CN104632929B - 一种分离转速可控的硅油风扇离合器 - Google Patents

Abstract

一种分离转速可控的硅油风扇离合器，包括密封轴承、安装在所述密封轴承外圈上的壳体和内圈上的主动轴，所述的主动轴上安装有主动盘，所述主动盘位于所述壳体内，所述壳体上还设有储油腔，所述主动盘的外圆柱面上设有的导油凹槽，所述主动盘的外圆柱面上还设有凸起的肋条。本发明提供的分离转速可控的硅油风扇离合器器的有益效果为：本发明通过在主动盘的外圆柱面上还设有凸起的肋条，当硅油风扇离合器由啮合状态转至与分离状态时，肋条可从主动盘前部与前壳的间隙内引导一小部分硅油流入主动盘的外圆柱面与壳体之间的间隙中，使肋条一侧形成具有一定的压力的油压带，从而产生附加的传动作用，提高硅油风扇离合器的分离转速。

Description

一种分离转速可控的硅油风扇离合器

技术领域

本发明涉及一种硅油风扇离合器，特别是涉及一种用于汽车发动机冷却风扇的硅油风扇离合器。

背景技术

随着国家经济的发展，对汽车节能、环保要求越来越高。硅油风扇离合器作为汽车发动机冷却系统核心部件之一，对发动机的性能有着重要的影响。在现代车辆中由于配置了空调系统及涡轮增压器，在散热器的前端普遍安装了冷凝器及中冷器，使得发动机冷却系统的风阻较传统车辆的发动机冷却系统的风阻增大。目前双金属感温器式硅油风扇离合器的分离转速不可控，而且分离时转速较低，从而引起安装在从动盘上的风扇转速较低。当风扇离合器处于分离工况时，由于风扇转速偏低，产生的风量小，不足以克服现代汽车发动机冷却系统的风阻，从而散热器里的水温不能通过气流及时传递到离合器的感温器。这一情况在以下工况下尤为严重，例如顺风行驶、爬坡、怠速等。汽车在这些工况运行时，当散热器中的水温超过规定后，由于离合器的感温器没有感应到高温，此时离合器及风扇仍处于分离状态，进而引起发动机过热，使发动机效率降低，引起发动机产生更多的油耗，排放更多的有害气体，从而污染环境。

如中国专利号CN201120506202.5的实用新型专利，公告日为2012年08月01日，公开的一种能控制脱开转速的硅油风扇离合器，包括主动轴、固定连接在主动轴上的主动盘、壳体、前盖；前盖上的从动板、从动板上的硅油出油孔，从动板与前盖之间的储油腔、从动板与壳体之间的工作腔；阀片，其特征在于：在主动盘的外圆上固定连接有含油凸环，在含油凸环上开有至少2个阻油槽。上述方案在主动盘的外圆固定连接含油凸环，加工难度大，生产成本高，并且其阻油槽贯穿含油凸环，主动盘转动的过程中，硅油极易从含油凸环两侧进入工作腔并通过回油通道流回储油腔，导致硅油风扇离合器在分离状态下的转速降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种分离转速可控的硅油风扇离合器，该离合器不仅能针对不同风阻的冷却系统相应地提高风扇分离转速，而且能使离合器的啮合过程更加平顺。

按照本发明提供的分离转速可控的硅油风扇离合器采用的主要技术方案为：包括密封轴承、安装在所述密封轴承外圈上的壳体和内圈上的主动轴，所述的主动轴上安装有主动盘，所述主动盘位于所述壳体内，所述壳体包括前壳和后壳，所述主动盘与所述壳体之间形成有工作腔，所述壳体上还设有储油腔，所述工作腔与所述储油腔之间设有阀门，所述壳体上还设有连通所述工作腔与所述储油腔的回油通道，所述主动盘通过流入所述工作腔的硅油分别啮合所述前壳和所述后壳，所述主动盘的外圆柱面上设有导油凹槽，所述主动盘的外圆柱面上还设有凸起的肋条，所述主动盘外圆柱面与壳体之间距离与肋条的高度比为5:2-5:4。

本发明提供的分离转速可控的硅油风扇离合器还可具有如下附属技术特征：

所述肋条与所述主动盘轴线呈一定倾斜角度。

所述导油凹槽与所述主动盘轴线呈一定倾斜角度，所述肋条倾斜方向与所述导油凹槽倾斜方向相反。

所述肋条的前端位于所述主动盘的外圆柱面前沿，所述肋条的后端位于所述主动盘的外圆柱面中部。

所述肋条一侧的根部形成有凹于所述主动盘的外圆柱面的凹槽。

所述肋条一侧形成有斜面。

所述肋条的后端位于所述主动盘的外圆柱面总轴向方向距离的二分之一处。

用单个压刀在与所述主动盘呈一定角度的方向压印所述主动盘外圆柱面，一次成型一条肋条。

用多个压刀在各自与所述主动盘呈一定角度的方向同时压印所述主动盘外圆柱面，一次成型多条肋条。

所述肋条包括卡装部和刮油部，所述主动盘的外圆柱面上设有卡槽，所述卡槽与所述卡装部卡接配合。

所述卡槽为燕尾形槽，所述卡装部为燕尾形卡块。

采用本发明提供的分离转速可控的硅油风扇离合器带来的有益效果为：本发明通过在主动盘的外圆柱面上还设有凸起的肋条，当硅油风扇离合器由啮合状态转至与分离状态时，肋条可从主动盘前部与前壳的间隙内引导一小部分硅油流入主动盘的外圆柱面与壳体之间的间隙中，并且在主动盘在旋转的过程中，肋条刮动位于主动盘外圆柱面与壳体之间间隙中的硅油，使肋条一侧形成具有一定的压力的油压带，从而产生附加的传动作用，提高硅油风扇离合器的分离转速，而且能使离合器的啮合过程更加平顺，确保感温器在不同风阻的冷却系统中均能及时感应到散热器里的水温，使得风扇能及时工作，保证汽车发动机在各个工况下均能处于合理的温度范围内，最终起到整车降噪、节能及减少有害气体排放的效果；本发明结构简单，加工方便，生产成本低，硅油风扇离合器的分离转速可以通过增加肋条的条数进行调整。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

图2是图1中A的放大图。

图3是本发明中主动盘的结构图。

图4是图3中B的放大图。

图5是本发明中主动盘转动时的示意图。

图6是图5中C放大后显现的硅油流向示意图。

图7是本发明安装器汽车上的结构示意图。

图8是本发明在主动盘上加工单个肋条的加工示意图。

图9是本发明在主动盘上加工多个肋条的加工示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详述：

本发明的核心要点是：针对不同风阻的系统能将硅油风扇离合器的分离转速控制在一个合适的水平，使得在分离工况下风扇旋转产生的负压能使气流克服冷却系统的风阻到达双金属感温器的周围，从而使双金属感温器能及时的感应到散热器7里的水温，最终确保发动机工作在合理的温度范围内。

参见图1至图6，按照本发明提供的分离转速可控的硅油风扇离合器100的实施例，包括密封轴承、安装在所述密封轴承外圈91上的壳体和安装在所述密封轴承内圈92上的主动轴1，所述的主动轴1上安装有主动盘2，所述主动盘2位于所述壳体内，所述壳体包括前壳31和后壳32，所述主动盘2的两侧均设置有第一迷宫槽21，所述前壳31和后壳32上均设有第二迷宫槽33，所述第一迷宫槽21和所述第二迷宫槽33交错不接触设置在所述主动盘2与所述壳体之间形成工作腔，所述壳体上还设有储油腔34，所述工作腔与所述储油腔34之间设有阀门35，所述壳体上还设有连通所述工作腔与所述储油腔34的回油通道36，所述主动盘2通过流入所述工作腔的硅油分别啮合所述前壳31和所述后壳32，所述主动盘2的外圆柱面25上设有导油凹槽22，所述主动盘2的外圆柱面25上还设有凸起的肋条23。所述主动盘外圆柱面与壳体之间距离与肋条的高度比为5:2-5:4，本实施例优选为5：3。还包括设置在所述前壳31上的感温器，所述感温器驱动所述阀门35闭合或打开，所述感温器为双金属感温器4。所述本发明通过在主动盘2的外圆柱面25上还设有凸起的肋条23，当硅油风扇离合器100由啮合状态转至与分离状态时，肋条23可从主动盘2前部与前壳31的间隙内引导一小部分硅油流入主动盘2的外圆柱面25与壳体之间的间隙10中，并且在主动盘2在旋转的过程中，肋条23刮导位于主动盘2外圆柱面25与壳体之间间隙10中的硅油，使肋条23一侧形成具有一定的压力的油压带101，从而在主动盘2与壳体之间产生附加的传动作用，提高硅油风扇离合器100的分离转速，而且能使硅油风扇离合器100从分离至啮合的过程更加平顺，确保双金属感温器4在不同风阻的冷却系统中均能及时感应到散热器7里的水温，使得风扇8能及时工作，保证汽车发动机103在各个工况下均能处于合理的温度范围内，最终起到整车降噪、节能及减少有害气体排放的效果；本发明结构简单，加工方便，生产成本低，硅油风扇离合器100的分离转速可以通过增加肋条23的条数进行调整。上述主动盘2的前部和后部非方向性限定，是指硅油风扇离合器进入分离状态时，硅油流向的方向对应主动盘2的前部，主动盘2的另一侧为后部。

参见图1至图7，具体实施时，汽车上的冷凝器5、中冷器6及散热器7依次安装在风扇8与硅油风扇离合器100的前端，风扇8安装在硅油风扇离合器100的壳体上，双金属感温器4位于硅油风扇离合器100的最前端。气流在风扇8旋转产生的负压及汽车前进产生的正压作用下，依次通过冷凝器5、中冷器6和散热器7，在实现换热后被硅油风扇离合器100上的双金属感温器4感应到。双金属感温器4通过感应到的气流温度来控制硅油风扇离合器100中主动盘2与壳体的啮合与分离。当换热后的气流温度达到双金属感温器变形的临界温度时，双金属感温器4动作，打开阀门35使位于储油腔34内的硅油进入工作腔，并在储油腔34与工作腔之间循环，使主动盘2与壳体啮合，此时风扇8高速旋转，快速带走系统的热量；当换热后的气流温度低于双金属感温器4变形的临界温度时，双金属感温器4动作，关闭阀门35使循环于储油腔34与工作腔之间的硅油在离心力的作用下通过回油通道36流回储油腔34，在回油的过程中主动盘2外圆柱面25的后部与后壳32的轴向间隙及径向间隙内的硅油通过导油凹槽22流向主动盘2的前部与前壳31的间隙，再由回油通道流36回储油腔34；而主动盘2外圆柱面25上的肋条23由于与导油凹槽22的方向相反，故可从主动盘2前部与前壳31的间隙内引导一小部分硅油流入主动盘2的外圆柱面25与壳体之间的间隙10中，主动盘2在旋转的过程中使肋条23刮动位于主动盘2的外圆柱面25与壳体之间间隙10中的硅油，使肋条23一侧形成具有一定的压力的油压带101，从而产生附加的传动作用，提高硅油风扇离合器100的分离转速。分离转速的提高幅度可通过调节肋条23的数量来实现，当分离转速需要提高的幅度较大时，可加工出数量较多的肋条23，反之当分离转速需要提高的幅度较少时，就加工出数量较少的肋条23。上述结构可有效避免现代车辆的发动机冷却系统的风阻较大，在分离工况下风扇8的转速较小，气流不能克服系统的阻力而通过冷凝器5、中冷器6及散热器7被双金属感温器4感应到，从而造成双金属感温器4不能及时地感应到散热器7内的水温，当散热器7中的水温超过规定要求时，由于双金属感温器4没有感应到，硅油风扇离合器100及风扇8仍处于分离工况，引起发动机过热使发动机103效率降低的现象。

参见图3至图6，根据发明上述的实施例，所述肋条23与所述主动盘2轴线呈一定倾斜角度。所述导油凹槽22与所述主动盘2轴线呈一定倾斜角度，所述肋条2倾斜方向与所述导油凹槽22倾斜方向相反。防止肋条23刮动位于主动盘2的外圆柱面25与壳体之间间隙10内的少量硅油形成油压带101的硅油流动至主动盘2的前侧，从而进入回油通道36，并且有助于形成油压带101的油能够顺畅的不断循环，保证主动盘2带动壳体的扭矩平衡。

参见图3至图6，根据发明上述的实施例，所述肋条23的前端位于所述主动盘2的外圆柱面25前沿251，所述肋条23的后端位于所述主动盘2的外圆柱面25中部。由于硅油风扇离合器100分离时，位于储油腔34与工作腔之间的硅油在离心力的作用下通过回油通道36流回储油腔34，在回油的过程中主动盘2外圆柱面25的后部与后壳32的轴向间隙及径向间隙内的硅油通过导油凹槽22流向主动盘2的前部与前壳31的间隙10，再由回油通道36流回储油腔34；此时，由于肋条23的前端位于主动盘2的外圆柱面25前沿251，在主动盘2转动的过程中肋条23的前端可将位于主动盘2前部与前壳31间隙之间的硅油刮导致肋条23的末端即主动盘2的外圆柱面25中部，保证位于主动盘2外圆柱面25与壳体之间的硅油量在主动盘2转动时，硅油能够被肋条23刮起并形成油压带101。

参见图3至图6，根据发明上述的实施例，所述肋条23一侧的根部形成有凹于所述主动盘2的外圆柱面的凹槽24。凹槽24的形成进一步有助于肋条23的前端将位于主动盘2前部与前壳31间隙之间的硅油刮导致肋条23的末端即主动盘2的外圆柱面25中部，扩大肋条23的导油面积和导油效率。

参见图4和图6，根据发明上述的实施例，所述肋条23一侧形成有斜面231。因为主动盘2始终随主动轴1高速旋转，主动盘2高速旋转时，斜面231的设置有助于导引油压带101中硅油的循环释放，形成油压带101的硅油可从肋条23的顶部和末端流出肋条23一侧的油压带101位置，防止油压带101油压过大，导致的硅油风扇离合器100分离后依旧转速过高。

参见图3和图5，根据发明上述的实施例，所述肋条23的后端位于所述主动盘2的外圆柱面25总轴向方向距离的二分之一处。该结构使得形成油压带的硅油从肋条23的末端流出肋条23一侧的油压带101位置时，其仍然位于主动盘2外圆柱面25的中部位置，使在主动盘2与壳体分离后位于主动盘2外圆柱面25与壳体之间间隙10中的少量硅油能够在限定的区域内流动循环，防止硅油流出主动盘2外圆柱面25与壳体之间间隙10。

参见图8和图9，根据发明上述的实施例，用单个压刀102在与所述主动盘2呈一定角度的方向压印所述主动盘2外圆柱面25，一次成型一条肋条23。用多个压刀102在各自与所述主动盘2呈一定角度的方向同时压印所述主动盘2外圆柱面25，一次成型多条肋条23。采用上述工艺在主动盘2上加工成型肋条23，工艺简单，节约生产成本，并且可根据需要灵活控制肋条23的条数.

根据发明上述的实施例，所述肋条23包括卡装部和刮油部，所述主动盘的外圆柱面上设有卡槽，所述卡槽与所述卡装部卡接配合。所述卡槽为燕尾形槽，所述卡装部为燕尾形卡块。本发明中的肋条采用该种结构安装在主动盘上，结构简单，装配方便，具体使用时便于灵活调整。

下表为在主动盘上分别增加3、6、9条肋条的离合器与目前现有的离合器的分离转速的实际测试具体数据比较。

Claims (11)

1.一种分离转速可控的硅油风扇离合器，包括密封轴承、安装在所述密封轴承外圈上的壳体和内圈上的主动轴，所述的主动轴上安装有主动盘，所述主动盘位于所述壳体内，所述壳体包括前壳和后壳，所述主动盘与所述壳体之间形成有工作腔，所述壳体上还设有储油腔，所述工作腔与所述储油腔之间设有阀门，所述壳体上还设有连通所述工作腔与所述储油腔的回油通道，所述主动盘通过流入所述工作腔的硅油分别啮合所述前壳和所述后壳，所述主动盘的外圆柱面上设有导油凹槽，其特征在于：所述主动盘的外圆柱面上还设有凸起的肋条，所述主动盘外圆柱面与壳体之间距离与肋条的高度比为5:2-5:4。

2.根据权利要求1所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条与所述主动盘轴线呈一定倾斜角度。

3.根据权利要求2所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述导油凹槽与所述主动盘轴线呈一定倾斜角度，所述肋条倾斜方向与所述导油凹槽倾斜方向相反。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条的前端位于所述主动盘的外圆柱面前沿，所述肋条的后端位于所述主动盘的外圆柱面中部。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条一侧的根部形成有凹于所述主动盘的外圆柱面的凹槽。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条一侧形成有斜面。

7.根据权利要求4所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条的后端位于所述主动盘的外圆柱面总轴向方向距离的二分之一处。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器的肋条加工方法，其特征在于：用单个压刀在与所述主动盘呈一定角度的方向压印所述主动盘外圆柱面，一次成型一条肋条。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器的肋条加工方法，其特征在于：用多个压刀在各自与所述主动盘呈一定角度的方向同时压印所述主动盘外圆柱面，一次成型多条肋条。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述肋条包括卡装部和刮油部，所述主动盘的外圆柱面上设有卡槽，所述卡槽与所述卡装部卡接配合。

11.根据权利要求10所述的分离转速可控的硅油风扇离合器，其特征在于：所述卡槽为燕尾形槽，所述卡装部为燕尾形卡块。