CN114060137A - 一种电控硅油离合器风扇总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电控硅油离合器风扇总成，包括主动轴、执行器、壳体、主动板、前盖及风扇，执行器设置于前盖的前方及散热器的正后方，执行器与阀片连接，所述阀片为以主动轴为轴的轴对称结构。本技术方案是通过ECU读取冷却液的温度，来判断离合器的脱开/啮合的需求，同时通过内嵌在离合器上的霍尔传感器感知风扇转速，通过与ECU的交互，实现闭环控制。可靠性上，能满足风沙工况、涉水工况等恶劣环境的使用要求，同时又延续了硅油离合器内部构造的结构强度，保证了从内到外的结实耐用。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种电控硅油离合器风扇总成。
背景技术
车辆在运行过程中，风扇也处于高速运转状态，会消耗一部分发动机功率，产生能效。风扇大小、转速高低、运转时间，决定了风扇能耗关键指标。离合器作为发动机和风扇之间的连接器，通过控制风扇运行转速、运转时间可以实现风扇能耗高低。现有技术感温片式普通硅油离合器风扇，通过感温片热胀冷缩控制硅油流动方向，实现离合器耦合与分离，从而控制风扇与风扇轴之间的传动比，进而控制风扇转速高低、运转时间。
感温片式普通硅油离合器风扇，通过感温片热胀冷缩控制离合器内部腔室硅油流动方向，通过硅油粘接力实现离合器耦合与分离，从而控制风扇与风扇轴之间的传动比，进而控制风扇转速高低、运转时间。部件结构主要通过感温器、阀片、阀轴高精度配合，实现力学平衡。快速响应感温器，基于风扇前端环境温度变化最快可实现3～5s内温度感应及变形响应。高弹性阀片，阀口开度灵敏，实现硅油出油量的精准控制。
感温片式普通硅油离合器风扇，感温器感应的是风扇前端的进风温度，而不是发动机冷却液温度。发动机冷却液温度无法与外界环境温度形成直接的函数关系，无法基于发动机冷却液温度变化调整风扇转速和运行时间。风扇的主要功能是冷却发动机冷却液，只有实时监控发动机冷却液温度动态调整风扇转速与运行时间，才能把风扇功耗发挥至理想水平。
发明内容
本发明的目的是提供一种电控硅油离合器风扇总成，以解决现感温片式普通硅油离合器风扇不能感应发动机冷却液温度，无法基于发动机冷却液温度变化调整风扇转速和运行时间，不能较好的控制风扇耗能的问题。
为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
一种电控硅油离合器风扇总成，包括主动轴、执行器、壳体、主动板、前盖及风扇；
所述主动轴与发动机输出轴皮带连接，所述主动板穿过壳体后与主动板及阀片连接；所述壳体与前盖连接，所述风扇设置于所述壳体上；
所述执行器设置于前盖的前方及散热器的正后方，所述执行器与所述阀片连接，所述阀片为以主动轴为轴的轴对称结构。
进一步的，风扇转速传递取决于ECU发送的PWM信号。
进一步的，不同PWM信号代表控制阀门开启的不同的占空比，进而控制工作腔内进油频率。
进一步的，发动机冷却液温度传感器将检测的发动机温度信号传递到ECU，执行器接收ECU的发动机冷却液温度信号后，对阀片进行相应的控制。
进一步的，所述主动板与壳体之间根据离合器工作腔内的油量，实现全啮合状态、不同程度的半啮合状态及全分离状态。
进一步的，还包括霍尔传感器，设置于离合器内部，用于感知风扇转速，并传递给ECU。
本发明的有益效果是：
本技术方案的电控硅油离合器风扇总成是通过ECU读取冷却液的温度，来判断离合器的脱开/啮合的需求，同时通过内嵌在离合器上的霍尔传感器感知风扇转速，通过与ECU的交互，实现闭环控制。可靠性上，能满足风沙工况、涉水工况等恶劣环境的使用要求，同时又延续了硅油离合器内部构造的结构强度，保证了从内到外的结实耐用。
附图说明
图1为本发明电控硅油离合器风扇总成基本结构示意图；
图2为传统硅油离合器风扇性能曲线示意图；
图3为本发明电控硅油离合器风扇性能曲线示意图。
附图标记说明
1、执行器，2、前盖，3、风扇，4、壳体，5、主动轴，6、A实线，7、B实线，8、C实线，9、D实线，10、E实线，11、F实线，12、G实线。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
如图1所示，本申请提供一种电控硅油离合器风扇总成，包括主动轴5、执行器1、壳体4、主动板、前盖2及风扇3；主动轴与发动机输出轴皮带连接，所述主动板穿过壳体后与主动板及阀片连接；所述壳体与前盖连接，所述风扇设置于所述壳体上。
发动机输出轴(通常是水泵皮带轮或风扇支架皮带轮)将转速输出到主动轴，主动轴带动主动板，主动板通过硅油的高粘度特性带动壳体及风扇一同转动。在需要风扇低转速时，硅油通过回油孔回流到储油槽，主动板和壳体之间无硅油填充，相对运动被中断，进而将壳体及风扇转速降低。
与传统的感温片式普通硅油离合器风扇相比，本申请最大的区别在于阀片的设计。取消了传统的偏心阀片设计，改成了轴对称的阀片设计。这种设计是应对轻型车输入转速高的特点，以便降低偏心设计时过高的离心力对阀片工作的负面影响，实现了更精准的调控，低速更稳定，啮合和脱开的响应更迅速，为更佳的燃油经济性提供了良好的基础。
本申请另一个重要的区别在于执行器布置位置不同，执行器位于前盖的前方，处于散热器正后方。传统的感温片式普通硅油离合器风扇是通过捕捉发动机舱，特别是离合器前端的空气温度，来调节感温圈的松紧，进而来控制进油阀片的开启和关闭。
传统的感温片式普通硅油离合器的调制曲线呈直线型，即全脱开和全啮合之间无过度阶段，如图2所示，其中A实线6代表输入转速，B实线7代表风扇转速，C实线8代表温度。
本申请的电控硅油离合器风扇转速传递取决于ECU发送的PWM信号，不同PWM信号代表控制阀门开启的不同的占空比，进而控制腔内进油频率，从而更精准的调控离合器工作腔内的油量。离合器根据油量的不同，可做到全啮合状态、不同程度的半啮和状态、全分离状态。
本申请的电控硅油离合器风扇性能曲线如图3所示，其中D实线9代表风扇需求转速，E实线10代表风扇转速，F实线11代表输入转速，G实线12代表环境温度。
传统的感温片式普通硅油离合器风扇受到发动机布置和环境的影响，有较小几率出现在需要散热时无法及时啮合，或者散热过剩时无法及时脱开的情况，而且，在某些特殊应用场景，如风沙天，会有砂石卡滞感温圈而造成机械失效风险。所以，从以上功能性和可靠性来分析，电控硅油离合器风扇都要明显优于传统的感温片式普通硅油离合器风扇。功能上，电控硅油离合器风扇是通过ECU读取冷却液的温度，来判断离合器的脱开/啮合的需求，同时通过内嵌在离合器上的霍尔传感器感知风扇转速，通过与ECU的交互，实现闭环控制。可靠性上，能满足风沙工况、涉水工况等恶劣环境的使用要求，同时又延续了硅油离合器内部构造的结构强度，保证了从内到外的结实耐用。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种电控硅油离合器风扇总成，包括主动轴、执行器、壳体、主动板、前盖及风扇；
所述主动轴与发动机输出轴皮带连接，所述主动板穿过壳体后与主动板及阀片连接；所述壳体与前盖连接，所述风扇设置于所述壳体上；其特征在于，
所述执行器设置于前盖的前方及散热器的正后方，所述执行器与所述阀片连接，所述阀片为以主动轴为轴的轴对称结构。
2.根据权利要求1所述的电控硅油离合器风扇总成，其特征在于，风扇转速传递取决于ECU发送的PWM信号。
3.根据权利要求2所述的电控硅油离合器风扇总成，其特征在于，不同PWM信号代表控制阀门开启的不同的占空比，进而控制工作腔内进油频率。
4.根据权利要求1所述的电控硅油离合器风扇总成，其特征在于，发动机冷却液温度传感器将检测的发动机温度信号传递到ECU，执行器接收ECU的发动机冷却液温度信号后，对阀片进行相应的控制。
5.根据权利要求4所述的电控硅油离合器风扇总成，其特征在于，所述主动板与壳体之间根据离合器工作腔内的油量，实现全啮合状态、不同程度的半啮合状态及全分离状态。
6.根据权利要求2所述的电控硅油离合器风扇总成，其特征在于，还包括霍尔传感器，设置于离合器内部，用于感知风扇转速，并传递给ECU。
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