到最大值，可有效减小节气门的径向尺寸；(7)节气门轴的轴线距离限流阀圆角圆心的距离是45mm可使流过节气门的气流充分发展，以减少气流通过碟片后在限流阀处产生的扰动，且不过分增加节气门的轴线上的尺寸。附图说明图1为本专利技术的正视图；图2为本专利技术的左视图；图3为本专利技术的俯视图；图4为本专利技术节气门体装配轴承示意图；图5为喇叭口剖面图。附图标记：1为怠速调节螺栓、2为线轮、3为节气门轴、4为复位弹簧、5为滚针轴承、6为节气门体、7为喇叭口、8为碟片、9为节气门位置传感器固定螺母、10为深沟球轴承、11为节气门位置传感器固定螺栓、12为节气门位置传感器、13为限流阀、14为固定法兰螺栓孔、15为槽。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和性能方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。如图1所示，一种基于FSAE赛车的节气门，其包括节气门轴3、节气门体6、线轮2、碟片8、节气门位置传感器12、喇叭口7和限流阀13，节气门轴3的两端通过两个轴承固定于节气门体6上，两个轴承分别为滚针轴承5和深沟球轴承10。节气门轴3贯穿节气门体6，节气门体的内径为30mm；线轮2、碟片8和节气门位置传感器12为同轴布置，线轮2固定在节气门轴3的位于节气门体外部的第一端，碟片8固定在节气门轴3的中部且位于节气门体6的内部，节气门位置传感器12固定在节气门轴3的位于节气门体外部的第二端；线轮2上设置怠速调节螺栓1，通过调节怠速调节螺栓1从而控制节气门的初始开度，以控制发动机的怠速转速；限流阀13与节气门体6为一体式结构，限流阀13的前收缩角度为43度，限流阀13的后扩张角为11度，限流阀13的最小内径为20mm，限流阀13的圆角半径为16mm，节气门轴3的轴线距离限流阀圆角圆心的距离为45mm，喇叭口7固定在节气门体6的远离限流阀13的一端，节气门体的靠近限流阀13的一端设有固定法兰螺栓孔，所述节气门体通过法兰和所述固定法兰螺栓孔与进气主体相连接，并通过O型圈进行密封。根据FSAE比赛规则第4章第1节1.6.1的要求空气的流通顺序为大气-喇叭口-节气门体-限流阀-发动机；将节气门体6和限流阀13设计成一体化结构，因限流阀处规则最大直径20mm要求要求，为防止发动机不稳定工作发生回火使限流阀尺寸发生改变影响比赛的正常进行，限流阀13选择为金属材料，采用较轻的且高强度的7075铝合金；节气门体的材料为7075铝合金材质，可有效降低线轮受力后节气门体的变形量，从而提高发动机的响应特性，内表面进行精加工抛光处理，有效降低气流通过过程中的沿程阻力；为防止节气门与限流阀之间缝隙对气流的干扰，采用节气门体-限流阀一体式结构，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FSAE赛车的节气门，其特征在于：其包括节气门轴、节气门体、线轮、碟片、节气门位置传感器、喇叭口和限流阀，所述节气门轴固定在所述节气门体上并贯穿所述节气门体，所述节气门体的内径为30mm；所述线轮、碟片和节气门位置传感器为同轴布置，所述线轮固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第一端，所述碟片固定在所述节气门轴的中部且位于所述节气门体的内部，所述节气门位置传感器固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第二端；所述线轮上设置怠速调节螺栓，通过调节所述怠速调节螺栓从而控制节气门的初始开度，以控制发动机的怠速转速；所述限流阀与节气门体为一体式结构，所述限流阀前收缩角度为43度，限流阀的后扩张角为11度，限流阀的最小内径为20mm，限流阀的圆角半径为16mm，所述节气门轴的轴线距离限流阀圆角圆心的距离为45mm，所述喇叭口固定在所述节气门体的远离所述限流阀的一端。

【技术特征摘要】
1.一种基于FSAE赛车的节气门，其特征在于：其包括节气门轴、节气门体、线轮、碟片、节气门位置传感器、喇叭口和限流阀，所述节气门轴固定在所述节气门体上并贯穿所述节气门体，所述节气门体的内径为30mm；所述线轮、碟片和节气门位置传感器为同轴布置，所述线轮固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第一端，所述碟片固定在所述节气门轴的中部且位于所述节气门体的内部，所述节气门位置传感器固定在所述节气门轴的位于所述节气门体外部的第二端；所述线轮上设置怠速调节螺栓，通过调节所述怠速调节螺栓从而控制节气门的初始开度，以控制发动机的怠速转速；所述限流阀与节气门体为一体式结构，所述限流阀前收缩角度为43度，限流阀的后扩张角为11度，限流阀的最小内径为20mm，限流阀的圆角半径为16mm，所述节气门轴的轴线距离限流阀圆角圆心的距离为45mm，所述喇叭口固定在所述节气门体的远离所述限流阀的一端。2.如权利要求1所述的基于FSAE赛车的节气门，其特征在于：所述节气门轴的两端通过两个轴承固定于节气门体上，两个所述轴承分别为滚针轴承和深沟球轴承。3.如权利要求1所述的基于FSAE赛车的节气门...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，董福祥，崔旭芳，张坤，李全通，孙跃华，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13