專利名稱：前置式電控硅油風(fēng)扇離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種車輛的冷卻系統(tǒng)，尤其是一種前置式電控硅油風(fēng)扇離合器。
背景技術(shù)：
風(fēng)扇離合器是一種車輛的輔助冷卻裝置，應(yīng)用于車輛的冷卻系統(tǒng)中。車輛在行駛過程中，由于環(huán)境條件和運行情況的變化，發(fā)動機的熱狀況也在改變，因此，必須隨時調(diào)節(jié)發(fā)動機的冷卻強度。例如，在炎熱的夏季，發(fā)動機在低速大負(fù)荷下工作冷卻液的溫度很高時，風(fēng)扇應(yīng)該高速旋轉(zhuǎn)以增加冷卻風(fēng)量，增強散熱效果。而在寒冷的冬天冷卻液的溫度較低時，風(fēng)扇繼續(xù)工作不僅白白消耗發(fā)動機功率而且還會產(chǎn)生很大噪音。由于風(fēng)扇是發(fā)動機功率的消耗者，最大時約為發(fā)動機功率的10%，為了降低風(fēng)扇功率消耗，減少噪音和磨損，防止發(fā)動機過冷，降低污染，節(jié)約能源，因此根據(jù)發(fā)動機的熱狀況而隨時對其冷卻強度加以調(diào)節(jié)就顯得十分有必要。在風(fēng)扇帶輪與冷卻風(fēng)扇之間裝置硅油風(fēng)扇離合器則是實現(xiàn)該調(diào)節(jié)的方法之一。而硅油風(fēng)扇離合器，是用硅油作為介質(zhì)，利用硅油高粘度的特性傳遞扭矩?！愕耐抻惋L(fēng)扇離合器包括前蓋、殼體、主動板、從動板、閥片、主動軸、雙金屬感溫器、閥片軸、軸承、風(fēng)扇。前蓋、殼體和從動板通過螺釘組成一體后，通過軸承裝在主動軸上，風(fēng)扇裝在殼體上，從動板和前蓋之間設(shè)有貯油腔，其內(nèi)裝有硅油(油面低于軸中心線)，從動板與殼體之間設(shè)有工作腔，主動板與主動軸固定連接，主動軸與水泵軸連接，從動板上有進油孔，平時閥片呈關(guān)閉狀態(tài)，若偏轉(zhuǎn)閥片，則進油孔即可打開。閥片的偏轉(zhuǎn)由雙金屬感溫器控制。從動板上有凸臺限制閥片最大偏轉(zhuǎn)角。雙金屬感溫器的外端固定在前蓋上，內(nèi)端卡在閥片軸的槽內(nèi)。從動板外緣有回油孔，中心有漏油孔，以防靜態(tài)時從閥片軸周圍泄漏硅油。利用流經(jīng)散熱器的空氣的溫度，通過雙金屬感溫器自動控制風(fēng)扇離合器的分離和接合。溫度低時，硅油不流動，風(fēng)扇離合器分離，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速減慢，基本上是空轉(zhuǎn)。溫度高時，硅油的粘度使風(fēng)扇離合器結(jié)合，于是風(fēng)扇和水泵軸一起旋轉(zhuǎn)，起到調(diào)節(jié)發(fā)動機溫度的作用。上述的硅油風(fēng)扇離合器的工作原理如下( I)當(dāng)發(fā)動機冷起動或小負(fù)荷下工作時，冷卻水溫度較低，通過散熱器的氣流溫度也不高，進油孔被閥片關(guān)閉，工作腔內(nèi)無硅油，離合器處于分離狀態(tài)。主動軸轉(zhuǎn)動時，僅僅由于密封毛氈圈和軸承的摩擦，使風(fēng)扇隨同殼體在主動軸上空轉(zhuǎn)打滑，轉(zhuǎn)速極低。(2)當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷增加時，冷卻液和通過散熱器的氣流溫度隨之升高，感溫器受熱變形而帶動閥片軸及閥片轉(zhuǎn)動。當(dāng)流經(jīng)感溫器的氣流溫度超過3 3 8 K( 6 5°C)時，進油孔被完全打開，于是硅油從貯油腔進入工作腔。硅油十分粘稠，主動板即可利用硅油的粘性帶動殼體和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。此時風(fēng)扇離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速迅速提高。為不使工作腔中的硅油溫度過高，粘度下降，使硅油在殼體內(nèi)不斷循環(huán)。由于主動板轉(zhuǎn)速高于從動板，因此受離心力作用從主動板甩向工作腔外緣的油液壓力比貯油腔外緣的油壓力高，油液從工作腔經(jīng)回油孔B流向貯油腔，而貯油腔又經(jīng)進油孔A及時向工作腔補充油液。為使硅油從工作腔流回貯油腔的速度加快，縮短風(fēng)扇脫開時間，在從動板8的回油孔B旁，有一個刮油突起部伸入工作腔縫隙內(nèi)，使回油孔一側(cè)壓力增高，回油加快。[0007](3)當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷減小，流經(jīng)感溫器的氣體溫度低于3 O 8 K ( 3 5 °C)時，感溫器恢復(fù)原狀，閥片將進油孔關(guān)閉，工作腔中油液繼續(xù)從回油孔流回貯油腔，直至甩空為止。風(fēng)扇離合器又回到分離狀態(tài)。上述硅油風(fēng)扇離合器中的雙金屬感溫器容易失效且響應(yīng)速度慢，這樣會做很多無用功，增加車輛的油耗。再者雙金屬感溫器對發(fā)動機溫度的控制存在很大的滯后性，會導(dǎo)致燃油不充分，造成環(huán)境污染。另外一方面，傳統(tǒng)的硅油風(fēng)扇離合器一般為二級調(diào)速或者三級調(diào)速，像上述有極調(diào)速油耗量大。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種無極調(diào)速，節(jié)能降耗，使用壽命長的前置式電控硅油風(fēng)扇離合器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，包括主動軸、殼體、前蓋和閥片總成，殼體與主動軸通過軸承連接，主動軸與發(fā)動機同步轉(zhuǎn)動，殼體和前蓋固定連接且同步運動，殼體和前蓋之間設(shè)有主動板和從動板，主動板與主動軸固定連接且同軸轉(zhuǎn)動，從動板與前蓋固定連接，殼體上安裝有風(fēng)扇，殼體和前蓋之間設(shè)有貯油腔和工作腔，貯油腔和工作腔之間設(shè)有導(dǎo)通貯油腔和工作腔的出油口，工作腔開設(shè)有與貯油腔相通的回油通道，閥片總成位于工作腔內(nèi)與出油口相對應(yīng)的位置，閥片總成通過閥片控制開關(guān)控制出油口的開啟和關(guān)閉，其特征在于所述閥片控制開關(guān)為電磁閥總成，所述電磁閥總成位于前蓋相對連接殼體的另一端，中央控制器控制電磁閥總成的導(dǎo)通或斷開，所述電磁閥總成相對與前蓋連接的另一端設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器向中央控制器輸送信號。作為本實用新型的進一步設(shè)置，所述電磁閥總成與主動軸分體設(shè)置，電磁閥總成包括電磁線圈和靜銜鐵，所述電磁線圈包圍在靜銜鐵外圈，電磁線圈外套設(shè)有導(dǎo)磁套，導(dǎo)磁套通過軸承與前蓋連接，靜銜鐵與所述閥片總成在電磁線圈通電的狀態(tài)下形成閉合的磁場回路，中央控制器的輸出端控制電磁線圈的通電或斷電。作為本實用新型的進一步設(shè)置，所述閥片總成包括動銜鐵和閥片，閥片位于所述工作腔內(nèi)與所述出油口相對應(yīng)的位置，所述動銜鐵位于閥片靠近出油口的一端且處于抵壓閥片的位置。作為本實用新型的進一步設(shè)置，所述轉(zhuǎn)速傳感器包括單極性霍爾元件和永磁鐵，單極性霍爾元件設(shè)置在電磁閥總成相對與前蓋連接的另一端，永磁鐵安裝在前蓋朝向電磁閥總成的一端，單極性霍爾元件和永磁鐵相對配合設(shè)置，單極性霍爾元件和永磁鐵隨著電磁閥總成和前蓋的相對運動互相靠近或遠離而產(chǎn)生的電位變化信號由單極性霍爾元件通過線束傳輸?shù)街醒肟刂破?。采用上述方案，本實用新型將電磁閥總成設(shè)置在前蓋遠離主動軸的一端，避免了主動軸對電磁閥總成的磁性的影響；另外轉(zhuǎn)速反饋信號與中央控制器構(gòu)成閉環(huán)控制達到智能控制且通過中央控制器采集車輛冷卻液溫度的數(shù)據(jù)比起一般的溫度傳感器更精確；而且電磁閥總成中的閥體總成采用常開方式設(shè)計，即在電磁線圈不通電的情況下，動銜鐵抵壓在閥片上使出油口處于打開狀態(tài)，貯油腔中的硅油會直接到達工作腔，使風(fēng)扇處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而保證了電磁閥總成在失效后發(fā)動機也不會過熱，該電磁閥總成是為可拆卸式安裝在前蓋的前端，便于安裝及更換。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。

附圖1為本實用新型具體實施例結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實用新型附圖1右視圖；附圖3為本實用新型附圖1左視圖。
具體實施方式
本實用新型的具體實施例如圖1-3所示，前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，包括主動軸1、殼體2、前蓋3和閥片總成，主動軸I與發(fā)動機同步轉(zhuǎn)動，殼體2通過軸承41與主動軸I固定連接，殼體2和前蓋3通過螺釘固定連接且同步運動，殼體2和前蓋3之間設(shè)有與主動軸I固定連接且同軸轉(zhuǎn)動的主動板5，殼體2和前蓋3在相應(yīng)的位置處分別設(shè)有齒槽，主動板5上的前后齒鋸分別與殼體2和前蓋3上的齒槽嚙合。主動板5和前蓋3之間設(shè)有與前蓋3固定連接的從動板6，殼體2上安裝有風(fēng)扇，從動板6和前蓋3之間設(shè)有貯油腔31，從動板6和主動板5之間設(shè)有工作腔32，從動板6上開設(shè)有導(dǎo)通貯油腔31和工作腔32的出油口 311，工作腔32的一端開設(shè)有與貯油腔31相通的回油通道33，硅油通過出油口 311進入工作腔32，又通過回流通道311使硅油回流到貯油腔31。閥片總成位于工作腔內(nèi)32與出油口 311相對應(yīng)的位置，閥片總成通過電磁閥總成控制出油口 311的開啟和關(guān)閉，電磁閥總成位于前蓋3的前端，中央控制器控制電磁閥總成的導(dǎo)通或斷開，電磁閥總成相對與前蓋3連接的另一端設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器向中央控制器輸送信號。電磁閥總成與主動軸I分體設(shè)置，電磁閥總成包括電磁線圈71和靜銜鐵72，電磁線圈71包圍在靜銜鐵72外圈，電磁線圈71和靜銜鐵72之間設(shè)有導(dǎo)磁套73，導(dǎo)磁套73通過軸承42與前蓋3連接。閥體總成中的動銜鐵82通過導(dǎo)磁套73的導(dǎo)磁作用受到磁力的吸引而脫離閥片81。靜銜鐵72與閥片總成在電磁線圈71通電的狀態(tài)下形成閉合的磁場回路，中央控制器的輸出端控制電磁線圈71的通電或斷電。上述電磁閥總成中的靜銜鐵72與主動軸I分體設(shè)置，可以避免電磁線圈71產(chǎn)生的磁感應(yīng)線穿過主動軸I而回到電磁線圈71的端部形成閉合回路，由于主動軸I 一般都摻雜有碳等其他材料，會對磁路有所影響致使產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象，故此就避免了磁滯現(xiàn)象的產(chǎn)生。閥片總成固設(shè)在主動板5上，閥片總成包括動銜鐵82和閥片81，閥片81位于工作腔32內(nèi)與出油口 311相對應(yīng)的位置，動銜鐵82位于閥片81靠近出油口 311的一端且處于抵壓閥片81的位置。在無外力作用時，動銜鐵82抵壓在閥片81上，使閥片81開啟出油口311，貯油腔31中的硅油會直接到達工作腔32，使風(fēng)扇能高速運轉(zhuǎn)，從而保證了電磁閥總成在失效后發(fā)動機也不會過熱。當(dāng)電磁線圈71通電，靜銜鐵72具有磁力，吸引動銜鐵82脫離閥片81，此時閥片81受力封閉出油口 311。當(dāng)電磁線圈71斷電，靜銜鐵72失去磁力，動銜鐵82失去靜銜鐵72的吸引又重新抵壓閥片81使閥片81打開出油口 311，貯油腔31內(nèi)硅油進入工作腔32，從而通過硅油的高粘度使主動板5帶動從動板6轉(zhuǎn)動。由于主動板5是動力源，而前蓋3、殼體2兩者固定連接同步旋轉(zhuǎn)，而該兩者的組合動力是通過工作腔32中的硅油和工作腔32壁之間的摩擦力產(chǎn)生的，在硅油粘度、及接觸面積一定的條件下，摩擦力的大小就取決于處于工作腔32中的硅油量，因此可以通過控制單位時間內(nèi)閥片關(guān)閉和開啟的時間比例來調(diào)節(jié)貯油腔31到工作腔32中的硅油流量，再通過前蓋3和殼體2間的回油通道33的設(shè)計來滿足不同轉(zhuǎn)速要求下的回流量的控制，這樣通過閥片81控制出油量、回油通道33控制回油量以達到工作腔32中硅油量按一定的比例增加或減少，達到風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的線性增加或減少，使得本實用新型達到無極調(diào)速，比起一般的硅油風(fēng)扇離合器的二級調(diào)速或者三級調(diào)速更節(jié)能減耗。轉(zhuǎn)速傳感器包括單極性霍爾元件91和永磁鐵92，單極性霍爾元件91設(shè)置在電磁閥總成背離前蓋3的一端，永磁鐵92安裝在前蓋3朝向電磁閥總成的一端，單極性霍爾元件91和永磁鐵92相對配合設(shè)置，當(dāng)前蓋3和電磁閥總成之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，而單極性霍爾元件91和永磁鐵92相互靠近時，單極性霍爾元件91導(dǎo)通產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，而當(dāng)單極性霍爾元件91和永磁鐵92相互遠離時，單極性霍爾元件91斷開。通過單極性霍爾元件91的電位差變化進行脈沖計數(shù)，而單極性霍爾元件91通過線束93將信號傳輸?shù)街醒肟刂破?。由于電磁閥總成中的電磁線圈71與永磁鐵92的磁場方向相反，兩者之間不會產(chǎn)生電磁干擾，因此可以省去電磁屏蔽層的設(shè)置。本實用新型的工作原理如下通過中央控制器采集車輛冷卻液的溫度，當(dāng)溫度過高時，中央控制器使電磁閥總成斷電，閥片81總成開啟出油口 311，使風(fēng)扇隨主動板5轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速傳感器將風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速通過通過線束93實時反饋給中央控制器，中央控制器通過將反饋轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相比較，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整占空比來滿足設(shè)定轉(zhuǎn)速的要求，即風(fēng)量大小的要求。采用上述的電磁閥總成結(jié)構(gòu)，通過單極性霍爾元件91的電位差變化進行脈沖計數(shù)，來控制工作腔32內(nèi)的硅油量，使得風(fēng)扇離合器達到無極調(diào)速的效果。當(dāng)中央控制器采集車輛冷卻液的溫度過低時，中央控制器發(fā)出信號使電磁閥總成通電，關(guān)閉出油口 311，使風(fēng)扇處于較低的轉(zhuǎn)速。該閥體總成采用常開式設(shè)計，當(dāng)電磁閥總成失效時也能保證發(fā)動機不會過熱，且該閥體總成為可拆卸式安裝，方便維修及更換。
權(quán)利要求1.一種前置式電控娃油風(fēng)扇離合器,包括主動軸、殼體、前蓋和閥片總成，殼體與主動軸通過軸承連接，主動軸與發(fā)動機同步轉(zhuǎn)動，殼體和前蓋固定連接且同步運動，殼體和前蓋之間設(shè)有主動板和從動板，主動板與主動軸固定連接且同軸轉(zhuǎn)動，從動板與前蓋固定連接， 殼體上安裝有風(fēng)扇，殼體和前蓋之間設(shè)有貯油腔和工作腔，貯油腔和工作腔之間設(shè)有導(dǎo)通貯油腔和工作腔的出油口，工作腔開設(shè)有與貯油腔相通的回油通道，閥片總成位于工作腔內(nèi)與出油口相對應(yīng)的位置，閥片總成通過閥片控制開關(guān)控制出油口的開啟和關(guān)閉，其特征在于所述閥片控制開關(guān)為電磁閥總成，所述電磁閥總成位于前蓋相對連接殼體的另一端， 中央控制器控制電磁閥總成的導(dǎo)通或斷開，所述電磁閥總成相對與前蓋連接的另一端設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器向中央控制器輸送信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，其特征在于所述電磁閥總成與主動軸分體設(shè)置，電磁閥總成包括電磁線圈和靜銜鐵，所述電磁線圈包圍在靜銜鐵外圈， 電磁線圈外套設(shè)有導(dǎo)磁套，導(dǎo)磁套通過軸承與前蓋連接，靜銜鐵與所述閥片總成在電磁線圈通電的狀態(tài)下形成閉合的磁場回路，中央控制器的輸出端控制電磁線圈的通電或斷電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，其特征在于所述閥片總成包括動銜鐵和閥片，閥片位于所述工作腔內(nèi)與所述出油口相對應(yīng)的位置，所述動銜鐵位于閥片靠近出油口的一端且處于抵壓閥片的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，其特征在于所述轉(zhuǎn)速傳感器包括單極性霍爾元件和永磁鐵，單極性霍爾元件設(shè)置在電磁閥總成相對與前蓋連接的另一端，永磁鐵安裝在前蓋朝向電磁閥總成的一端，單極性霍爾元件和永磁鐵相對配合設(shè)置，單極性霍爾元件和永磁鐵隨著電磁閥總成和前蓋的相對運動互相靠近或遠離而產(chǎn)生的電位變化信號由單極性霍爾元件通過線束傳輸?shù)街醒肟刂破鳌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，其特征在于所述轉(zhuǎn)速傳感器包括單極性霍爾元件和永磁鐵，單極性霍爾元件設(shè)置在電磁閥總成相對與前蓋連接的另一端，永磁鐵安裝在前蓋朝向電磁閥總成的一端，單極性霍爾元件和永磁鐵相對配合設(shè)置，單極性霍爾元件和永磁鐵隨著電磁閥總成和前蓋的相對運動互相靠近或遠離而產(chǎn)生的電位變化信號由單極性霍爾元件通過線束傳輸?shù)街醒肟刂破鳌?br> 專利摘要本實用新型公開了一種前置式電控硅油風(fēng)扇離合器，包括主動軸、殼體和前蓋，殼體與主動軸通過軸承連接，殼體和前蓋固定連接且同步運動，殼體和前蓋之間設(shè)有主動板和從動板，主動板與主動軸固定連接且同軸轉(zhuǎn)動，從動板與前蓋固定連接，殼體上安裝有風(fēng)扇，殼體和前蓋之間設(shè)有貯油腔和工作腔，貯油腔和工作腔之間設(shè)有導(dǎo)通貯油腔和工作腔的出油口，工作腔開設(shè)有與貯油腔相通的回油通道，出油口由電磁閥總成控制其開和關(guān)，電磁閥總成位于前蓋前端，中央控制器控制電磁閥總成的導(dǎo)通或斷開，電磁閥總成和前蓋之間設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器向中央控制器輸送信號。本實用新型具有無極調(diào)速、節(jié)能降耗的優(yōu)點。
文檔編號F16D35/02GK202833738SQ20122054354
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者葉舟, 李軒 申請人:溫州車舟汽車部件有限公司