CN102305247B - 电磁离合器磁铁固定盘及制造方法和该盘的电磁离合器 - Google Patents

Abstract

一种电磁离合器磁铁固定盘，主要包括散热片，散热孔和第二散热片，通过散热片随盘体旋转产生的旋风气流通过散热孔对盘体冷却降温，避免热量传导到各传动轴承，使润滑油脂受高温热量稀释而溢出，造成传动轴承过早磨损损坏；同时还包括利用压铸成型这种电磁离合器磁铁固定盘的制造方法，及包括此磁铁固定盘的电磁离合器。

Description

电磁离合器磁铁固定盘及制造方法和该盘的电磁离合器

技术领域

本发明涉及车辆用工程元件，装置和方法，具体涉及一种电磁离合器磁铁固定盘及制造方法和该盘的电磁离合器。

背景技术

现有技术中的电磁离合器部件，如汽车电磁离合器的磁铁固定盘，它是置于汽车电磁离合器的风扇固定盘内腔，并通过传动轴承与传动轴转动相连。工作时，当汽车发动机水温达到设定值，电磁离合器的电磁铁芯线圈得电与吸合盘吸合相接，并同时带动与吸合盘固连的磁铁固定盘转动，通过磁铁固定盘上的磁铁与风扇固定盘内腔端面的呈间距吸合，使风扇固定盘相对磁铁固定盘作滞后运转形成差速转动，以实现风扇固定盘带动风扇转动，对汽车发动机水温进行散热降温。但是，在风扇固定盘相对磁铁固定盘做差速转动的过程中，产生的高温热量却无法及时向外界排出，热量直接传递给电磁离合器内的各个传动轴承，使端面密封的传动轴承内腔置有的润滑油脂受高温热量的稀释而溢出，造成传动轴承过早磨损损坏的现象时有发生，明显地增加了用户的使用维护成本。

现有技术中，仅采用利用电磁离合器外部的散热装置对电磁离合器进行散热。本领域技术人员认为前述散热方式使电磁离合器的尺寸紧凑、结构简单。制造工艺简单，制造成本低。

本发明是在中国发明专利申请CN101871495A和中国实用新型专利CN201714866U所公开技术内容的基础上作出的进一步改进，并且已经要求了前述两个专利的优先权。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有旋风散热片的电磁离合器磁铁固定盘，旨在及时降低其传动轴承的工作温度，达到延长使用寿命，以实现降低用户的使用维护成本。

本发明的另一个技术目的是提供一种带有旋风散热片的电磁离合器磁铁固定盘的电磁离合器。

本发明的再一个技术目的是提供一种带有旋风散热片的电磁离合器磁铁固定盘的制造方法。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘，包括盘体，轴承孔，在所述盘体上装设有散热片。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘，所述盘体上开有散热孔。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘，所述散热片替换为散热孔。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘，所述散热片与所述散热孔交替排列。

由于采用了磁铁固定盘整体压铸成型制造工艺，散热片与盘体间不需要额外连接部件，不会增加盘体制造的复杂程度，散热片厚度对盘体重量增加有限，但是散热片使盘体的表面积增加较大，增加了盘体的散热面积，具体效果如下表所示：

散热片数	增加重量	增加表面积
			18	3％	22％
30	6％	34％

散热孔可以使外部的冷却空气进入电磁离合器相对封闭的空间，同时有效降低盘体重量。散热孔的形状可以是圆形，或长条形，或圆弧形，或槽型等形状，在维持盘体刚性和强度的前提下，散热孔可以有若干个，具体效果如下表所示：

散热孔形状	散热孔数	减轻重量
			圆形	2～4	17％～28％
长条形	3～8	14％～30％
			圆弧形	3～12	20％～42％

当盘体上结合散热片和散热孔，两者交替排列，既可以保证盘体刚性，又可以使盘体的总体表面积增加，同时获得了更显著的散热效果，具体性能参数指标变化见下表：

总体重量	减轻25％
		原材料成本	下降30％
散热效率	提升30％
		使用寿命	大于3倍

优选地，本发明的电磁离合器磁铁固定盘，所述的散热片为L形，所述散热片的散热面积大的一端与所述轴承孔的外壁垂直，所述散热片的散热面积小的一端与所述盘体垂直。

所述的散热片与所述轴承孔外壁径向呈0°至90°斜向排列。

所述的散热片与所述轴承孔外壁径向呈10°至35°斜向排列。

所述的散热孔为沿所述盘体径向分布的长条形通孔。

所述的散热片为螺旋形，沿所述轴承孔外壁分布。

所述的散热片为条形，与磁铁固定盘盘体前端面成角度分布。

所述的盘体后端面装设有第二散热片。

所述第二散热片为沿所述盘体径向分布的肋状散热体。

所述盘体上等距离镶嵌永磁体，并装设有散热筋。

本发明的风扇电磁离合器磁铁固定盘，组成风扇电磁离合器。

该电磁离合器具有散热效率高，使用寿命长，原材料成本低的良好效果。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘的制造方法，包括：

(1)形成盘体；

(2)形成轴承孔；

(3)形成散热孔和/或散热片；

本发明的电磁离合器磁铁固定盘的制造方法中所述散热片或所述散热孔以上方法制成。

本发明的电磁离合器磁铁固定盘的制造方法中的步骤

(1)形成盘体；

(2)形成轴承孔；

(3)形成散热孔和/或散热片；

为一次性整体压铸。

通过本制造方法制造的本发明的风扇电磁离合器磁铁固定盘，成本低，制造工艺简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，这种带有旋风散热片的电磁离合器磁铁固定盘，主要包括盘体和其上连有的轴承孔；它是在所述盘体的前端面外周边上，呈间距镶嵌连有若干块永磁铁与盘体内固连的铁板吸合相接；在盘体设有轴承孔和永磁铁之间的前端面内圆周上，呈间距连有若干旋风散热片；在若干旋风散热片之间的盘体端面上，设有散热通风孔。

实施上述技术方案时，本发明可以在盘体呈间距镶嵌连有若干块永磁铁之间的前端面外圆周上，设有凸起状散热筋。

实施上述技术方案时，本发明还可以在所述盘体设有散热通风孔的后端面外周边上，呈间距连有若干旋流散热片。

本发明采取上述结构，工作时，通过盘体上设有的若干旋风散热片转动产生的旋转风，通过散热通风孔进入盘体相对吸合盘构成的空间，经盘体后端面上的若干旋流散热片的再次旋流通风，将传递给各个传动轴承的高温热量，及时通过电磁离合器内其他连接部件之间的空隙向外界顺畅排出，实现了与外界冷却空气的循环，达到了通风散热降温目的，保证了电磁离合器各个端面密封的传动轴承内腔置有的润滑油脂不受高温热量稀释溢出，有效地延长了其使用寿命；明显地降低了用户的使用维护成本。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本发明第一种实施例的主视图；

图2为图1中A-A向旋转剖视图；

图3为本发明第二种实施例的主视图；

图4为图3中B-B方向旋转剖视图；

图5为本发明一种实施方式的连接结构剖视图；

图6为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第三种实施例的俯视图；

图7为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第三种实施例的仰视图；

图8为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第三种实施例的仰视图的B-B方向剖视图。

图9为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第三种实施例的立体示意图；

图10为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第四种实施例的立体示意图；

图11为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第五种实施例的立体示意图；

图12为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第六种实施例的立体示意图；

图13为本发明的电磁离合器磁铁固定盘第七种实施例的立体示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示，这种带有旋风散热片的电磁离合器磁铁固定盘，主要包括由铝合金构成的盘体和其上连有的轴承孔；它是在所述盘体的前端面外周边上，呈间距均布设有的固定孔内，镶嵌连有18块永磁铁3与铝合金盘体固连的铁板4牢固地吸合相接(图1-图2所示)；在盘体连有轴承孔和永磁铁3之间的前端面内圆周上，呈间距设有若干直立状旋风散热片1；所述旋风散热片的高度为15毫米；在若干旋风散热片1之间的盘体端面上，设有散热通风孔2。为增加通风散热降温的效果，在盘体呈间距连有永磁铁之间的前端面外周边上，连有凸起状散热筋5(图1-图2所示)，这样既增大了其散热面积，又实现了盘体在转动工作时起到部分旋风散热降温的作用。本发明根据不同通风散热降温的设计要求，还可以将所述旋风散热片1的形体，设成倾斜状或圆弧连接状(图中未示出)。为增加空气快速旋流向外排出，在所述盘体设有散热通风孔2的后端面外周边上，呈间距连有若干直立状旋流散热片13(图3-图4所示)；所述连有旋流散热片13的形体，也可以是倾斜状或圆弧连接状(图中未示出)。工作时，本发明磁铁固定盘前端面外周边，相对风扇固定盘10内腔端面呈一定间距位置，通过端面密封的传动轴承转动连接于汽车电磁离合器的传动轴6上，所述传动轴连接端与汽车发动机传动部件相接(图5所示)。当发动机工作水温低于设定值时，通过端面密封的传动轴承连于传动轴上的电磁铁芯大、小线圈12、7不工作，传动轴只带动传动盘8空转。当发动机工作水温达到设定值时，温控开关控制小线圈7得电，吸合固连有磁铁固定盘的小吸合盘11转动工作；此时，风扇固定盘10内腔端面，在磁铁固定盘前端面外周边上镶嵌连有的18块永磁铁3的呈间距磁力吸合作用下，也随之磁铁固定盘作滞后运转形成差速转动，并使其工作温度不断升高产生高温热量直接传递给各端面密封的传动轴承(图5所示)。此时外界进入风扇固定盘内的冷却空气，在本发明盘体上若干旋风散热片1转动产生的旋风作用下，及时通过散热通风孔2进入盘体相对大、小吸合盘9、11构成的空间，并经盘体后端面外周边上连有的若干旋流散热片13的再次旋流通风，将电磁离合器内3个端面密封的传动轴承产生的高温热量，及时通过其他的连接部件之间的空隙向外界顺畅地排出，达到了与外界冷却空气的往复循环(图5中箭头方向所示)。实现了端面密封的传动轴承的通风散热降温，解决了至于其内腔的润滑油脂免受高温热量稀释溢出，保证了端面密封的传动轴承不致过早磨损损坏，有效地延长了其使用寿命；明显地降低了用户的使用维护成本。当发动机工作水温高于设定值时，温控开关控制电磁铁芯大线圈12得电与大吸合盘9端面吸合，通过传动盘8带动和大吸合盘连体的风扇固定盘10上的风扇，与发动机传动连接部件同步转动，对水温进行散热降温(图1-图5所示)。根据不同的使用场所，本发明还可以与其他的动力输出部件传动相接。

如图6至图9所示，在实施例三中，盘体100a为一个环形片状体，沿前端面中心设有轴承孔102a，所述轴承孔102a内壁形状和尺寸设置成适合于通过过盈配合联接方式与传动轴承连接。圆环形片状软磁铁4a同轴嵌入盘体100a。永磁铁3a与软磁铁4a吸合连接，环绕轴承孔均匀分布。所述盘体100a开有上下贯通的截面为梯形或者长条形的散热孔2a，多个散热孔2a沿所述盘体100a径向均匀布设。盘体100a上装设有散热片1a，散热片1a为L形，散热片1a的散热面积大的一端与所述轴承孔102a的外壁垂直，所述散热片1a的散热面积小的一端与所述盘体100a垂直，散热片1a整体沿盘体100a及轴承孔102a的径向均匀布设。盘体100a的后端面等间距还装有第二散热片13a，第二散热片13a为沿盘体100a径向等距分布的肋状散热体。所述盘体100a上还等距压铸有永磁体镶嵌槽20a。前述各部件一次压铸成型或者分别形成各部件后组装在一起。

如图6至图9所示，在实施例三中，在盘体加工铸造时，在盘体100a上形成六个铸造通孔21a，螺孔22a用于连接电磁离合器的其它相关部件。

根据本发明实施例三进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

如图10所示，根据本发明实施例四，在前述如图6至9示出的实施例三的其他结构不变的情况下，散热片1b的散热面积较大的一端形成弧形弯曲。第二散热片13b整体形成弧形弯曲。前述各部件一次压铸成型或者分别形成各部件后组装在一起。

根据本发明实施例四进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

如图11所示，根据本发明实施例五，在前述如图6至9示出的实施例三的其他结构不变的情况下，散热片1c的散热面积较大的一端与所述轴承孔102c外壁径向呈0°至90°斜向排列。优选地，该排列最佳角度为10°至35°斜向排列。第二散热片13c的长轴与所述盘体100c的径向夹角呈0°至90°排列。优选地，该排列最佳角度为5°至60°排列。前述各部件一次压铸成型或者分别形成各部件后组装在一起。

根据本发明实施例五进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

如图12所示，根据本发明实施例六，在前述如图6至9示出的实施例三的其他结构不变的情况下，散热片1d为螺旋形，沿所述轴承孔102d外壁分布。该散热片1d的螺距与所述轴承孔的102d的轴向长度比值最佳值为1∶2至3∶4。第二散热片13d的长轴与所述盘体100d的径向夹角呈0°至90°排列。优选地，该排列最佳角度为5°至60°排列。前述各部件一次压铸成型或者分别形成各部件后组装在一起。

根据本发明实施例六进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

如图13所示，根据本发明实施例七，在前述如图6至9示出的实施例三的其他结构不变的情况下，散热片1e成条形，按照与所述盘体100e前端面夹角为5°至85°排列。第二散热片13e的长轴与所述盘体100e的径向夹角呈0°至90°排列。优选地，该排列最佳角度为5°至60°排列。前述各部件一次压铸成型或者分别形成各部件后组装在一起。

根据本发明实施例七进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

上述各实施例的磁铁固定盘的盘体采用铝，或铝合金，或镁合金等非导磁性金属材料，优选铝合金。

采用以上材料进行相关实验，试验及测试数据结果如下表所示：

材料	比重密度	抗拉强度	RB抗疲劳强度	弹性模量
					铝合金	2.74g/cm3	320MPa	145MPa	72GPa
镁合金	1.79g/cm3	220MPa	60MPa	45GPa

散热片和第二散热片可以在起到增加散热面积的同时，使周边空气产生旋风效果，将冷却空气从通孔导入风扇固定盘与磁铁固定盘构成的相对密闭空间，并快速排出，增加冷却空气流量，达到对盘体和传动轴承散热降温的效果。

散热片的优选倾斜角度及优选形状可以影响散热片带动的冷却空气流量，使流入风扇固定盘内腔的冷却空气增加。

在本发明的电磁离合器磁铁固定盘在工况时，随小吸合盘转动，利用磁铁固定盘前端面的永磁铁和风扇固定盘内腔端面的软磁铁呈间距吸合，带动风扇固定盘作差动转动，此时磁铁涡流磁场产生高温热量，热量沿盘体向各自的传动轴承传导，并扩散到风扇固定盘内腔与磁铁固定盘和吸合盘构成的狭小空间，造成电磁离合器温度升高；

散热片随盘体旋转，产生负压将外界的冷却空气通过通孔吸入由磁铁固定盘和风扇固定盘内腔构成的空间，冷却盘体和电磁离合器内其他连接部件，减少热量向传动轴承的传导；

第二散热片随盘体旋转，使被加热后的空气从部件之间的空隙向外界快速排出，实现与外界冷却空气的循环；

散热筋对最易产生热量的部位进行局部散热。

磁铁固定盘的制造方法包括如下步骤：

将铝合金材料通过压铸一次成型，形成盘体，轴承孔，永磁铁槽位，散热片和散热孔；

通过T6热处理方式，使磁铁固定盘的硬度和抗拉强度进一步增加；

在磁铁固定盘盘体和轴承孔上加工出螺孔。

通过压铸一次成型可以制造出复杂的零件形状，同时节省原材料成本，提高零件的整体强度，减少装配误差；T6处理是固溶处理加人工时效处理，表明其热处理状态。

磁铁固定盘的安装方法是通过过盈配合联接方式与传动轴承连接。

将磁铁固定盘固定，将传动轴承对准轴承孔，使用油压机将轴承顶入轴承孔。

安装后不需要拆卸，采用过盈配合联接，可以使轴承和轴承孔的配合表面接触紧密，装配后联接固持力大。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电磁离合器磁铁固定盘，包括盘体、轴承孔和均匀分布在盘体前端面外周边的永磁体，其特征在于：在所述盘体上装设有散热片(1，1a，1e)和散热孔(2，2a)，所述散热片(1，1a，1e)位于所述盘体前端面且与轴承孔外壁连接，与所述散热孔(2，2a)在所述盘体(100a，100e)上交替排列，均匀布设；

所述的盘体后端面还装设有第二散热片(13，13a，13e)，沿所述盘体(100a，100e)径向分布，与所述盘体的径向夹角呈0°至90°排列，所述第二散热片(13，13a，13e)平直，或形成弧形弯曲；

所述永磁体(3)与同轴嵌入盘体(100a，100e)前端面的圆环形片状软磁铁(4a)吸合连接，镶嵌在盘体上设置的永磁体镶嵌槽(20a)内。

2.根据权利要求1所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述散热片(1，1a，1e)为L形，所述散热片(1，1a，1e)的散热面积大的一端与所述轴承孔(102a，102e)的外壁垂直，所述散热片(1，1a，1e)的散热面积小的一端与所述盘体(100a，100e)垂直。

3.根据权利要求2所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述散热片(1b)的散热面积大的一端形成弧形弯曲。

4.根据权利要求3所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述的散热片(1c)与所述轴承孔外壁径向呈10°至35°斜向排列。

5.根据权利要求1所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述散热片(1d)为螺旋形，沿所述轴承孔(102d)外壁分布，所述散热片(1d)的螺距与所述轴承孔(102d)的轴向长度比值为1∶2至3∶4。

6.根据权利要求1至5任一所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述的散热孔(2a)为沿所述盘体径向分布的长条形通孔，所述长条形通孔的截面为梯形或者长条形。

7.根据权利要求6所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述的散热孔(2a)为21个。

8.根据权利要求1至5，或7任一所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述第二散热片(13，13a，13e)与所述盘体的径向夹角呈5°至60°排列。

9.根据权利要求1至5，或7任一所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述散热片(1，1a，1e)为18或30个，所述第二散热片(13，13a，13e)为18或30个。

10.根据权利要求6所述的电磁离合器磁铁固定盘，其特征在于：所述散热片(1，1a，1e)为18或30个，所述第二散热片(13，13a，13e)为18或30个。

11.包括权利要求1-10任一所述的电磁离合器磁铁固定盘的风扇电磁离合器。