CN108316999A - 一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，包括输入轮毂轴、锁盖、紧定螺钉、连接环、质量惯性环、扭转减振橡胶环、弯曲减振橡胶环、圆盘、螺栓、风扇轮毂连接盘、风扇，所述扭转减振橡胶环通过硫化连接于输入轮毂轴，所述质量惯性环安装在扭转减振橡胶环外圈，所述连接环通过紧定螺钉固定在输入轮毂轴的端面，所述锁盖通过紧定螺钉与连接环连接，所述锁盖、连接环与质量惯性环之间安装两个摩擦环，所述弯曲减振橡胶通过硫化连接于连接环和圆盘之间，所述圆盘通过螺栓与风扇轮毂连接盘连接。本发明能同时为冷却风扇提供扭转和弯曲振动方向的减振阻尼，有效减低振动幅度和振动应力，提高冷却风扇的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机冷却风扇，具体是一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇。
背景技术
风扇是发动机冷却系统的重要部件，其工作的好坏不但影响发动机的正常使用和可靠性，而且直接影响汽车的能耗。目前风扇有采用直接驱动的，也有通过硅油离合器、电磁离合器等连接由发动机经传动带驱动，但是由于成本原因，还有不少使用直接驱动方式，也即风扇与轮毂用螺栓连接，由发动机曲轴皮带轮直接带动风扇旋转。有时为了适应配套设计的需要，例如传动轴间距离太小，风扇需要装在曲轴端，由曲轴直接驱动，这样发动机的扭转振动便容易传递到风扇轮毂，另外由于轮毂装配必然有一定的误差，同时转轴结构本身总会存在一些微小的质量不平衡，例如转轴的质心轴线偏离转动轴线和初始弯曲变形，在这些动不平衡因素的作用下就会产生以离心力为表征的周期性干扰力，从而引起传动轴的横向弯曲振动，若减弱不了冲击和振动，将导致风扇无法适应负荷和转速的变化，叶片因强烈振动而损坏，同时由于振动幅度过大，轮毂所受到的应力较大，也容易导致轮毂寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，包括输入轮毂轴、风扇轮毂连接盘、风扇，还包括：锁盖、第一紧定螺钉、连接环、质量惯性环、扭转减振橡胶环、第二紧定螺钉、弯曲减振橡胶环、圆盘、螺栓，所述输入轮毂轴的一端设置连接法兰，另一端的圆周壁与所述扭转减振橡胶环通过硫化连接，所述扭转减振橡胶环外圈与所述质量惯性环中心孔硫化连接，所述输入轮毂轴携扭转减振橡胶环和所述质量惯性环伸入所述连接环的圆形开口槽内并通过第二紧定螺钉固定在输入轮毂轴的内端面，所述锁盖通过第一紧定螺钉与连接环开口端固定连接，所述弯曲减振橡胶通过硫化连接于连接环后端面和圆盘之间，所述圆盘通过螺栓与所述风扇轮毂连接盘相连接，所述风扇轮毂连接盘在风扇注塑成型时粘结连接。
进一步地，所述的锁盖和质量惯性环侧面之间、所述的质量惯性环外周面和连接环的内周壁之间发布设置有摩擦系数低于0.1的第一摩擦环和第二摩擦环，使得锁盖、连接环与质量惯性环之间可以进行低摩擦的相对转动。
进一步地，所述的第一摩擦环和第二摩擦环由聚四氟乙烯材料制作。
进一步地，所述质量惯性环相对锁盖的一侧有用于安装有防止所述第一摩擦环由于离心力发生径向窜动的凹槽。
进一步地，所述的连接环的后端面设置有用于防止弯曲减振橡胶环脱胶后发生径向窜动的圆形凸台，所述的圆盘的中心设置有防止弯曲减振橡胶环脱胶后发生径向窜动的圆形凹槽。
进一步地，所述输入轮毂轴硫化连接所述扭转减振橡胶环的一端设置有圆形凸环，所述凸环外周壁表面均匀设置有若干环形凹槽，所述扭转减振橡胶环中心孔内周壁表面均匀设置有若干对应的环形凸槽，以增加橡胶与金属的接触面积，提高最大切向力。
进一步地，所述环形凹槽和环形凸槽的横截面形状为V形或矩形。
进一步地，所述质量惯性环质量和扭转减振橡胶环的特征参数由实际应用中发动机曲轴的激励频率、风扇的质量、安装风扇后整体的固有频率参数确定。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明为发动机冷却风扇的轮毂同时提供了扭转和弯曲振动的减振系统，降低了冷却风扇的轮毂刚度，避开发动机的常用工作频率，同时提高了风扇轮毂传动系统中的阻尼，降低了振动幅度，从而提高了风扇和轮毂的工作寿命；扭转减振橡胶与轮毂接触面积提高，同时锁盖防止质量惯性环的脱出，提高了该风扇轮毂的使用安全性。
附图说明
图1为本发明实施例的发动机冷却风扇轴侧剖视视图(不含风扇)；
图2为本发明实施例的发动机冷却风扇剖面视图(不含风扇)；
图3为本发明实施例的发动机冷却风扇主视图(不含风扇)；
图4为本发明实施例的圆盘的示意图；
图5为本发明实施例的风扇轮毂连接盘示意图；
图6为本发明实施例的输入轴与扭转减振橡胶环的装配示意图；
图7为本发明实施例的连接环示意图；
图8为本发明实施例的发动机冷却风扇立体装配示意图。
图中所示：轮毂轴1、锁盖2、第一摩擦环3、第一紧定螺钉4、连接环5、第二摩擦环6、质量惯性环7、扭转减振橡胶环8、第二紧定螺钉9、弯曲减振橡胶环10、圆盘11、螺栓12、风扇轮毂连接盘13、风扇14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至3、图8所示，一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，包括输入轮毂轴1、风扇轮毂连接盘13、风扇14，还包括：锁盖2、第一紧定螺钉4、连接环5、质量惯性环7、扭转减振橡胶环8、第二紧定螺钉9、弯曲减振橡胶环10、圆盘11、螺栓12，所述输入轮毂轴1的一端设置连接法兰，另一端的圆周壁与所述扭转减振橡胶环8通过硫化连接，所述扭转减振橡胶环8外圈与所述质量惯性环7中心孔硫化连接，所述输入轮毂轴1携扭转减振橡胶环8和所述质量惯性环7伸入所述连接环5的圆形开口槽内并通过第二紧定螺钉9固定在输入轮毂轴1的内端面，所述锁盖2通过第一紧定螺钉4与连接环5开口端固定连接，所述弯曲减振橡胶10通过硫化连接于连接环5后端面和圆盘11之间，所述圆盘11通过螺栓12与所述风扇轮毂连接盘13(见图5)相连接，所述风扇轮毂连接盘13在风扇14注塑成型时粘结连接。
所述的锁盖2和质量惯性环7侧面之间、所述的质量惯性环7外周面和连接环5的内周壁之间发布设置有摩擦系数低于0.1的第一摩擦环3和第二摩擦环6，所述的第一摩擦环3和第二摩擦环6由聚四氟乙烯材料制作，使得锁盖、连接环与质量惯性环之间可以进行低摩擦的相对转动。
如图2所示，所述质量惯性环7相对锁盖2的一侧有用于安装有防止所述第一摩擦环3由于离心力发生径向窜动的凹槽。如图7所示，所述的连接环5的后端面设置有用于防止弯曲减振橡胶环10脱胶后发生径向窜动的圆形凸台，所述的圆盘11的中心设置有防止弯曲减振橡胶环10脱胶后发生径向窜动的圆形凹槽(见图4)。
如图6所示，所述输入轮毂轴1硫化连接所述扭转减振橡胶环8的一端设置有圆形凸环，所述凸环外周壁表面均匀设置有四个环形凹槽，所述扭转减振橡胶环8中心孔内周壁表面均匀设置有四个对应的环形凸槽，所述环形凹槽和环形凸槽的横截面形状为V形或矩形，以增加橡胶与金属的接触面积，提高最大切向力。
质量惯性环7安装在扭转减振橡胶环8外圈，两者为硫化连接，扭转减振橡胶环8的结构特征会影响其扭转刚度，质量惯性环7的质量会影响该减振系统的固有频率，需要根据实际应用中发动机曲轴的激励频率、风扇的质量、安装风扇后整体的固有频率等参数确定较优的橡胶扭转刚度和质量惯性环7的质量，以更有效的实现减振，再确定扭转减振橡胶环8的结构特征参数和质量惯性环7的尺寸。
上述实施例提供的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇的工作原理为：发动机的曲轴输出端直接与输入轮毂轴1连接或通过皮带轮连接，实现动力的输入，而发动机曲轴的扭转振动也因此传递到冷却风扇总成上，同时由于轮毂装配必然有一定的误差，转轴结构本身总会存在一些微小的质量不平衡等因素，造成风扇轮毂产生横向弯曲振动，这时由输入轮毂轴1、扭转减振橡胶环8、质量惯性环7组成的扭转减振系统提供的减振阻尼可以吸收发动机曲轴传递过来的扭转振动能量，减少振动幅值，同时其橡胶提供的弹性刚度可以减低系统扭转振动方向的固有频率，避免与发动机曲轴主阶次频率发生共振；由输入轮毂轴1、连接环5、弯曲减振橡胶环10、圆盘11、风扇轮毂连接盘13和风扇14组成的弯曲减振系统可以消减系统的弯曲振动幅值。两个减振系统可以有效降低冷却风扇系统的振动幅度和振动应力，提高冷却风扇的使用寿命。
本发明能同时为冷却风扇提供扭转和弯曲振动方向的减振阻尼，有效减低振动幅度和振动应力，提高冷却风扇的使用寿命。
上面对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对上实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，包括输入轮毂轴(1)、风扇轮毂连接盘(13)、风扇(14)，其特征在于，
还包括：锁盖(2)、第一紧定螺钉(4)、连接环(5)、质量惯性环(7)、扭转减振橡胶环(8)、第二紧定螺钉(9)、弯曲减振橡胶环(10)、圆盘(11)、螺栓(12)，所述输入轮毂轴(1)的一端设置连接法兰，另一端的圆周壁与所述扭转减振橡胶环(8)通过硫化连接，所述扭转减振橡胶环(8)外圈与所述质量惯性环(7)中心孔硫化连接，所述输入轮毂轴(1)携扭转减振橡胶环(8)和所述质量惯性环(7)伸入所述连接环(5)的圆形开口槽内并通过第二紧定螺钉(9)固定在输入轮毂轴(1)的内端面，所述锁盖(2)通过第一紧定螺钉(4)与连接环(5)开口端固定连接，所述弯曲减振橡胶(10)通过硫化连接于连接环(5)后端面和圆盘(11)之间，所述圆盘(11)通过螺栓(12)与所述风扇轮毂连接盘(13)相连接，所述风扇轮毂连接盘(13)在风扇(14)注塑成型时粘结连接。
2.根据权利要求1所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的锁盖(2)和质量惯性环(7)侧面之间、所述的质量惯性环(7)外周面和连接环(5)的内周壁之间发布设置有摩擦系数低于0.1的第一摩擦环(3)和第二摩擦环(6)。
3.根据权利要求2所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的第一摩擦环(3)和第二摩擦环(6)由聚四氟乙烯材料制作。
4.根据权利要求2所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述质量惯性环(7)相对锁盖(2)的一侧设置有用于防止所述第一摩擦环(3)由于离心力发生径向窜动的凹槽。
5.根据权利要求1所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的连接环(5)的后端面设置有用于防止弯曲减振橡胶环(10)脱胶后发生径向窜动的圆形凸台，所述的圆盘(11)的中心设置有防止弯曲减振橡胶环(10)脱胶后发生径向窜动的圆形凹槽。
6.根据权利要求1所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述输入轮毂轴(1)硫化连接所述扭转减振橡胶环(8)的一端设置有圆形凸环，所述凸环外周壁表面均匀设置有若干环形凹槽，所述扭转减振橡胶环(8)中心孔内周壁表面均匀设置有若干对应的环形凸槽。
7.根据权利要求6所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述环形凹槽和环形凸槽的横截面形状为V形或矩形。
8.根据权利要求1所述的带有弯扭复合减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述质量惯性环(7)质量和扭转减振橡胶环(8)的特征参数由实际应用中发动机曲轴的激励频率、风扇的质量、安装风扇后整体的固有频率参数确定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20240712 |