CN111720457A - 一种星式辊轮离合器 - Google Patents

Abstract

一种星式辊轮离合器，包括动力输入轴，在动力输入轴的末端固定连接有作为主动盘的星式盘，绕星式盘的外边缘周向均布多个柱状的限位卡槽，在星式盘的左侧同轴设有作为从动盘的辊轮盘，在辊轮盘上与限位卡槽对应处设有多个辊轮，在辊轮盘的左侧设有传动机构，在辊轮盘与星式盘之间设有复位机构，传动机构与辊轮盘的圆心处顶接，分离状态，辊轮盘在复位机构的推力作用下与星式盘保持分离状态；连动状态，传动机构推动辊轮盘沿轴向向星式盘方向滑动，使辊轮盘和星式盘自由啮合后连动。通过辊轮盘和星式盘的刚性连接开闭设置，实现转速与动力输入轴同步，无差速损失，单位面积承载扭矩范围广，灵敏度高，结构简单，寿命长，且同时具有降噪防尘等功能。

Description

一种星式辊轮离合器

技术领域

本发明涉及内燃发动机降温技术及其他领域，具体公开了一种星式辊轮离合器。

背景技术

汽车在行驶过程中，由于环境条件和运行工况的变化，发动机的热状况也在改变。因此，必须随时调节发动机的冷却强度。例如，在炎热的夏季，发动机在低速、大负荷下工作，冷却液的温度很高时，风扇应该高速旋转以增加冷却风量，增强散热器的散热能力；而在寒冷的冬天，冷却液温度较低时，或在汽车高速行驶有强劲的迎面风吹过散热器时，风扇继续工作就变得毫无意义了。不仅白白消耗发动机功率，而且还产生很大的噪声。

因此，根据发动机的热状况随时对其冷却强度加以调节就显得十分重要了。在风扇带轮与冷却风扇之间设置风扇离合器，是实现这种调节的方法之一。

其主要作用是根据发动机水箱水温变化，结合或切断风扇动力以适时冷却发动机水箱。一般发动机水箱中有水温传感器，当水温较高时（高于85度左右，由厂家设置），控制器采集该高温信号后，输出电控制风扇继电器吸合，继而控制风扇离合器工作，以使得风扇旋转冷却发动机水箱。最终保证发动机温度不致过高而导致故障。

发动机水温最佳工作温度是80～90度，风扇离合器的作用就是水温低于80后让风扇停止转动，减少热量散发。超过一定温度结合散热。一般大车用机械式小车用电子式的。

公告号为CN203404279U的实用新型公开了一种硅油风扇离合器的主动板及其硅油风扇离合器，属于汽车零部件领域。所述硅油风扇离合器的主动板包括主动板本体；所述硅油风扇离合器的主动板还包括紧密均匀排列设置于主动板本体两侧端面上的制动槽，所述制动槽为∮0.3×0.1的制动槽。本实用新型在主动板两侧端面均匀排列设置微小的制动槽，达到增加硅油附着力的目的，解决主动板硅油附着力不足的问题，从而提高了风扇的啮合转速，保证了离合器总成产品质量。

公告号为：CN210483868U的实用新型公开了一种硅油风扇离合器前盖，包括前盖本体，前盖本体包括支撑盖盘、感温器槽、轴安装孔、扇叶防护框、第一加强固定环、第二加强固定环、固定片和螺钉固定孔，支撑盖盘的中心处开设有轴安装孔，支撑盖盘上沿直径方向设置有五点错开的感温器槽，支撑盖盘的边缘沿周向固定扇叶防护框，扇叶防护框上邻近支撑盖盘的位置处沿周向设置有用于加强固定的第一加强固定环，扇叶防护框的边缘沿周向设置有第二加强固定环，扇叶防护框的边缘沿周向设置有若干个固定片，固定片上开设有用于后盖固定连接的螺钉固定孔。该实用新型的有益效果为可以实现直接压铸装配双金属感温器槽，无需后序加工，能够保证模具寿命，降低成本，感温器槽一致性好。

上述对比文件公开的硅油风扇离合器，用硅油作为介质，利用硅油剪切粘力传递扭矩。风扇的转速是考虑在使用条件最恶劣时保证发动机不过热的条件下设计的，因此，在车辆通常行驶过程中，应该把风扇的转速控制在适当范围内，这样才能降低噪声，提高发动机经济性。对于发动机驱动的风扇，通常使用风扇离合器控制其转速。离合器内部封有粘性流体（硅油），靠其剪切粘力传递转矩。

但是硅油风扇离合器通过温度的改变控制出油开关将硅油进行甩出后，利用其剪切粘力传递转矩，如果要增加剪切粘力，需要将增加硅油的接触面积，这样会使离合器的体积增大，造价较高；并且其不能根据动力输入轴的转速进行全速运转，对动力源造成浪费。由于靠粘性将主动盘和从动盘进行粘结制动的特性，因此，连接方式限定了动能的转化率，不能更高的利用动力输入轴的动能；对于温度的控制监控，上述有的技术方案公开了通过继电器进行检测控制出油，但是继电器控制造价较高，不利于推广。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种星式辊轮离合器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种星式辊轮离合器，包括动力输入轴，在动力输入轴的末端固定连接有作为主动盘的星式盘，绕星式盘的外边缘周向均布多个柱状的限位卡槽，在星式盘的左侧同轴设有作为从动盘的辊轮盘，在辊轮盘上与限位卡槽对应处设有多个辊轮，在辊轮盘的左侧设有传动机构，在辊轮盘与星式盘之间设有复位机构，传动机构与辊轮盘的圆心处顶接，该离合器的分离状态：辊轮盘在复位机构的推力作用下与星式盘保持分离状态；该离合器连动状态：传动机构推动辊轮盘沿轴向向星式盘方向滑动，使辊轮盘和星式盘自由啮合后连动。

优选的，在星式盘的右侧罩设有散热机构，所述散热机构包括机壳，机壳与动力输入轴转动配合，同时机壳与辊轮盘键连接，在机壳外周侧布置扇叶。

优选的，所述机壳包括机座环，机座环与输入轴转动配合，机座环的外边缘向左设有凸沿，在凸沿的内侧上设有花键槽，所述辊轮盘沿花键槽与机壳内部滑动连接，所述机壳与辊轮盘通过花键滑动连接后围成密闭的工作空腔，在工作空腔内注入适量的润滑油。

优选的，所述花键槽为沿轴向布置的螺旋状凹槽，所述螺旋状凹槽的设置方向与动力输入轴的转动方向相反。

优选的，所述辊轮的右端的直径小于左端的直径，所述限位卡槽的右端的直径大于左端的直径，所述限位卡槽与辊轮配合设置。

优选的，所述辊轮通过转轴与辊轮盘转动连接。

优选的，所述复位机构包括压簧，所述压簧的右端与动力输入轴的末端固定连接，压簧的左端与辊轮盘抵接。

优选的，在动力输入轴的末端设有圆柱状的安装槽，所述压簧设于安装槽内，在辊轮盘的右侧中心处设有圆柱状的连接件，所述连接件与安装槽配合转动连接。

优选的，所述限位卡槽的开口处设置有倒圆角。

优选的，所述传动机构包括石蜡感温包，所述石蜡感温包的推杆与辊轮盘顶接。

本发明的有益效果是：

本发明通过辊轮盘和星式盘的设置，辊轮盘和星式盘之间通过刚性连接，使离合器可以根据不同的温度变化控制散热机构的启闭，没有外源钱路及管路的衔接控制，结构简单，维修方便，故障率低，经济效率高，零部件寿命长，在温度较低的冬季散热机构不会发生转动，从而减少装置的动能损耗。与现有技术重点硅油离合器通过硅油的粘性连接方式相比，通过辊轮盘和星式盘的刚性连接开闭设置，实现转速与动力输入轴同步，无差速损失，单位面积承载扭矩范围广，灵敏度高，结构简单，寿命长，且同时具有降噪防尘等功能。与电磁离合器相比，寿命更长，造价低，结构简单，利于市场推广。

附图说明

图1是本发明实施例1的半剖视图；

图2是图1中星式盘的左视图；

图3是图1中辊轮盘的立体结构示意图；

图4是图1中机壳的立体结构示意图；

图5是图1中辊轮盘与动力输入轴的装配示意图；

图6是图1中星式盘与机壳的左视图；

图7是实施例2的辊轮盘与星式盘安装示意图；

图8是图7中辊轮盘的左视图；

图9是图8中A-A剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例1：

如图1至图9所示，一种星式辊轮离合器，包括动力输入轴3，在动力输入轴3的末端固定连接有作为主动盘的星式盘1，所述星式盘1的外边缘上设有多个柱状的限位卡槽11，所述限位卡槽11绕星式盘1周向均布，在星式盘1的左侧同轴设有作为从动盘的辊轮盘2，在辊轮盘2上与限位卡槽11对应处设有多个辊轮21，在辊轮盘2与星式盘1之间设有复位机构5，所述复位机构5包括压簧，所述压簧的右端与动力输入轴3的末端固定连接，所述压簧的左端与辊轮盘2抵接，在辊轮盘2的左侧设有传动机构4，所述传动机构4与辊轮盘2的圆心处顶接，在星式盘1的右侧罩设有散热机构，所述散热机构包括机壳6，所述机壳6与动力输入轴3转动配合，同时所述机壳6与辊轮盘2通过花键22滑动连接后围成工作空腔，防止灰尘进入到离合器内部。

在较低温度下，不需要启动散热机构时，所述辊轮盘2在复位机构5的推力作用下与星式盘1保持分离状态，因此辊轮盘2不随着动力输入轴3发生转动。在温度超过设定值时，传动机构4在温度超过临界值时推动辊轮盘2沿轴向向星式盘1方向滑动，当辊轮盘2上的辊轮21与星式盘1上的限位卡槽11啮合后会被强制带动转动，从而带动散热机构的机壳6和扇叶均发生转动，产生排风量对发动机进行降温散热。

进一步的，如图1、图3、图4和图6所示，为了使辊轮盘2在机壳6内部沿轴向进行滑动，绕辊轮盘2的外边缘设有花键22，所述机壳6包括机座环，机座环与动力输入轴3转动配合，机座环的外边缘向左设有凸沿62，在凸沿62的内侧上设有花键槽61，所述辊轮盘2沿花键槽61与机壳6内部滑动连接。

进一步的，如图4所示，所述花键槽61为沿轴向布置的螺旋状凹槽。螺旋状凹槽的设置方向与动力输入轴3的转动方向相反。

进一步的，如图2和图3所示，为了使辊轮盘2与星式盘1快速啮合，增加辊轮21与限位卡槽11间的接触面积，使辊轮盘2与星式盘1啮合更加快速、紧固，增加离合器连动后的稳定性，所述辊轮21为右端直径小于左端直径的台柱，，所述限位卡槽11的右端直径大于左端直径，所述限位卡槽11与辊轮21形状相匹配，使辊轮盘2与星式盘1能够快速啮合，使辊轮21与限位卡槽11啮合后能够更加稳固。利用双斜面平行相向推进原理，辊轮21和限位卡槽11的外圆面之间通过面面接触限位，而不是点接触或棱边接触，因此辊轮盘2与星式盘1可以平顺结合后进行连动，啮合过程减少了部件间的磨损，增加了使用寿命。

进一步的，如图3所示，为了使辊轮盘2与星式盘1能够快速啮合，所述辊轮21通过转轴与辊轮盘2转动连接。

进一步的，所述传动机构4包括石蜡感温包，所述石蜡感温包的推杆与辊轮盘2顶接。当发动机内部温度升高，石蜡感温头内石蜡升温膨胀,推动推杆,所述推杆的另一端推动辊轮盘2沿轴向滑动，根据温度的高低推杆产生不同大小的推力，在温度小于临界值时，感温包推杆产生的推力减小，压簧产生的压力将辊轮盘2沿轴向向左侧推动，使辊轮盘2与星式盘1分离，随后随着推杆产生的推力与压簧产生的压力平衡后，辊轮盘2与星式盘1保持分离状态。

进一步的，如图1、图3、图5和图6所示，为了使辊轮盘2与星式盘1啮合后转动过程中更加稳定，在动力输入轴3的末端设有圆柱状的安装槽31，所述复位机构5设于安装槽31内，在辊轮盘2的右侧中心处设有圆柱状的连接件21，所述连接件21与安装槽31配合转动连接。

进一步的，为了增加装置的使用寿命，减小该装置的损耗，在花键22的外侧套设有尼龙套，并且可以减少本装置运行过程中共产生的噪音，在尼龙套发生磨损时可随时更换，造价低。

进一步的，如图2所示，为了防止在辊轮盘2与星式盘1在转动啮合过程中产生碰撞磨损，所述限位卡槽11的开口处设置有倒圆角。

进一步的，所述机壳6的外侧绕周向均布多个散热片，所述散热片对本装置工作过程中产生的热量进行及时散热。

进一步的，本发明中的传动机构4还可以为气压控制推动、油压控制推动、及电控控制推动等形式，通过外源连接实现推动从动盘的动作，使从动盘与主动盘进行分离或者结合的形式均在本发明的保护范围内。

实施例2：

如图7至图9所示，本是实施例与实施例1的不同之处在于：所述辊轮盘2的外边缘向右侧伸出有凸沿并向圆心处翻折后形成半封闭的空腔，所述辊轮21的上下两个端面通过转轴与辊轮盘2转动连接，可以使辊轮21与辊轮盘2连接更加紧固，并且减小辊轮盘2与星式盘1转动啮合过程中的噪音。

本发明使用时，发动机水箱的温度低于设计温度时，不需要启动散热机构，所述辊轮盘2在复位机构5的推力作用下与星式盘1保持分离状态，因此辊轮盘2不随着动力输入轴3发生转动，因此通过花键22与辊轮盘2连接的散热机构也保持静止，即扇叶不会随动力输入轴带动下发生转动。

当发动机内部温度升高，石蜡感温头内石蜡升温膨胀,推动推杆,所述推杆的另一端推动辊轮盘2沿轴向滑动，根据温度的高低推杆产生不同大小的推力，

当发动机水箱的温度高于设计温度时，所述传动机构4的石蜡感温头内石蜡升温膨胀,推动推杆,此时，推杆产生的推力大于压簧的压力，推杆推动辊轮盘2沿轴向向星式盘1方向滑动，当辊轮盘2上的辊轮21往右侧移动，与星式盘1上的限位卡槽11随着动力输入轴3发生转动，辊轮21在找到切入点后会快速卡入限位卡槽11内，使辊轮盘2和星式盘1自由啮合，啮合后形成刚性连接会在动力输入轴带动下发生转动，辊轮盘2与星式盘1连动后带动散热机构的机壳6和扇叶均发生转动，可以对发动机进行降温散热。

本发明通过辊轮盘2和星式盘1的设置，使离合器可以根据不同的温度变化控制散热机构的启闭，在温度较低的冬季散热机构不会发生转动，从而减少装置的动能损耗。与现有技术中的硅油离合器相比，硅油离合器是通过硅油的粘性连接方式，本发明是通过辊轮盘2和星式盘1的设置，增加了动能的转换率，承载扭矩范围广，且同时具有降噪防尘等功能；与现有技术中的电磁离合器相比，造价低，结构简单，故障率低，使用周期长，经济环保，利于市场推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

本专利中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，上述词语并没有特殊的含义。

Claims (10)

1.一种星式辊轮离合器，包括动力输入轴，其特征在于，在动力输入轴的末端固定连接有作为主动盘的星式盘，绕星式盘的外边缘周向均布多个柱状的限位卡槽，在星式盘的左侧同轴设有作为从动盘的辊轮盘，在辊轮盘上与限位卡槽对应处设有多个辊轮，在辊轮盘的左侧设有传动机构，在辊轮盘与星式盘之间设有复位机构，传动机构与辊轮盘的圆心处顶接，该离合器的分离状态，辊轮盘在复位机构的推力作用下与星式盘保持分离状态；该离合器连动状态，传动机构推动辊轮盘沿轴向向星式盘方向滑动，使辊轮盘和星式盘自由啮合后连动。

2.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，在星式盘的右侧罩设有散热机构，所述散热机构包括机壳，机壳与动力输入轴转动配合，同时机壳与辊轮盘键连接，在机壳外周侧布置扇叶。

3.根据权利要求2所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述机壳包括机座环，机座环与动力输入轴转动配合，机座环的外边缘向左设有凸沿，在凸沿的内侧上设有花键槽，所述辊轮盘沿花键槽与机壳内部滑动连接，所述机壳与辊轮盘通过花键滑动连接后围成密闭的工作空腔，在工作空腔内注入适量的润滑油。

4.根据权利要求3所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述花键槽为沿轴向布置的螺旋状凹槽，所述螺旋状凹槽的设置方向与动力输入轴的转动方向相反。

5.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述辊轮的右端的直径小于左端的直径，所述限位卡槽的右端的直径大于左端的直径，所述限位卡槽与辊轮配合设置。

6.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述辊轮通过转轴与辊轮盘转动连接。

7.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述复位机构包括压簧，所述压簧的右端与动力输入轴的末端固定连接，压簧的左端与辊轮盘抵接。

8.根据权利要求7所述的星式辊轮离合器，其特征在于，在动力输入轴的末端设有圆柱状的安装槽，所述压簧设于安装槽内，在辊轮盘的右侧中心处设有圆柱状的连接件，所述连接件与安装槽配合转动连接。

9.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述限位卡槽的开口处设置有倒圆角。

10.根据权利要求1所述的星式辊轮离合器，其特征在于，所述传动机构包括石蜡感温包，所述石蜡感温包的推杆与辊轮盘顶接。

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