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一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置的制作方法

文檔序號:5496832閱讀:211來源:國知局
專利名稱:一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及汽車發(fā)動機熱管理系統(tǒng)技術(shù),具體來說是一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)
據(jù)有關(guān)研究資料顯示,汽車發(fā)動機5 10%的能量消耗在發(fā)動機的冷卻風(fēng)扇上。冷卻風(fēng)扇上損失的能量包括(1)、風(fēng)扇運行過程中的振動損失;(2)、風(fēng)扇運行過程中的摩擦損失等。電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇單向離合解耦輪可以很好的解決風(fēng)扇在運行過程中的振動問題;非線性調(diào)速模塊可以根據(jù)發(fā)動機工況,調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,節(jié)約能源。從節(jié)約汽車能源考慮,汽車?yán)鋮s風(fēng)扇應(yīng)根據(jù)汽車發(fā)動機的熱負(fù)荷工況要求,一方面,風(fēng)扇在發(fā)動機熱負(fù)荷較大時旋轉(zhuǎn),從而為發(fā)動機散熱;另一方面,發(fā)動機工作溫度較低或在正常工作溫 度時,風(fēng)扇應(yīng)停止旋轉(zhuǎn),以防止發(fā)動機在過度冷卻的工況下運行。因此,汽車發(fā)動機冷卻風(fēng)扇的自動離合技術(shù)成為了汽車節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一。離合裝置根據(jù)摩擦原理實現(xiàn)結(jié)合與分離,通??赏ㄟ^機械、氣壓、液壓及電磁等方式實現(xiàn)離合。一般發(fā)動機風(fēng)扇位于發(fā)動機前端的單獨的支承軸頸上,利用氣壓和電磁控制實現(xiàn)離合的風(fēng)扇離合器通常具有一個皮帶輪,可利用帶傳動進行驅(qū)動,皮帶輪的軸承通常具有一個非轉(zhuǎn)動的支承軸頸。傳統(tǒng)的驅(qū)動風(fēng)扇的硅油離合器主從動盤之間存在相對滑轉(zhuǎn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且高溫容易失效的缺點。而采用電磁控制的干摩擦風(fēng)扇離合器,通過控制電磁線圈中電流的大小,對摩擦力進行非線性、精確控制,而且布置相對容易;在裝配中,先安裝驅(qū)動風(fēng)扇的皮帶輪,再安裝摩擦裝置,再安裝帶有單向離合與解耦裝置從動盤,拆卸時反向。這種裝配順序具有拆裝簡便、易于維修的優(yōu)點。發(fā)動機冷卻風(fēng)扇是高速旋轉(zhuǎn)部件,葉片會出現(xiàn)較大的振動。如果風(fēng)扇輪轂直接與旋轉(zhuǎn)軸剛性連接,這種振動就會直接傳遞到旋轉(zhuǎn)軸上,進而影響整個發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)的振動。當(dāng)振動嚴(yán)重時可使風(fēng)扇葉片斷裂,出現(xiàn)打壞散熱器的情況,從而影響發(fā)動機工作的可靠性。另外,高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇其等效轉(zhuǎn)動慣量較大,如果風(fēng)扇輪轂直接與旋轉(zhuǎn)軸剛性連接,當(dāng)發(fā)動機急減速或停機瞬間,風(fēng)扇仍以較大的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),這將增加帶與輪間的相對滑動,從而加劇皮帶的磨損、產(chǎn)生噪聲等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)快、振動小、噪聲低的具有非線性調(diào)速和減振作用的電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置。為了達到上述目的,本實用新型采用以下技術(shù)方案一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,包括套設(shè)在軸上的第一軸承及第二軸承,第一軸承外部套設(shè)線圈,線圈外部設(shè)有轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外部設(shè)置皮帶輪,皮帶輪內(nèi)部和轉(zhuǎn)子的外端面設(shè)置風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊,風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊外端面設(shè)置從動盤,從動盤套設(shè)在第二軸承上,從動盤外端設(shè)置安裝法蘭盤,安裝法蘭盤一端面固接單向離合解耦輪,單向離合解耦輪另一端面與風(fēng)扇安裝法蘭固接,風(fēng)扇安裝法蘭與風(fēng)扇連接,線圈與電子控制元件連接。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu),所述風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊包括傳動銷柱、鍵、銜鐵、彈簧、通磁盤、隔環(huán)、摩擦盤和磁鐵;其中,銜鐵套設(shè)在轉(zhuǎn)子上,且皮帶輪通過鍵連接銜鐵并傳遞力矩,銜鐵與彈簧、通磁盤和隔環(huán)通過傳動銷柱緊密連接,隔環(huán)外端面設(shè)置摩擦盤,隔環(huán)和摩擦盤設(shè)有通孔,通孔中設(shè)置磁鐵,磁鐵與通磁盤連接。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu),所述單向離合解耦輪包括單向離合器、弧形螺旋彈簧和弧形螺旋彈簧安裝盤;其中,弧形螺旋彈簧安裝盤與安裝法蘭盤固接,弧形螺旋彈簧安裝盤上安裝弧形螺旋彈簧,弧形螺旋彈簧通過殼體與單向離合器及弧形螺旋彈簧安裝盤連接。作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu),所述軸為階梯軸。為了加強散熱效果,所述從動盤一端面上設(shè)有散熱片。一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置的實現(xiàn)方法,包括以下步驟(I)、通過電子控制元件采集預(yù)定參數(shù)的信息,并經(jīng)過編輯的程序轉(zhuǎn)化為電信號;(2)、線圈根據(jù)電子控制元件傳遞的電流大小,產(chǎn)生相對應(yīng)大小的磁場,磁場穿過轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁力吸引銜鐵;(3)、銜鐵在電磁力的作用下向皮帶輪一側(cè)沿皮帶輪軸線方向移動,從而控制通磁盤施加在隔環(huán)上的壓緊力;(4)、隔環(huán)壓緊力的大小控制了摩擦盤與從動盤之間摩擦力的大小,從而調(diào)節(jié)從動盤轉(zhuǎn)速的高低;(5)、當(dāng)摩擦盤與從動盤之間的摩擦力變大時,從動盤會帶動風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn);當(dāng)摩擦盤與從動盤之間的摩擦力變小時,風(fēng)扇便在低轉(zhuǎn)速工況下工作;(6)、當(dāng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速大于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,此時單向離合器處于結(jié)合狀態(tài),皮帶輪帶動風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn);當(dāng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速低于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時,單向離合器處于分離狀態(tài),風(fēng)扇可以自由旋轉(zhuǎn),此時高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇不會反驅(qū)動皮帶輪,也不會引起皮帶輪與皮帶間較大的相對滑動。所述步驟(I)電子控制元件采集預(yù)定參數(shù)的信息,包括發(fā)動機工作溫度、車速、環(huán)境溫度和散熱器溫度。所述步驟(4)包括(4-1)、當(dāng)摩擦盤與從動盤結(jié)合時,弧形螺旋彈簧緩沖摩擦盤與從動盤突然接合時產(chǎn)生的強大沖擊力,如果皮帶輪的轉(zhuǎn)速大于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,此時單向離合器處于結(jié)合狀態(tài),皮帶輪帶動風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn);(4-2)、當(dāng)發(fā)動機急減速或停機,皮帶輪的轉(zhuǎn)速低于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時,單向離合器處于分離狀態(tài),風(fēng)扇可以自由旋轉(zhuǎn),此時高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇不會反驅(qū)動皮帶輪,也不會引起皮帶輪與皮帶間較大的相對滑動。本實用新型的實現(xiàn)原理一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,包括套設(shè)在軸上的第一軸承及第二軸承,第一軸承外部套設(shè)線圈,線圈外部設(shè)有轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外部設(shè)置皮帶輪,皮帶輪內(nèi)部和轉(zhuǎn)子的外端面設(shè)置風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊,風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊外端面設(shè)置從動盤,從動盤套設(shè)在第二軸承上,從動盤外端設(shè)置安裝法蘭盤,安裝法蘭盤一端面固接單向離合解耦輪,單向離合解耦輪另一端面與風(fēng)扇安裝法蘭固接,風(fēng)扇安裝法蘭與風(fēng)扇連接,線圈與電子控制元件連接。電子控制元件采集預(yù)定參數(shù)的信息,并經(jīng)過編輯的程序轉(zhuǎn)化為電信號,然后根據(jù)電流大小產(chǎn)生磁場,吸引銜鐵,則作用在彈簧上的壓力發(fā)生變化,從而控制通磁盤施加在隔環(huán)上的壓緊力,隔環(huán)壓緊力的大小控制了摩擦盤與從動盤間摩擦力的大小,當(dāng)摩擦力夠大時,從動盤會帶動風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn),當(dāng)摩擦力較小時,風(fēng)扇便在低轉(zhuǎn)速工況下工作,當(dāng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速大于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,此時單向離合器處于結(jié)合狀態(tài),皮帶輪帶動風(fēng)扇一起旋轉(zhuǎn);當(dāng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速低于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時,單向離合器處于分離狀態(tài),風(fēng)扇可以自由旋轉(zhuǎn),此時高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇不會反驅(qū)動皮帶輪,也不會引起皮帶輪與皮帶間較大的相對滑動。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù),具有如下的優(yōu)點及效果I、本實用新型采用了包括套設(shè)在軸上的第一軸承及第二軸承,第一軸承外部套設(shè)線圈,線圈外部設(shè)有轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外部設(shè)置皮帶輪,皮帶輪內(nèi)部和轉(zhuǎn)子的外端面設(shè)置風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊,風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊外端面設(shè)置從動盤,從動盤套設(shè)在第二軸承上,從動盤上·設(shè)置安裝法蘭盤,安裝法蘭盤連接單向離合解耦輪,單向離合解耦輪與風(fēng)扇安裝法蘭固接,風(fēng)扇安裝法蘭與風(fēng)扇連接,線圈與電子控制元件信號連接,具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)快、振動小、噪聲低的具有非線性調(diào)速和減振作用等特點。2、本實用新型中的銜鐵在電磁力的作用下向皮帶輪一側(cè)沿皮帶輪軸線方向移動,從而控制通磁盤施加在隔環(huán)上的壓緊力;隔環(huán)壓緊力的大小控制了摩擦盤與從動盤之間摩擦力的大小,從而調(diào)節(jié)從動盤轉(zhuǎn)速的高低,因此,具有非線性調(diào)速功能。3、本實用新型中如果發(fā)動機急減速或停機,皮帶輪的轉(zhuǎn)速低于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時,單向離合器處于分離狀態(tài),風(fēng)扇可以自由旋轉(zhuǎn),此時高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇不會反驅(qū)動皮帶輪,也不會引起皮帶輪與皮帶間較大的相對滑動,這就有效減小了皮帶輪與皮帶之間的摩擦,提高皮帶的使用壽命和降低帶-輪間的摩擦噪聲。4、本實用新型中的弧形螺旋彈簧具有緩沖作用,可以緩沖摩擦盤與從動盤突然接合時產(chǎn)生的強大沖擊力,使風(fēng)扇能平穩(wěn)運行。5、匹配合適的弧形螺旋彈簧的剛度,可以將大轉(zhuǎn)動慣量風(fēng)扇的振動與發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)各個輪和皮帶的振動解耦,從而減小風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時葉片振動及其對發(fā)動機前端附件驅(qū)動系統(tǒng)的影響。

圖I為本實用新型一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置中風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實用新型一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置中單向離合解耦輪局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號與名稱如下
權(quán)利要求1.一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其特征在于包括套設(shè)在軸上的第一軸承及第二軸承,第一軸承外部套設(shè)線圈,線圈外部設(shè)有轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外部設(shè)置皮帶輪,皮帶輪內(nèi)部和轉(zhuǎn)子的外端面設(shè)置風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊,風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊外端面設(shè)置從動盤,從動盤套設(shè)在第二軸承上,從動盤外端設(shè)置安裝法蘭盤,安裝法蘭盤一端面固接單向離合解耦輪,單向離合解耦輪另一端面與風(fēng)扇安裝法蘭固接,風(fēng)扇安裝法蘭與風(fēng)扇連接,線圈與電子控制兀件連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其特征在于所述風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊包括傳動銷柱、鍵、銜鐵、彈簧、通磁盤、隔環(huán)、摩擦盤和磁鐵;其中,銜鐵套設(shè)在轉(zhuǎn)子上,且皮帶輪通過鍵連接銜鐵并傳遞力矩,銜鐵與彈簧、通磁盤和隔環(huán)通過傳動銷柱緊密連接,隔環(huán)外端面設(shè)置摩擦盤,隔環(huán)和摩擦盤設(shè)有通孔,通孔中設(shè)置磁鐵,磁鐵與通磁盤連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其特征在于所述單向離合解耦輪包括單向離合器、弧形螺旋彈簧和弧形螺旋彈簧安裝盤;其中,弧形螺旋彈簧安裝盤與安裝法蘭盤固接,弧形螺旋彈簧安裝盤上安裝弧形螺旋彈簧,弧形螺旋彈簧通過殼體與單向離合器及弧形螺旋彈簧安裝盤連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其特征在于所述軸為階梯軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,其特征在于所述從動盤一端面上設(shè)有散熱片。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁控制發(fā)動機冷卻風(fēng)扇驅(qū)動裝置,包括軸、第一軸承及第二軸承、線圈、轉(zhuǎn)子、皮帶輪、風(fēng)扇非線性調(diào)速模塊、從動盤、安裝法蘭盤、單向離合解耦輪、風(fēng)扇及電子控制元件。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中容易產(chǎn)生相對滑轉(zhuǎn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高溫容易失效、風(fēng)扇葉片易斷裂、發(fā)動機工作的可靠性差、皮帶磨損大及產(chǎn)生噪聲大等問題,具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高、響應(yīng)快、振動小、噪聲低及具有非線性調(diào)速和減振作用等特點。
文檔編號F04D27/00GK202707210SQ20122036330
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者賀頻艷, 上官文斌, 段耀龍, 曾祥坤, 陳強, 胡惠祥 申請人:雪龍集團股份有限公司
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