CN114962573B - 一种调速轮系及柴油机冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调速轮系及柴油机冷却系统，涉及柴油机技术领域，包括动力轮机构、从动轮、张紧轮以及齿带，所述动力轮机构包括转动盘以及驱动件，所述转动盘上沿径向滑动设置有多个呈辐射状分布的转动齿辊，各所述转动齿辊组成一个环状轮，所述齿带套设于所述环状轮上，所述驱动件用于驱动各所述转动齿辊同步滑动以调节所述环状轮的直径。本发明提供的一种调速轮系，转动盘接受初始动力源的驱动，通过驱动件驱动转动盘上的各转动齿辊同步滑动能够调节环状轮的直径，从而实现从动轮的转速调节，实现在不主动调节初始动力源转速的情况下增大(环状轮直径调大)或减小(环状轮直径调小)从动轮的瞬时速率。

Description

一种调速轮系及柴油机冷却系统
技术领域
本发明涉及柴油机技术领域，具体为一种调速轮系及柴油机冷却系统。
背景技术
现有技术中，轮系调速通常是根据执行部件的转速需求通过调整初始动力源(如电机、发动机)的转速来实现的，在部分情况下，轮系的初始动力源的转速无法随执行部件的需求调整，此时在不调整初始动力源转速的情况下，执行部件的转速就无法得到调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种调速轮系及柴油机冷却系统，以解决上述现有技术中的不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种调速轮系，包括动力轮机构、从动轮、张紧轮以及齿带，所述动力轮机构包括转动盘以及驱动件，所述转动盘上沿径向滑动设置有多个呈辐射状分布的转动齿辊，各所述转动齿辊组成一个环状轮，所述齿带套设于所述环状轮上，所述驱动件用于驱动各所述转动齿辊同步滑动以调节所述环状轮的直径。
进一步地，所述转动盘上沿径向设置有导轨，所述转动齿辊上转动设置有连杆，所述连杆滑动设置于导轨上，以使转动齿辊沿转动盘径向滑动。
进一步地，所述导轨为滑槽，所述连杆上设置有与滑槽滑动配合的滑块。
进一步地，所述驱动件包括多个第一锥轮、第二锥轮以及驱动单元，其中，各第一锥轮与各连杆一一对应地转动连接，第二锥轮同时与各第一锥轮的锥面滚动贴合，驱动单元用于驱动所述第二锥轮沿转动盘的轴向移动。
进一步地，所述驱动单元包括液压缸，液压缸的液压杆的开放端与所述第二锥轮固定连接。
进一步地，所述驱动单元包括伺服电机、螺杆以及螺母，所述螺母固定设置于机架上，所述螺杆与螺母螺纹连接，螺杆的一端与第二锥轮固定连接，所述伺服电机用于驱动螺杆转动。
进一步地，所述驱动单元包括伺服电机与螺杆，所述第二锥轮沿转动盘的轴向滑动设置于机架上，第二锥轮的中心开设有螺纹孔，所述螺杆与螺纹孔螺纹连接，螺杆的一端所述伺服电机用于驱动螺杆转动。
进一步地，所述动力轮机构还包括弹性单元，所述弹性单元的弹力向环状轮的中心作用于各转动齿辊上。
进一步地，所述弹性单元包括弹力环，所述弹力环套设于各连杆形成的环状结构上。
一种柴油机冷却系统，包括散热风扇以及上述的调速轮系，散热风扇安装于调速轮系的从动轮上，调速轮系用于调节散热风扇的转速。
在上述技术方案中，本发明提供的一种调速轮系，转动盘接受初始动力源的驱动，通过驱动件驱动转动盘上的各转动齿辊同步滑动能够调节环状轮的直径，从而实现从动轮的转速调节，实现在不主动调节初始动力源转速的情况下增大(环状轮直径调大)或减小(环状轮直径调小)从动轮的瞬时速率。
由于上述调速轮系具有上述技术效果，包含该调速轮系的柴油机冷却系统也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-2为本发明实施例提供的调速轮系的整体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的动力轮机构的环状轮直径调小时的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的动力轮机构的环状轮直径调大时的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的动力轮机构的局部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的柴油机冷却系统的整体结构示意图；
图7为本发明实施例提供的柴油机冷却系统的局部结构示意图；
图8为本发明实施例提供的从动轮的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的图8中沿A-A线的结构剖视图。
附图标记说明：
1、动力轮机构；1.1、转动盘；1.11、导轨；1.2、转动齿辊；1.3、驱动件；1.31、第一锥轮；1.32、第二锥轮；1.33、液压缸；1.4、连杆；1.41、滑块；1.5、弹性单元；2、从动轮；2.1、转动部；2.2、带轮；2.3、卡合结构；3、张紧轮；4、齿带；5、第一内轮；6、驱动轮；7、第二内轮；8、双面多楔带；9、内侧张紧轮；10、散热风扇；11、散热水泵；12、第一离合机构；12.1、衔铁；13、第二离合机构；14、发电机；15、ECU模块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-9，本发明实施例提供的一种调速轮系，包括动力轮机构1、从动轮2、张紧轮3以及齿带4，齿带4套设在动力轮机构1与从动轮2上，张紧轮3用于张紧齿带4，动力轮机构1包括转动盘1.1以及驱动件1.3，转动盘1.1上沿径向滑动设置有多个呈辐射状分布的转动齿辊1.2，具体的，转动盘1.1上沿径向设置有导轨1.11，转动齿辊1.2上转动设置有连杆1.4，连杆1.4滑动设置于导轨1.11上，以使转动齿辊1.2沿转动盘1.1径向滑动，优选的，导轨1.11为滑槽，连杆1.4上设置有与滑槽滑动配合的滑块1.41，各转动齿辊1.2组成一个环状轮，齿带4套设于环状轮上，驱动件1.3用于驱动各转动齿辊1.2同步滑动以调节环状轮的直径。动力轮机构1是相对该调速轮系而言提供动力的部件，其仍需要接受原始动力源的驱动。
在上述技术方案中，本发明提供的一种调速轮系，转动盘1.1接受初始动力源的驱动，通过驱动件1.3驱动转动盘1.1上的各转动齿辊1.2同步滑动能够调节环状轮的直径，从而实现从动轮2的转速调节，实现在不主动调节初始动力源转速的情况下增大(环状轮直径调大)或减小(环状轮直径调小)从动轮2的瞬时速率。
作为本实施例优选的技术方案，参阅图3-5，驱动件1.3包括多个第一锥轮1.31、第二锥轮1.32以及驱动单元，其中，各第一锥轮1.31与各连杆1.4一一对应地转动连接，第二锥轮1.32同时与各第一锥轮1.31的锥面滚动贴合，驱动单元用于驱动第二锥轮1.32沿转动盘1.1的轴向移动。当第二锥轮1.32朝转动盘1.1移动靠近时，第二锥轮1.32同时挤压各第一锥轮1.31，从而使各第一锥轮1.31辐射分散，从而增大由转动齿轮组成的环状轮的直径，进而增大从动轮2的转速；当第二锥轮1.32移动远离转动盘1.1时，各第一锥轮1.31合拢，从而减小环状轮的直径，进而减小从动轮2的转速。驱动件1.3实现在动力轮机构1不停转的情况下对环状轮的直径进行调节，实现调速轮系在运作中调节从动轮2转速。
作为优选的，驱动单元包括液压缸1.33，液压缸1.33的液压杆的开放端与第二锥轮1.32固定连接，液压杆伸缩能够驱动第二锥轮1.32移动。或者，优选的，驱动单元包括伺服电机、螺杆以及螺母，螺母固定设置于机架上，螺杆与螺母螺纹连接，螺杆的一端与第二锥轮1.32固定连接，伺服电机用于驱动螺杆转动。或者，优选的，驱动单元包括伺服电机与螺杆，第二锥轮1.32沿转动盘1.1的轴向滑动设置于机架上，第二锥轮1.32的中心开设有螺纹孔，螺杆与螺纹孔螺纹连接，螺杆的一端伺服电机用于驱动螺杆转动。
作为本实施例优选的技术方案，动力轮机构1还包括弹性单元1.5，弹性单元1.5的弹力向环状轮的中心作用于各转动齿辊1.2上。进一步地，弹性单元1.5包括弹力环，弹力环套设于各连杆1.4形成的环状结构上。具体的，弹力环为橡皮筋或环形弹簧。弹性单元1.5能够在第二锥轮1.32移动远离转动盘1.1时驱使各转动齿辊1.2滑动合拢，即减小环状轮的直径。
本发明还提供一种柴油机冷却系统，包括散热风扇10以及上述的调速轮系，散热风扇10安装于调速轮系的从动轮2上，调速轮系用于调节散热风扇10的转速。参阅图6-9，所述柴油机冷却系统还包括内侧轮系，内侧轮系包括驱动轮6、第一内轮5、第二内轮7、双面多楔带8以及内侧张紧轮9，驱动轮6连接在柴油机的曲轴上，接受曲轴的驱动，双面多楔带8的内侧套设于驱动轮6与第一内轮5上，双面多楔带8的外侧套设于第二内轮7上，内侧张紧轮9用于张紧双面多楔带8，第一内轮5用于驱动柴油机的散热水泵11运转，调速轮系的从动轮2与第二内轮7同轴连接；还包括驱动从动轮2与第一内轮5进行离合的第一离合机构12，以及驱动转动盘1.1与第二内轮7进行离合的第二离合机构13；当仅第一离合机构12吸合时，第一内轮5通过从动轮2驱动散热风扇10转动向柴油机的水箱散热器吹风；当仅第二离合机构13吸合时，调速轮系接受第二内轮7驱动以使散热风扇10反转向柴油机的水箱散热器吸风。
在本技术方案中，内侧轮系的通过驱动轮6接受柴油机的曲轴的驱动，然后通过双面多楔带8传动至第一内轮5，第一内轮5驱动柴油机的散热水泵11运转，为柴油机散热,当第一离合机构12吸合，即第一离合机构12使第一内轮5与从动轮2吸合，且第二离合机构13脱离吸合时，内侧轮系在驱动散热水泵11运转的同时通过第一内轮5驱动从动轮2转动，从动轮2驱动散热风扇10正转向水箱散热器吹风，从而加速水箱散热器与空气换热。散热风扇10向水箱散热器吹风的过程持续较长的时间后，会导致作物的碎末逐渐附着在柴油机的水箱散热器上，当水箱散热器上的作物碎末积累到一定量时，尽管散热风扇10向水箱散热器吹风，仍会导致水箱散热器的热量无法散发到空气中。因此此时需要使第一离合机构12脱离吸合，从动轮2与第一内轮5之间的传动断开，待散热风扇10在风阻下停止转动后，再使第二离合机构13吸合，转动盘1.1与第二内轮7之间进行传动，由于双面多楔带8的外侧套设在第二内轮7上的，因此第二内轮7的转动方向与第一内轮5的转动方向相反，从而使得转动盘1.1(也即调速轮系)相对第一内轮5的转动方向相反，调速轮系带动散热风扇10反转向水箱散热器吸风，进而将水箱散热器上附着的作物碎末吸走，促进水箱散热器与空气的换热效率，实现柴油机在不停机、散热水泵11不停机的情况下对水箱散热器上的作物碎末进行清理；由于内侧轮系的动力来自于柴油机的曲轴，曲轴的输出动力主要为了收获机械在田间作业的，仅会根据收获机械的需求进行柴油机的油门调节，并不能根据散热风扇10的需求来调节柴油机油门，并且内侧轮系的主要动力输出是提供散热水泵11与发电机14运转，因此内侧轮系输出给第二外轮的动力是无法根据散热风扇10的反转转速需求而进行主动调节的，此时通过驱动件1.3调大环状轮直径，能够实现增大散热风扇10反转的瞬时速率，从而提高散热风扇10的瞬时吸力，将水箱散热器上附着得比较紧的作物碎末吸走，对水箱散热器上的作物碎末清理得更加彻底；待水箱散热器上附着的作物碎末被吸干净后，再使第二离合机构13脱离吸合、第一离合机构12吸合，使散热风扇10正转。
作为优选的，双面多楔带8包括环形的中间带体，中间带体的内外侧错位设置有多条楔棱，相比与传统的中间带体的两侧楔棱对称布置，本方案中的双面多楔带8既能够实现双面多楔带8双面传动、防止打滑的效果，又能够增加其强度，使双面多楔带8不易断裂，大大提高了双面多楔带8的使用寿命。
作为本实施例优选的技术方案，还包括发电机14，发电机14接受内侧轮系的驱动进行发电。进一步地，第发电机14的转轴与内侧张紧轮9共轴固定连接，发电机14相对于第一内轮5移动设置，如此发电机14与内侧张紧轮9构成的整体成为一个张紧机构，从而能够张紧双面多楔带8，同时能够进行发电，内侧轮系无需在额外设置其他张紧轮3，大大精简了内侧轮系的结构。作为优选的，第一离合机构12优选为第一电磁离合器，第二离合机构13优选为第二电磁离合器。发电机14能够为第一电磁离合器与第二电磁离合器供电。
本发明提供的再一个实施例中，从动轮2包括转动部2.1与带轮2.2，带轮2.2转动连接在转动部2.1上，散热风扇10固定安装在转动部2.1上，转动部2.1与第一内轮5共轴转动连接，转动部2.1与第一电磁离合器的衔铁12.1滑动连接，滑动方向为转动部2.1的轴向，第一电磁离合器的衔铁12.1与带轮2.2的端面之间设置有卡合结构2.3，具体的，卡合结构2.3包括至少一个固定连接于第一电磁离合器的衔铁12.1上的第一卡接部，以及至少一个固定连接于带轮2.2的端面上的第二卡接部；当第一电磁离合器脱离吸合时，第一电磁离合器的衔铁12.1在其复位弹簧的弹力作用下滑动靠近带轮2.2以使卡合结构2.3卡合，及第一卡接部与第二卡接部卡卡接或挡接；当第一电磁离合器吸合时，卡合结构2.3脱离卡合。
在本实施例中，当第一电磁离合器吸合时，卡合机构脱离卡合，第一内轮5通过转动部2.1驱动散热风扇10正转向水箱散热器吹风，调速轮系中仅转动部2.1转动，包括带轮2.2在内的其他部件不转动，因此能够节省内侧轮系的传动功率，节省柴油机的能耗；当水箱散热器上附着了较多的作物碎末后散热性能下降了时，第一离合机构12脱离吸合，第一电磁离合器的衔铁12.1在其复位弹簧的弹力作用下滑动靠近带轮2.2以使卡合结构2.3卡合，此时散热风扇10剩余的转动惯量既要克服风阻，又要带动原本静止的调速轮系转动，从而能够加速散热风扇10停下，从而缩短散热风扇10未对水箱散热器进行散热作业的时间；待散热风扇10停止转动时，使第二离合机构13吸合，第二内轮7通过动力轮机构1带动调速轮系转动，从动轮2的带轮2.2带动转动部2.1转动，从而带动散热风扇10反转向水箱散热器吸风。
本发明提供的再一个实施例中，还包括ECU模块15以及温度传感器，温度传感器用于检测柴油机的水箱温度，当ECU模块15接收到的水箱温度小于预设值时，ECU模块15控制第一离合机构12吸合、第二离合机构13断开；当ECU模块15接收到的水箱温度不小于预设值时，ECU模块15控制第一离合机构12断开、第二离合机构13吸合。
在本实施例中，通过采集柴油机的水箱温度信号，经过ECU模块15处理可精确控制第一电磁离合机构和电磁离合机构的工作情况，ECU模块15自动化智能化控制，能够智能清理散热水箱上附着的作物碎末，实现对柴油机散热的精准控制。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种调速轮系，包括动力轮机构、从动轮、张紧轮以及齿带，其特征在于，所述动力轮机构包括：
转动盘，其上沿径向滑动设置有多个呈辐射状分布的转动齿辊，各所述转动齿辊组成一个环状轮，所述齿带套设于所述环状轮上；
驱动件，其用于驱动各所述转动齿辊同步滑动以调节所述环状轮的直径，所述驱动件包括：
多个第一锥轮，其与各连杆一一对应地转动连接；
第二锥轮，其同时与各第一锥轮的锥面滚动贴合；
驱动单元，其用于驱动所述第二锥轮沿转动盘的轴向移动；
当第二锥轮朝转动盘移动靠近时，第二锥轮同时挤压各第一锥轮，从而使各第一锥轮辐射分散，从而增大由转动齿辊组成的环状轮的直径，进而增大从动轮的转速；当第二锥轮移动远离转动盘时，各第一锥轮合拢，从而减小环状轮的直径，进而减小从动轮的转速，驱动件实现在动力轮机构不停转的情况下对环状轮的直径进行调节，实现调速轮系在运作中调节从动轮转速。
2.根据权利要求1所述的一种调速轮系，其特征在于，所述转动盘上沿径向设置有导轨，所述转动齿辊上转动设置有连杆，所述连杆滑动设置于导轨上，以使转动齿辊沿转动盘径向滑动。
3.根据权利要求2所述的一种调速轮系，其特征在于，所述导轨为滑槽，所述连杆上设置有与滑槽滑动配合的滑块。
4.根据权利要求1所述的一种调速轮系，其特征在于，所述驱动单元包括液压缸，液压缸的液压杆的开放端与所述第二锥轮固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种调速轮系，其特征在于，所述驱动单元包括伺服电机、螺杆以及螺母，所述螺母固定设置于机架上，所述螺杆与螺母螺纹连接，螺杆的一端与第二锥轮固定连接，所述伺服电机用于驱动螺杆转动。
6.根据权利要求1所述的一种调速轮系，其特征在于，所述驱动单元包括伺服电机与螺杆，所述第二锥轮沿转动盘的轴向滑动设置于机架上，第二锥轮的中心开设有螺纹孔，所述螺杆与螺纹孔螺纹连接，螺杆的一端所述伺服电机用于驱动螺杆转动。
7.根据权利要求1所述的一种调速轮系，其特征在于，所述动力轮机构还包括弹性单元，所述弹性单元的弹力向环状轮的中心作用于各转动齿辊上。
8.根据权利要求7所述的一种调速轮系，其特征在于，所述弹性单元包括弹力环，所述弹力环套设于各连杆形成的环状结构上。
9.一种柴油机冷却系统，其特征在于，包括散热风扇以及权利要求1-8任一项所述的调速轮系，散热风扇安装于调速轮系的从动轮上，调速轮系用于调节散热风扇的转速。
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