CN204436557U - 一种多速电控硅油风扇离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多速电控硅油风扇离合器，属汽车发动机冷却***部件。其包括与发动机转动输出端相连的传动轴，安装在该传动轴上的线圈，安装在传动轴另一端的后壳和前壳，与传动轴固接的主动盘，特点为线圈内圈设有隔磁环，隔磁环的内侧设有衔铁，衔铁安装在传动轴内孔中，衔铁的外端装有用于密封、限位的挡块，推杆的一端伸入到衔铁的中心孔内并与其固定连接，推杆的另一端穿过传动轴内孔，并在传动轴内孔与推杆之间设有弹簧，推杆的另一端的端部固定连接了阀片，阀片与弹簧相触，阀片上设有与主动盘所开阀孔相匹配的柱塞。本实用新型可自动控制离合器上风扇转速，实现对冷却介质温度的自动控制，使发动机工作温度适宜，可延长发动机寿命、节油环保。

Description

一种多速电控硅油风扇离合器

技术领域

本实用新型涉及一种多速电控硅油风扇离合器，属于汽车发动机冷却***用的一种风扇离合器。

背景技术

目前在用的电磁风扇离合器，通过弹片实现吸合盘与传动盘的吸合传递扭矩，按转速分为两速和三速。两速电磁风扇离合器是通过控制线圈电流的通断，实现风扇的高、低转速。三速电磁风扇离合器是通过控制大小线圈电流的通断，实现风扇的高、中、低三个转速。其在中速工作状态时，通过驱动盘上软磁材料与固定盘上的永磁铁产生涡电流，带动风扇转动，由于永磁铁与软磁材料在切割磁力线过程中会发热产生高温，当永磁铁长时间处于高温下工作时，磁力将逐渐衰减，最终导致离合器失效，故存在稳定性差，寿命短的缺陷，此外永磁铁是稀土材料，价格贵,成本高。

上述两速和三速电磁风扇离合器，当冷却介质为高温状态时，电磁线圈全部通电，吸合盘吸合在传动盘上，吸合时由于高速旋转产生较大的惯性力，吸合盘与传动盘之间的摩擦产生火花，出现极大的噪音并存在安全隐患，离合器频繁的分离、吸合，加快吸合盘和传动盘的磨损，导致离合器失效，影响使用寿命。再者由于其采用电磁线圈通电工作方式，结构上必须设置永久磁铁，使整体离合器更易吸附粉尘，而电磁风扇离合器结构的特殊性，又不具备防尘的功能，会直接影响离合器的使用寿命。

现有的硅油风扇离合器有两种控速方法，一种是感温圈随着冷却介质温度的变化产生运动，控制啮合腔参与啮合的硅油量，从而改变风扇的转速，降低冷却介质的温度。另一种是发动机ECU导出冷却介质温度信号，使离合器的电磁线圈通电和断电，进而控制阀门的开或关，带动风扇的高、低旋转，降低冷却介质温度。这两种硅油离合器，均存在着发动机需要的冷却状态与实际冷却状态不匹配的情况，使发动机冷却介质温度过高或过低。 要使发动机获得最佳的工作温度状态，冷却介质温度应控制在87～95℃的范围内，冷却介质温度过低，使发动机失去最佳的工作温度环境，进而增大了摩擦、加大了油耗、劣化排放。冷却介质温度过高，冷却介质被气化的同时，形成高压（开锅），发动机的冷却***将被破坏，除导致发动机大面积损伤外，还可能会停止车辆的运营。

发明内容

本实用新型的目的在于解决已有技术存在的成本高、噪音大、安全隐患大、冷却需求不匹配、稳定性差和寿命短的不足，提供一种运转平稳、噪音低，且温控准确、节能环保的多速电控硅油风扇离合器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种多速电控硅油风扇离合器，它包括与发动机转动输出端相连的传动轴2，安装在该传动轴上的线圈3，安装在传动轴另一端的后壳16和前壳14，与传动轴固接的主动盘15，其特点是线圈3内圈设有隔磁环8，隔磁环的内侧设有衔铁4，衔铁4安装在传动轴内孔中，衔铁4的外端装有用于密封、限位的挡块6，推杆5的一端伸入到衔铁4的中心孔内并与其固定连接，推杆5的另一端穿过传动轴内孔，并在传动轴内孔与推杆5之间设有弹簧11，推杆5的另一端的端部固定连接了阀片12，阀片12与弹簧11相触，阀片12上设有与主动盘15所开阀孔相匹配的柱塞。

传动轴的一端通过第二轴承10与后壳16套装，后壳16与前壳14固定连接形成啮合腔，啮合腔内设有与传动轴固接的主动盘15，主动盘与隔油罩13固接，主动盘与隔油罩之间形成储油腔。风扇9固定安装在多速电控硅油风扇离合器外壳上，离合器与车辆温度传感器或车辆ECU电联。

为实现多速控制，可根据发动机实际工作需要，将所述线圈3的数量设为2-8个。

为降低衔铁与所接触零件间的摩擦力，所述衔铁4的表面涂覆减摩材料，使衔铁在传动轴内移动更方便。

本实用新型工作原理：

1）发动机初始工作，离合器线圈3部分或全部通电工作，线圈3产生的磁力合力，通过传动轴2和隔磁环8形成的极靴、挡块6作用于衔铁4，衔铁4带动推杆5、阀片12移动，此时位置弹簧11被压缩，改变了阀片12与主动盘15上阀孔的相对位置，阀门关闭，硅油流量处于最少状态。此时硅油集中在主动盘15与隔油罩13形成的储油腔内，主动盘15与前壳14、后壳16形成的啮合腔内硅油量为最少状态，硅油形成的啮合力最小，风扇9以最低速旋转。

2）当发动机的冷却介质温度由低升高或由高降低时，离合器获得水温传感器或车辆ECU的感知信号，根据感知信号自动调节线圈3所产生磁力合力的大小，磁力合力引发衔铁4移动并通过推杆使位置弹簧11伸缩，直至在新的位置点达到磁力合力与弹力的平衡，阀片12跟随衔铁4和推杆5一起移动，控制硅油储油腔和啮合腔之间通道的由小到大的开启或由大到小的关闭，硅油啮合腔硅油量的多少变化，改变了硅油啮合力的传递能力，导致前壳14、后壳16相对于传动轴2的转速变化，使风扇9的转速也随着发生变化。发动机在冷态时，线圈3全部工作，阀片关闭油路，离合器低速工作，当冷却介质温度达到设计上限时，线圈3断电，阀片在位置弹簧11的作用下全部打开，如附图1所示，离合器全速工作。由于通过调整磁力合力与弹簧弹力的相互平衡，从而改变硅油啮合力的传递能力，使风扇的运转更加平稳，因而噪音更低。

人工设置冷却介质的最佳温度，通过温度传感器或车辆ECU连通离合器，自动控制离合器上风扇转速，从而实现对冷却介质温度的自动控制，为发动机的工作创造良好的温度环境，达到延长使用寿命和节油环保的目的。

本实用新型通过在线圈内加装隔磁环和衔铁，使传动轴和隔磁环形成极靴，从而改善磁力线分布，使磁力线分布更趋合理，平稳控制硅油量的变化，并通过调整磁力合力与弹簧弹力的相互平衡，从而改变硅油啮合力的传递能力，因而其运转平稳、噪音低。离合器与温度传感器或车辆ECU连通，自动控制离合器上风扇转速，风扇转速可随着发动机冷却介质温度变化而变化，从而实现对冷却介质温度的自动控制，温控准确，使冷却介质始终保持在最佳温度范围之内，为发动机的工作创造良好的温度环境，达到延长发动机寿命和节油环保的目的。

附图说明

图1：为装有两只线圈的多速电控硅油风扇离合器阀门开启最大位置、风扇最高转速状态时的结构示意图；

图2：为装有两只线圈的多速电控硅油风扇离合器阀门开启最小位置、风扇最低转速状态时的结构示意图；

图3：为图1中传动轴与部分零部件的结构示意图；

图4：为装有三只线圈的多速电控硅油风扇离合器部分结构示意图；

图中：1、接线盒，2、传动轴，3、线圈，4、衔铁，5、推杆，6、挡块，7、第一轴承，8、隔磁环，9、风扇，10、第二轴承，11、弹簧，12、阀片，13、隔油罩，14、前壳，15、主动盘，16、后壳。

具体实施方式

以下参照附图，给出本实用新型的具体实施方式，用来对本实用新型的结构作进一步说明。

实施例1，参考图1到图3。

本实施例的多速电控硅油风扇离合器装有两个线圈，如图1到图3所示。接线盒1安装在线圈3外壳上，线圈3通过第一轴承7安装在传动轴2上，线圈3不旋转，传动轴2与发动机转动输出端相连。传动轴2中间加隔磁环8，形成极靴结构，改变磁力线分布状态。表面镀有减磨材料聚四氟乙烯的衔铁4固定在传动轴2的内孔中，并与推杆5连接一体，随衔铁4一同移动，阀片12通过中孔与推杆5连接并用挡圈卡接，阀片12小端与位置弹簧11相触，弹簧11另一端与传动轴2内孔端面相触，阀片12被弹簧11的弹力推至推杆5上的挡圈，并始终保持抵紧状态，阀片12开启最大流量位置的限定是由衔铁4靠近弹簧11的一端与传动轴2内孔端面相抵所形成的，阀片12开启最小流量位置的限定是由衔铁4另一端与挡块6端面相抵所形成的。

后壳16通过第二轴承10与传动轴2相连，并相对转动。主动盘15与传动轴2固接，无相对运动。前壳14与后壳通过止口定位固接在一起。前壳14、与后壳16形成密闭的腔室，主动盘15位于此腔室内。主动盘15两端的环形槽***前壳14及后壳16环形槽内，并留有间隙，形成啮合腔，硅油在啮合腔内啮合。主动盘15与隔油罩13连接，形成储油腔，存储硅油，硅油通过前壳上的回油孔从啮合腔流到储油腔。阀片12一侧的柱塞与主动盘15上的阀孔配合，控制阀孔开启截面的大小。

本实施例的多速电控硅油风扇离合器工作过程：

发动机初始工作，离合器线圈3通电工作，线圈3产生的磁力合力，通过传动轴2和隔磁环8形成的极靴、挡块6作用于衔铁4，衔铁4带动推杆5、阀片12移动，此时位置弹簧11被压缩，改变了阀片12与主动盘15上阀孔的相对位置，阀门关闭，硅油流量处于最少状态。此时硅油集中在主动盘15与隔油罩13形成的储油腔内，主动盘15与前壳14、后壳16形成的啮合腔内硅油量为最少状态，硅油形成的啮合力最小，风扇9以最低速旋转。

在离合器感知到车辆ECU或水温传感器发出的冷却介质温度信号后，通过调整线圈3产生的磁力合力的大小，从而改变作用于衔铁4上磁力合力与位置弹簧11弹力的平衡，引发衔铁4移动，位置弹簧11伸缩，直至在新的位置点达到平衡，衔铁4的移动带动推杆5、阀片12移动，改变了阀孔开启截面的大小，控制硅油的流量，使啮合腔硅油油量改变，引起啮合腔啮合硅油传递力矩变化，导致前壳14、后壳16相对于传动轴2转速变化，风扇转速随同改变。由此风扇转速可随着发动机冷却介质温度变化而变化，使冷却介质始终保持在最佳温度范围之内，达到延长发动机寿命和节油环保的目的。

实施例2

本实施例的多速电控硅油风扇离合器，如附图4所示，与实施例1不同的是装有三个线圈，离合器可以实现四级转速。发动机初始工作，离合器线圈3全部通电工作，线圈3产生的磁力合力，通过传动轴2和隔磁环8形成的极靴、挡块6作用于衔铁4，衔铁4带动推杆5、阀片12移动，阀门关闭，此时啮合腔内硅油量为最少，硅油形成的啮合力最小，风扇9以最低速旋转，即一级转速旋转。

在离合器感知到车辆ECU或水温传感器发出的冷却介质温度信号后，通过调整线圈3中线圈连接数量，使所产生的磁力合力的不同，从而改变作用于衔铁4上磁力合力与弹簧11弹力的平衡，引发衔铁4移动，弹簧11伸缩，直至在新的位置点达到平衡，衔铁4的移动带动推杆5、阀片12移动，改变了阀孔开启截面的大小，控制硅油的流量，使啮合腔啮合硅油传递力矩发生变化，风扇转速随同改变，即可实现四级转速。由此风扇转速可随着发动机冷却介质温度变化而变化，使冷却介质始终保持在最佳温度范围之内，达到延长发动机寿命和节油环保的目的。

本实用新型的保护范围并不限于以上实施例，以上实施例为本实用新型众多方式中的两种，凡是与本实用新型技术方案结构相同或等同的多速电控硅油风扇离合器及与本实用新型技术方案原理相同的多速电控硅油风扇离合器，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种多速电控硅油风扇离合器，它包括与发动机转动输出端相连的传动轴（2），安装在该传动轴上的线圈（3），安装在传动轴另一端的后壳（16）和前壳（14），与传动轴固接的主动盘（15），其特征在于：线圈（3）内圈设有隔磁环（8），隔磁环的内侧设有衔铁（4），衔铁（4）安装在传动轴内孔中，衔铁（4）的外端装有用于密封、限位的挡块（6），推杆（5）的一端伸入到衔铁（4）的中心孔内并与其固定连接，推杆（5）的另一端穿过传动轴内孔，并在传动轴内孔与推杆（5）之间设有弹簧（11），推杆（5）的另一端的端部固定连接了阀片（12），阀片（12）与弹簧（11）相触，阀片（12）上设有与主动盘（15）所开阀孔相匹配的柱塞。

2.按照权利要求1所述的一种多速电控硅油风扇离合器，其特征在于所述线圈（3）的数量设为2-8个。

3.按照权利要求1或2所述的一种多速电控硅油风扇离合器，其特征在于所述衔铁（4）的表面涂覆有减磨材料。