CN110566599A - 一种水泵离合器通电差速断电全速装置 - Google Patents
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Abstract
一种水泵离合器通电差速断电全速装置,其包括一个带轮总成，一个驱动总成，一个控制总成，以及一个由所述驱动总成驱动的从动总成。所述带轮总成包括一个输入带轮和一个旋转盘，所述输入带轮包括一个皮带轮，一个设置于皮带轮内侧且与皮带轮同心设置的轴套，以及一个设置于皮带轮及轴套的一端的容置筒。所述旋转盘嵌装于所述容置筒远离皮带轮的一端。所述驱动总成包括一个设置于容置筒内的永磁盘，一个同心固定于所述永磁盘远离旋转盘的一侧的吸盘，至少一个设置于永磁盘与吸盘之间的弹性件。在线圈通电时通过控制驱动总成形成带轮总成与驱动总成差速旋转，在线圈不通电时，所述驱动总成与所述带轮总成同速旋转，可以提高汽车的安全性能。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，特别是一种水泵离合器通电差速断电全速装置。
背景技术
汽车水泵是汽车发动机冷却系统的重要部分，发动机通过皮带轮带动水泵的主轴及叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动并在离心力作用下被甩向水泵壳体的边缘，然后从水管流出，并进行往复循环，进行对汽车发动机的冷却。水泵离合器套设在水泵的主轴上，用于控制水泵的工作。
例如，中国专利文献公开了为一种汽车水泵离合器装置[申请号：201620948555.3],。该汽车水泵离合器装置包括穿过水泵本体的主轴，套设在水泵本体端部的皮带轮，以及套设在皮带轮端部的壳体，其中主轴与壳体组成的中空腔体内从皮带轮的端面开始依次设有离合片结构、摩擦盘和电磁线圈结构。当电磁线圈通电时，其磁场吸附离合片结构使之与摩擦盘结合以带动主轴与皮带轮同步转动。
上述的汽车水泵离合器装置在电磁线圈通电时，主轴与皮带轮同步转动，而当电磁线圈不通电时，所述主轴与皮带轮不同步转动。这会造成一个问题，即所述电磁线圈发生故障时即不能正常通电时，由于主轴与皮带轮不能再同步转动，水泵冷却系统不能有效运行，此时会给汽车带来重大的安全隐患，不利于提高汽车的安全性能，
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种水泵离合器通电差速断电全速装置，以解决上述问题。
所述水泵离合器通电差速断电全速装置包括一个带轮总成，一个驱动总成，一个控制总成，以及一个由所述驱动总成驱动的从动总成，所述带轮总成包括一个输入带轮和一个旋转盘，所述输入带轮包括一个皮带轮，一个设置在所述皮带轮的一侧且与所述皮带轮同心设置的轴套，以及一个设置在所述皮带轮及轴套的一端的容置筒，所述旋转盘嵌装于所述容置筒的远离所述皮带轮的一端，所述驱动总成包括一个设置于所述容置筒内的永磁盘，一个固定在所述永磁盘的远离旋转盘的一侧的吸盘，以及至少一个设置于所述永磁盘与所述吸盘之间的弹性件，所述永磁盘上设有至少两组极性相反且磁极方向沿所述永磁盘厚度方向设置的第一永磁铁。所述控制总成包括一个设置在所述皮带轮的内壁与所述轴套的外壁之间的线圈壳体，一个设置于所述线圈壳体中的线圈，以及一个抵接于所述线圈一侧且与所述第一永磁铁的磁性相吸设置的第二永磁铁。当所述线圈断电时，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁磁性相吸以使所述吸盘与输入带轮吸合固定，所驱动总成与输入带轮同速旋转。当所述线圈通电时，所述线圈产生磁力并与第二永磁铁形成闭合磁力回路，所述弹性件迫使所述吸盘与所述输入带轮分离，所述旋转盘旋转并切割第一永磁铁所具有的磁力线以使所述旋转盘磁力线产生驱动所述永磁盘旋转的驱动力以使驱动总成旋转。
进一步地，所述从动总成包括一个穿过所述带轮总成、驱动总成、控制总成的输出轴，一个穿设于永磁盘上且与所述输出轴固连的的轮毂，以及一个连接于所述输出轴远离轮毂的一端的水泵组件。
进一步地，所述水泵组件包括一个套设于输出轴上的安装结构，以及一个固连于输出轴端部上的叶轮。
进一步地，所述弹性件包括至少三个呈圆周分布的簧片且所述簧片始终处于压缩状态。
进一步地，所述线圈壳体靠近所述输入带轮的一端设有一个环形安装槽，所述线圈与第二永磁铁均嵌装于所述环形安装槽内。
进一步地，所述旋转盘包括一个环形盖体，一个设置于环形盖体上的环形腔，以及一个设置于环形腔内的铁件，所述环形盖体由非金属材料制造。
进一步地，所述安装结构包括一个端部穿过所述轴套的筒状部，以及一个设置于所述筒状部的远离轴套一端的安装盘，所述安装盘与所述线圈壳体固定连接。
进一步地，所述安装盘内嵌装有一个用于穿设所述输出轴的轴承。
进一步地，所述筒状部在远离所述安装盘的一端的周向外侧设有一个环形限位槽，所述环形限位槽内设有一个用于防止筒状部脱离所述轴套的环形限位件。
进一步地，所述容置筒的内径大于轴套的内径。
与现有技术相比，本发明提供的所述水泵离合器通电差速断电全速装置通过线圈总成电磁控制驱动总成，在断电差速与通电全速相互转化过程中可以更平顺过渡，减少部件之间磨损，当所述线圈通电时，所述驱动总成在所述旋转盘切割该磁力线时产生的驱动力下旋转。而该线圈断电时，所述驱动总成与所述带轮总成同速旋转，这使得即使所述线圈或者电路模块发生了故障，所述驱动总成仍然可以与所述带轮总成同速旋转，从而可以保证水泵的冷却系统仍然可以以最大速度运行即保证该水泵可以在最高级别的冷却能力下运行，进而可以提高汽车的安全性能。
附图说明
图1为本发明提供的水泵离合器通电差速断电全速装置的分解结构示意图。
图2为图1的水泵离合器通电差速断电全速装置的剖面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图2，其为本发明提供的水泵离合器通电差速断电全速装置的分解结构示意图。所述水泵离合器通电差速断电全速装置包括一个带轮总成10，一个驱动总成20，一个控制总成30，以及一个由所述驱动总成20驱动的从动总成40。可以想到的是，所述水泵离合器通电差速断电全速装置还包括驱动所述带轮总成10旋转的电机模块，降低整个装置温度的散热模块，管控控制总成30通断的电路模块，各部件之间的组装模块，以及用于将所述水泵离合器通电差速断电全速装置外界的安装模块，但这些应当为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。
所述带轮总成10包括一个输入带轮11和一个旋转盘12。所述输入带轮11包括一个皮带轮111，一个设置于所述皮带轮111一侧且与所述皮带轮111同心设置的轴套112，以及一个设置于所述皮带轮111及所述轴套112的一端的容置筒113。所述旋转盘12嵌装于所述容置筒113的远离所述皮带轮111的一端。可以想到的是，所述皮带轮111可以通过皮带与电机模块连接，以用于控制输入带轮11的旋转启停以及旋转速率。所述容置筒113的内径大于轴套112的内径，而且所述旋转盘12封闭所述容置筒113远离皮带轮111的一端，从而在所述旋转盘12与所述容置筒113之间形成一个内置空腔。该内置空腔用于容置其他组件，如驱动总成20。所述旋转盘12可以由金属材料制成也可以是金属材料部件与非金属材料部件的组合制成，在本实施例中，所述旋转盘12由金属材料部件与非金属材料部件的组合制成。所述旋转盘12包括一个环形盖体121，一个设置于所述环形盖体121上的环形腔122，以及一个设置于环形腔122内的铁件123。所述环形盖体121可以由非金属材料制得。所述铁件123用于切割所述驱动总成20所具有的磁力线以形成驱动力，具体工作原理会在下面进行详细说明。
所述驱动总成20包括一个设置于所述容置筒113内的永磁盘21，一个固定于所述永磁盘21的远离旋转盘12的一侧的吸盘22，以及至少一个设置于所述永磁盘21与所述吸盘22之间的弹性件23。可以想到的是，所述驱动总成20还包括用于组装永磁盘21、吸盘22和弹性件23的组装模块，如紧固螺栓与紧固螺母，其为本领域技术人员习知的技术，在此不再赘述。所述永磁盘21上设有至少两组极性相反的第一永磁铁24。在本实施例中，所述永磁盘21上设有三组呈圆周分布的第一永磁铁24。所述第一永磁铁24的磁极方向且沿所述永磁盘21厚度方向设置，第一永磁铁24的形成的磁力线与旋转盘12所在平面相交，以利于旋转盘12对第一永磁铁24形成的磁力线进行有效切割。所述永磁盘21的外径与吸盘22的外径均大于所述轴套112的内径，即所述永磁盘21及所述吸盘22与所述轴套112过盈配合组装，以防止驱动总成20脱离出所述容置筒113的内腔。所述弹性件23可以为至少三个呈圆周分布的簧片且所述簧片始终处于压缩状态，以迫使所述吸盘22与所述输入带轮11始终具有分离的趋势。
所述控制总成30包括一个设置于所述皮带轮111的内壁与所述轴套112的外壁之间的线圈壳体31，一个设置于所述线圈壳体31内的线圈32，以及一个抵接于所述线圈32的一侧且与所述第一永磁铁24的磁性相吸设置的第二永磁铁33。可以想到的是，所述线圈32与电路模块连接且所述电路模块控制线圈32的通断。当所述线圈32通电时，所述线圈32产生的磁力会与所述第二永磁铁33的磁力形成闭合磁力回路，减小所述线圈32与第二永磁铁33两者向外延伸的磁力线影响范围，从而使得第二永磁铁33和第一永磁铁24之间无磁性相吸效应。当线圈32断电时，所述线圈32不产生磁力，即仅第二永磁铁33磁力，从而使得所述第一永磁铁24与第二永磁铁33之间的磁力大于所述弹性件23的反作用弹力。所述线圈壳体31靠近所述输入带轮11的一端还设有一个环形安装槽34。所述线圈32与第二永磁铁33均嵌装于所述环形安装槽34内。所述线圈壳体31可以由非金属材料制成且该线圈壳体31与所述输入带轮11之间形成一个密闭空间，所述线圈32与第二永磁铁33两者嵌装于线圈壳体31中的稳定性更好。
所述从动总成40包括一个穿过所述带轮总成10、所述驱动总成20、所述控制总成30的输出轴41，一个穿设于所述永磁盘21上且与所述输出轴41固定连接的轮毂42，以及一个连接于所述输出轴41的远离所述轮毂42的一端的水泵组件43。可以想到的是，所述水泵组件43包括一个套设于所述输出轴41上的安装结构43a，以及一个固定设置于所述输出轴41的端部上的叶轮43b。所述叶轮43b为现有技术，在此不再赘述。所述输出轴41通过所述轮毂42与所述驱动总成20固定连接，即所述驱动总成20、所述输出轴41，及所述叶轮43b三者同速旋转。所述安装结构43a包括一个穿过所述轴套112的筒状部431，以及一个设置于所述筒状部431的远离所述轴套112的一端的安装盘432。所述安装盘432与所述线圈壳体31连接，可以有效固定线圈壳体31，避免线圈32和第二永磁铁33晃动，提高控制总成40的安装稳定性。所述筒状部431的远离所述安装盘432的一端的周向外侧设有一个环形限位槽433。所述环形限位槽433内设有一个用于防止所述筒状部431脱离所述轴套112的环形限位件434。所述环形限位件434可以为C形件且具有弹性。所述环形限位件434卡入所述环形限位槽433内，且所述环形限位件434的两端连接形成抱箍式连接。所述安装结构43a通过所述环形限位件434与所述安装盘432的配合形成安装结构43a两端限位，避免安装结构43a沿输出轴41长度方向来回移动。所述安装盘432包括一个用于所述输出轴41穿过的轴承435。所述轴承435用于使所述输出轴41的顺畅转动。可以想到的是，所述安装结构43a上还设有用于与外界安装的安装组件。所述安装组件用于将本装置安装到汽车上的其他组件上，在此不再赘述。
在工作状态中，当所述线圈32断电时，所述线圈32不产生磁力，所述第一永磁铁24与所述第二永磁铁33磁性相吸，而且所述第一永磁铁24与第二永磁铁33之间的磁力大于所述弹性件23的弹力，从而所述吸盘22在所述第一、第二永磁件24、33的磁力作用下始终与所述输入带轮11吸合固定，进而使所述驱动总成20与输入带轮11同速旋转，即驱动总成20与带轮总成断电差速旋转。当所述线圈32通电时，所述线圈32产生磁力并与所述第二永磁铁33的磁力线形成闭合磁力回路，从而使所述线圈32与所述第二永磁铁33之间失去磁性，此时所述弹性件23所产生的弹力迫使所述吸盘22与输入带轮11分离，所述旋转盘12开始旋转并切割所述第一永磁铁24所形成的磁力线，同时在切割磁力线时将产生驱动所述永磁盘21旋转的驱动力以使所述驱动总成20旋转，即驱动总成20与带轮总成通电全速旋转。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述水泵离合器通电差速断电全速装置包括一个带轮总成，一个驱动总成，一个控制总成，以及一个由所述驱动总成驱动的从动总成，所述带轮总成包括一个输入带轮和一个旋转盘，所述输入带轮包括一个皮带轮，一个设置在所述皮带轮的一侧且与所述皮带轮同心设置的轴套，以及一个设置在所述皮带轮及轴套的一端的容置筒，所述旋转盘嵌装于所述容置筒的远离所述皮带轮的一端，所述驱动总成包括一个设置于所述容置筒内的永磁盘，一个固定在所述永磁盘的远离旋转盘的一侧的吸盘，以及至少一个设置于所述永磁盘与所述吸盘之间的弹性件，所述永磁盘上设有至少两组极性相反且磁极方向沿所述永磁盘厚度方向设置的第一永磁铁，所述控制总成包括一个设置在所述皮带轮的内壁与所述轴套的外壁之间的线圈壳体，一个设置于所述线圈壳体中的线圈，以及一个抵接于所述线圈一侧且与所述第一永磁铁的磁性相吸设置的第二永磁铁，当所述线圈断电时，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁磁性相吸以使所述吸盘与输入带轮吸合固定，所驱动总成与输入带轮同速旋转。当所述线圈通电时，所述线圈产生磁力并与第二永磁铁形成闭合磁力回路，所述弹性件迫使所述吸盘与所述输入带轮分离，所述旋转盘旋转并切割第一永磁铁所具有的磁力线以使所述旋转盘磁力线产生驱动所述永磁盘旋转的驱动力以使驱动总成旋转。
2.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述从动总成包括一个穿过所述带轮总成、驱动总成、控制总成的输出轴，一个穿设于永磁盘上且与所述输出轴固连的的轮毂，以及一个连接于所述输出轴远离轮毂的一端的水泵组件。
3.如权利要求2所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述水泵组件包括一个套设于输出轴上的安装结构，以及一个固连于输出轴端部上的叶轮。
4.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述弹性件包括至少三个呈圆周分布的簧片且所述簧片始终处于压缩状态。
5.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述线圈壳体靠近所述输入带轮的一端设有一个环形安装槽，所述线圈与第二永磁铁均嵌装于所述环形安装槽内。
6.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述旋转盘包括一个环形盖体，一个设置于环形盖体上的环形腔，以及一个设置于环形腔内的铁件，所述环形盖体由非金属材料制造。
7.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述安装结构包括一个端部穿过所述轴套的筒状部，以及一个设置于所述筒状部的远离轴套一端的安装盘，所述安装盘与所述线圈壳体固定连接。
8.如权利要求7所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述安装盘内嵌装有一个用于穿设所述输出轴的轴承。
9.如权利要求7所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述筒状部在远离所述安装盘的一端的周向外侧设有一个环形限位槽，所述环形限位槽内设有一个用于防止筒状部脱离所述轴套的环形限位件。
10.如权利要求1所述的水泵离合器通电差速断电全速装置，其特征在于：所述容置筒的内径大于轴套的内径。
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