CN109723533A - 用于风扇的旋转驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于风扇的旋转驱动单元，其具有可围绕第一旋转轴线旋转的输入端，该输入端被构造成由动力源在单个旋转方向上驱动。该旋转驱动单元包括：第一轴，该第一轴与所述输入端可操作地连通并且被构造成在第一方向上旋转；第二轴，该第二轴与所述输入端可操作地连通并且被构造成在与所述第一方向相反的第二方向上旋转；输出端，该输出端能围绕第二旋转轴线旋转；以及离合器组件，该离合器组件与所述第一轴、所述第二轴和所述输出端可操作地连通。所述离合器组件能在其中力在所述第一轴和所述输出端之间传递的第一构造和其中力在所述第二轴和所述输出端之间传递的第二构造中操作。

Description

用于风扇的旋转驱动单元

技术领域

本公开涉及用于冷却风扇的旋转驱动单元。

背景技术

在内燃发动机或其它发热装置的操作过程中，通常使用冷却系统来帮助调节装置的操作温度。在这种情况下，使用强制空气系统或风扇来帮助将空气引导通过冷却系统(例如，热交换器和任何防护屏)，并且提高冷却过程的效率。当这样做时，在正常操作条件过程中，碎屑通常会随着空气流过而变得寄留在冷却系统中。必须不时地将这些碎屑清除，以确保必要气流连续地发生，从而维持正常的冷却能力。

发明内容

在一个方面中，本公开提供了一种旋转驱动单元，该旋转驱动单元包括：可围绕第一旋转轴线旋转的输入端，该输入端被构造成由动力源在单个旋转方向上驱动；第一轴，该第一轴与所述输入端可操作地连通并且被构造成在第一方向上旋转；第二轴，该第二轴与所述输入端可操作地连通并且被构造成在与所述第一方向相反的第二方向上旋转；输出端，该输出端能围绕第二旋转轴线旋转；以及离合器组件，该离合器组件与所述第一轴、所述第二轴和所述输出端可操作地连通，其中所述离合器组件能在其中力在所述第一轴和所述输出端之间传递的第一构造和其中力在所述第二轴和所述输出端之间传递的第二构造中操作。

在另一个方面中，本公开提供了一种用于风扇的旋转驱动单元，该旋转驱动单元包括：壳体；可围绕第一旋转轴线相对于所述壳体旋转的输入端，其中所述输入端仅可在第一方向上旋转；第一轴，该第一轴由所述输入端驱动并且被构造成在第一方向上相对于所述壳体旋转；第二轴，该第二轴由所述输入端驱动并且被构造成仅在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述壳体旋转；输出端，该输出端可围绕第二旋转轴线相对于所述壳体旋转；与所述第一轴和所述输出端可操作地连通的第一离合器组件，其中所述第一离合器组件可在其中力在所述第一轴和所述输出端之间传输的接合构造和其中力不在所述第一轴和所述输出端之间传输的分离构造中操作；以及与所述第二轴和所述输出端可操作地接合的第二离合器组件，其中所述第二离合器组件可在其中力在所述第二轴和所述输出端之间传输的接合构造和其中力不在所述第二轴和所述输出端之间传输的分离构造中操作。

在另一个方面中，该公开提供了一种可利用内燃发动机的带驱动器操作的风扇驱动单元，该风扇驱动单元包括：壳体；输入端，该输入端被构造成接合所述内燃发动机的带驱动器并且可在单个方向上相对于所述壳体旋转；第一轴，该第一轴由所述输入端驱动并且被构造成在所述第一方向上相对于所述壳体旋转；第二轴，该第二轴由所述第一轴驱动并且被构造成仅在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述壳体旋转；输出端，该输出端被构造成围绕第一旋转轴线相对于所述壳体旋转；以及离合器组件，该离合器组件与所述第一轴、所述第二轴和所述输出端可操作地连通，其中所述风扇驱动单元可在其中所述输出端在所述第一方向上围绕所述第一轴线旋转的正向构造中以及其中所述输出端在所述第二方向上围绕所述第一轴线旋转的第二构造中操作。

附图说明

通过考虑详细描述和附图，本公开的其它方面将变得显而易见。

图1是内燃发动机系统的示意图。

图2是图1的内燃发动机系统的驱动单元的侧剖视图。

图3a至图3b是示出了在不同操作条件下的离合器组合冷却风扇操作的图表。

具体实施方式

在详细说明本公开的任何实施方式之前，要理解的是，该公开在其应用方面不限于在如下描述中阐述或在附图中示出的部件的形成和布置的细节。该功能能够支持其它实现形式并且能够以各种方式实践或执行。

该公开涉及一种旋转驱动单元，更具体地说，涉及一种用于与内燃发动机的冷却系统的冷却风扇一起使用的旋转驱动单元。具体而言，该驱动单元被构造成支撑冷却风扇并且在仅在单个旋转方向上接收输入的状态下使该冷却风扇在向前和向后方向上选择性地旋转。通过改变风扇旋转方向，所述驱动单元和冷却风扇能够在两个不同方向上引导空气通过所述冷却系统(例如，热交换器和任何防护屏)，由此允许该系统将在使用过程中可能已经寄留在其中的任何碎屑清除。此外，所述驱动单元被构造成改变所述冷却风扇旋转的速度，而无需输入速度做出类似改变。这允许所述驱动单元和冷却风扇改变经过所述冷却系统的空气量，而无需发动机改变其操作速度。尽管本公开支持冷却风扇，但是所述驱动单元可在可获得单方向、恒速旋转输入但是需要选择性双向可变转速输出的任何构造中操作。

图1示出了用于在车辆、动力机械等中使用的内燃发动机系统10。系统10包括内燃发动机14、与发动机14流体连通的热交换器18和强制空气系统22，以引导空气通过热交换器18并且帮助调节其中容纳的冷却剂的温度。如本领域中公知的，热交换器18和强制空气系统22一起帮助调节发动机14的操作温度。

尽管图示实现方案包括与发动机14流体连通的单个热交换器18，但是在另选实现方案中，强制空气系统22可以引导空气经过与系统10的各种元件流体连通的多个热交换器。例如，该热交换器可以包括散热器、油冷器、冷凝器、空气冷却器等等。此外，发动机系统10还可以包括一个或多个防护屏(未示出)，空气由强制空气系统22引导通过该防护屏。

内燃发动机系统10的发动机14包括可围绕第一轴线30旋转的曲轴26和连接至曲轴26并可与曲轴一起旋转的发动机带轮34。在操作过程中，曲轴26以基本恒定速度在单个方向(例如，逆时针)上旋转。在其它实现方案中，曲轴26的转速可以根据用户输入而改变。

系统10还包括驱动带38，该驱动带38围绕发动机带轮34和强制空气系统22的输入端40延伸并且与发动机带轮34和输入端40这二者接合(下面描述)。在使用过程中，驱动带38在发动机带轮34和输入端40之间传输力和旋转运动，从而使这两个元件34、40作为单元一起旋转。在图示实现方案中，驱动带38接合发动机带轮34和输入端40，从而使得这两个元件34、40在相同方向上旋转。然而，在另选实现方案中，可以使用不同的带路径(例如，蛇形带)，该不同带路径使得输入端40和发动机带轮34在相反方向上旋转。

内燃发动机系统10的强制空气系统22包括驱动单元46和冷却风扇50，该冷却风扇50由驱动单元46驱动以选择性地围绕第二轴线52旋转。冷却风扇50在本领域中是公知的，并且包括被构造成联接至驱动单元46的中央毂64和从毂64径向地延伸的多个叶片68。在图示实现方案中，冷却风扇50的叶片68被构造成在第一方向54上旋转。

在操作过程中，系统22可在标准操作模式中操作，其中冷却风扇50在第一方向54上旋转，并且空气被引导而在第一方向58上经过热交换器18(参见图1)；系统22还可在反向操作模式中操作，其中冷却风扇50在第二方向56上旋转，并且空气被引导而在与第一方向58相反的第二方向60上经过热交换器18。在当前实现方案中，系统22通常在标准操作模式中操作以对发动机14进行标准冷却操作，并且在需要时临时过渡至反向操作模式，以将碎屑从热交换器18清除。

参照图2，强制空气系统22的驱动单元46包括被构造成安装至发动机体或其它支撑表面(未示出)的壳体62、由发动机14(例如，由驱动带38)驱动的驱动组件74和由驱动组件74驱动并且被构造成给冷却风扇50提供安装位置的风扇支座78。在使用过程中，驱动单元46被构造成支撑冷却风扇50并使冷却风扇50围绕第二轴线52旋转。

如图2所示，驱动单元46的壳体62包括前板80和背板84。壳体62的前板80由端壁90和从端壁90延伸以形成开口端98的一个或多个侧壁94形成。背板84又联接至前板80的开口端98以在它们之间形成封闭容积100。在图示实现方案中，前板80和背板84均限定孔口104，孔口104的尺寸设置成在其中收纳并支撑轴承108a。在另选实现方案中，壳体62可以直接联接至支撑表面而没有背板84，从而在它们之间限定容积100。

壳体62还包括柄轴116，该柄轴116被构造成在其上可旋转地支撑驱动组件74和风扇支座78。柄轴116包括：基部120，该基部120联接至壳体62的背板84；和细长本体124，该细长本体124从基部120沿着第二轴线52轴向地延伸以限定远端128。在图示实现方案中，柄轴116与壳体62分开地形成；然而，在另选实现方案中，柄轴116可与壳体62一体地形成。

柄轴116还包括供送通道144，该供送通道144沿着本体124的长度轴向地延伸并且被构造成向风扇支座78提供加压液压流体。在图示实现方案中，供送通道144包括与加压液压流体源(例如，下面描述的泵376)流体连通的第一端148和与风扇支座78的液压容积156(下面描述)流体连通的第二端152。

柄轴116还包括沿着本体124的长度轴向地延伸并且被构造成将过多流体从风扇支座78泄出的返回通道160。返回通道160包括与贮存器392流体连通的第一端164和通向柄轴116的远端128并且与风扇支座78的安装容积172流体连通的第二端168(下面描述)。

如图2所示，驱动单元46的驱动组件74至少部分地由柄轴116支撑，并且被构造成利用单个旋转输入(例如，发动机14的曲轴26)产生两个相反旋转轴。在图示实现方案中，驱动组件74包括由曲轴26经由驱动带38驱动的旋转输入端40、与旋转输入端40可操作地连通并且由旋转输入端40在第一方向54上驱动的第一轴180和与旋转输入端40可操作地连通并由旋转输入端40在第二方向56上驱动的第二轴184。在使用过程中，第一轴180以第一速度旋转，而第二轴184以比第一速度大的第二速度旋转。

如图2所示，驱动组件74的旋转输入端40包括输入带轮44，该输入带轮被安装成围绕第二轴线52相对于壳体62旋转。在使用过程中，输入带轮44在其上部分地支撑驱动带38，从而致使输入带轮44和发动机带轮34作为单元一起旋转。在图示实现方案中，带轮44固定地联接至第一轴180并与第一轴180一起旋转。然而，在另选实现方案中，输入带轮44可以安装在独立轴(未示出)上，该独立轴又与第一轴180和第二轴184中的至少一者可直接操作地连通。在其它实现方案中，输入带轮44可以与第一轴180和第二轴184中的一者一体地形成。在另外其它实现方案中，输入带轮44可以与第二轴184固定地联接并且与第二轴184一起旋转。

尽管图示的驱动组件74的旋转输入端40包括带轮44，但是要理解的是，旋转输入端40可以包括另选的力输送形式，诸如链驱动的链轮、内齿轮组或外齿轮组等等。此外，在另外其它实现方案中，第一轴180和第二轴184中的至少一者可以由外部动力源(未示出)直接驱动。

驱动组件74的第一轴180为具有本体192的基本圆柱体形状，该本体192具有第一端196、与第一端196相反的第二端200并且贯穿地限定第一通道204。在使用过程中，第一轴180被安装成围绕第二轴线52旋转，并且被构造成与输入带轮44一起在第一方向54上旋转。

第一轴180还包括被构造成选择性地接合滚子链条216的链节的一组外齿212。在图示实现方案中，第一轴180的外齿212与第一轴180分开地形成在轴套202上，该轴套202压配合在第一轴180上以与第一轴180一起旋转。在其它实现方案中，外齿212可以利用键、花键等等可旋转地固定至第一轴180。在另外其它实现方案中，外齿212可以与轴本身一体地形成。

驱动组件74的第二轴184为具有本体220的基本圆柱形形状，该本体220具有第一端224、与第一端224相反的第二端228并且贯穿地限定第二通道232。在操作过程中，第二轴184被安装成围绕第二轴线52旋转，并且被构造成与第一轴180相反地(例如在第二方向56上)旋转。

在图示实现方案中，第二轴184的外径基本对应于第一轴180的第一通道204的内径，从而允许第二轴184同轴地嵌套在其中。类似地，第二轴184的内径基本对应于柄轴116的第一部分132的外径，从而允许柄轴116同轴地嵌套在第二轴184内。在图示实现方案中，滚针轴承108b位于第二轴184和柄轴116之间以维持二者之间的期望相对径向定位。

在图示实现方案中，第二轴184还包括联接至其第一端224并且可与其一起旋转的轴延伸部236。轴延伸部236包括连接至第二轴184的第一端224的第一端240和与第一端240相反的第二端244，该第二端244限定多个外链轮齿248。一旦组装好，则轴延伸部236将被由壳体62支撑的轴承108支撑成围绕第二轴线52旋转。在图示实现方案中，轴延伸部236与第二轴184分开地形成并且焊接至第二轴184。然而，在另选实现方案中，轴延伸部236和第二轴184可以一起形成。

如图2所示，轴延伸部236还限定接近其第二端244的内部轴承支撑252。一旦组装好，轴延伸部236的内部轴承支撑252在其中收纳轴承108a，该轴承108a将第一轴180的第一端196与第二轴184的第一端224和轴延伸部236同轴地定位。

驱动组件74还包括副轴188，该副轴188被构造成在操作过程中在第一轴180和第二轴184之间传递力。更具体地说，副轴188被构造成在两个轴180、184之间切换旋转方向，并且增加第二轴184相对于第一轴180的速度。在图示实现方案中，副轴188包括被构造成接合滚子链条216的链节的第一组外齿268和被构造成接合轴延伸部236的外齿248的第二组外齿272。

在使用过程中，第一组外齿268与第一轴180的外齿212轴向地对齐，从而链条216可以同时围绕并接合两组齿。这样，力在第一轴180和副轴188之间传输，从而使得两个轴180、188在相同方向上旋转。在图示实现方案中，副轴188的齿268形成比第一轴180的齿212小的链轮直径，从而使得副轴188比第一轴180更快地旋转。然而，在另选实现方案中，两个链轮直径的相对尺寸可以进行必要调整以产生期望的转速。

副轴188的第二组外齿272与轴延伸部236的外齿248啮合，从而(经由轴延伸部236)使副轴188和第二轴184在相反方向上旋转。在图示实现方案中，第二组外齿272形成灯笼式齿轮；然而，在另选实施方式中，可以使用任何形式的外齿齿轮诸如正齿轮。

如图2和图3a至图3b所示，驱动单元46的风扇支座或旋转输出端78为安装成围绕第二轴线52旋转的基本圆柱形形状。风扇支座78包括壳体276、在壳体276和第一轴180之间延伸并与壳体276和第一轴180可操作地连通的第一离合器组284、在壳体276和第二轴184之间延伸并且与壳体276和第二轴184可操作地连通的第二离合器组288、以及与第一离合器组284和第二离合器组288二者可选择性地接合的柱塞292。一旦组装好，驱动单元46的风扇支座78就被联接至冷却风扇50，从而使得风扇50和风扇支座78作为单元一起旋转。

风扇支座78的壳体276为具有接近壳体62的第一端296和与第一端296相反的第二端或远端300的基本圆柱形形状。在图示实现方案中，风扇支座78的壳体276由第一壳体部分304和第二壳体部分308形成，该第一壳体部分304和第二壳体部分308联接在一起而在其间形成安装容积172。壳体276还限定接近远端300的一系列孔口312，在使用过程中可以将冷却风扇50联接至远端300。孔口312又以第二轴线52为中心的螺栓模式(未示出)取向。一旦组装好，壳体276就被构造成维持第二容积280的流体完整性，从而能够在其中存储一定体积的流体(例如，油)。

风扇支座78的第一离合器组284在第一轴180和壳体276之间延伸并且与第一轴180和壳体176可操作地连通，以在二者之间选择性地传递力。第一离合器组284包括联接至第一轴180并可与第一轴180一起旋转的第一离合器盘336和联接至壳体276并可与壳体276一起旋转的多个离合器板340。如本领域中公知的，离合器盘336和离合器板340以交替模式轴向地堆叠，从而向离合器组284施加压缩力将致使盘336和板340彼此摩擦接合而在二者之间传递力。

在操作过程中，第一离合器组284可在其中离合器组284在第一轴180和壳体276之间传递力的接合构造以及其中离合器组284不在第一轴180和壳体176之间传递力的分离构造中操作。当在接合构造中操作时，风扇支座78通过改变施加至离合器组284的压缩力的幅度而能够进一步改变在第一轴180和壳体276之间传递的力的水平。一般来说，施加至离合器组284的轴向压缩力越大，在第一轴180和壳体276之间传递的力的水平就越大。此外，如果所施加的力超过预定“接合极限”，则离合器组284将变成“完全接合”。为了本申请之目的，将完全接合的离合器组定义为其中两个元件180、276作为单元一起旋转(例如，在两个元件之间没有发生滑移)的离合器组。

在离合器组284没有完全接合(例如，施加至离合器组284的力小于接合极限)的情况下，在盘336和板340之间发生滑移，从而致使轴180和壳体276以不同速度旋转。一般来说，降低施加至离合器组284的轴向力将增加滑移，并且致使壳体176以更低速度旋转。相反，增加施加至离合器组284的力将减少滑移，并且导致壳体176以更快速度旋转(参见图3b)。

风扇支座78的第二离合器组288基本类似于第一离合器组284并且以与第一离合器组284相同的方式操作。第二离合器组288在第二轴184和壳体276之间延伸并且与第二轴184和壳体276可操作地连通以在二者之间选择性地传递力。更具体地说，第二离合器组288接合柱塞292(下面描述)，该柱塞292又相对于壳体276抗旋转地固定。第二离合器组288包括联接至第二轴184并可与第二轴184一起旋转的多个离合器盘336和(经由柱塞292)联接至风扇支座78的壳体276并与壳体276一起旋转的多个离合器板340。如上所述，离合器盘336和离合器板340以交替模式轴向地堆叠，从而向离合器组284施加轴向压缩力将致使盘336和板340彼此摩擦接合并在二者之间传递力。

在操作过程中，第二离合器组288可在其中离合器组288在第二轴184和壳体276之间传递力的接合构造和其中离合器组288不在第二轴184和壳体276之间传递力的分离构造中操作。当在接合构造中操作时，风扇支座78能够如上所述进一步改变在第二轴184和壳体276之间传递的力的水平。

在图示实现方案中，第一离合器组284和第二离合器组288都是被构造成浸没在壳体276的安装容积172中容纳的冷却润滑流体或油中的“湿式”离合器。尽管图示离合器组284、288被示出为盘式离合器，但是在另选实现方案中，任一离合器都可以包括允许通过该离合器选择性地和/或可变地传递力的另选离合器类型，诸如但不限于液压离合器、爪型离合器、离心式离合器、圆锥离合器等等。

如图2中所示，风扇支座78的柱塞292为具有被构造成选择性地接合第一离合器组284的第一接触表面344和被构造成选择性地接合第二离合器组288的第二接触表面348的基本圆柱形形状。在使用过程中，风扇支座78的柱塞292可相对于壳体276在第一位置(其中柱塞292接近壳体276的第一端296定位)和第二位置(其中柱塞292接近壳体276的远端300定位)之间轴向地移动。在这些端点之间，柱塞的运动范围经过：第一区域342，在该第一区域中，第一接触表面344接合第一离合器组284并向第一离合器组284施加压缩力，而第二接触表面348不接合第二离合器组288；第二区域346，在该第二区域中，第一接触表面344和第二接触表面348都不接合它们相应的离合器组284、288；和第三区域350，在该第三区域中，第一接触表面344不接合第一离合器组284，而第二接触表面348接合第二离合器组288并向第二离合器组288施加压缩力(参见图3a和图3b)。在图示实现方案中，柱塞292能够在第一位置和第二位置之间在安装容积172中自由地连续移动，从而连续地经过三个区域242、246、250中的每个区域。

柱塞292包括从其径向向外延伸的一系列齿286，这些齿286被构造成接合壳体276的一系列凹槽290。齿286和凹槽290一起将柱塞292抗旋转地固定至壳体276，从而使得柱塞292和壳体276作为单元一起旋转，同时允许柱塞292在第一位置和第二位置之间相对于壳体276轴向地移动。这样，在操作过程中，旋转力从第二轴184通过第二离合器组288传送至柱塞292，并且通过柱塞292传送至壳体276。总之，第二离合器组288能够在壳体276和第二轴184之间传送力。

柱塞292还包括偏压构件352，该偏压构件352在柱塞292和风扇支座78的壳体276之间延伸并且接合柱塞292和壳体276。更具体地说，偏压构件352朝向第一位置在第一轴向方向354上偏压柱塞292(例如，将柱塞292偏压成与第一离合器组284接合)。在图示实现方案中，偏压构件352足够强以超过接合极限(如上所述)向第一离合器组284施加压缩力。在使用过程中，偏压构件352提供故障安全状态，其中在系统中没有任何液压压力的情况下，风扇50以全速在第一方向上旋转(例如，第一离合器组284完全接合)。

柱塞292还包括活塞组件356，该活塞组件356被构造成克服偏压构件352的力在第二轴向方向368上偏压柱塞292。活塞组件356包括联接至柱塞292并且可与柱塞292一起轴向移动的活塞360以及至少部分地嵌套在活塞360内以在它们之间形成液压容积156的背板364。在操作过程中，将液压流体引入液压容积156内将导致活塞360和柱塞292一起在第二轴向方向368上朝向第二位置移动。相反，把液压流体从液压容积156移除将允许偏压构件352将活塞360和柱塞292一起在第一轴向方向354上朝向第一位置向回偏压。在图示实现方案中，活塞360和背板364抗旋转地固定至柄轴116。因此，柱塞292包括一对推力轴承108b以分别在活塞组件356与柱塞292和第二离合器组288之间传递力。

驱动单元46还包括液压系统372。液压系统372包括具有入口380和出口384的泵376、与泵376的入口380流体连通的可调节阀388和与泵376的出口384流体连通的贮存器392。在使用过程中，阀399进行调节以改变提供给柱塞292的活塞组件356的液压流体的容积和压力。

液压系统372的泵376至少部分地定位在壳体62的容积100内，并且由旋转输入端40驱动。更具体地说，泵376联接至驱动单元46的副轴288并由该副轴288驱动。在使用过程中，泵376从贮存器392接收液压流体并且将加压液压流体输出至阀388供活塞组件356使用。

尽管图示实施方式包括嵌入式液压系统，还应认识到，驱动单元46还可以设置成与外部液压系统(例如，相关发动机14的液压系统等)流体连通。

驱动单元46还包括控制系统396，该控制系统396被构造成监测驱动单元46的操作，并且控制风扇50的转速和旋转方向。控制系统396包括处理器400、与处理器400可操作地通信的存储器单元404、向处理器400发送信号和从处理器400接收信号的一个或多个传感器408、412和与处理器400可操作地通信的用户输入(未示出)。处理器400还与驱动单元46的各种元件(包括但不限于泵376、阀388、贮存器392等等)可操作地通信。在使用过程中，处理器400从一个或多个传感器408、412接收信号，将该信息与一个或多个预定控制算法组合，并且输出信号以控制风扇50的转速和方向。

具体而言，驱动单元46包括被构造成检测供送通道144中的液压压力的液压压力传感器408和被构造成检测驱动单元46围绕第二轴线52旋转的速度的速度传感器412。尽管没有示出，但是驱动单元46可以还包括液位传感器以检测贮存器392内容纳的液压流体的液位。

速度传感器412包括联接至驱动单元46的柄轴116的霍尔效应传感器416和联接至驱动单元46的壳体276并可与该壳体276一起旋转的盘420。在使用过程中，壳体276相对于柄轴116的旋转使得盘320相对于传感器412进行旋转。该旋转又被传感器416检测到，该传感器416向控制系统396输出表示壳体276相对于柄轴116的转速的信号。

在一些实现方案中，由离合器组284、288产生的热可能超过驱动单元46的被动热消耗。在这种实现方案中，驱动单元46可以包括形成在背板364、活塞360等内的一个或多个润滑口(未示出)以将液压流体引导到安装容积172内。这样，当流体被引入液压容积156内时，通过这些孔口的受控泄漏将流体导向第一离合器组284和第二离合器组288以至少部分地消散所产生的一些热。被加热的油然后经由柄轴116的返回通道160返回到贮存器166。

在操作过程中，驱动单元46可在第一或正向构造中、第二或中性构造中和第三或反向构造中操作。在正向构造中，柱塞292位于第一区域342中，从而将第一离合器组284置于接合构造中，并且将第二离合器组288置于分离构造中。这样，扭矩在第一方向54上被施加至风扇支座78和所附装的冷却风扇50。

在以第一构造操作的同时，施加至风扇支座78的扭矩的大小能够通过在第一区域342中移动柱塞292来调节。更具体地说，施加至风扇支座78的扭矩的大小能够通过使柱塞292在第一轴向方向354上移动(例如，通过将液压流体从液压容积156移除)而增加。相反，施加至风扇支座78的扭矩的大小能够通过使柱塞292在第二方向368上移动(例如，通过向液压容积156增加液压流体，参见图3a)而减小。

在第二构造中，柱塞292位于第一区域346中，从而将第一离合器组284和第二离合器组288置于分离构造中。这样，不向风扇支座78施加任何扭矩，从而允许冷却风扇50滑行或保持静止。

在第三构造中，柱塞292位于第三区域350中，从而将第一离合器组284置于分离构造中，并且将第二离合器组288置于接合构造中。这样，在第二方向56上向风扇支座78和所附装的冷却风扇50施加扭矩。

当在第三构造中操作的同时，施加至风扇支座78的扭矩的大小可以通过在第三区域350内移动柱塞292来调节。更具体地说，施加至风扇支座78的扭转的大小能够通过使柱塞292在第二轴向方向368上移动(例如，通过将液压流体引入到液压容积156内)而增加。相反，施加至风扇支座78的扭矩的大小能够通过使柱塞292在第一方向354上移动(例如，通过将液压流体从液压容积156移除，参见图3a)而减小。

在内燃发动机14的操作过程中，曲轴26围绕第一轴线30旋转，这又在第一方向54上驱动了驱动单元46的输入带轮44。发动机14的操作也产生热，该热必须通过热交换器18和强制空气系统22消散。在正常冷却操作过程中，强制空气系统22通常以标准操作模式操作，由此冷却风扇50在第一方向54上旋转，并且将空气在第一方向58上抽过热交换器18(参见图1)。为了使风扇50在第一方向54上旋转，驱动单元46以正向构造操作(如上所述)。

为了清除热交换器18的碎屑，强制空气系统22临时转换到反向操作模式。为此，将液压流体引入液压容积156内，直到柱塞292离开第一区域342并且进入第二区段346。通过这样做，柱塞292的第一接触表面344从第一离合器组284分离，从而使第一离合器组284切换至分离构造。该转换将驱动单元46置于中性构造中，由此不向风扇支座78或附装至风扇支座78的冷却风扇50施加任何扭矩。这样，冷却风扇50在其自身惯性作用下继续在第一方向54上旋转。

在经过第二区域346之后，液压流体继续引入到液压容积156内，直到柱塞292离开第二区域346并进入第三区域350。通过这样做，柱塞292的第二接触表面348接合第二离合器组288，并且开始向其施加压缩力。该转换致使第二离合器组288进入接合构造，并且驱动单元46进入反向构造。这样，在第二旋转方向56上(例如，与行进方向相反)向风扇支座78施加扭矩。

随着液压流体继续积累在液压容积156中，在第二方向56上施加至风扇支座78的扭矩大小增加。该扭矩用作制动，从而强制风扇支座78和冷却风扇50减慢、停止、并开始在第二方向56上旋转。在冷却风扇50开始在第二方向56上旋转之后，可以按照需要将液压流体引入液压容积156或从液压容积156移除液压流体以产生维持冷却风扇50的期望转速所需的扭矩水平。这就完成了向反向操作模式的转换。

如上所述，冷却风扇50在第二方向56上的旋转将强制空气在第二方向60上流过散热器，由此驱逐并清除散热器的碎屑。

一旦清除了热交换器18的碎屑，强制空气系统22可以转换回到标准操作模式以恢复正常冷却操作。为此，将液压流体从液压容积156移除，从而允许柱塞292在偏压构件352的力的作用下朝向第一轴向方向354移动。当液压流体离开液压容积156时，柱塞292离开第三区域350并进入第二区域346。通过这样做，柱塞292的第二接触表面348从第二离合器组288分离，从而致使第二离合器组从接合构造切换至分离构造。该转换将驱动单元46置于中性构造中，由此不向风扇支座78或附装至风扇支座78的冷却风扇50施加任何扭矩。这样，冷却风扇50在其自身惯性作用下继续在第二方向56上旋转。

在经过第二区域346之后，液压流体继续从液压容器156移除，直到柱塞292离开第二区域346并进入第一区域342。通过这样做，柱塞292的第一接触表面344接合第一离合器组284，并且向其施加压缩力。该转换致使第一离合器组284进入接合构造，并且驱动单元46进入正向构造。这样，在第一旋转方向54上(例如，与其行进方向相反)向风扇支座78施加扭矩。

随着液压流体继续离开液压容积156，在第一方向54上施加至风扇支座78的扭矩的大小增加。该扭矩用作制动，从而强制风扇支座78和冷却风扇50减慢、停止并开始在第一方向54上旋转。在冷却风扇50开始在第一方向54上旋转之后，可以按照需要将液压流体引入液压容积156或从液压容积156移除液压流体，以产生维持冷却风扇50的期望旋转速度所需的扭矩水平，此时，强制空气系统22可以返回至标准操作模式。

Claims (20)

1.一种旋转驱动单元，该旋转驱动单元包括：

能围绕第一旋转轴线旋转的输入端，该输入端被构造成由动力源在单个旋转方向上驱动；

第一轴，该第一轴与所述输入端能操作地连通并且被构造成在第一方向上旋转；

第二轴，该第二轴与所述输入端能操作地连通并且被构造成在与所述第一方向相反的第二方向上旋转；

输出端，该输出端能围绕第二旋转轴线旋转；以及

离合器组件，该离合器组件与所述第一轴、所述第二轴和所述输出端能操作地连通，其中所述离合器组件能在第一构造和第二构造中操作，在所述第一构造中，力在所述第一轴和所述输出端之间传递，并且在所述第二构造中，力在所述第二轴和所述输出端之间传递。

2.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，其中，在所述第一构造期间所述输出端在所述第一方向上旋转，并且在所述第二构造期间所述输出端在所述第二方向上旋转。

3.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，其中，所述第一轴和所述第二轴同轴。

4.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，该旋转驱动单元进一步包括副轴，并且其中，所述副轴与所述第一轴和所述第二轴操作地接合。

5.根据权利要求4所述的旋转驱动单元，其中，所述副轴利用外部齿组与所述第一轴操作地接合。

6.根据权利要求4所述的旋转驱动单元，其中，所述副轴利用带和链条中的一者与所述第二轴操作地接合。

7.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，其中，所述第一轴和所述第二轴以不同速度旋转。

8.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，其中，所述第二轴以比所述第一轴高的速度旋转。

9.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，该旋转驱动单元进一步包括联接至所述输出端并能与所述输出端一起旋转的风扇组件。

10.根据权利要求1所述的旋转驱动单元，其中，所述离合器组件包括与所述第一轴和所述输出端能操作地连通并且在所述第一轴和所述输出端之间延伸的第一离合器组，并且所述离合器组件包括与所述第二轴和所述输出端能操作地连通并且在所述第二轴和所述输出端之间延伸的第二离合器组。

11.根据权利要求10所述的旋转驱动单元，其中，所述离合器组件包括能与所述第一离合器组和所述第二离合器组选择性地接合的第一活塞。

12.根据权利要求10所述的旋转驱动单元，其中，所述输出端包括壳体，该壳体被安装成围绕所述第二轴线旋转并且至少部分在其中限定容积，并且所述离合器组件包括至少部分地位于所述容积内的第一活塞，该第一活塞能相对于所述壳体在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一活塞接合所述第一离合器组，并且在所述第二位置中，所述第一活塞接合所述第二离合器组。

13.根据权利要求12所述的旋转驱动单元，其中，所述离合器组件包括被构造成朝向所述第一位置偏压所述第一活塞的偏压构件。

14.根据权利要求12所述的旋转驱动单元，其中，所述第一离合器组和所述第二离合器组至少部分地位于所述容积内。

15.一种用于风扇的旋转驱动单元，该旋转驱动单元包括：

壳体；

能围绕第一旋转轴线相对于所述壳体旋转的输入端，其中所述输入端仅能在第一方向上旋转；

第一轴，该第一轴由所述输入端驱动并且被构造成在所述第一方向上相对于所述壳体旋转；

第二轴，该第二轴由所述输入端驱动并且被构造成仅在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述壳体旋转；

输出端，该输出端能围绕第二旋转轴线相对于所述壳体旋转；

与所述第一轴和所述输出端能操作地连通的第一离合器组件，其中所述第一离合器组件能在接合构造和分离构造中操作，在所述接合构造中，力在所述第一轴和所述输出端之间传输，并且在所述分离构造中，力不在所述第一轴和所述输出端之间传输；以及

与所述第二轴和所述输出端能操作地接合的第二离合器组件，其中所述第二离合器组件能在接合构造和分离构造中操作，在所述接合构造中，力在所述第二轴和所述输出端之间传输，并且在所述分离构造中，力不在所述第二轴和所述输出端之间传输。

16.根据权利要求15所述的旋转驱动单元，其中，所述旋转驱动单元能在正向构造和反向构造中操作，在所述正向构造中，所述第一离合器位于所述接合构造而所述第二离合器位于所述分离构造，并且在所述反向构造中，所述第一离合器位于所述分离构造而所述第二离合器位于所述接合构造。

17.根据权利要求15所述的旋转驱动单元，其中，所述第一离合器组件和所述第二离合器组件中的至少一者是可调节的，以改变通过其传输的力的水平。

18.根据权利要求15所述的旋转驱动单元，其中，所述第一轴和所述第二轴同轴。

19.一种能利用内燃发动机的带驱动器操作的风扇驱动单元，该风扇驱动单元包括：

壳体；

输入端，该输入端被构造成接合所述内燃发动机的所述带驱动器并且能在单个方向上相对于所述壳体旋转；

第一轴，该第一轴由所述输入端驱动并且被构造成在所述第一方向上相对于所述壳体旋转；

第二轴，该第二轴由所述第一轴驱动并且被构造成仅在与所述第一方向相反的第二方向上相对于所述壳体旋转；

输出端，该输出端被构造成围绕第一旋转轴线相对于所述壳体旋转；以及

离合器组件，该离合器组件与所述第一轴、所述第二轴和所述输出端能操作地连通，

其中所述风扇驱动单元能在正向构造和第二构造中操作，在所述正向构造中，所述输出端在所述第一方向上围绕所述第一轴线旋转，在所述第二构造中，所述输出端在所述第二方向上围绕所述第一轴线旋转。

20.根据权利要求19所述的风扇驱动单元，该风扇驱动单元进一步包括联接至所述输出端并且能与所述输出端一起围绕所述第一轴线旋转的风扇组件。