CN103967579B - 角传动降温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于发动机后置的大型车辆水箱的角传动降温装置。本发明能够有效降低齿轮箱的噪音，并且功率消耗较小。本发明角传动降温装置，包括电磁离合器、连接轴、连接盘、齿轮箱和风扇叶，电磁离合器包括主动轴、皮带轮、传动盘和铁芯，连接盘固定安装在连接轴的一端，皮带轮和传动盘均固定安装在主动轴上，连接盘上安装有大吸合盘，传动盘的端面上开设有铁芯容纳腔，铁芯转动地安装在主动轴上，在铁芯的一个端面上开设有第一线圈容置槽，第一线圈容置槽内设置有线圈，第一线圈容置槽与大吸合盘位置相对应，连接轴的另一端与齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与固定设有风扇叶的风扇盘连接。

Description

角传动降温装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车发动机降温的装置，特别是涉及一种用于发动机后置的大型车辆水箱的角传动降温装置。

背景技术

目前，大客车多为后置发动机，发动机的水箱在汽车的最后面，这种结构与前置发动机相比，存在汽车前进时，水箱的散热性不好，易出现高温开锅情况，影响发动机正常工作。

针对这一问题，申请人公开了一种三速换向电磁风扇离合器，公开号是CN101363358A，用于后置式发动机水箱的降温，其结构如图1所示，在底座2’上通过轴承座支撑的主动轴3’的一端设置皮带轮1’，在从动轴11’上的传动盘19’的腔体内设置铁芯包覆的大、小电磁线圈9’、10’，从动轴11’一端与风扇毂15’之间设置台阶状轴承套14’，轴承套14’一侧内镶嵌轴承与从动轴相接，另一侧台阶上套装轴承支撑连接风扇毂15’；轴承套14’一端面与不导磁材料铸造之称的散热盘18’固定，另一端面上通过弹簧片支撑连接小吸合盘12’，风扇毂15’一端面上设弹簧片支撑连接大吸合盘13’，另一端连接由不导磁材料制成的磁铁固定盘20’，在磁铁固定盘上均匀设置有永磁铁16’，与散热盘18’内设置的磁铁片17’相对应，主动轴3’和从动轴11’通过齿轮箱连接，齿轮箱的壳体6’内设置有相互啮合的主动伞齿轮5’和从动伞齿轮7’，从动齿轮座8’和主动齿轮座4’均安装在壳体6’内。上述专利通过将发动机输出的动力通过皮带轮1’和电磁离合器换向传递后带动散热片18’上风扇运转，上述角传动降温装置的风扇轴线与皮带轮轴线的角度成90度，从而使发动机水箱可侧向放置，能够保证发动机正常工作。

但上述装置还存在着齿轮箱的噪音大，并且功率消耗大的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的角传动降温装置，能够有效降低齿轮箱的噪音，并且功率消耗较小。

本发明角传动降温装置，包括电磁离合器、连接轴、连接盘、齿轮箱和风扇叶，电磁离合器包括主动轴、皮带轮、传动盘和铁芯，所述连接轴与主动轴同轴设置，所述连接盘固定安装在连接轴的一端，所述皮带轮和传动盘均固定安装在主动轴上，所述连接盘上通过弹性片固定安装有大吸合盘，所述传动盘的一个端面与大吸合盘之间具有间隙，另一个端面上开设有铁芯容纳腔，所述铁芯转动地安装在主动轴或传动盘的铁芯容纳腔内，所述铁芯部分或全部位于铁芯容纳腔内，在铁芯的一个端面上开设有第一线圈容置槽，第一线圈容置槽内设置有线圈，第一线圈容置槽与大吸合盘位置相对应，所述连接轴的另一端与齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与固定设有风扇叶的风扇盘连接。

本发明角传动降温装置，其中所述齿轮箱内设置有相互啮合的主动伞齿轮和从动伞齿轮，所述主动伞齿轮固定安装在输入轴上，所述从动伞齿轮固定安装在输出轴上。

本发明角传动降温装置，其中所述连接轴和齿轮箱的输入轴通过联轴器连接。

本发明角传动降温装置，其中所述传动盘的外圆周面上固定安装有散热盘，所述散热盘内设置有第一铁片，所述连接盘与散热盘相邻的端面上固定安装有第一永磁铁，所述第一永磁铁与第一铁片位置相对应。

本发明角传动降温装置，其中所述连接盘上开设有固定盘容纳腔，在主动轴上转动地安装有轴承固定盘，所述轴承固定盘设置于固定盘容纳腔内，所述轴承固定盘上设置有第二铁片，所述连接盘上设置有第二永磁铁，所述第二永磁铁与第二铁片的位置相对应，在所述轴承固定盘上还通过弹性片固定安装有小吸合盘，所述小吸合盘位于大吸合盘的径向内侧，在所述铁芯内还开设有第二线圈容置槽，第二线圈容置槽内也设置有线圈，第二线圈容置槽与小吸合盘位置相对应。

本发明角传动降温装置，其中所述连接轴安装连接盘的一端固定安装有法兰盘，所述法兰盘与连接盘固定连接。

本发明角传动降温装置，其中所述第一永磁铁通过第一磁铁固定盘固定安装在连接盘上，所述第二永磁铁通过第二磁铁固定盘固定安装在固定盘容纳腔内，第一永磁铁沿第一磁铁固定盘圆周方向均匀设置有多个，所述第二永磁铁沿第二磁铁固定盘圆周方向均匀设置有多个，所述第一铁片和第二铁片均为环形。

本发明角传动降温装置，其中所述连接盘还转动地安装在主动轴上。

本发明角传动降温装置与现有技术不同之处在于本发明通过将电磁离合器和齿轮箱分成两个单独的部件，使用时电磁离合器和齿轮箱均固定在底座上，电磁离合器的主动轴与连接轴通过电磁力实现离合，连接轴与齿轮箱的输入轴连接，风扇叶与齿轮箱的输出轴连接，相比现有技术中的风扇叶安装在电磁离合器上，电磁离合器安装在齿轮箱上，齿轮箱安装在底座上，本申请中齿轮箱的输出轴不需要承受很大重量，齿轮箱内的轴承不易损坏，因此，本申请中的齿轮箱的使用寿命长，噪声小；在本申请中，皮带轮直接安装在电磁离合器的主动轴上，在发动机水温不高、风扇不需要全速运转时，在整个装置中，随发动机全速运转的只是皮带轮和传动盘，而在现有技术中，由于其皮带轮是固定安装在齿轮箱的输入轴上的，随着发动机的全速运转，皮带轮和齿轮箱内的所有零件以及电磁离合器内的主动轴、传动盘均是全速运转，因此，本发明的结构相对于现有技术能够减小功率消耗，节约能源。

下面结合附图对本发明的角传动降温装置作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的角传动装置的主视剖视图；

图2为本发明角传动降温装置实施例1的主视剖视图；

图3为本发明角传动降温装置实施例2的主视剖视图；

图4为实施例1中皮带轮与风扇叶转速曲线图；

图5为实施例2中皮带轮与风扇叶转速曲线图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，本发明角传动降温装置包括电磁离合器50、连接轴40、连接盘63、齿轮箱20和风扇叶10。电磁离合器50包括主动轴51、皮带轮55、传动盘59和铁芯57。连接轴40与主动轴51同轴设置，连接轴40位于主动轴51的左侧。连接盘63固定安装在连接轴40的右端，其固定方式为在连接盘63的中心位置开设有安装孔，连接轴40的右端嵌入安装孔内，并且在连接轴40上设置有轴肩，轴肩与连接盘63的左端面接触。为了更好的将连接盘63固定在连接轴40上，在连接轴40的一端，也就是连接轴40的右端通过螺栓固定安装有法兰盘43，然后将法兰盘43与连接盘63通过螺栓紧固在一起。连接轴40的左端与齿轮箱20的输入轴连接，齿轮箱20的输出轴21与固定设有风扇叶10的风扇盘连接。在齿轮箱20内设置有相互啮合的主动伞齿轮23和从动伞齿轮25，主动伞齿轮23固定安装在输入轴上，从动伞齿轮25固定安装在输出轴21上。在本实施例中，齿轮箱20的输出轴通过连接轴40与电磁离合器的连接盘63连接。

皮带轮55和传动盘59均固定安装在主动轴51上，皮带轮55固定安装在主动轴51的右端，传动盘59位于皮带轮55的左侧，连接盘63位于传动盘59的左侧。在连接盘63的右端面上通过弹性片85固定安装有大吸合盘69，传动盘59的左端面与大吸合盘69之间具有间隙，间隙值为0.05-1mm之间，优选0.5mm。传动盘59的右端面上开设有环形的铁芯容纳腔62，铁芯57通过轴承转动地安装在主动轴51上，当然铁芯57也可以通过轴承安装在传动盘59的铁芯容纳腔62内。铁芯57部分或全部位于铁芯容纳腔62内，当铁芯57通过轴承安装在主动轴51上时，铁芯57的左侧部分位于铁芯容纳腔内，其左侧部分与铁芯容纳腔62之间具有间隙，铁芯57的右侧通过轴承套装在主动轴51上。当铁芯57通过轴承安装在铁芯容纳腔上时，铁芯全部位于铁芯容纳腔内。由于铁芯在工作时相对于机架或汽车底盘不转动，因此铁芯通过支架90与汽车底盘或机架固定连接。在铁芯57的左端面上开设有第一线圈容置槽56，当然，第一线圈容置槽56也可以开设在铁芯57的右端面上，当第一线圈容置槽56位于铁芯57的左端面时，其对大吸合盘69的吸合效果较好且便于安装。第一线圈容置槽56内设置有线圈（图中未示出），第一线圈容置槽56与大吸合盘69位置相对应。

本发明角传动降温装置在使用时，通过皮带轮55与发动机连接，皮带轮55输入动力，带动主动轴51旋转，主动轴51带动传动盘59同步旋转。当发动机需要降温时，给铁芯57内第一线圈容置槽56内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合通过弹性片固定安装在连接盘63上的大吸合盘69，传动盘59通过大吸合盘69带动连接盘63转动，连接盘63带动连接轴40转动，连接轴40通过齿轮箱20带动风扇叶10转动，风扇叶设置在发动机水箱附近，从而给发动机水箱降温。其中风扇与传动盘的转速关系如图4中的曲线b所示。

为了适应发动机水箱在不同水温时的散热需求，同时保证电磁离合器自身的散热效果，在传动盘59的外圆周面上通过固定套装有散热盘61，并在散热盘61上设置有第一铁片67，第一铁片67在散热盘61上的安装方式可以采用嵌铸或者在散热盘61上机加工安装槽安装。在连接盘63与散热盘61相邻的端面上，也就是连接盘63的右端面上固定安装有第一永磁铁73，第一永磁铁73与第一铁片67位置相对应。为了提高第一永磁铁73与第一铁片67之间的吸力，第一永磁铁73的数量有多个，通过第一磁铁固定盘81固定安装在连接盘63上，多个第一永磁铁73沿第一磁铁固定盘81的圆周方向均匀设置，第一铁片67的形状为环形。

当发动机水箱的水温较低时，不给第一线圈容置槽56内的线圈通电，皮带轮55带动传动盘59转动，随着传动盘59的转动，传动盘59通过第一永磁铁73和第一铁片67带动连接盘63以低于传动盘59的转速转动，实现柔性驱动，从而实现当发动机水箱在较低温度时，风扇以较低转速转动，风扇与传动盘的转速关系如图4中的曲线a所示。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于所述连接盘63的横截面呈开口向右的U字形，使连接盘63内部形成固定盘容纳腔72，并且在主动轴51上还通过轴承转动地安装有轴承固定盘65，轴承固定盘65位于固定盘容纳腔72内，在固定盘容纳腔72的侧壁上开设有过孔83。在轴承固定盘65上设置有第二铁片79，在连接盘63上固定有第二永磁铁75，第二永磁铁75与第二铁片79的位置相对应，在轴承固定盘65上还通过弹性片86固定安装有小吸合盘71，小吸合盘71位于大吸合盘69的径向内侧，在铁芯57内还开设有第二线圈容置槽58，第二线圈容置槽58内也设置有线圈（图中未示出），第二线圈容置槽与小吸合盘71位置相对应。同样，为了提高第二永磁铁75与第二铁片79之间的吸力，第二永磁铁75的数量有多个，通过第二磁铁固定盘82固定安装在连接盘63的固定盘容纳腔72的底部，多个第二永磁铁75沿第二磁铁固定盘82的圆周方向均匀设置，第二铁片79的形状为环形。

本实施例能够实现本发明角传动降温装置的双柔性三速驱动。当发动机水箱的水温较低时，皮带轮55带动主动轴51转动，主动轴51带动传动盘59转动，传动盘59通过安装在散热盘61上的第一铁片67和安装在连接盘63上的第一永磁铁73带动连接盘63以低于皮带轮55的转速转动，实现角传动降温装置的一速柔性驱动，其中风扇与皮带轮的转速关系如图5中的曲线c所示；当发动机水箱的水温较高时，给第二线圈容置槽58内的线圈通电，使小吸合盘71吸合在传动盘59上，小吸合盘71通过弹性片86带动轴承固定盘65转动，轴承固定盘65内的第二铁片79通过磁性吸合第二永磁体75，第二永磁铁75通过第二磁铁固定盘82固定安装在连接盘63上，因此轴承固定盘65带动连接盘63转动，从而带动连接轴40转动，连接轴40随皮带轮55转动，实现角传动降温装置的二速柔性驱动，其中风扇与皮带轮的转速关系如图5中的曲线d所示；当发动机水箱的水温很高时，给第一线圈容置槽56内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合大吸合盘69，传动盘59通过大吸合盘69带动连接盘63转动，连接盘63带动连接轴40转动，连接轴40通过齿轮箱20带动风扇叶10转动，实现角传动降温装置的全速驱动，其中风扇与皮带轮的转速关系如图5中的曲线e所示。

在本实施例中，为了保证连接盘63的稳定性，连接盘63还通过轴承转动地安装在主动轴51上。

在本发明中第一铁片67和第二铁片79可以采用软磁铁等含碳量低的材料制作。

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 (5)

1.一种角传动降温装置，包括电磁离合器、连接轴、连接盘、齿轮箱和风扇叶，电磁离合器包括主动轴、皮带轮、传动盘和铁芯，连接轴与主动轴同轴设置，连接轴位于主动轴的左侧，连接盘固定安装在连接轴的右端，其固定方式为在连接盘的中心位置开设有安装孔，连接轴的右端嵌入安装孔内，并且在连接轴上设置有轴肩，轴肩与连接盘的左端面接触，为了更好的将连接盘固定在连接轴上，在连接轴的右端通过螺栓固定安装有法兰盘，然后将法兰盘与连接盘通过螺栓紧固在一起，连接盘还通过轴承转动地安装在主动轴上，连接轴的左端与齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与固定设有风扇叶的风扇盘连接，在齿轮箱内设置有相互啮合的主动伞齿轮和从动伞齿轮，主动伞齿轮固定安装在输入轴上，从动伞齿轮固定安装在输出轴上，齿轮箱的输出轴通过连接轴与电磁离合器的连接盘连接，皮带轮和传动盘均固定安装在主动轴上，皮带轮固定安装在主动轴的右端，传动盘位于皮带轮的左侧，连接盘位于传动盘的左侧，在连接盘的右端面上通过弹性片固定安装有大吸合盘，传动盘的左端面与大吸合盘之间具有间隙，传动盘的右端面上开设有环形的铁芯容纳腔，铁芯通过轴承转动地安装在主动轴上或者通过轴承安装在传动盘的铁芯容纳腔内，铁芯部分或全部位于铁芯容纳腔内，当铁芯通过轴承安装在主动轴上时，铁芯的左侧部分位于铁芯容纳腔内，其左侧部分与铁芯容纳腔之间具有间隙，铁芯的右侧通过轴承套装在主动轴上，当铁芯通过轴承安装在铁芯容纳腔上时，铁芯全部位于铁芯容纳腔内，由于铁芯在工作时相对于机架或汽车底盘不转动，因此铁芯通过支架与汽车底盘或机架固定连接，在铁芯的左端面上开设有第一线圈容置槽或开设在铁芯的右端面上，当第一线圈容置槽位于铁芯的左端面时，其对大吸合盘的吸合效果较好且便于安装，第一线圈容置槽内设置有线圈，第一线圈容置槽与大吸合盘位置相对应，使用时，通过皮带轮与发动机连接，皮带轮输入动力，带动主动轴旋转，主动轴带动传动盘同步旋转，当发动机需要降温时，给铁芯内第一线圈容置槽内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合通过弹性片固定安装在连接盘上的大吸合盘，传动盘通过大吸合盘带动连接盘转动，连接盘带动连接轴转动，连接轴通过齿轮箱带动风扇叶转动，风扇叶设置在发动机水箱附近，从而给发动机水箱降温；

在传动盘的外圆周面上通过固定套装有散热盘，并在散热盘上设置有第一铁片，第一铁片在散热盘上的安装方式采用嵌铸安装，在连接盘与散热盘相邻的端面上，也就是连接盘的右端面上固定安装有第一永磁铁，第一永磁铁与第一铁片位置相对应，为了提高第一永磁铁与第一铁片之间的吸力，第一永磁铁的数量有多个，通过第一磁铁固定盘固定安装在连接盘上，多个第一永磁铁沿第一磁铁固定盘的圆周方向均匀设置，第一铁片的形状为环形，当发动机水箱的水温较低时，不给第一线圈容置槽内的线圈通电，皮带轮带动传动盘转动，随着传动盘的转动，传动盘通过第一永磁铁和第一铁片带动连接盘以低于传动盘的转速转动，实现柔性驱动，从而实现当发动机水箱在较低温度时，风扇以较低转速转动；

连接盘的横截面呈开口向右的U字形，使连接盘内部形成固定盘容纳腔，并且在主动轴上还通过轴承转动地安装有轴承固定盘，轴承固定盘位于固定盘容纳腔内，在固定盘容纳腔的侧壁上开设有过孔，在轴承固定盘上设置有第二铁片，在连接盘上固定有第二永磁铁，第二永磁铁与第二铁片的位置相对应，在轴承固定盘上还通过弹性片固定安装有小吸合盘，小吸合盘位于大吸合盘的径向内侧，在铁芯内还开设有第二线圈容置槽，第二线圈容置槽内也设置有线圈，第二线圈容置槽与小吸合盘位置相对应，为了提高第二永磁铁与第二铁片之间的吸力，第二永磁铁的数量有多个，通过第二磁铁固定盘固定安装在连接盘的固定盘容纳腔的底部，多个第二永磁铁沿第二磁铁固定盘的圆周方向均匀设置，第二铁片的形状为环形，当发动机水箱的水温较低时，皮带轮带动主动轴转动，主动轴带动传动盘转动，传动盘通过安装在散热盘上的第一铁片和安装在连接盘上的第一永磁铁带动连接盘以低于皮带轮的转速转动，实现角传动降温装置的一速柔性驱动，当发动机水箱的水温较高时，给第二线圈容置槽内的线圈通电，使小吸合盘吸合在传动盘上，小吸合盘通过弹性片带动轴承固定盘转动，轴承固定盘内的第二铁片通过磁性吸合第二永磁体，第二永磁铁通过第二磁铁固定盘固定安装在连接盘上，因此轴承固定盘带动连接盘转动，从而带动连接轴转动，连接轴随皮带轮转动，实现角传动降温装置的二速柔性驱动，当发动机水箱的水温很高时，给第一线圈容置槽内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合大吸合盘，传动盘通过大吸合盘带动连接盘转动，连接盘带动连接轴转动，连接轴通过齿轮箱带动风扇叶转动，实现角传动降温装置的全速驱动。

2.根据权利要求1所述的角传动降温装置，其特征在于：所述的传动盘的左端面与大吸合盘之间具有间隙，其值为0.05-1mm之间。

3.根据权利要求1所述的角传动降温装置，其特征在于：所述的传动盘的左端面与大吸合盘之间具有间隙，其值为0.5mm。

4.根据权利要求1所述的角传动降温装置，其特征在于：所述第一铁片和所述第二铁片采用含碳量低的材料制作。

5.根据权利要求1所述的角传动降温装置，其特征在于：所述第一铁片和所述第二铁片采用软磁铁制作。