CN115217860B - 一种硅油离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型硅油离合器，它包括：驱动组件，所述驱动组件包括主动轴、套装在所述主动轴一端部的主动板、与所述主动板相配合的从动板以及阀片；盖体组件，所述盖体组件包括通过轴承可转动地套装在所述主动板上的壳体以及合盖在所述壳体上的盖体，所述壳体具有与第一齿槽相配合的第二齿槽，所述盖体具有与第一齿槽相配合的第三齿槽，所述第一齿槽、所述第二齿槽和所述第三齿槽之间形成工作腔；连接器总成，所述连接器总成可转动地套装在所述主动轴上并通过导磁结构吸引所述阀片打开或关闭所述出油孔。在硅油在停车时减少硅油进入工作腔的体积，减少扭矩传递和风扇散热能力，达到减少发动机能量损失，从而提高发动机效率。

Description

一种硅油离合器

技术领域

本发明属于汽车发动机冷却系统部件技术领域，涉及一种电控硅油离合器，具体涉及一种减少硅油进入工作腔的硅油离合器。

背景技术

随着国六排放标准在国内的推进，车辆对硅油离合器提出了更高的要求，比如提高冷却能力、降低功率消耗、减小风扇噪声等，所以具备转速无极控制的硅油离合器在市场大量用应用。但是，由于离合器的工作可靠性要求，离合器在停车状态下出油阀门是打开的，导致硅油进入工作腔，当车辆启动时，因为工作腔有硅油存在，离合器具有了扭矩传导能力，使风扇处在工作状态；实际上，此时散热器温度较低，不需要散热，必然导致发动机升温慢，风扇消耗额外功率，发动机热机时间长。因此，需要设计一种硅油离合器，使离合器中硅油在停机状态时减少因为阀门未关闭造成的回流工作腔，而在工作时又能高效地工作使硅油快速进入工作腔。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅油离合器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅油离合器，它包括：

驱动组件，所述驱动组件包括主动轴、套装在所述主动轴一端部的主动板、与所述主动板相配合的从动板以及阀片，所述主动板的边缘部设置有第一齿槽且其与所述主动轴另一端部相向的表面上开设有容置槽，所述从动板安装在所述容置槽处以与所述主动板围成储油室；所述主动板开设有与所述储油室相通的至少一个出油孔、与所述储油室相通的至少一个回油孔以及连通所述主动板外周部与所述回油孔的回油通道，所述回油孔与所述主动轴轴心线的距离小于所述出油孔与所述主动轴轴心线的距离；所述容置槽内形成有第一弧形挡板，所述第一弧形挡板将所述容置槽分隔成与所述出油孔相配合的出油槽；所述容置槽内形成有第二弧形挡板，所述第二弧形挡板将所述容置槽分隔成与所述回油孔相配合的进油槽；所述阀片安装在所述主动板的另一表面上且与所述出油孔相配合；

盖体组件，所述盖体组件包括通过轴承可转动地套装在所述主动板上的壳体以及合盖在所述壳体上的盖体，所述壳体具有与第一齿槽相配合的第二齿槽，所述盖体具有与第一齿槽相配合的第三齿槽，所述第一齿槽、所述第二齿槽和所述第三齿槽之间形成工作腔；

连接器总成，所述连接器总成可转动地套装在所述主动轴上并通过导磁结构吸引所述阀片打开或关闭所述出油孔。

优化地，所述主动板的外周部形成有至少一块挡油凸块，所述回油通道连通所述挡油凸块和所述回油孔。

优化地，所述第一弧形挡板和所述第二弧形挡板反向延伸。

进一步地，所述第一弧形挡板与所述第二弧形挡板在所述主动板径向上的投影于其固定端部相重叠、于其自由端部相间隔、相对接或相重叠。

优化地，所述壳体通过第一轴承可转动地套装在所述主动板上，所述连接器总成通过第二轴承可转动地套装在所述主动轴上。

优化地，所述连接器总成和所述主动轴之间还设置有隔离环。

进一步地，所述导磁结构包括安装在所述壳体上且与所述连接器总成相向设置的外导磁座以及嵌设在所述主动板上的内导磁座，所述外导磁座和所述内导磁座均与所述第一轴承相邻设置且位于其两侧。

优化地，所述阀片的一端固定在所述主动板的另一表面上且另一端与所述出油孔的位置相对。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明硅油离合器，通过采用特定结构的驱动组件、盖体组件和连接器总成进行配合，这样可以使离合器在硅油在停车时减少硅油进入工作腔的体积，减少扭矩传递和风扇散热能力，达到减少发动机能量损失，从而提高发动机效率；离合器冷启动时不耦合或快速分离，从而减少能量损失，提高离合器响应速度；而且硅油流动方向一致、顺畅，不存在反向回流，从而加速硅油流动，在出油时提高出油速度。

附图说明

图1为本发明硅油离合器的结构示意简图；

图2为本发明硅油离合器中主动板的侧视图；

图3为本发明硅油离合器中主动板的部分结构图；

图4为本发明硅油离合器停止而处于不同位置时储油室中硅油的液位示意图。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

如图1和图2所示的硅油离合器，主要包括相配合的驱动组件、盖体组件和连接器总成8等。

其中，驱动组件包括主动轴1、主动板4、从动板5和阀片6等。

主动轴1的直径在其轴心线方向上由一端向另一端增加（该端与发动机相连接，以在发动机的带动下进行转动），从而使得主动轴1上形成多道台阶部（可用于安装其它诸零件）。主动板4套装在主动轴1一端部（即前述直径较小的一端部处），主动板4和主动轴1之间可以通过花键等常规紧固件固定连接，也可以在主动轴1上设置外螺纹而在主动板4上设置内螺纹，从而通过螺纹使主动板4安装至主动轴1上，这样当主动轴1旋转时，主动板5同步转动。从动板5安装在主动板4上而与其相配合，阀片6也安装在主动板4上，使得从动板5、阀片6分别位于主动板4的两侧（从动板5面向主动轴1中直径较大的另一端，阀片6背离主动轴1中直径较大的另一端）。

在本实施例中，主动板4的边缘部设置有第一齿槽41（即主动板4两表面的边缘处设置有第一齿槽41），该主动板4中与主动轴1另一端部相向的表面上开设有容置槽，从而将从动板5安装在容置槽处以与主动板4围成储油室7。主动板4上开设有至少一个出油孔42和至少一个回油孔43（回油孔43与主动轴1轴心线的距离小于出油孔42与主动轴1轴心线的距离，即回油孔43位于出油孔42的内圈），使得出油孔42、回油孔43均与储油室7相通；主动板4内还开设有连通主动板4外周部与回油孔43的回油通道47；这样硅油经出油孔42流出储油室7，高速转动的主动板4会使硅油在离心力的作用下流动至主动板4的外周处而经回油通道47再回流至储油室7内，实现硅油的循环流动。容置槽内（实际上是储油室7中与从动板5相对的内壁上）形成有第一弧形挡板44，该第一弧形挡板44还向从动板5延伸直至与其相接（接触处不会漏油），从而实现对容置槽的分隔；第一弧形挡板44具有固定端和自由端，其固定端与出油孔42相邻设置，自由端则按固定端所处的主动板4半径延伸，从而形成容纳出油孔42而与其相通的出油槽441（即出油槽441与出油孔42相配合）。容置槽内（实际上是储油室7中与从动板5相对的内壁上）还形成有第二弧形挡板45，该第二弧形挡板45还向从动板5延伸直至与其相接（接触处不会漏油），从而实现对容置槽的分隔；第二弧形挡板45具有固定端和自由端，其固定端与回油孔43相邻设置，自由端则按固定端所处的主动板4半径延伸，从而形成容纳回油孔43而与其相通的进油槽451（即进油槽451与回油孔43相配合），此时第二弧形挡板45的半径小于第一弧形挡板44的半径。阀片6安装在主动板4的另一表面上且与出油孔42相配合，其在电磁力、自身应力的作用下实现关闭或打开出油孔42。

盖体组件包括通过轴承9可转动地套装在主动板4上的壳体2以及合盖在壳体2上的盖体3（壳体2和盖体3的边缘处通过铆接、焊接等常规方式实现密封），壳体2和盖体3之间形成容置空间以容纳主动板4。壳体2具有与第一齿槽相配合的第二齿槽，盖体3具有与第一齿槽相配合的第三齿槽，第一齿槽、第二齿槽和第三齿槽之间形成工作腔。

连接器总成8可转动地套装在主动轴1上并通过导磁结构吸引阀片6打开或关闭出油孔42，其接受车辆ECU控制。

本申请硅油离合器，通过采用特定结构的驱动组件、盖体组件和连接器总成进行配合，可以使离合器冷启动时不耦合或快速分离，从而减少能量损失，提高离合器响应速度；进而使离合器在硅油在停车时减少硅油进入工作腔的体积，减少扭矩传递和风扇散热能力，达到减少发动机能量损失，从而提高发动机效率；而且硅油流动方向一致、顺畅，不存在反向回流，从而加速硅油流动，在出油时提高出油速度。

在本实施例中，主动板4的外周部形成有至少一块挡油凸块46，回油通道47连通挡油凸块46和所述回油孔43，从而有利于硅油回流至储油室7。第一弧形挡板44和第二弧形挡板45反向延伸，使得第一弧形挡板44与第二弧形挡板45在主动板4径向上的投影于其固定端部相重叠，于其自由端部相间隔、相对接或相重叠（在本申请中为相间隔）。

在本实施例中，壳体2通过第一轴承9可转动地套装在主动板4上，连接器总成8通过第二轴承81可转动地套装在主动轴1上。连接器总成8和主动轴1之间还设置有隔离环82。导磁结构包括安装在壳体2上且与连接器总成8相向设置的外导磁座83以及嵌设在主动板4上的内导磁座84，外导磁座83和内导磁座84均与第一轴承9相邻设置且位于其两侧。阀片6的一端固定在主动板4的另一表面上且另一端与出油孔42的位置相对。

上述硅油离合器的工作原理如下：

当车辆ECU（通过PWM脉冲信号控制）给硅油离合器的连接器总成8（主要是电磁线圈）断电时，阀片6在自身应力作用下复位而弹起，打开出油孔42，储油室7内的硅油经出油孔42在离心力作用，进入工作腔，离合器进入耦合状态，硅油还经回油通道47、回油孔43进入储油室7，实现硅油的循环流动。

当车辆ECU（通过PWM脉冲信号控制）给电控离合器的连接器总成8通电时，阀片6在电磁力的吸引下产生形变而关闭出油孔43，工作腔内的硅油逐渐回流至储油室7内，离合器进入分离状态。

本申请硅油离合器中硅油的流动方向如图3所示：当主动板4按照方向401所示方向转动时（方向401为主动板4的转动方向），方向402为硅油流入出油孔42，方向403为硅油流动方向，方向404为硅油流出回油孔43，方向405为硅油流出进油槽451，方向407为硅油流入出油槽441。

硅油离合器在停止时（即停车时）可能处于不同的位置。图4为硅油离合器在其中四个位置时储油室中硅油的液位示意图：（1）停车时，出油孔42在回油孔43上方，硅油溢出储油室7至工作腔的比例约为20%（即溢出的硅油体积占储油室7容积的比例，下同）；（2）停车时，出油孔42在回油孔43下方，硅油溢出储油室7的比例约为30%；（3）停车时，出油孔42在回油孔43的左侧，硅油溢出储油室7的比例约为50%；（4）停车时，出油孔42在回油孔43的右侧，硅油溢出储油室7的比例约为50%；可见，停车时硅油离合器的储油室7中硅油最多溢出约50%，实际使用时通常要少于此量。

显然，本申请硅油离合器通过新型结构可以使其在硅油在停车时减少硅油进入工作腔的体积，减少扭矩传递和风扇散热能力，达到减少发动机能量损失，从而提高发动机效率；当发动机启动时，由于温度较低，不需要风扇散热，ECU会控制连接器总成8以利用阀片关闭出油孔42，此时出油孔42封闭，回油孔43进行回油，同时由于工作腔存在硅油，风扇有扭矩传递，会转动一段时间，随着工作腔油量的减少而快递达到离合状态。离合器冷启动时不耦合或快速分离，从而减少能量损失，提高离合器响应速度；而且硅油流动方向一致、顺畅，不存在反向回流，从而加速硅油流动，在出油时提高出油速度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硅油离合器，其特征在于，它包括：

驱动组件，所述驱动组件包括主动轴（1）、套装在所述主动轴（1）一端部的主动板（4）、与所述主动板（4）相配合的从动板（5）以及阀片（6），所述主动板（4）的边缘部设置有第一齿槽（41）且其与所述主动轴（1）另一端部相向的表面上开设有容置槽，所述从动板（5）安装在所述容置槽处以与所述主动板（4）围成储油室（7）；所述主动板（4）开设有与所述储油室（7）相通的至少一个出油孔（42）、与所述储油室（7）相通的至少一个回油孔（43）以及连通所述主动板（4）外周部与所述回油孔（43）的回油通道（47），所述回油孔（43）与所述主动轴（1）轴心线的距离小于所述出油孔（42）与所述主动轴（1）轴心线的距离；所述容置槽内形成有第一弧形挡板（44），所述第一弧形挡板（44）将所述容置槽分隔成与所述出油孔（42）相配合的出油槽（441）；所述容置槽内形成有第二弧形挡板（45），所述第二弧形挡板（45）将所述容置槽分隔成与所述回油孔（43）相配合的进油槽（451）；所述阀片（6）安装在所述主动板（4）的另一表面上且与所述出油孔（42）相配合；

盖体组件，所述盖体组件包括通过轴承（9）可转动地套装在所述主动板（4）上的壳体（2）以及合盖在所述壳体（2）上的盖体（3），所述壳体（2）具有与第一齿槽相配合的第二齿槽，所述盖体（3）具有与第一齿槽相配合的第三齿槽，所述第一齿槽、所述第二齿槽和所述第三齿槽之间形成工作腔；

连接器总成（8），所述连接器总成（8）可转动地套装在所述主动轴（1）上并通过导磁结构吸引所述阀片（6）打开或关闭所述出油孔（42）；

所述主动板（4）的外周部形成有至少一块挡油凸块（46），所述回油通道（47）连通所述挡油凸块（46）和所述回油孔（43）；

所述第一弧形挡板（44）与所述第二弧形挡板（45）在所述主动板（4）径向上的投影于其固定端部相重叠、于其自由端部相间隔、相对接或相重叠。

2.根据权利要求1所述的硅油离合器，其特征在于：所述第一弧形挡板（44）和所述第二弧形挡板（45）反向延伸。

3.根据权利要求1所述的硅油离合器，其特征在于：所述壳体（2）通过第一轴承（9）可转动地套装在所述主动板（4）上，所述连接器总成（8）通过第二轴承（81）可转动地套装在所述主动轴（1）上。

4.根据权利要求1所述的硅油离合器，其特征在于：所述连接器总成（8）和所述主动轴（1）之间还设置有隔离环（82）。

5.根据权利要求3所述的硅油离合器，其特征在于：所述导磁结构包括安装在所述壳体（2）上且与所述连接器总成（8）相向设置的外导磁座（83）以及嵌设在所述主动板（4）上的内导磁座（84），所述外导磁座（83）和所述内导磁座（84）均与所述第一轴承（9）相邻设置且位于其两侧。

6.根据权利要求1所述的硅油离合器，其特征在于：所述阀片（6）的一端固定在所述主动板（4）的另一表面上且另一端与所述出油孔（42）的位置相对。

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