CN107255122A - 一种电控硅油离合器 - Google Patents

Abstract

一种电控硅油离合器，包括主轴、主动板、阀片机构、电磁铁机构、控制系统、与主动板配合的从动板、以及设于主动板与从动板之间的油路系统，主动板与主轴连接，阀片机构设在主动板上；油路系统包括存储硅油的储油腔、离合主动板和从动板的动力腔、以及连接储油腔和动力腔的出油孔、回油孔；控制系统通过控制电磁铁机构来控制阀片机构上下摆动，以控制出油孔的开闭；阀片机构包括弹簧、阀片和衔铁；阀片包括阀体和阀头；弹簧设置在阀片和主轴之间，用于驱动阀头的复位。其有益效果是：通过采用弹簧复位来代替阀片尾翼的预压角度弹性复位，消除了因使用而造成阀片弹性变化使阀关闭不严、打不开的失效模式，提高了阀片的使用寿命、安全性和可靠性。

Description

一种电控硅油离合器

技术领域

本发明涉及一种电控硅油离合器。

背景技术

节约能源是国家经济发展的一项长远方针。根据有关资料表明，汽车5～10％的能量消耗在发动机的风扇运转上，而汽车发动机的实际运行过程中，一般只需要风扇在5～10％的时间内保持运转就可以满足冷却要求，所以现有技术中，存在一种硅油风扇离合器，采用该离合器的发动机风扇，可以使得风扇在发动机需要冷却时才开始工作，发动机不需要冷却时风扇不工作。

中国专利申请号201420370260.3公开了一种电控硅油离合器的阀片控制机构，包括电控硅油风扇离合器中主动芯轴、电磁线圈、电控电路、主动盘组成的电磁控制系统，特点是：在主动芯轴、主动盘的对应位置设有旋转磁铁，旋转磁铁上的阀片与主动盘上的出油孔接触连接，以及设置在主动芯轴与主动盘之间的复位弹簧和复位滚珠。

该电控硅油离合器的工作原理是：当电控电路控制电磁线圈通电后，在主动盘的端部产生N极和S极2个磁极，旋转磁铁中的衔铁在磁力作用下沿内螺旋槽和外螺旋槽作螺旋运动，同时带动衔铁上的阀片沿切向方向转动10度左右的角度，将出油孔打开；当电控电路控制电磁线圈断电后，在复位弹簧及复位滚珠的作用下，衔铁反向螺旋运动，带动阀片反向切向转动一定角度，关闭出油孔。

然而，上述电控硅油离合器虽然能够实现将开闭出油孔的功能，但是上述结构存在以下缺陷：1.该专利中旋转磁铁的设置使该电控硅油离合器的结构很复杂。2.该专利利用旋转磁铁带动衔铁上的阀片沿切向方向转动以实现出油孔开闭的技术手段很难实现对阀片旋转的角度的精准控制，如：只有阀片偏转一定的角度后才能将回油孔完全打开，这将导致储油腔中的硅油不能及时地从回油孔流出。3.该专利的阀片设置在衔铁上，衔铁设置在旋转磁铁上，弹簧设置在旋转磁铁的下方，在需要关闭出油孔时，复位弹簧需要同时复位旋转磁铁、衔铁和阀片复位才能将出油孔关闭，这种设置必然会导致弹簧的失效和复位不及时的问题--由于压在弹簧上的结构太多，将使弹簧承受的压载荷很大。4.该专利在复位弹簧上设置复位滚珠，确实能起到将提高响应的灵敏度的效果，但正是因为该弹簧滚珠的存在，将导致出油孔的关闭的准确度大大降低，理由是，弹簧滚珠与旋转磁铁之间为点接触，而众所周知的是，机械产品在运动过程中都会产生振动，这种振动将会导致弹簧滚珠在旋转磁铁上的滚动，这将大大降低出油孔开闭的准确度。5.该专利仅通过利用弹簧的复位来带动阀片机构-阀片、衔铁和旋转磁铁的转动来实现出油孔的关闭驱动方式很不可靠，一旦弹簧失效--弹簧在长期工作下，会有弹性疲劳，该电控硅油离合器将无法将回油孔关闭，从而造成在冷车工况时仍有硅油流出的问题，从而造成能源的浪费。

为了克服上述问题，中国专利申请号为201020505938.6的实用新型专利公开了一种用于硅油风扇离合器的阀片机构，包括主轴、固定连接的前盖和后盖、设置于前盖和后盖之间且固定于主轴上的主动板，以及设置于前盖、后盖和主动板之间的油路系统；所述油路系统包括用于存储硅油的储油腔、用于离合前盖、后盖与主动板的动力腔以及用于连接储油腔和动力腔的出油孔和回油阀孔；还包括阀片机构、电磁铁机构和控制系统，所述阀片机构一端与油路系统的出油孔配合，所述阀片机构另一端与电磁铁机构配合；所述控制系统用于控制电磁铁机构内电磁铁的电流，进而通过控制阀片机构对出油孔进行控制。

该硅油风扇离合器的工作原理：当控制系统将电磁铁机构断电时，电磁铁无磁场产生，即电磁铁机构对衔铁不产生磁力，这时阀片与出油孔处于分离状态，即出油孔开启，这时储油腔内的硅油流入动力腔内，因此风扇转速将由低速向高速状态转化。当控制系统给电磁铁机构通电后，电磁铁产生的电磁力驱动阀片机构以主动板的限位凸台边缘为支点沿顺时针方向旋转，使得阀片的另一端关闭出油孔而阻断了储油腔中的硅油流入到动力腔中的油路，因此动力腔中的硅油将减少，风扇的转速也随之降低。

可见，阀片启闭的角度与阀片启闭的灵敏性是电控硅油离合器工作的核心控制点之一。当阀门关闭，由于离心力的作用，硅油储存在储油腔内，风扇怠速运转；根据不同的脉冲占空比，控制阀片的启闭角度，硅油按一定比例进入迷宫槽，并不断循环；风扇有相适应转速运转，阀片完全开启，迷宫槽充满硅油，并不断循环，风扇全速运转。

该专利虽然克服了中国专利申请号为201020505938.6的实用新型专利中存在的仅通过弹簧复位而是阀片复位很不可靠的问题，但是该专利仍是通过将阀片旋转一定的角度以实现出油孔的开闭，因此该专利也存在出油孔的开闭的不准确的问题。

并且，该硅油风扇离合器的阀片机构还存在以下问题，阀片装螺丝的两个尾翼冲制的预压角度是重要控制点，根据目前生产条件难以控制阀片尾翼角度恒定以及长时间使用后阀片疲劳引起的弹性变化，进而影响电控离合器总成产品的使用。

因此，如何制造出一种能够代替阀片尾翼的预压角度弹性复位，以消除因长时间使用而造成阀片弹性变化影响阀门关闭不严及开闭不精确的失效模式成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电控硅油离合器。

本发明的一种电控硅油离合器，其技术方案为：

一种电控硅油离合器，包括主轴、主动板、阀片机构、电磁铁机构、控制系统、与所述主动板相配合的从动板、以及设置于主动板与从动板之间的油路系统，所述主动板与主轴连接，所述阀片机构设置在所述主动板上；所述油路系统包括用于存储硅油的储油腔、用于离合主动板和从动板的动力腔、以及用于连接储油腔和动力腔的出油孔和回油孔；所述控制系统通过控制所述电磁铁机构来控制所述阀片机构上下摆动，以将所述出油孔打开或关闭；其特征在于：所述阀片机构包括阀片、弹簧、以及与所述阀片固定连接的衔铁；所述阀片包括阀体和阀头，所述阀体的一端固定在主动板上的凸台上，所述阀体的另一端连接在主动板上的限位结构内；所述弹簧设置在所述阀片和所述主轴之间，用于驱动所述阀头的复位；所述弹簧的弹簧丝直径为0.1-5mm。

其中，所述主轴的顶部设置有沉孔，所述弹簧设置在所述沉孔中；所述沉孔的深度小于所述弹簧的长度，所述沉孔的直径大于所述弹簧的外径。

其中，所述主轴的顶部设置有安装台阶，所述弹簧设置在所述安装台阶上；所述安装台阶的高度小于所述弹簧的长度，所述安装台阶的直径小于所述弹簧的内径。

其中，所述弹簧的预压缩量为弹簧长度的10％-30％，所述弹簧的预压缩量是指弹簧被压缩后，弹簧的弹性形变。

其中，所述弹簧为所述弹簧为螺旋圆柱压缩弹簧或螺旋锥形压缩弹簧。

其中，所述弹簧端部加密型螺旋圆柱压缩弹簧或端部加密型螺旋锥形压缩弹簧。

其中，所述弹簧为异形压缩弹簧。

其中，所述异形弹簧为在弹簧的顶部设置有顶板，在弹簧的底部设置有底座的螺旋圆柱压缩弹簧，所述顶板上设置有通孔；或，所述异形压缩弹簧为顶部设置有大钢环，底部设置有由多个不同直径的钢环组成的同心圆底座的螺旋圆柱压缩弹簧。

其中，所述异形压缩弹簧为顶部设置有大钢环，底部设置有由多个不同直径的钢环组成的同心圆底座的螺旋圆柱压缩弹簧。

其中，所述异形压缩弹簧为两端大，中部小的变径弹簧。

其中，所述弹簧为碳素弹簧钢丝，牌号为25-80或40Mn-70Mn；或所述弹簧为琴钢丝，牌号为60-80、T8MnA-T9A或60Mn-70Mn；或所述弹簧为硅锰弹簧钢丝，牌号为60Si2MnA、65Si2MnWA或70Si2MnA；或所述弹簧为铬钒弹簧钢丝，牌号为50CrVA；或所述弹簧为铬硅弹簧钢丝，牌号为55CrSiA；或所述弹簧为不锈钢丝，牌号为A组：1Cr18Ni9、0Cr19Ni10或0Cr19Ni12Mo2，B组：1Cr18Ni9，0Cr18Ni10或C组：0Cr17Ni8Al；或所述弹簧为硅青铜线，牌号为QSn3-1；或所述弹簧为锡青铜线，牌号为QSn4-3、QSn6.5-0.1、QSn6.5-0.4或QSn7-0.2。

本发明的实施包括以下技术效果：

本发明的电控硅油离合器，通过采用弹簧复位来代替阀片尾翼的预压角度弹性复位，消除了因长时间使用而造成阀片弹性变化影响阀门关闭不严及打开不精确的失效模式，从而提高了电控离合器的阀片的使用寿命、安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的结构图。

图2为本发明的另一种实施例的结构图。

图3为本发明的主动板的结构图。

图4为本发明的阀片机构的结构图。

图5为本发明的阀片结构图。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1-5所示，本发明提供的一种电控硅油离合器，包括主轴1、主动板2、阀片机构3、电磁铁机构4、控制系统5、与所述主动板2配合的从动板6、以及设置于所述主动板2与从动板6之间的油路系统，所述主动板2与所述主轴1连接，所述阀片机构3设置在所述主动板2上；所述油路系统包括用于存储硅油的储油腔71、用于离合主动板2和从动板6的动力腔72、以及用于连接储油腔71和动力腔72的出油孔73和回油孔74；所述控制系统5通过控制所述电磁铁机构4来控制所述阀片机构3上下摆动，以将所述出油孔73的打开或关闭；所述阀片机构3包括弹簧31、阀片32、以及与所述阀片32固定连接的衔铁33；所述阀片32包括阀体321和阀头322，所述阀体321的一端3211固定在主动板2上的凸台21上，所述阀体的另一端3212连接在主动板2上的限位结构22内；所述弹簧31设置在所述阀片32和所述主轴1之间，用于驱动所述阀头322的复位；所述弹簧31的弹簧丝直径为0.1-5mm。本实施例提供的电控硅油离合器，通过采用弹簧复位来代替阀片尾翼的预压角度弹性复位，消除了因长时间使用而造成阀片弹性变化影响阀门关闭不严及打不开不精确的失效模式，从而提高了电控离合器的阀片的使用寿命、安全性和可靠性。

控制系统5在控制电磁铁机构4时，既能控制电磁铁机构4的通电和断电，还能在电磁铁机构4通电状态下控制其内部的电流大小。当控制系统5电磁铁机构4通电时，衔铁33下移，压缩弹簧31，阀头322上移，阀头322与出油孔73接触，出油孔73关闭；当控制系统5电磁铁断电时，衔铁上移，弹簧11在恢复原状的过程中将阀体91弹起，阀头92将下移，阀头92与出油孔73分离，出油孔73被打开。该硅油风扇离合器的控制系统是采用成熟的电路结构，在此不再详述。

优选地，如图1所示，所述主轴1的顶部设置有沉孔11，所述弹簧31设置在所述沉孔11中；所述沉孔11的深度小于所述弹簧31的长度，所述沉孔11的直径大于所述弹簧31的外径。或如图2所示，所述主轴1的顶部设置有安装台阶11′，所述安装台阶11′的高度小于所述弹簧31的长度，所述安装台阶11′的直径小于所述弹簧31的内径。本实施例通过在主轴上设置安装台阶11′，并将所述弹簧31套在所述安装台阶11′上，以防止弹簧31的横向移动。该安装台阶11′相当于支架，将弹簧31稳定地设置主轴1与阀片32之间，避免了弹簧在压缩过程中因产生弯曲变形而不能将阀片复位，从而保证了弹簧31在整个工作过程中始终在主轴1与阀片32之间工作。

优选地，当所述弹簧31的预压缩量为弹簧长度的10％-30％，所述弹簧31的预压缩量是指弹簧被压缩后，弹簧的弹性形变。

优选地，所述弹簧31为螺旋圆柱压缩弹簧或端部加密型螺旋圆柱压缩弹簧；或所述弹簧31为螺旋锥形压缩弹簧或端部加密型螺旋锥形压缩弹簧。

优选地，所述弹簧31为异形压缩弹簧。

进一步优选地，所述异形弹簧为在弹簧的顶部设置有顶板，在弹簧的底部设置有底座的螺旋圆柱压缩弹簧，所述顶板上设置有通孔；或所述异形压缩弹簧为顶部设置有大钢环，底部设置有由多个不同直径的钢环组成的同心圆底座的螺旋圆柱压缩弹簧；或所述异形压缩弹簧为两端大，中部小的变径弹簧。

优选地，所述弹簧11为碳素弹簧钢丝，牌号为25-80或40Mn-70Mn；或所述弹簧为琴钢丝，牌号为60-80、T8MnA-T9A或60Mn-70Mn；或所述弹簧为硅锰弹簧钢丝，牌号为60Si2MnA、65Si2MnWA或70Si2MnA；或所述弹簧为铬钒弹簧钢丝，牌号为50CrVA；或所述弹簧为铬硅弹簧钢丝，牌号为55CrSiA；或所述弹簧为不锈钢丝，牌号为A组：1Cr18Ni9、0Cr19Ni10或0Cr19Ni12Mo2，B组：1Cr18Ni9，0Cr18Ni10或C组：0Cr17Ni8Al；或所述弹簧为硅青铜线，牌号为QSn3-1；或所述弹簧为锡青铜线，牌号为QSn4-3、QSn6.5-0.1、QSn6.5-0.4或QSn7-0.2。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电控硅油离合器，包括主轴、主动板、阀片机构、电磁铁机构、控制系统、与所述主动板相配合的从动板、以及设置于主动板与从动板之间的油路系统，所述主动板与主轴连接，所述阀片机构设置在所述主动板上；所述油路系统包括用于存储硅油的储油腔、用于离合主动板和从动板的动力腔、以及用于连接储油腔和动力腔的出油孔和回油孔；所述控制系统通过控制所述电磁铁机构来控制所述阀片机构上下摆动，以将所述出油孔打开或关闭；其特征在于：所述阀片机构包括阀片和弹簧；所述阀片包括阀体和阀头，所述阀体的一端固定在主动板上的凸台上，所述阀体的另一端连接在主动板上的限位结构内；所述弹簧设置在所述阀片和所述主轴之间，用于驱动所述阀头的复位；所述弹簧的弹簧丝直径为0.1-5mm。

2.根据权利要求1所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述主轴的顶部设置有沉孔，所述弹簧设置在所述沉孔中；所述沉孔的深度小于所述弹簧的长度，所述沉孔的直径大于所述弹簧的外径。

3.根据权利要求1所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述主轴的顶部设置有安装台阶，所述弹簧设置在所述安装台阶上；所述安装台阶的高度小于所述弹簧的长度，所述安装台阶的直径小于所述弹簧的内径。

4.根据权利要求1所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述弹簧的预压缩量为弹簧长度的10％-30％。

5.根据权利要求4所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述弹簧为螺旋圆柱压缩弹簧或螺旋锥形压缩弹簧。

6.根据权利要求4所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述弹簧为端部加密型螺旋圆柱压缩弹簧或端部加密型螺旋锥形压缩弹簧。

7.根据权利要求4所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述弹簧为异形压缩弹簧。

8.根据权利要求7所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述异形弹簧为在弹簧的顶部设置有顶板，在弹簧的底部设置有底座的螺旋圆柱压缩弹簧，所述顶板上设置有通孔；或，所述异形压缩弹簧为顶部设置有大钢环，底部设置有由多个不同直径的钢环组成的同心圆底座的螺旋圆柱压缩弹簧。

9.根据权利要求7所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述异形压缩弹簧为两端大，中部小的变径弹簧。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种电控硅油离合器，其特征在于：所述弹簧为碳素弹簧钢丝，牌号为25-80或40Mn-70Mn；或所述弹簧为琴钢丝，牌号为60-80、T8MnA-T9A或60Mn-70Mn；或所述弹簧为硅锰弹簧钢丝，牌号为60Si2MnA、65Si2MnWA或70Si2MnA；或所述弹簧为铬钒弹簧钢丝，牌号为50CrVA；或所述弹簧为铬硅弹簧钢丝，牌号为55CrSiA；或所述弹簧为不锈钢丝，牌号为A组：1Cr18Ni9、0Cr19Ni10或0Cr19Ni12Mo2，B组：1Cr18Ni9，0Cr18Ni10或C组：0Cr17Ni8Al；或所述弹簧为硅青铜线，牌号为QSn3-1；或所述弹簧为锡青铜线，牌号为QSn4-3、QSn6.5-0.1、QSn6.5-0.4或QSn7-0.2。