CN104832265A - 磁流变风扇离合器 - Google Patents

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刘同冉
易刚民
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Abstract

本发明公开了一种磁流变风扇离合器，主要是在壳体的内孔固连有环形电磁铁芯；在壳体内孔的端口处连有端盖构成电磁铁芯的内腔中，依次设有主、从动盘对应与壳体、端盖可转动地相连；在主、从动盘的端面相对间隔0.5-1.5毫米的间距内连有密封内腔；在密封内腔中置有磁流变液。工作中，利用磁流变液作为连接驱动扭矩的介质，根据发动机不同的工作水温，温控器给出不同大小的工作电流，通过电磁铁芯线圈形成大小不同的磁场，对主、从动盘端面之间的密封内腔中的磁流变液产生不同强度的磁感应，所形成的大小不同的剪切扭矩通过主动盘带动从动盘进行不同转速的无级变速。实现了无级变速的准确、稳定，以及有效地减小了工作冲击噪音和连接结构简单。

Description

磁流变风扇离合器
技术领域
本发明涉及风扇离合装置；具体涉及一种磁流变风扇离合器。
背景技术
目前，国内、外汽车风扇离合器在工作时，需要进行不同转速的变速，以便通过风扇对水箱中发动机的不同水温进行散热降温。所述的风扇离合器，一是采用电磁风扇离合器，但由于变速档位较小，通常只能进行二速或三速的定档变速，无法满足汽车风扇离合器进行多档变速的要求。另外还存在工作冲击噪音大和连接结构复杂的不足。二是采用电控硅油风扇离合器，虽能基本上实现无级变速，但由于作为连接驱动扭矩进行变速的工作介质——硅油，长期使用极易老化变质，造成连接驱动的风扇进行散热降温时的转速滑差较大，无法实现准确、稳定的无级变速。
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磁流变风扇离合器，旨在实现无级变速的准确、稳定，以及减小工作冲击噪音和连接结构简单。
为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，这种磁流变风扇离合器，包括驱动盘和风扇固定盘；它是在壳体的内孔固连有环形电磁铁芯；在所述壳体内孔的端口处连有端盖构成电磁铁芯的内腔中，依次设有主、从动盘对应与所述壳体、端盖可转动地相连；在主、从动盘的端面相对间隔0.5-1.5毫米的间距内连有密封内腔；在所述密封内腔中置有磁流变液。
优选地，所述密封内腔是在主动盘的端面上连有密封环，所述密封环的端面与从动盘的端面密封相接构成。
优选地，所述密封内腔是在从动盘的端面上连有密封环，所述密封环的端面与主动盘的端面密封相接构成。
优选地，所述密封环是由橡胶、橡塑和陶瓷材料的其中一种构成。
优选地，所述主动盘与驱动盘的传动轴相连，所述传动轴与所述壳体上的轴承可转动地相接。
优选地，所述从动盘的输出轴与所述端盖上的轴承可转动地相连，在所述从动盘的输出轴外端部固连有风扇固定盘。
本发明通过采取上述结构，工作中，利用磁流变液作为连接驱动扭矩的介质，当发动机工作水温达到设定的不同温度值时，温控器依次给出不同大小的工作电流，通过电磁铁芯线圈形成大小不同的磁场穿过所述壳体、端盖的外端面，对主、从动盘端面之间的密封内腔中的磁流变液产生不同强度的磁感应，使所述磁流变液中的可磁化颗粒由磁中性变为有磁性，沿大小不同的磁场方向彼此之间相互作用，瞬间在磁极之间形成若干根“链柱”并由流体变为粘塑体。所述若干根“链柱”两端产生的磁吸力分别与主、从动盘相对间隔的端面紧密吸合相接，在主动盘的转动下，通过所述若干根“链柱”的拨动形成大小不同的剪切扭矩带动从动盘进行不同转速的工作。实现了无级变速的准确、稳定，以及有效地减小了工作冲击噪音和连接结构简单。
附图说明
图1为本发明一种实施例的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的原理和特征进行详述。应当说明：所举实例只用于解释本发明，不构成对本发明保护范围的具体限定。
这种磁流变风扇离合器，图1所示，包括驱动盘1和风扇固定盘10，它是在壳体2的内孔固连有圆环形电磁铁芯6；在所述壳体内孔的端口处连有端盖7通过铆钉连接构成电磁铁芯的内腔中，依次设有主、从动盘3、9对应与所述壳体、端盖2、7可转动地相连；在主、从动盘3、9的端面相对间隔0.6毫米的间距内连有密封内腔；在所述密封内腔中置有磁流变液4。
所述密封内腔通常是在靠近主动盘3外径的端面上设有圆环形的凹槽内镶嵌连有陶瓷材料构成的密封环5，所述密封环的端面与所述从动盘9的端面密封相接构成（图1所示）。
当然，所述密封内腔还可以是在靠近从动盘9外径的端面上设有圆环形的凹槽内镶嵌连有耐磨的橡塑材料构成的密封环5，所述密封环的端面与所述主动盘3的端面密封相接构成（图中未示出，参考图1所示）。
所述主动盘3与驱动盘1的传动轴通过螺纹相连，所述传动轴与所述壳体2上的轴承可转动地相连。所述从动盘9的输出轴与所述端盖7上的轴承可转动地相接，在所述从动盘输出轴的外端部固连有风扇固定盘10，在所述风扇固定盘上连有风叶（参考图1所示）。
所述磁流变液4属于已有技术的产品，在市场上可购到。它是一种将微米级的可磁化颗粒分散于母液中构成悬浮液。无磁场时为牛顿流体，有磁场时瞬间可由流体变为粘塑体。在磁场中悬浮的可磁化颗粒因磁感应由磁中性变为有磁性，沿所述磁场的方向彼此之间相互作用，在磁极之间形成若干根“链柱”。优点是：在强磁场工作时剪切屈服强度高；较高温度环境下工作稳定性强；工作响应速度快，能达到毫秒级；抗沉降性好，长期存放不分层，耐老化，使用寿命长；能耗低，在较弱的磁场环境下工作可产生较大的剪切屈服强度。
使用时，图1所示。本发明的驱动盘1与发动机动力轴相接。电源插件8与温控器电路相连。
工作初始状态，发动机的工作水温没达到设定温度值时，温控器控制电磁铁芯6的线圈不通电，主、从动盘3、9端面之间的密封内腔中的磁流变液4为流体状态。发动机动力轴通过驱动盘1带动主动盘3端面上连有的流体磁流变液，通过与从动盘9端面相接产生的剪切驱动扭矩很小，只能带动风扇固定盘10处于很低转速的“跟转”转动。
当发动机的工作水温连续升温达到设定温度值80℃时，通过温控器设定的较小的工作电流，通过所述电磁铁芯6的线圈形成较小的磁场穿过所述壳体、端盖2、7的外端面，对所述电磁铁芯内腔的主、从动盘3、9端面之间的密封内腔中的磁流变液4产生较小强度的磁感应，使所述磁流变液中的可磁化颗粒由磁中性变为有磁性，沿所述磁场的方向彼此之间相互作用，瞬间在磁极之间形成若干根“链柱”并由流体变为粘塑体，所述若干根“链柱”两端产生的磁吸力分别与主、从动盘3、9的端面紧密吸合连接，在主动盘3的转动下，通过所述若干根“链柱”的拨动形成较小的剪切扭矩带动从动盘9进行中等转速的差速无级变速。并通过风扇固定盘10上连有的风叶对水箱中发动机的工作水温进行中速转动的散热降温（图1所示）。
当发动机的工作水温逐渐上升至设定温度值90℃，在温控器的控制下，通过电磁铁芯6线圈的电流最大，所形成的最大磁场穿过所述壳体、端盖2、7的外端面，对主、从动盘3、9端面之间的密封内腔中的磁流变液4产生最大强度的磁感应，所形成的若干根“链柱”使其两端产生的最大磁吸力更加紧密地与主、从动盘3、9的端面吸合连接，在主动盘3的转动下，通过所述若干根“链柱”的拨动形成最大的剪切扭矩带动从动盘9进行全速的无级变速，控制所述风扇固定盘10上的风叶对水箱中发动机的工作水温进行高速转动的散热降温（图1所示）。
当发动机工作水温从90℃下降至设定温度值87℃时，温控器按设定的工作电流，随所述设定温度值的不断下降而逐渐减小，通过电磁铁芯6线圈的电流形成的磁场也在逐渐减小，所形成的若干根“链柱”的磁吸力，通过主动盘3的端面带动从动盘9的端面进行转动所产生的剪切扭矩也随之减小，控制所述风扇固定盘10上风叶的转速进行逐渐减速的无级变速。
当电磁铁芯6的线圈不通电时，所述主、从动盘3、9端面之间的密封内腔中的磁流变液4随即由粘塑体变为流体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出：对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，无需经过创造性劳动就能够联想到的其它技术特征，还可以做出若干种基本相同方式的变型和改进，实现基本相同的功能和产生基本相同的效果，这些变化应当视为等同特征，均属于本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种磁流变风扇离合器，包括驱动盘（1）和风扇固定盘（10）；其特征在于：在壳体（2）的内孔固连有环形电磁铁芯（6）；在所述壳体内孔的端口处连有端盖（7）构成电磁铁芯的内腔中，依次设有主、从动盘（3、9）对应与所述壳体、端盖（2、7）可转动地相连；在主、从动盘（3、9）的端面相对间隔0.5-1.5毫米的间距内连有密封内腔；在所述密封内腔中置有磁流变液（4）。
2.如权利要求1所述的磁流变风扇离合器，其特征在于：所述密封内腔是在主动盘（3）的端面上连有密封环（5），所述密封环的端面与从动盘（9）的端面密封相接构成。
3.如权利要求1所述的磁流变风扇离合器，其特征在于：所述密封内腔是在从动盘（9）的端面上连有密封环（5），所述密封环的端面与主动盘（3）的端面密封相接构成。
4.如权利要求2或3所述的磁流变风扇离合器，其特征在于：所述密封环是由橡胶、橡塑和陶瓷材料的其中一种构成。
5.如权利要求4所述的磁流变风扇离合器，其特征在于：所述主动盘（3）与驱动盘（1）的传动轴相连，所述传动轴与所述壳体（2）上的轴承可转动地相接。
6.如权利要求5所述的磁流变风扇离合器，其特征在于：所述从动盘（9）的输出轴与所述端盖（7）上的轴承可转动地相连，在所述从动盘的输出轴外端部固连有风扇固定盘（10）。
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