CN103982288B - 风扇电磁驱动装置 - 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风扇电磁驱动装置。本发明电磁风扇驱动装置包括电磁离合器、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，皮带轮转动地安装在主动轴的一端，皮带轮的一个端面上通过弹性片固定安装有大吸合盘，传动盘固定安装在主动轴上，传动盘的一个端面与大吸合盘临近，另一个端面上开设有铁芯容纳腔，铁芯转动地安装在主动轴上或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，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，主动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

风扇电磁驱动装置

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风扇电磁驱动装置。

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，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，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、操作简便的电磁风扇驱动装置，能够有效降低齿轮箱的噪音，并且功率消耗较小。

本发明电磁风扇驱动装置包括电磁离合器、风扇叶，电磁离合器包括主动轴、皮带轮、传动盘和铁芯，还包括齿轮箱，所述主动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，所述皮带轮通过轴承转动地安装在主动轴的一端，皮带轮的一个端面上通过弹性片固定安装有大吸合盘，传动盘固定安装在主动轴上，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，铁芯通过轴承转动地安装在主动轴上或传动盘的铁芯容纳腔内，所述传动盘夹在安装铁芯的轴承和安装皮带轮的轴承之间，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，所述皮带轮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，轴承固定盘设置于固定盘容纳腔内，轴承固定盘上设置有第二铁片，皮带轮上设置有第二永磁铁，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。

本发明电磁风扇驱动装置，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，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。

本发明电磁风扇驱动装置，其中所述传动盘的外圆周面上固定安装有散热盘，散热盘内设置有第一铁片，皮带轮与散热盘相邻的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。

本发明电磁风扇驱动装置，其中所述皮带轮和轴承固定盘通过轴套安装在主动轴上，轴套固定的套装在主动轴上，皮带轮和轴承固定盘转动地安装在轴套上。

本发明电磁风扇驱动装置，其中所述第一永磁铁和第二永磁铁分别设置于皮带轮的左右两个端面上。

本发明电磁风扇驱动装置，其中所述皮带轮的左右两个端面上沿圆周方向均匀设置有多个第一永磁铁和多个第二永磁铁。

本发明电磁风扇驱动装置，其中所述第一永磁铁通过磁铁固定盘固定安装在皮带轮上。

本发明电磁风扇驱动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，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电磁风扇驱动装置作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的电磁风扇驱动装置的主视剖视图；

图2为本发明电磁风扇驱动装置实施例1的主视剖视图；

图3为本发明电磁风扇驱动装置实施例2的主视剖视图；

图4为本发明电磁风扇驱动装置实施例1的皮带轮与风扇叶转速曲线图；

图5为本发明电磁风扇驱动装置实施例2的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，本发明电磁风扇驱动装置包括电磁离合器10、齿轮箱50和风扇叶70。其中电磁离合器10包括主动轴11、皮带轮21、传动盘31和铁芯41，主动轴11水平设置，主动轴11的右端通过轴承转动地安装有皮带轮21，皮带轮21的右端面上开设有环形凹槽，在皮带轮21的左端面上通过弹性片23固定安装有大吸合盘25，大吸合盘25为环形。

在主动轴11上还通过半圆键15固定安装有传动盘31，传动盘31与皮带轮21相邻，位于皮带轮21的左侧，传动盘31的右端面与大吸合盘25之间具有间隙，其中间隙值为0.05-1mm之间，优选0.5mm。在传动盘31的左端面上开设有铁芯容纳腔33，铁芯41通过轴承转动地安装在主动轴11上，当然铁芯也可以通过轴承转动的安装在传动盘31上，具体说是通过轴承安装于传动盘上的铁芯容纳腔内。铁芯41部分或全部位于铁芯容纳腔33内，当铁芯41通过轴承安装在主动轴11上时，铁芯部分位于铁芯容纳腔内，当铁芯41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。

在铁芯41的右端面上开设有第一线圈容置槽43，当然，第一线圈容置槽43也可以开设在铁芯41的左端面上，当第一线圈容置槽43位于铁芯41的右端面时，其对大吸合盘25的吸合效果较好。第一线圈容置槽43内设置有线圈44，第一线圈容置槽43与大吸合盘25位置相对应。铁芯41固定安装在电磁离合器10的壳体上，壳体固定安装在底座上。

电磁离合器10的主动轴11的左端与齿轮箱50的输入轴51连接，其连接方式为采用法兰盘螺栓连接。齿轮箱50的输出轴53与固定设有风扇叶70的风扇盘连接。在齿轮箱50的壳体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51上，从动伞齿轮固定安装在输出轴53上。齿轮箱50的壳体固定安装在底座上。

本装置在使用时，通过皮带轮21与发动机连接，皮带轮21输入动力，绕主动轴11旋转，通过弹性片23固定安装在皮带轮21上的大吸合盘25随之一起旋转。当发动机需要降温时，给铁芯41内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合大吸合盘25，皮带轮21通过大吸合盘25带动传动盘31转动，传动盘31带动主动轴11转动，主动轴11通过齿轮箱50带动风扇叶70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31的外圆周面上通过固定套装有散热盘35，并在散热盘35上设置有第一铁片37，第一铁片37在散热盘35上的安装方式可以采用嵌铸或者在散热盘35上机加工安装槽安装。在皮带轮21与散热盘35相邻的端面上，也就是皮带轮21的左端面上固定安装有第一永磁铁27，第一永磁铁27与第一铁片37位置相对应。第一永磁铁27的数量有多个，沿皮带轮的圆周方向均匀设置，第一铁片37成环形。

当发动机水箱的水温较低时，不给铁芯内的线圈通电，随着皮带轮21的转动，皮带轮21通过第一永磁铁27和第一铁片37带动传动盘31以低于皮带轮21的转速转动，实现传动盘的柔性驱动，从而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，本发明电磁风扇驱动装置包括电磁离合器10、齿轮箱50和风扇叶70。其中电磁离合器10与齿轮箱50、齿轮箱50与风扇叶70的连接关系与实施例1相同。

本实施例中电磁离合器10包括主动轴11、皮带轮21、传动盘31和铁芯41，主动轴11水平设置，主动轴11的右端通过轴承转动地安装有皮带轮21，在皮带轮21的左端面上开设有固定盘容纳腔29，在主动轴11上通过轴承转动地安装有轴承固定盘22，轴承固定盘22设置于固定盘容纳腔29内，轴承固定盘22上设置有第二铁片24，第二铁片24的设置方式可以为嵌铸，也可以采用其他方式安装在轴承固定盘22的右端面上。

皮带轮21的固定盘容纳腔29的右端面上固定安装有第二永磁铁26，当然，第二永磁铁26也可以安装在皮带轮21的右端面上。第二永磁铁26与第二铁片24的位置相对应，第二永磁铁26可以设置多个，沿皮带轮21的圆周方向均布，第二铁片24设置为环形。

在传动盘31的外圆周面上通过固定套装有散热盘35，并在散热盘35内设置有第一铁片37，第一铁片37在散热盘35内的安装方式可以采用嵌铸或者在散热盘35上机加工安装槽安装。在皮带轮21与散热盘35相邻的端面上通过磁铁固定盘71固定安装有第一永磁铁27，第一永磁铁27与第一铁片37位置相对应。第一永磁铁27的数量有多个，沿皮带轮的圆周方向均匀设置，第一铁片37成环形。其中第一铁片和第二铁片可以采用软磁铁等含碳量低的材料制作。

在皮带轮21的左端面上通过弹性片(图中未示出)固定安装有大吸合盘25，大吸合盘25为环形。在轴承固定盘22的左端面上还通过弹性片(图中未示出)固定安装有小吸合盘28，小吸合盘28位于大吸合盘25的径向内侧。

在主动轴11上还通过平键17固定套装有传动盘31，传动盘31与皮带轮21相邻，位于皮带轮21的左侧，传动盘31的右端面与大吸合盘25和小吸合盘28临近，在传动盘31的左端面上开设有铁芯容纳腔33，铁芯41通过轴承转动地安装在主动轴11上，铁芯41部分位于铁芯容纳腔33内。在铁芯41的右端面上开设有环形的第一线圈容置槽43和第二线圈容置槽45，第二线圈容置槽45位于第一线圈容置槽43的径向内侧，第一线圈容置槽43内设置有线圈(图中未示出)，第二线圈容置槽45内也设置有线圈(图中未示出)，第一线圈容置槽43与大吸合盘25位置相对应，第二线圈容置槽45与小吸合盘28位置相对应。铁芯41固定安装在电磁离合器10的壳体上，壳体固定安装在底座上。

本实施例能够实现电磁风扇驱动装置的双柔性驱动。当发动机水箱的水温较低时，皮带轮21绕主动轴11转动，皮带轮21通过第一永磁铁27和第一铁片37带动传动盘31以低于皮带轮21的转速转动，实现电磁风扇驱动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45内的线圈通电，使小吸合盘28吸合在传动盘31上，固定安装小吸合盘28的轴承固定盘22通过第二永磁铁26和第二铁片24随皮带轮21转动，实现电磁风扇驱动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43内的线圈通电，通电线圈产生磁场，吸合大吸合盘25，皮带轮21通过大吸合盘25带动传动盘31转动，传动盘31带动主动轴11转动，主动轴11通过齿轮箱50带动风扇叶70转动，实现电磁风扇驱动装置的全速驱动，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，为了便于安装皮带轮21和轴承固定盘22和方便加工，在主动轴11上固定套装一个轴套13，皮带轮21和轴承固定盘22通过轴套13安装在主动轴11上。

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 (7)

1.一种电磁风扇驱动装置，包括电磁离合器(10)、风扇叶(70)，所述电磁离合器(10)包括主动轴(11)、皮带轮(21)、传动盘(31)和铁芯(41)，其特征在于：还包括齿轮箱(50)，所述主动轴(11)的另一端与齿轮箱(50)的输入轴(51)连接，齿轮箱(50)的输出轴(53)与固定设有风扇叶(70)的风扇盘连接，所述皮带轮(21)通过轴承转动地安装在主动轴(11)的一端，皮带轮(21)的一个端面上通过弹性片(23)固定安装有大吸合盘(25)，所述传动盘(31)固定安装在主动轴(11)上，所述传动盘(31)的一个端面与大吸合盘(25)之间具有间隙，另一个端面上开设有铁芯容纳腔(33)，所述铁芯(41)通过轴承转动地安装在主动轴(11)上或传动盘(31)的铁芯容纳腔(33)内，所述传动盘(31)夹在安装铁芯(41)的轴承和安装皮带轮(21)的轴承之间，所述铁芯(41)部分或全部位于铁芯容纳腔(33)内，在铁芯(41)的一个端面上开设有第一线圈容置槽(43)，第一线圈容置槽(43)内设置有线圈，第一线圈容置槽(43)与大吸合盘(25)位置相对应，所述皮带轮(21)上开设有固定盘容纳腔(29)，在主动轴(11)上转动地安装有轴承固定盘(22)，所述轴承固定盘(22)设置于固定盘容纳腔(29)内，所述轴承固定盘(22)上设置有第二铁片(24)，所述皮带轮(21)上设置有第二永磁铁(26)，所述第二永磁铁(26)与第二铁片(24)的位置相对应，在所述轴承固定盘(22)上还通过弹性片固定安装有小吸合盘(28)，所述小吸合盘(28)位于大吸合盘(25)的径向内侧，在所述铁芯(41)内还开设有第二线圈容置槽(45)，第二线圈容置槽(45)内也设置有线圈，第二线圈容置槽(45)与小吸合盘(28)位置相对应。

2.根据权利要求1所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述齿轮箱(50)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(51)上，所述从动伞齿轮固定安装在输出轴(53)上。

3.根据权利要求1或2所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述传动盘(31)的外圆周面上固定安装有散热盘(35)，所述散热盘(35)内设置有第一铁片(37)，所述皮带轮(21)与散热盘(35)相邻的端面上固定安装有第一永磁铁(27)，所述第一永磁铁(27)与第一铁片(37)位置相对应。

4.根据权利要求3所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述皮带轮(21)和轴承固定盘(22)通过轴套(13)安装在主动轴(11)上，所述轴套(13)固定的套装在主动轴(11)上，皮带轮(21)和轴承固定盘(22)转动地安装在轴套(13)上。

5.根据权利要求4所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述第一永磁铁(27)和第二永磁铁(26)分别设置于皮带轮(21)的左右两个端面上。

6.根据权利要求5所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述皮带轮(21)的左右两个端面上沿圆周方向均匀设置有多个第一永磁铁(27)和多个第二永磁铁(26)。

7.根据权利要求6所述的电磁风扇驱动装置，其特征在于：所述第一永磁铁(27)通过磁铁固定盘(71)固定安装在皮带轮(21)上。