CN110332253B - 一种机车用可控驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机车用可控驱动装置，应用于汽车发动机水泵，包括主轴，所述主轴上装有被驱动部分和驱动部分，驱动部分和被驱动部分之间有至少一个耦合区，传递驱动部分和被驱动部分之间的力矩。耦合区内充有粘性液体，耦合区域内粘性液体的填充量由至少一个气动执行器通过改变进气压力进行控制。本发明机车用可控驱动装置，采用气动执行机构，驱动功率小，更为节能；取消了直接安装于水泵的电磁阀，结构更为紧凑；减少零件数量，可靠性更好；粘性离合器内部粘性液体可更换保养，提高离合器使用寿命。

Description

一种机车用可控驱动装置
技术领域
本发明涉及一种机车用可控驱动装置，适用于汽车发动机系统的冷却水泵。
背景技术
国内商用车市场上普遍采用的水泵为机械式冷却水泵，机械水泵采用发动机皮带轮驱动，冷却液的流量取决于发动机转速。而发动机转速与负荷并非线性关系，这就使得水泵输出的冷却液流量与发动机实际运行时的冷却量需求不相匹配，最终使得发动机经常处于冷却不足或过冷却的工作状态下，导致了水泵过多的能耗及发动机效率降低。
在国外，商用车发动机冷却水泵已完成从机械式冷却水泵向电磁硅油离合水泵的升级，实现水泵的柔性可控无极变速，可按发动机需求供给水量。在发明专利US7828529B2中，Behr GmbH&Co.KG公开了一种电磁硅油离合水泵无极变速的实现方法：利用硅油粘性传递力矩，在粘性耦合区域与储油区域设置进出油通道，并通过电磁阀控制进出油通道的开关，以达到改变粘性耦合区域油量的目的，从而实现电磁硅油离合水泵转速的变化。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种能够控制粘性耦合区域内油量的机车用可控驱动装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种机车用可控驱动装置，其特征在于：包括主轴1，所述主轴1上装有一个被驱动部分和一个轴向安装的驱动部分，驱动部分和被驱动部分之间设有至少一个耦合区13，耦合区13内充有粘性液体，粘性液体的填充量由至少一个气动执行器控制；
所述被驱动部分由同心轮廓线结构的耦合盘5组成，耦合盘5安装在主轴1上，主轴1另一端与水泵叶轮相连，驱动水泵叶轮；所述驱动部分由离合器盖4、离合器座以及皮带轮6构成，所述离合器座由中间盘7和外壳8组成，皮带轮6通过螺栓连接离合器盖4、中间盘7以及外壳8，离合器盖4通过螺栓与离合器座相连，并固定皮带轮6；
所述水泵座2安装在所述主轴1上，所述气动执行器通过通气软管连接至水泵座2上接入外部气源的的进气孔2a，填充量通过调整进气孔2a气压将粘性液体推离耦合区13控制；耦合区13内粘性液体填充量是可变的，其通过调整进气口气压将粘性液体推离耦合区域实现，耦合区13内粘性液体优先选用硅油。被气压推离耦合区13的粘性液体进入气压腔8b，压缩气压腔8b内气体，气压腔8b内气压增大，平衡气动执行机构接入的气压。
进一步地，所述耦合区13由相对的同心轮廓线相互嵌入构成，轮廓线结构一面设置在被驱动部分，一面设置在驱动部分。
进一步地，所述驱动部分与被驱动部分之间的扭矩传递是由粘性液体的粘性传递，扭矩的大小是通过气动执行结构改变耦合区13的粘性液体填充量控制。
进一步地，所述水泵座2通过轴承11Ⅰ和轴承12Ⅱ安装在主轴1上。所述中间盘7和外壳8通过轴承10安装在主轴1上。
所述主轴1上设有气孔1a；水泵座2与主轴1之间设置有环形空间2b；所述离合器盖4上设有进气压力腔4a；所述中间盘7上设有油孔7a；所述外壳8上设有孔8a，并用密封盖9密封；气体由进气孔2a接入，经过环形空间2b，再通过气孔1a进入进气压力腔4a；在外部气源气压增大时，进气压力腔4a的气压同时增大，气压力将推动耦合区13内的粘性液体通过油孔7a进入气压腔8b，同时气压腔8b内的空气被压缩而使得气压增大，与进气压力腔4a内的气压平衡，耦合器13内的粘性液体减少。
进一步地，所述气压腔8b侧面设置保养换油口。
所述气动执行器为外部零件，用于控制气体压力的零部件，包括线圈、铁芯、衔铁、气压控制结构、控制电路等。
本发明的特点是通过气动执行机构调节进气口压力，气压推离耦合区域的粘性液体进入气压腔，压缩气压腔内气体，气压腔内气压增大，平衡气动执行机构接入的气压。因此，可根据需求，调节进气压力，进而调节耦合区域粘性液体的量，以达到调节扭矩、转速的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明机车用可控驱动装置，采用气动执行机构，驱动功率小，更为节能；取消了直接安装于水泵的电磁阀，结构更为紧凑；减少零件数量，可靠性更好；粘性离合器内部粘性液体(如硅油)可更换保养，提高离合器使用寿命。
附图说明
图1为本发明涉及的汽车发动机水泵实施方式的截面图。
图中：1.主轴 2.水泵座 4.离合器盖 5.耦合盘 6.皮带轮 7.中间盘 8.外壳 1a.气孔 2a.进气孔 2b.环形空间 4a.进气压力腔 5a.通气孔 7a.油孔 8a.孔 8b.气压腔 9.密封盖 10.轴承 11.轴承Ⅰ 12.轴承Ⅱ 13.耦合区。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，给出了电磁硅油离合器水泵除水力部分(叶轮、水泵盖等)以外的全部结构。主轴1连接水泵叶轮和耦合盘5，水泵座2利用轴承11Ⅰ、轴承12Ⅱ安装在主轴1上，离合器座包括外壳8、中间盘7，通过轴承10安装在主轴1上，离合器盖4通过螺栓14连接，并同时固定皮带轮6。水泵座2设置有一个进气孔2a，接入外部气源，外部气源压力可变，优选压力控制范围为1～8bar，水泵座2与主轴1之间设置有环形空间2b，气体2a接入，经过2b，再通过主轴1上的气孔1a进入进气压力腔4a。随着外部气源气压的增大，进气压力腔4a的气压同时增大，气压力将推动耦合区13内的硅油通过油孔7a进入气压腔8b，同时气压腔8b内的空气被压缩而使得气压增大，与进气压力腔4a内的气压平衡。这样耦合器13内的粘性液体减少，粘性液体的量随着气源压力的变化而变化，从而实现离合器扭矩可变、水泵转速可变的目的。
在外壳8设置有孔8a，并用密封盖9密封，孔8a可作为注油孔、保养孔。方便装配完成后加注硅油等粘性液体，也可用来对水泵后期的保养，如更换粘性液体(硅油)及加粘性液体(硅油)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种机车用可控驱动装置，其特征在于：包括主轴(1)，所述主轴(1)上装有一个被驱动部分和一个轴向安装的驱动部分，驱动部分和被驱动部分之间设有至少一个耦合区(13)，耦合区(13)内充有粘性液体，粘性液体的填充量由至少一个气动执行器控制；
所述被驱动部分由同心轮廓线结构的耦合盘(5)组成，耦合盘(5)安装在主轴(1)上，主轴(1)另一端与水泵叶轮相连，驱动水泵叶轮；所述驱动部分由离合器盖(4)、离合器座以及皮带轮(6)构成，所述离合器座安装在主轴(1)上，由中间盘(7)和外壳(8)组成；所述皮带轮(6)通过螺栓连接离合器盖(4)、中间盘(7)以及外壳(8)，离合器盖(4)通过螺栓与离合器座相连，并固定皮带轮(6)；
水泵座(2)安装在所述主轴(1)上，所述气动执行器通过通气软管连接至水泵座(2)上接入外部气源的进气孔(2a)，粘性液体的填充量通过调整进气孔(2a)气压将粘性液体推离耦合区(13)控制；被气压推离耦合区(13)的粘性液体进入气压腔(8b)，压缩气压腔(8b)内气体，气压腔(8b)内气压增大，平衡气动执行机构接入的气压；
所述主轴(1)上设有气孔(1a)；水泵座(2)与主轴(1)之间设置有环形空间(2b)；所述离合器盖(4)上设有进气压力腔(4a)；所述中间盘(7)上设有油孔(7a)；所述外壳(8)上设有孔(8a)，并用密封盖(9)密封；
气体由进气孔(2a)接入，经过环形空间(2b)，再通过气孔(1a)进入进气压力腔(4a)；在外部气源气压增大时，进气压力腔(4a)的气压同时增大，气压力将推动耦合区(13)内的粘性液体通过油孔(7a)进入气压腔(8b)，同时气压腔(8b)内的空气被压缩而使得气压增大，与进气压力腔(4a)内的气压平衡，耦合区(13)内的粘性液体减少。
2.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述耦合区(13)由相对的同心轮廓线相互嵌入构成，轮廓线结构一面设置在被驱动部分，一面设置在驱动部分。
3.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述驱动部分与被驱动部分之间的扭矩传递是由粘性液体的粘性传递，扭矩的大小是通过气动执行结构改变耦合区(13)的粘性液体填充量控制。
4.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述耦合区(13)内粘性液体为硅油。
5.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述水泵座(2)通过轴承(11)Ⅰ和轴承(12)Ⅱ安装在主轴(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述中间盘(7)和外壳(8)通过轴承(10)安装在主轴(1)上。
7.根据权利要求1所述的一种机车用可控驱动装置，其特征在于：所述气压腔(8b)侧面设置保养换油口。
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