專利名稱：一種節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系的作用是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫機(jī)件進(jìn)行適當(dāng)冷卻，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)能正常工作，冷卻采用強(qiáng)制循環(huán)式水冷。一個(gè)強(qiáng)制循環(huán)式水冷系統(tǒng)由水泵、冷卻風(fēng)扇、水套、散熱器及節(jié)溫器組成，由水泵使冷卻水進(jìn)行大、小強(qiáng)制循環(huán)，冷卻風(fēng)扇的功能是提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量，以增強(qiáng)散熱器的散熱能力。水箱冷卻風(fēng)扇一般有兩種傳動(dòng)方式，一是由車輛的電機(jī)通過(guò)皮帶輪、三角帶直接帶動(dòng)，另一種是增加了硅油離合器進(jìn)行傳動(dòng)。前者的缺點(diǎn)是，無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫高低，冷卻風(fēng)扇始終在轉(zhuǎn)動(dòng)，致使發(fā)動(dòng)機(jī)升溫緩慢，特別是在冬季，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)。而在硅油離合器的使用中，冷卻風(fēng)扇也仍然是始終轉(zhuǎn)動(dòng)的，它的使用效果不甚理想，致使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)。從理論上來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的水箱水溫應(yīng)在80-90℃，如果發(fā)動(dòng)機(jī)水溫降到50℃，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗就要增加27％，并導(dǎo)致動(dòng)力下降、燃燒不完全、尾氣排放超標(biāo)或加速發(fā)動(dòng)機(jī)磨損等不良結(jié)果。為了克服水箱冷卻風(fēng)扇降溫過(guò)度的缺點(diǎn)，駕駛員經(jīng)常采用在水箱前面加遮擋物的辦法，這種方法過(guò)于簡(jiǎn)陋，也很難控制，不是解決問(wèn)題的好方法。另外，水冷系統(tǒng)的大小強(qiáng)制循環(huán)是依靠節(jié)溫器控制的，然而，由于通常節(jié)溫器控制不嚴(yán)的緣故，在應(yīng)該進(jìn)行小循環(huán)時(shí)，卻仍然存在大循環(huán)，從而造成油耗的增加。因此，如何解決發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)存在的問(wèn)題，是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型用于解決上述冷卻系統(tǒng)中存在的問(wèn)題而提供一種節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置。
解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，它包括水泵、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)水套、散熱器及節(jié)溫器，其中，水泵、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)水套用管道連接成大小強(qiáng)制循環(huán)通路，冷卻風(fēng)扇安裝在散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)水套之間，改進(jìn)后，冷卻風(fēng)扇的皮帶輪與風(fēng)扇軸之間為皮帶輪軸承，并加設(shè)摩擦盤、連接鋼片、電磁鐵線圈、繼電器J1和節(jié)溫器WJ，所述摩擦盤由連接鋼片固定在冷卻風(fēng)扇軸的后端，摩擦盤盤面與冷卻風(fēng)扇軸的軸向垂直，摩擦盤盤面靠在皮帶輪的后端面上，二者之間設(shè)有間隙，電磁鐵線圈安裝在皮帶輪輪殼內(nèi)，它串接繼電器常開觸點(diǎn)J1-1后接于電源，繼電器的控制線圈串接節(jié)溫器WJ觸點(diǎn)后接于電源，節(jié)溫器WJ裝于水套上。
上述節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，所述冷卻風(fēng)扇設(shè)有摩擦盤軸頭，摩擦盤軸頭套裝在冷卻風(fēng)扇軸后端，與冷卻風(fēng)扇軸為鍵連接，所述摩擦盤為圓環(huán)形，連接鋼片的一端固定在摩擦盤圓環(huán)上，另一端固定在摩擦盤軸頭上，所述連接鋼片至少為三個(gè)，沿摩擦盤圓周均布。
上述節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，為解決低于80℃時(shí)冷卻水僅通小循環(huán)的問(wèn)題，加設(shè)閥門27、操作機(jī)構(gòu)、及操作機(jī)構(gòu)的控制電路，所述閥門27串接在大循環(huán)回路中，閥門27的手柄33與操作機(jī)構(gòu)相連，所述操作機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)M、連桿30、杠桿31及連桿32組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用雨刷電機(jī)，連桿30一端與固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)M輸出軸上的凸輪相接觸，另一端與杠桿31鉸接，后者的另一端與連桿32鉸接，連桿32的另一端與手柄33固定，操作機(jī)構(gòu)的控制電路由555時(shí)基電路芯片T、繼電器J2、J3組成，繼電器J2的控制線圈與電阻R1和電容C1構(gòu)成的RC延時(shí)電路串接后、再與繼電器J1的一個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J1-2串聯(lián)，觸點(diǎn)J2-1串接由電阻R2和電容C2構(gòu)成的RC延時(shí)電路后再跨接在電源的兩端，其串接點(diǎn)接555時(shí)基電路芯片T的2腳，555時(shí)基電路芯片T的3腳接繼電器J3的控制線圈，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J1-2的另一端串接輔助觸點(diǎn)FJ后與觸點(diǎn)J3-1并接，而后再與驅(qū)動(dòng)電機(jī)M串接。
按照本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，在水溫達(dá)到設(shè)定值后接通電磁鐵線圈，吸引連接鋼片帶動(dòng)摩擦盤靠緊皮帶輪端面，摩擦盤帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了冷卻風(fēng)扇根據(jù)水溫自動(dòng)開啟和停止轉(zhuǎn)動(dòng)；與此同時(shí)，水冷系統(tǒng)的大小強(qiáng)制循環(huán)也受它的控制，若低于設(shè)定值，僅有小循環(huán)，若高于設(shè)定值，則閥門27開啟，大循環(huán)開通，降溫能力得以提高。由于降溫是隨發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，因而避免了在低溫時(shí)，仍然消耗大量能量用于冷卻，從而造成油耗的增加。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，對(duì)大中型客車、貨車可起到節(jié)約油料、提高效率、減小污染的作用。


圖1是本實(shí)用新型中冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是水冷系統(tǒng)大小強(qiáng)制循環(huán)通路示意圖；圖3是閥門27的操作機(jī)構(gòu)示意圖；圖4是控制部分電原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型各個(gè)部件在圖中的標(biāo)號(hào)如下摩擦盤軸頭鎖緊螺母1，摩擦盤軸頭墊片2，連接鋼片3，摩擦盤4，皮帶輪軸承卡簧5，皮帶輪軸承6，皮帶輪7，電磁鐵線圈8，電磁鐵線圈卡簧9，支架10，冷卻風(fēng)扇軸承11、14，冷卻風(fēng)扇軸12，油嘴13，壓蓋螺栓15，軸承壓蓋16，冷卻風(fēng)扇軸頭連接鍵17，風(fēng)扇葉連接螺栓18，風(fēng)扇軸頭19，風(fēng)扇葉20，風(fēng)扇軸頭墊片21，風(fēng)扇軸頭鎖緊螺母22，摩擦盤軸頭連接鍵23，連接鋼片鉚釘24，摩擦盤軸頭25，風(fēng)扇葉連接螺母26，閥門27，連桿30、32，復(fù)位彈簧29，杠桿31，操作手柄33，發(fā)動(dòng)機(jī)水套34，散熱器35，水泵36，電磁鐵線圈L，節(jié)溫器WJ，驅(qū)動(dòng)電機(jī)M(選用汽車用直流雨刷電機(jī)，它自帶減速器、凸輪和輔助觸點(diǎn)FJ)。
從圖中可以看到，本實(shí)用新型中冷卻風(fēng)扇的主要結(jié)構(gòu)為支架10、風(fēng)扇葉20、風(fēng)扇軸12、皮帶輪7、摩擦盤4。風(fēng)扇軸12由風(fēng)扇軸承11、14安裝在支架10上，風(fēng)扇葉20安裝在風(fēng)扇軸頭19上，皮帶輪7與風(fēng)扇軸12之間是皮帶輪軸承6連接。摩擦盤4由連接鋼片3固定在摩擦盤軸頭25上，連接鋼片3至少為三個(gè)，沿摩擦盤4圓周均布，與摩擦盤4、摩擦盤軸頭25之間用鉚釘24鉚接。摩擦盤軸頭25套裝在風(fēng)扇軸12后端，兩者之間用鍵23連接。摩擦盤4為圓環(huán)形，其盤面與風(fēng)扇軸12的軸向垂直；摩擦盤4盤面靠在皮帶輪7的后端面上，二者之間留有間隙。電磁鐵線圈L安裝在皮帶輪7的輪殼內(nèi)，電磁鐵線圈L與繼電器J1、節(jié)溫器WJ電連接。風(fēng)扇皮帶輪由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
以下結(jié)合圖2、4說(shuō)明冷卻風(fēng)扇的工作過(guò)程。圖中所示節(jié)溫器WJ安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上(或水冷系統(tǒng)其它部位)，使其感受水溫高低。當(dāng)水溫低于80℃時(shí)，節(jié)溫器WJ不導(dǎo)通，電磁鐵線圈L沒有電流通過(guò)，此時(shí)由于摩擦盤4與皮帶輪7的后端面之間有一個(gè)很小的間隙，摩擦盤4和皮帶輪7不接觸，因此皮帶輪7隨發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)水溫上升到80℃時(shí)，節(jié)溫器WJ接通，繼電器J1吸合，電磁鐵線圈L通電產(chǎn)生磁力，由于摩擦盤4與摩擦盤軸頭25由連接鋼片3連接，連接鋼片3具有很好的彈性，因此當(dāng)摩擦盤4和連接鋼片3受到電磁力的吸引時(shí)，它們就會(huì)向電磁鐵線圈L靠近，即靠緊皮帶輪7的端面，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。如前所述，摩擦盤4、摩擦盤軸頭25、風(fēng)扇軸12、風(fēng)扇葉20是依次連接的，所以當(dāng)摩擦盤4隨皮帶輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇軸12即帶動(dòng)風(fēng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)水溫降至80℃以下時(shí)，節(jié)溫器WJ斷開，電磁鐵線圈L斷電，電磁力消失，摩擦盤4在連接鋼片3的彈力下脫離與皮帶輪7端面的接觸，恢復(fù)原始位置，皮帶輪7繼續(xù)空轉(zhuǎn)，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
對(duì)大小強(qiáng)制循環(huán)通路b、a的控制過(guò)程如下當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于80度時(shí)，輔助觸點(diǎn)FJ使電機(jī)M運(yùn)轉(zhuǎn)到初始位置，即電機(jī)M所帶凸輪(或曲柄)向上，連桿30在復(fù)位彈簧29作用下帶動(dòng)杠桿31、連桿32、操作手柄33運(yùn)動(dòng)，使開關(guān)27處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷冷卻液的大循環(huán)通路b，僅有小循環(huán)通路a接通，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。當(dāng)水溫高于80度時(shí)，節(jié)溫器WJ閉合，繼電器J1吸合，電源通過(guò)繼電器J1的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)J1-2、繼電器J2的控制線圈向電容器C1充電的同時(shí)，繼電器J2瞬間吸合后就斷開，電容器C2被充電到電源電壓，555時(shí)基電路芯片的輸出端信號(hào)轉(zhuǎn)換，繼電器J3吸合，繼電器J3的J3-1觸點(diǎn)接通電機(jī)M的供電回路，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，電容器C2通過(guò)電阻R2放電，當(dāng)電容器C2放電到三分之一電源電壓時(shí)，繼電器J3失電，電機(jī)停轉(zhuǎn)。電機(jī)輸出軸上的凸輪帶動(dòng)連桿30運(yùn)動(dòng)使閥門27打開，冷卻液流入散熱器35進(jìn)行散熱，達(dá)到大循環(huán)散熱之目的；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫散熱到80度以下時(shí)，節(jié)溫器WJ斷開，繼電器J1斷電，電源通過(guò)繼電器J1的轉(zhuǎn)換常閉觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)FJ使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到初始位置，即凸輪向上，連桿30處在自由狀態(tài)，復(fù)位彈簧29使閥門27關(guān)閉，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的大循環(huán)通路b，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱，使溫度始終保持在80度左右。
調(diào)節(jié)電阻R、電容C的數(shù)值即可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。
本實(shí)用新型中的閥門采用陶瓷芯截止閥或閘板閥，其操作手柄也可采用其它繼電器、電磁閥或電子開關(guān)控制。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，它包括水泵[36]、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)水套[34]、散熱器[35]及節(jié)溫器[WJ]，其中，水泵、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)水套用管道連接成大小強(qiáng)制循環(huán)通路，冷卻風(fēng)扇安裝在散熱器和發(fā)動(dòng)機(jī)水套之間，其特征在于，所述冷卻風(fēng)扇的皮帶輪[7]與風(fēng)扇軸[12]之間設(shè)有皮帶輪軸承[6]，并加設(shè)摩擦盤[4]、連接鋼片[3]、電磁鐵線圈[L]和繼電器[J1]，其中，摩擦盤[4]經(jīng)連接鋼片[3]固定在風(fēng)扇軸[12]的后端，其盤面與風(fēng)扇軸[12]的軸向垂直，摩擦盤[4]的盤面位于皮帶輪[7]的后端面上，二者之間留有間隙，電磁鐵線圈[L]安裝在皮帶輪[7]的輪殼內(nèi)，它串接繼電器常開觸點(diǎn)[J1-1]后接于電源，繼電器的控制線圈串接節(jié)溫器[WJ]觸點(diǎn)后接于電源，節(jié)溫器[WJ]裝于水套[34]上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，其特征在于所述冷卻風(fēng)扇設(shè)有摩擦盤軸頭[25]，摩擦盤軸頭[25]套裝在風(fēng)扇軸[12]的后端，與風(fēng)扇軸[12]為鍵連接，所述摩擦盤[4]為圓環(huán)形，連接鋼片[3]的一端固定在摩擦盤[4]圓環(huán)上，另一端固定在摩擦盤軸頭[25]上，所述連接鋼片[3]至少為三個(gè)，沿摩擦盤[4]圓周均布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，其特征在于在強(qiáng)制循環(huán)通路中加設(shè)閥門[27]、操作機(jī)構(gòu)、及操作機(jī)構(gòu)的控制電路，所述閥門[27]串接在大循環(huán)回路中，閥門[27]的手柄[33]與操作機(jī)構(gòu)相連，所述操作機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)[M]、連桿[30]、杠桿[31]及連桿[32]組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用雨刷電機(jī)，連桿[30]一端與固定于驅(qū)動(dòng)電機(jī)[M]輸出軸上的凸輪接觸，另一端與杠桿[31]鉸接，后者的另一端與連桿[32]鉸接，連桿[32]的另一端與手柄[33]固定，操作機(jī)構(gòu)的控制電路由555時(shí)基電路芯片[T]、繼電器[J2]、[J3]組成，繼電器[J2]的控制線圈與由電阻[R1]和電容[C1]構(gòu)成的RC延時(shí)電路串接后、再與繼電器[J1]的一個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)[J1-2]串聯(lián)，觸點(diǎn)[J2-1]串接由電阻[R2]和電容[C2]構(gòu)成的RC延時(shí)電路后跨接在電源的兩端，其串接點(diǎn)接555時(shí)基電路芯片[T]的2腳，555時(shí)基電路芯片[T]的3腳接繼電器[J3]的控制線圈，轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)[J1-2]的另一端串接輔助觸點(diǎn)[FJ]后與觸點(diǎn)[J3-1]并接，而后再與驅(qū)動(dòng)電機(jī)[M]串接。
專利摘要一種節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻裝置，屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，用于解決冷卻裝置的自動(dòng)控制問(wèn)題。其技術(shù)方案是，構(gòu)成中包括水泵、冷卻風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)水套、散熱器及節(jié)溫器，改進(jìn)后，冷卻風(fēng)扇的皮帶輪與風(fēng)扇軸之間加設(shè)摩擦盤、連接鋼片、電磁鐵線圈和繼電器，其中，摩擦盤經(jīng)連接鋼片固定在風(fēng)扇軸的后端，其盤面與風(fēng)扇軸的軸向垂直，摩擦盤的盤面位于皮帶輪的后端面上，電磁鐵線圈安裝在皮帶輪的輪殼內(nèi)，它串接繼電器常開觸點(diǎn)后接于電源，繼電器的控制線圈串接節(jié)溫器觸點(diǎn)后接于電源，節(jié)溫器裝于水套上。本實(shí)用新型可隨發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱量的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻能力，因而避免了在低溫時(shí)，仍然消耗大量能量用于冷卻的缺點(diǎn)，具有油耗低、效率高、污染小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F01P7/14GK2665371SQ0327000
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者王占秋 申請(qǐng)人:王占秋