CN102720775A - 电磁风扇离合器及其驱动方式 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车发动机冷却系统的电磁风扇离合器。其目的是为了提供一种结构简单、可有效降低成本的电磁风扇离合器及其驱动方式。本发明电磁风扇离合器包括风扇、依次套装在主轴上的电磁驱动装置、磁铁固定盘和风扇固定盘，所述电磁驱动装置连接磁铁固定盘带动其旋转，所述磁铁固定盘上嵌设有永磁铁，所述风扇轮毂中嵌有加强铁板，风扇通过加强铁板固定在风扇固定盘上远离磁铁固定盘的一侧，所述风扇固定盘上与永磁铁对应处的厚度满足使加强铁板位于永磁铁的磁力范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁风扇离合器，特别是涉及一种用于汽车发动机冷却系统的电磁风扇离合器结构及其驱动方式。
背景技术
电磁风扇离合器广泛应用在各种发动机冷却系统中，通过风扇旋转降温，风扇轮毂安装在电磁离合器的风扇固定盘上，为了保证结构强度，在风扇轮毂中嵌设加强板进行支撑，具体位置如申请人之前已授权的公开号为201198782专利中附图所示，综合考虑强度要求及成本因素，目前市场上加强板均采用铁板。
针对不同的降温需求，设计电磁风扇离合器的输出转速不同，现有技术中，电磁风扇离合器无论输出转速大或小的风扇驱动都是靠镶嵌在风扇固定盘（风扇固定盘由非导磁而导电材料制成）中的软铁与相对应的永磁铁构成感应磁场，电磁风扇离合器通过电磁装置带动永磁铁转动使其和软铁盘产生相对运动，在风扇固定盘中产生涡电流形成新的磁场，从而形成磁力柔性驱动，带动风扇转动，如申请人之前已授权的公开号为2837601中国专利中的环形导磁铁片以及公开号为101672210中国专利申请中的软铁。
在电磁风扇离合器的制造中，每个风扇离合器需要软铁板材约1Kg，按目前中国商用车年产300万台计算，共计需要消耗3000吨/年，产生的CO2排放约为6288吨，制造成本和CO2排放较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可有效降低成本的电磁风扇离合器，本发明还提供一种电磁风扇离合器的驱动方式。
本发明电磁风扇离合器，包括风扇、依次套装在主轴上的电磁驱动装置、磁铁固定盘和风扇固定盘，所述电磁驱动装置连接磁铁固定盘带动其旋转，所述磁铁固定盘上嵌设有永磁铁，所述风扇轮毂中嵌有加强铁板，风扇通过加强铁板固定在风扇固定盘上远离磁铁固定盘的一侧，所述风扇固定盘上与永磁铁对应处的厚度满足使加强铁板位于永磁铁的磁力范围内。
本发明电磁风扇离合器，其中所述风扇固定盘上与永磁铁对应处的厚度为5mm～10mm。
本发明电磁风扇离合器，其中所述永磁铁设置多个，周向排列在磁铁固定盘靠近风扇固定盘一侧端面的外圆周上，相邻两块永磁铁的磁极不同。
本发明电磁风扇离合器，其中所述每个永磁铁呈扇形。
本发明电磁风扇离合器，其中所述加强铁板呈环状。
本发明电磁风扇离合器，其中所述电磁驱动装置包括内部嵌有第一线圈的电磁铁芯、传动盘和第一吸合盘，所述传动盘连接在主轴上，所述电磁铁芯嵌设在传动盘的内腔中，所述第一吸合盘位于传动盘与磁铁固定盘之间并通过第一弹性片与磁铁固定盘连接。
本发明电磁风扇离合器，其中所述电磁铁芯中还设有第二线圈，第一、第二线圈中心重合，所述传动盘与磁铁固定盘之间还设有第二吸合盘，第一、第二吸合盘中心重合，所述第二吸合盘通过第二弹性片与风扇固定盘连接。
本发明电磁风扇离合器，其中所述风扇固定盘的外端面沿轴向设有向传动盘方向的延伸部，所述第二吸合盘通过第二弹性片与延伸部连接。
一种电磁风扇离合器的驱动方式，包括以下步骤：
a、磁铁固定盘上的永磁铁磁化风扇轮毂中的加强铁板产生感应磁场；
b、电磁驱动装置带动磁铁固定盘旋转，变化的磁场在风扇固定盘中产生涡电流；
c、风扇固定盘中的涡电流反抗与磁铁固定盘的相对运动，跟随磁铁固定盘旋转。
本发明电磁风扇离合器与现有技术不同之处在于本发明电磁风扇离合器省略了设置在风扇固定盘中的软铁，通过调整风扇固定盘上与永磁铁对应处的厚度，使原本位于风扇轮毂中仅起到加强结构强度作用的铁板位于永磁铁的磁力范围内，形成感应磁场，在由非导磁而导电材料支撑的风扇固定盘内产生涡电流，使其随磁铁固定盘旋转。本发明省略了软铁，但仍然能实现磁铁固定盘与风扇固定盘之间的扭矩传递，降低了生产成本，使结构更加简单。
下面结合附图对本发明的电磁风扇离合器作进一步说明。
附图说明
图1为本发明电磁风扇离合器的剖视图；
图2为本发明电磁风扇离合器中永磁铁分布的示意图；
图3为本发明电磁风扇离合器中磁铁固定盘、风扇固定盘和风扇结合的立体图。
具体实施方式一
如图1、3所示，本发明电磁风扇离合器包括风扇1、主轴2和依次套装在主轴2上的电磁铁芯7、传动盘10、磁铁固定盘3、风扇固定盘4，风扇1轮毂中嵌有环状的加强铁板6，风扇1通过加强铁板6固定在风扇固定盘4上远离磁铁固定盘3的一侧，风扇固定盘4上与永磁铁5对应处的厚度为5mm。
电磁铁芯7嵌设在传动盘10的内腔中通过轴承支撑在主轴2上。传动盘10通过键连接在主轴2上可同主轴一同转动。磁铁固定盘3和风扇固定盘4均通过轴承支撑在主轴2上。电磁铁芯7中嵌设有中心重合的第一第二线圈8、9，传动盘10与磁铁固定盘3之间设有中心重合的第一、第二吸合盘11、12，第一第二线圈8、9分别与第一第二吸合盘11、12轴向上相对应，第一吸合盘11固接第一弹性片13，第一弹性片13与磁铁固定盘3固接。风扇固定盘4的外端面沿轴向设有向传动盘10方向的延伸部15，第二吸合盘12固接第二弹性片14，第二弹性片14与延伸部15固接。
如图2、3所示，磁铁固定盘上设有多个永磁铁5，周向排列在磁铁固定盘3靠近风扇固定盘4一侧端面的外圆周上，相邻两块永磁铁5的磁极不同。每个永磁铁5呈扇形，相比于普通的圆柱形永磁铁，扇形永磁铁在圆周上的分布有效地提高了磁极面积，增加了磁场强度及散热效率，提高了磁导率，增强了驱动力。
本发明电磁风扇离合器的驱动方式是这样的：
磁铁固定盘3上的永磁铁5将加强铁板6磁化产生感应磁场。
当对第一线圈8通电时，第一吸合盘11被吸合到传动盘10上，随传动盘10旋转，通过第一弹性片13带动磁铁固定盘3旋转，使磁铁固定盘3与加强铁板6之间产生相对运动，形成变化的磁场，变化的磁场在风扇固定盘4中产生涡电流反抗与磁铁固定盘3的相对运动，进而风扇固定盘4跟随磁铁固定盘3差速转动，带动风扇1转动。
当需要输出更高的转速时，接通第二线圈9，第二吸合盘12被吸合到传动盘10上，随传动盘10旋转，第二吸合盘12通过第二弹性片14直接带动风扇固定盘4全速旋转，带动风扇1全速运转。
当不需要风扇1工作时，第一、二线圈8、9均断电，第一、二吸合盘11、12在第一、二弹簧片13、14的恢复力下拉离传动盘10，磁铁固定盘3停止转动，风扇固定盘4也停止转动。
具体实施方式二
本实施方式与实施方式一不同的地方在于，风扇固定盘4上与永磁铁5对应处的厚度为10mm，适应对风扇转速要求较低的设备。
在实际应用中，风扇固定盘4上与永磁铁5对应处的厚度只要满足位于永磁铁的磁力范围内即可，不同磁感强度的永磁铁的磁力范围不同，要求风扇固定盘上相应的厚度也就不同。对于风扇离合器上常用的永磁铁，本发明设置风扇固定盘上对应处的厚度为5mm～10mm之间任意值，可满足不同风扇转速要求，风扇固定盘上对应处的厚度越小，永磁铁离加强铁板越近，转速滑差越小，风扇的转速越快，反之，则越小，因此，根据设备降温需要制定相应厚度，减少不必要的加工成本。
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 (9)
1.一种电磁风扇离合器，包括风扇（1）、依次套装在主轴（2）上的电磁驱动装置、磁铁固定盘（3）和风扇固定盘（4），所述电磁驱动装置连接磁铁固定盘（3）带动其旋转，所述磁铁固定盘（3）上嵌设有永磁铁（5），所述风扇（1）轮毂中嵌有加强铁板（6），风扇（1）通过加强铁板（6）固定在风扇固定盘（4）上远离磁铁固定盘（3）的一侧，所述风扇固定盘（4）上与永磁铁（5）对应处的厚度满足使加强铁板（6）位于永磁铁（5）的磁力范围内。
2.根据权利要求1所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述风扇固定盘（4）上与永磁铁（5）对应处的厚度为5mm～10mm。
3.根据权利要求1或2所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述永磁铁（5）设置多个，周向排列在磁铁固定盘（3）靠近风扇固定盘（4）一侧端面的外圆周上，相邻两块永磁铁（5）的磁极不同。
4.根据权利要求3所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述每个永磁铁（5）呈扇形。
5.根据权利要求3所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述加强铁板（6）呈环状。
6.根据权利要求4或5所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述电磁驱动装置包括内部嵌有第一线圈（8）的电磁铁芯（7）、传动盘（10）和第一吸合盘（11），所述传动盘（10）连接在主轴（2）上，所述电磁铁芯（7）嵌设在传动盘（10）的内腔中，所述第一吸合盘（11）位于传动盘（10）与磁铁固定盘（3）之间并通过第一弹性片（13）与磁铁固定盘（3）连接。
7.根据权利要求6所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述电磁铁芯（7）中还设有第二线圈（9），第一第二线圈（8、9）中心重合，所述传动盘（10）与磁铁固定盘（3）之间还设有第二吸合盘（12），第一、第二吸合盘（11、12）中心重合，所述第二吸合盘（12）通过第二弹性片（14）与风扇固定盘（4）连接。
8.根据权利要求7所述的电磁风扇离合器，其特征在于：所述风扇固定盘（4）的外端面沿轴向设有向传动盘（10）方向的延伸部（15），所述第二吸合盘（12）通过第二弹性片（14）与延伸部（15）连接。
9.一种电磁风扇离合器的驱动方式，其特征在于：包括以下步骤，
a、磁铁固定盘（3）上的永磁铁（4）磁化风扇（1）轮毂中的加强铁板（6）产生感应磁场；
b、电磁驱动装置带动磁铁固定盘（3）旋转，变化的磁场在风扇固定盘（4）中产生涡电流；
c、风扇固定盘（4）中的涡电流反抗与磁铁固定盘（3）的相对运动，跟随磁铁固定盘（3）旋转。
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