CN1928381A - 磁流变液风扇离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变液风扇离合器，它包括主动片、被动件、磁流变液体、传动轴、励磁线圈、轴承以及密封装置，传动轴与主动片连接，主动片位于被动件的空腔内；被动件分为前壳体和后壳体，在前壳体和后壳体之间由里向外依次设置有密封盖、励磁线圈和离合器外圈；在主动片和被动件形成的空腔内注有磁流变液体；励磁线圈通过安装在前壳体中心轴上的碳刷供电，传动轴与发动机相连，被动件与风扇相连。本发明是一种圆盘式的磁流变液离合器，其结构非常紧凑，适用于发动机的冷却风扇与水箱之间的狭小空间。本发明的主动片可以使磁流变液体在主动片与被动件形成的空间内反复流动，不但有利于散热，而且可以延长了磁流变液体的使用寿命。

Description

磁流变液风扇离合器

技术领域

本发明涉及一种传动机械装置，尤其是指一种磁流变液离合器。

背景技术

目前液体粘性传动作为一门新兴的技术，越来越引起人们的重视。液体粘性传动根据油膜产生的剪切作用的机构形状一般分为圆柱油膜、圆盘油膜、圆锥油膜、组合式油膜几种。液体粘性传动由于在主、被动部件间存在粘性液体，在工程应用上的特点是：主、被动件间是无刚性的柔性传动，可实现无级调速，且调速过程柔和平稳、时间短，灵敏度高、精度高；调速稳定，极易实现遥控和自动控制；可使原动机在轻载下启动；当主动轴的旋转方向不同时，不影响其传动性能。液体粘性传动由于具有优良的性能，越来越引起人们的重视，液体粘性传动在冶金、发电、化工、矿山、车辆、船舶等行业也获得了广泛的应用。

一台性能良好的风扇离合器，应该具有较大的调速范围、较灵敏的温度响应性及较长的使用寿命。对使用磁流变液体作为工作介质的离合器，其特点主要反映在流体的性能上。磁流变液体应该具有良好的物理稳定性和化学性能。不但在静置较长时间后应保持悬浮状态，而且在高速状态下，不会由于离心力的作用，产生分散相粒子和液体的分离；并且发动机的风扇离合器在-20℃～100℃的环境下工作，磁流变液体不应随温度的变化而出现较大的性能变化。

很多的科研部门和研究机构都对它进行了探索和研究，仅国内就有很多的专利申请文件，如CN00104451.6公开的“径向自加压磁流变液离合器”、CN03135802.0公开的“磁流变无级变速器”、CN200410084576.7公开的“回转式磁流变制动器”、CN01137376.6公开的“离心式磁流变液离合器”等，这些技术都各有优点，可以应用到各自不同的场合。它们的输入轴和输出轴一般在同一直线上，占据较大的空间，不能适用于空间狭小的场合。

发明内容：

本发明需要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、能够很好的保护磁流变液体、使其具有长期的物理、化学稳定性的磁流变液离合器。

本发明是这样实现的：

磁流变液风扇离合器包括主动片、被动件、磁流变液体、传动轴、励磁线圈、轴承以及密封装置；传动轴前端安装有主动片，中部安装有轴承，在主动片和轴承之间的轴上安装有轴承挡圈和轴套，轴套的外面与被动件之间设置有密封圈，密封圈将轴套和被动件进一步密封；被动件安装在轴承和主动片的外面，主动片位于被动件的空腔内，磁流变液体加注在主动片和被动件之间的间隙内；被动件分为前壳体和后壳体，在前壳体和后壳体之间由里向外依次设置有密封盖、励磁线圈和离合器外圈；前壳体和后壳体之间通过紧固件固定连接；在前壳体的中心设置有向外突起的中心轴，中心轴上安装有为励磁线圈供电的碳刷，在前壳体对应励磁线圈的部位还设置有导线连接孔，励磁线圈的导线通过导线连接孔连接在碳刷滑环上；传动轴与发动机相连，被动件外壳与风扇相连。

前壳体、后壳体、离合器外圈、主动片均为软磁材料，传动轴、轴套、密封盖、紧固件均为非导磁材料。

上述方案的进一步改进在于：轴套、密封盖的材料为铜。

轴套、主动片与传动轴之间是通过螺纹连接，螺纹的旋转方向与离合器的旋转方向相反。

主动片为一圆盘，其中心设置有与传动轴配合的螺纹孔，其外圆上设置有凹槽，在主动片的中部设置有回液孔。

上述技术方案的进一步改进在于：主动片外圆上的凹槽的侧面为倾斜面。并且相邻凹槽的倾斜面的倾斜方向相反。

前壳体中心轴上设置有加注磁流变液体用的带螺纹的注液孔，在注液孔内设置有密封螺钉。

碳刷安装在碳刷架内，碳刷架通过轴承支撑在前壳体的中心轴上，碳刷架固定连接在发动机壳体上。

本发明取得的技术进步是：

由于采用了上述的圆盘式的技术方案，其离合器的外壳和风扇直接相连，外壳成为动力输出的传动部件，省去了中间的输出轴，并且使用碳刷对励磁线圈供电，使本发明的结构非常紧凑，适用于发动机的冷却风扇与水箱之间的狭小空间；主动片为圆盘结构，并且其圆盘的外圆上设置有带斜面的凹槽以及圆盘的中部的回液孔，可以使磁流变液体在主动片与被动件形成的空间内反复流动，这样不但保护了磁流变液体的物理、化学性能，而且可以有效的地将前壳体传导来的水箱的热量向整个离合器传导，使磁流变液体的温度不至于有很大的升高，从而延长了磁流变液体的使用寿命。

前壳体、后壳体、离合器外圈、主动片选用软磁材料，传动轴、轴套、密封盖、紧固件为非导磁材料，一是有利于磁力线的穿过，形成闭和的磁场，从而减少磁力线的密度损失，提高磁流变液体中的磁场强度；二是可以保证离合器的连接强度；铜的材质较软，它不但有利于隔磁，更有利于密封。

轴套、主动片与传动轴之间的连接螺纹的旋转方向与离合器的旋转方向相反可以保证主动片和前、后壳体之间的间隙不会在工作过程中发生变化。

主动片的外圆上设置的凹槽以及中部设置的回液孔，在离合器高速旋转的情况下可以使磁流变液体从主动片的一面吸引到另一面，然后再从回液孔中流回，从而加强了磁流变液体在工作腔内的循环，防止了由于离心力的作用而产生的磁流变液体的颗粒沉淀现象，延长了磁流变液体的使用寿命；同时也促进了磁流变液体的热交换，使承受迎面高温气流的离合器前壳体的热量能够传导到整个离合器，从而提高了离合器的散热性。

主动片外圆上的凹槽的侧面为倾斜面可以增加对磁流变液体的搅动；其相邻凹槽的倾斜面的倾斜方向相反是为了防止磁流变液体产生紊流。

前壳体中心轴上设置的带密封螺钉的注液孔，可以方便于磁流变液体的更换。

附图说明：

图1是本发明的剖面结构示意图，图2为本发明的主动片的主视图。

其中：1、传动轴，2、离合器后壳体，3、连接螺栓，4、励磁线圈，5、离合器外圈，6、密封盖，7、离合器前壳体，8、轴承固定螺钉，9、绝缘电木，10、碳刷架，11、注液孔，12、连接键块，13、密封螺钉，14、碳刷轴承，15、碳刷滑环，16、碳刷，17密封圈，18、主动片，19、导线引出孔，20、O形密封圈，21、轴承挡圈，22、轴承，23、轴套，24、凹槽，25、回液孔，26、斜面。

具体实施方式：

由图1、图2可知，本发明具有如下的结构：

本发明的传动轴1上依次安装有轴承22、轴承挡圈21、轴套23和主动片18，其中轴套23和主动片18是通过螺纹连接在传动轴1上，其螺纹的旋转方向与主动轴1的旋转方向相反；在轴承22的外面安装有离合器外壳，离合器外壳的整体作为被动件使用，其外壳分为前壳体7和后壳体2，后壳体2安装在轴承22上，在轴套23的外面设置有O形密封圈20，O形密封圈20镶嵌在离合器后壳体2内；离合器前壳体7通过连接螺栓3与离合器后壳体2固定连接为一体，在前壳体7和后壳体2之间，由里向外依次设置有密封盖6、励磁线圈4和离合器外圈5；在前壳体、后壳体和密封盖6中间也设有密封圈17，以防止磁流变液泄露。前壳体7、后壳体2、离合器外圈5、主动片18均为软磁材料20低碳钢，传动轴1、连接螺栓3均为非导磁材料1Cr18Ni9Ti，轴套23、密封盖6的材料为有利于密封的非导磁材料铜。离合器前壳体7为碟形，其轴心处设置有中心轴，其边缘上设置有励磁线圈4的导线引出孔19；前壳体7的轴心处设置有加注磁流变液体的注液孔11，注液孔11内设置有密封磁流变液体用的密封螺钉13；在前壳体7的中心轴的外面设置有键槽，前壳体7通过中心轴上的连接键块12与绝缘电木9连接，绝缘电木9的外面设置有碳刷滑环15，励磁线圈4的导线通过前壳体7上的导线孔19连接在碳刷滑环15上；碳刷16与碳刷滑环15接触连接，碳刷16安装在碳刷架10上，碳刷架10通过轴承14安装在前壳体7的中心轴上，同时碳刷架10固定连接在发动机的外壳上；为了使碳刷架10和前壳体7之间能够稳固连接，在碳刷架10上对应碳刷轴承14的位置设置有轴承固定螺钉8。

本发明的前、后壳体形成的内腔，通过轴套23、O形密封圈20、密封圈17、密封盖6以及密封螺钉13严格密封。主动片18位于上述空腔内，在主动片18与前、后壳体之间的间隙内充满磁流变液体；主动片18和前、后壳体之间的间隙均设置为1mm。在离合器的表面设置有散热筋，以增加离合器的散热面积。

当然，还可将离合器外圈5与离合器后壳体2做成一体，统称为离合器后壳体。

本发明的主动片18设计成圆盘状，其外圆上设置有对称的八道凹槽24，在圆盘的中部设置有四个回液孔25。为了防止磁流变液体发生紊流，凹槽24的壁设置成斜面26，并且其斜面26的倾斜方向在相邻的凹槽之间是相反的。

Claims (7)

1、磁流变液风扇离合器，包括主动片、被动件、磁流变液体、传动轴、励磁线圈、轴承以及密封装置，其特征在于：传动轴前端安装有主动片，中部安装有轴承，在主动片和轴承之间的轴上安装有轴承挡圈和轴套，轴套的外面与被动件之间设置有密封圈；被动件安装在轴承和主动片的外面，主动片位于被动件的空腔内；被动件分为前壳体和后壳体，在前壳体和后壳体之间由里向外依次设置有密封盖、励磁线圈和离合器外圈；在主动片和被动件形成的空腔内注有磁流变液体；前壳体和后壳体之间通过紧固件固定连接；在前壳体的中心设置有向外突起的中心轴，中心轴上安装有为励磁线圈供电的碳刷，在前壳体对应励磁线圈的部位还设置有导线连接孔，励磁线圈的导线通过导线连接孔连接在碳刷滑环上；传动轴与发动机相连，被动件与风扇相连。

2、根据权利要求1所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述前壳体、后壳体、离合器外圈、主动片均为软磁材料，传动轴、轴套、密封盖、紧固件均为非导磁材料。

3、根据权利要求2所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述轴套、密封盖的材料为铜。

4、根据权利要求1所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述轴套、主动片与传动轴之间是通过螺纹连接，螺纹的旋转方向与离合器的旋转方向相反。

5、根据权利要求1或4所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述主动片为一圆盘，其中心设置有与传动轴配合的螺纹孔，其外圆上设置有凹槽，在主动片的中部设置有回液孔。

6、根据权利要求5所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述主动片外圆上的凹槽的侧面为倾斜面，并且相邻凹槽的倾斜面的倾斜方向相反。

7、根据权利要求1所述的磁流变液风扇离合器，其特征在于所述前壳体中心轴上设置有加注磁流变液体用的带螺纹的注液孔，在注液孔内设置有密封螺钉。

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