CN210978278U

CN210978278U - 一种螺线管前置式电控硅油离合器

Info

Publication number: CN210978278U
Application number: CN201921008563.XU
Authority: CN
Inventors: 王宁; 彭斯; 郑恒
Original assignee: Dongfeng Male Thermal System Co ltd
Current assignee: Dongfeng Male Thermal System Co ltd
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2029-07-01

Abstract

本实用新型涉及一种螺线管前置式电控硅油离合器。该电控硅油离合器，包括螺线管、离合器壳体和法兰轴，螺线管设置在离合器壳体前端，螺线管的连接环与离合器壳体前端的前盖连接；将螺线管前置，放在离合器壳体前端，使法兰轴的安装螺栓有足够装配空间；在空间有限的轻型商用车上，实现了电控硅油离合器的装配。螺线管放在离合器前端，螺线管不需要穿过法兰轴，螺线管轴承和线圈尺寸可以减小，螺线管重量减轻；环形断路器集成在螺线管中，不用单独制作零件，体积小；前盖和后盖通过滚压工艺连接在一起，减少了螺栓成本；螺线管线圈产生的磁力通过芯轴和连接环传递至阀杆铁片，磁路设计简单；线圈离阀杆的距离很近，磁力更强，阀杆控制性强。

Description

一种螺线管前置式电控硅油离合器

技术领域

本发明涉及商用车发动机冷却系统，尤其是涉及一种螺线管前置式电控硅油离合器。

背景技术

目前国内轻型卡车所用的冷却风扇大部分是温控硅油离合器风扇或刚性直连风扇，随着国六排放标准的实施，各大主机厂为了节油、降耗、减排，纷纷选择新型环保型产品——电控硅油离合器风扇。

电控硅油离合器风扇利用高粘度硅油与离合器环齿间摩擦产生的剪切力来传递扭矩，从而带动风扇旋转，其中螺线管为核心电控单元，一方面接收整车电控单元(英语Electronic Control Unit，简称ECU)发送的脉宽调试电压(英语Pulse width modulation简称PWM)，以在离合器内部形成不同强度的磁场，带动储油腔中的控制阀杆运动，改变离合器工作腔内的硅油量以得到不同的输出扭矩，从而调节风扇转速；另一方面也将风扇实时转速反馈给ECU，从而形成闭环控制，可见螺线管性能直接影响了硅油离合器风扇的控制的稳定性以及工作寿命。

尽管电控硅油离合器风扇较传统温控或直连风扇具有明显的优势，但因早期整车上留给温控风扇的装配空间有限(例如图1中的L1很短)，无法满足未来电控风扇装配需求，例如图2所示的电控离合器，就需要在图1温控离合器的L1处放置螺线管，从而导致法兰轴螺栓的装配空间不足，从而影响离合器与发动机的装配，可见传统温控或直连风扇向电控硅油风扇过渡，还需改良电控硅油离合器本身的布置。

部分轻型商用车风扇装配空间的局限性，如采用螺线管后置式的电控硅油离合器，法兰轴螺栓的装配空间不足，导致离合器无法与发动机装配。

传统电控螺线管位于离合器壳体后侧，风扇法兰需要穿过螺线管装配到后盖上。如果风扇的法兰开口设计得比较小(图10中

)，会导致风扇法兰与螺线管干涉，风扇无法装配。

此外，螺线管内部有线圈，通电后会发热；离合器硅油在工作时也会产生很多热量并传递给螺线管。位于壳体后侧的螺线管散热条件差，容易出现螺线管塑料壳体烧熔的问题。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种螺线管前置式电控硅油离合器，在部分装配空间有限的商用车上实现了电控硅油离合器的装配。

本发明采用的技术方案是：一种螺线管前置式电控硅油离合器，包括螺线管、离合器壳体和法兰轴，其特征在于：所述螺线管设置在离合器壳体前端，所述螺线管的连接环与离合器壳体前端的前盖连接；所述前盖内固定设有控制阀杆和分开盘，所述分开盘设置在控制阀杆和主动盘之间，所述分开盘上设有与工作腔连通的油孔，所述螺线管的线圈产生磁力驱动控制阀杆运动，关闭或打开油孔；所述前盖上设有储油腔，与分开盘一起形成封闭的腔体；所述主动盘设置在离合器壳体前端的前盖和后端的后盖之间，所述法兰轴一端伸入到后盖内与主动盘连接，另一端与发动机连接；所述前盖和后盖固定连接。

作为优选，所述螺线管包括壳体、连接环、芯轴和线圈，所述芯轴和线圈均设置在壳体内，所述芯轴一端伸出壳体外与连接环连接，另一端固定设有环形断路器；所述壳体内设有永磁铁和转速传感器，形成稳定磁场；所述环形断路器与芯轴、连接环、前盖、后盖和风扇同步转动，所述环形断路的花齿切割永磁铁和转速传感器形成的磁场。

进一步的，所述螺线管通过线束与ECU连接。

进一步的，所述芯轴与环形断路器铆接固定。

进一步的，所述芯轴与连接环通过压装过盈配合。

作为优选，所述连接环与前盖螺纹连接。

作为优选，所述前盖和后盖通过滚压固定连接。

作为优选，所述控制阀杆包括弹片和铁片，所述弹片铆接在铁片上，所述弹片的固定在前盖上，另一端与分开盘上的油孔配合。

作为优选，所述风扇与后盖固定。

本发明取得的有益效果是：将螺线管前置，放在离合器壳体前端，使法兰轴与发动机连接的安装螺栓有足够装配空间；在空间有限的轻型商用车上，实现了电控硅油离合器的装配；法兰开口小的风扇不需考虑穿过螺线管进行装配，设计成本低；前置的螺线管可靠性高，它可以吹到风扇迎面风，螺线管的热量可以及时散发出去。

本发明结构简单，零件少，重量轻，成本低：螺线管放在离合器前端，螺线管不需要穿过法兰轴，螺线管轴承和线圈尺寸可以减小，螺线管重量减轻；环形断路器集成在螺线管中，不用单独制作零件，体积小；前盖和后盖通过滚压工艺连接在一起，减少了螺栓成本；前盖和分开盘通过滚压工艺连接在一起，形成封闭的储油腔，相比于传统半开放式的储油腔可以减少整车停车时硅油受重力流进工作腔的油量，从而缩短整车刚启动时离合器回油的时间，即分离时间，缩短发动机暖机时间，减少油耗和噪声。

本发明磁路设计简单，受外界的磁场干扰较小，控制性更强：螺线管线圈产生的磁力通过芯轴和连接环传递至阀杆铁片，磁路设计简单；线圈离阀杆的距离很近，磁力更强，阀杆控制性强。

附图说明

图1为现有温控硅油离合器结构示意图；

图2为现有螺线管后置式电控硅油离合器结构示意图；

图3-4为本发明的螺线管前置式电控硅油离合器结构示意图；

图5为螺线管前置式电控硅油离合器剖视图；

图6为前盖和分开盘装配图；

图7为前盖和控制阀杆装配图；

图8为控制阀杆结构图；

图9为螺线管环形断路器结构示意图；

图10为风扇法兰示意图；

附图标记：1、法兰轴；1a、法兰轴安装孔；2、离合器壳体；21、前盖；22、后盖；23、工作腔；3、螺线管；30、外壳；31、连接环；32、芯轴；33、轴承；34、线圈；35、环形断路器；36、螺线管盖板；37、永磁体；38、转速传感器；39、线束；4、主动盘；5、风扇连接螺栓；6、分开盘；61、油孔；7、控制阀杆；71、铁片；72、弹片；721、阀杆安装孔；8、风扇法兰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图3-4所示，本发明的一种螺线管前置式电控硅油离合器，包括螺线管3、离合器壳体2和法兰轴1，将螺线管3前置，放在离合器壳体2前端，使法兰轴1的安装螺栓有足够装配空间。螺线管3放在离合器前端，螺线管3不需要穿过法兰轴1，轴承33和线圈34尺寸可以减小，螺线管3重量减轻。

如图5所示，螺线管3设置在离合器壳体2前端，螺线管3的连接环31与离合器壳体1前端的前盖21螺纹连接；前盖21内固定设有控制阀杆7和分开盘6，分开盘6设置在控制阀杆7和主动盘4之间，结合图6所示，分开盘6上设有与工作腔23连通的油孔61，螺线管3的线圈34产生磁力驱动控制阀杆7运动，关闭或打开油孔61；主动盘6设置在离合器壳体2前端的前盖21和后端的后盖22之间，法兰轴1一端伸入到后盖22内与主动盘4连接，另一端与发动机连接；前盖21和后盖22通过滚压工艺连接在一起，形成离合器壳体2，风扇通过风扇连接螺栓5装配在后盖22靠法兰轴1的一侧上，减少了螺栓成本。

螺线管3包括壳体30、连接环31、芯轴32和线圈34，芯轴32和线圈34均设置在壳体30内，芯轴32与壳体30之间设有轴承33，芯轴32一端伸出壳体30外与连接环31连接，另一端固定设有环形断路器35；壳体30内设有永磁铁37和转速传感器38，形成稳定磁场；环形断路器35与芯轴32、连接环31、前盖21、后盖22和风扇同步转动，环形断路器35的花齿切割永磁铁37和转速传感器38形成的磁场，转速传感器38将检测到磁场强度变化，并输出相应的高低电平信号，反馈给ECU控制单元，ECU会根据周期内高低电平的脉冲数，计算风扇的实时转速。线圈34产生的磁力通过芯轴32和连接环31传递至铁片72，磁路设计简单，受外界的磁场干扰较小，控制性更强；线圈34离控制阀杆7的距离近，磁力强，控制阀杆7控制性强。

结合图9所示，本实施例中，螺线管3中集成了环形断路器35，通过铆压工艺与芯轴32固定连接，不用单独制作零件，体积小。

本实施例中，芯轴32与连接环31过盈配合，通过压装工艺装配在一起。

结合图7-8所示，控制阀杆7包括弹片72和铁片71，弹片72铆接在铁片71上，弹片72一端通过阀杆安装孔721固定在前盖21内，另一端与分开盘6上的油孔61配合。

螺线管3断电时，控制阀杆7依靠弹片72的弹性处于自由打开状态，并关闭分开盘6上的油孔61，硅油在储油腔内，工作腔23内无硅油，风扇转速逐渐降低；螺线管3通电时，其线圈34产生的磁力通过螺线管3中的芯轴32和连接环31传递给控制阀杆7的铁片71，铁片71吸合，控制阀杆7处于关闭状态，分开盘6上的油孔61打开，硅油从储油腔进入工作腔23，风扇转速渐低提升。

螺线管3通过线束39与ECU连接，ECU会根据冷却需求通过螺线管3给离合器不同的占空比PWM信号。如果为低电平，线圈34断电没有磁力，控制阀杆7打开，关闭分开盘6上的油孔61，硅油回到储油腔，风扇转速降低；如果为高电平，线圈34通电产生磁力吸合控制阀杆7，分开盘6上的油孔6打开，硅油进入工作腔9的环齿间,通过硅油与环齿间的剪切力带动装在后盖22上的风扇转动。

环形断路器35与芯轴32、连接环31、前盖21、后盖22和风扇的转速一样。螺线管3内部集成永磁铁37和转速传感器38，永磁铁37和转速传感器38之间形成稳定磁场，当环形断路器35的齿切割磁场磁力线时，转速传感器38将检测到磁场强度变化，并输出相应的高、低电平信号，该信号作为反馈信号，输出给ECU控制单元,以检查风扇是否按照需求进行运转，进而实现闭环控制

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，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本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种螺线管前置式电控硅油离合器，包括螺线管、离合器壳体和法兰轴，其特征在于：所述螺线管设置在离合器壳体前端，所述螺线管的连接环与离合器壳体前端的前盖连接；所述前盖内固定设有控制阀杆和分开盘，所述分开盘设置在控制阀杆和主动盘之间，所述分开盘上设有与工作腔连通的油孔，所述螺线管的线圈产生磁力驱动控制阀杆运动，关闭或打开油孔；所述前盖上设有储油腔，与分开盘一起形成封闭的储油腔体；所述主动盘设置在离合器壳体前端的前盖和后端的后盖之间，所述法兰轴一端伸入到后盖内与主动盘连接，另一端与发动机连接；所述前盖和后盖固定连接。

2.根据权利要求1所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述螺线管包括壳体、连接环、芯轴和线圈，所述芯轴和线圈均设置在壳体内，所述芯轴一端伸出壳体外与连接环连接，另一端固定设有环形断路器；所述壳体内设有永磁铁和转速传感器，转速传感器集成在内置PCB板上，形成稳定磁场；所述环形断路器与芯轴、连接环、前盖、后盖和风扇同步转动，所述环形断路的花齿切割永磁铁和转速传感器形成的磁场。

3.根据权利要求2所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述螺线管通过线束与ECU连接。

4.根据权利要求2所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述芯轴与环形断路器铆接固定。

5.根据权利要求2所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述芯轴与连接环通过压装过盈配合。

6.根据权利要求1所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述连接环与前盖螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述前盖和后盖通过滚压固定连接。

8.根据权利要求1所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述控制阀杆包括弹片和铁片，所述弹片铆接在铁片上，所述弹片的固定在前盖上，另一端与分开盘上的油孔配合。

9.根据权利要求2所述的螺线管前置式电控硅油离合器，其特征在于：所述风扇与后盖固定。