CN219827629U - 一种机械变速联动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种机械变速联动机构，该机构包括皮带轮、驱动轴、主动盘、从动盘、具有剪切粘力的阻尼液；主动盘的盘面与从动盘的盘面上下相对配合形成容纳阻尼液的阻尼腔，主动盘面向阻尼腔一侧的盘面上开设有多个同心环槽，从动盘面向阻尼腔一侧的盘面上设有多个与多个同心环槽交错嵌合的环形片；环形片与同心环槽之间配合形成容纳阻尼液的空间；本实用新型使用具有剪切粘力的阻尼液作为主动盘和从动盘之间的传动介质，利用阻尼液的剪切粘力、旋转离心力传递扭矩，进而控制阻尼腔中阻尼液的量，实现主动盘与从动盘不同扭力大小的传递，进而实现驱动端和从动端之间形成不同的转速。

Description

一种机械变速联动机构

技术领域

本实用新型涉及汽车水泵的技术领域，特别是涉及一种机械变速联动机构。

背景技术

现有技术中，汽车的冷却系统需要用到水泵来驱动冷却液的循环，这类水泵也通常是与汽车发动机曲轴连接，传统的机械水泵通常是皮带轮和叶轮轴直接相连，这种联接通常无法进行速度调节，特定工况下，比如在汽车发动机在低转速状况下不需要很大的冷却液流量，发动机在冷启动或者胎速状态下冷却液的需求量往往也不是很大，此时水泵就会产生额外的冷却量，额外的冷却量会大大消耗发动机能量以及功率，因为水泵的负载没有变化，这种状态的机械结构往往会导致发动机寿命降低，冷却系统常处于高压状态下会有过高的故障率。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种机械变速联动机构，用于解决现有技术中机械水泵皮带轮与叶轮轴直接相连导致的水泵无法实现变速的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种机械变速联动机构，包括：皮带轮、驱动轴、主动盘、从动盘、具有剪切粘力的阻尼液；进一步的，所述阻尼液可选用硅油，也可以使用其他具有一定剪切粘力的液体介质，具体可根据实际情况在现有材料中选用。其中，所述主动盘固定安装于所述皮带轮上端，所述驱动轴转动安装于所述皮带轮中心，所述从动盘固定安装于所述驱动轴顶端；进一步的，所述驱动轴的上端通过法兰盘和固定螺栓与所述从动盘固定连接。所述主动盘的盘面与所述从动盘的盘面上下相对配合形成阻尼腔，所述主动盘面向阻尼腔一侧的盘面上开设有多个同心环槽，所述从动盘面向阻尼腔一侧的盘面上设有多个与所述多个同心环槽交错嵌合的环形片；所述环形片与所述同心环槽之间配合形成容纳阻尼液的空间；所述主动盘上分别设有与所述阻尼腔连通的进液流道和回流流道；所述皮带轮内部设有用与存储所述阻尼液的储液腔，所述储液腔设有供所述阻尼液进出的出液口，所述出液口与所述进液流道和回流流道之间设有控制阻尼液流量的阀组件，所述阀组件下方设置有驱动所述阀组件打开或关闭所述进液流道和回流流道的驱动装置。

上述设计中，使用具有剪切粘力的阻尼液作为主动盘和从动盘之间的传动介质，利用阻尼液的剪切粘力、旋转离心力传递扭矩，通过驱动装置控制阀组件开合口的大小，进而控制阻尼腔中阻尼液的量，实现主动盘与从动盘不同扭力大小的传递，进而实现驱动端和从动端之间形成不同的转速。该设计方案应用在汽车水泵中，可实现水泵的变速，在汽车发动机在低转速状况下不需要很大的冷却液流量时，通过上述结构降低水泵转速，进而降低汽车发动机的负载，延长发动机寿命。

于本实用新型的一实施例中，所述阀组件包括阀片与所述阀片相连的磁性件，所述阀片在所述驱动装置的驱动下上移动，所述阀片打开所述进液流道的同时关闭所述回流流道，阀片关闭所述进液流道的同时打开所述回流流道。

上述设计中，需要提高从动盘转速时，阀片打开进液流道的同时关闭所述回流流道，阻尼液在离心力的作用下沿所述进液流道进入所述阻尼腔，增大主动盘和从动盘之间的传递扭矩；需要降低从动盘转速时，阀片关闭进液流道的同时打开所述回流流道，阻尼液通过回流流道回到储液腔中，阻尼腔中的阻尼液减少后，主动盘和从动盘之间的传递扭矩减小，从动盘降低转速。

于本实用新型的一实施例中，所述驱动装置采用电磁组件，所述阀组件在电磁力的作用下上下移动。

上述设计中，利用电磁力与阀组件之间的相互作用力(斥力)和重力分别实现阀组件的上移和下移，通过控制电磁力的大小实现阀口开合的大小。

于本实用新型的一实施例中，所述驱动轴上安装有检测驱动轴转速的传感器，所述传感器和所述电磁组件接入所述机械变速联动机构的控制系统。

上述设计中，通过传感器实时监控驱动轴的转速，以随时根据需求调整电磁组件的电磁力大小。

于本实用新型的一实施例中，所述皮带轮上端安装有端盖，所述端盖与所述皮带轮配和形成一个用于容纳所述主动盘和从动盘的密封腔。进一步的，端盖外壁设有多个散热片，通过多个散热片实现阻尼腔、阻尼液的散热。

上述设计中，端盖可有效保护从动盘，同时防止外部杂质进入密封腔污染阻尼液。

如上所述，本实用新型的机械变速联动机构，具有以下有益效果：

(1)本实用新型使用具有剪切粘力的阻尼液作为主动盘和从动盘之间的传动介质，利用硅油的剪切粘力、旋转离心力传递扭矩，通过驱动装置控制阀组件开合口的大小，进而控制阻尼腔中阻尼液的量，实现主动盘与从动盘不同扭力大小的传递，进而实现驱动端和从动端之间形成不同的转速。

(2)该设计方案应用在汽车水泵中，可实现水泵的变速，成泵体不同的速度要求，从而适应水泵进行不同的排量需求，减轻了发动机负载，节省了非必要的能量输出，后期对发动机以及整个系统增加了使用寿命。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中汽车的冷却系统用水泵的外部结构示意图；

图2显示为本实用新型实施例中汽车的冷却系统用水泵的俯视图；

图3显示为图2中A-A处剖视图；

图4显示为图3中A处放大图；

图5显示为图3中B处放大图。

元件标号说明

泵体1，皮带轮2，驱动轴3，主动盘4，从动盘5，法兰盘6，同心环槽7，环形片8，阻尼腔9，进液流道10，回流流道11，阀片12，磁性件13，第一通孔14，第二通孔15，电磁组件16，叶轮17，出液口18，储液腔19，端盖20，开口21，导向柱22，垫片23。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图示所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1-5，本实施例提供一种汽车的冷却系统用水泵，该水泵用于驱动冷却液循环，该水泵包括泵体、叶轮17和机械变速联动机构，其中，机械变速联动机构包括：皮带轮2、驱动轴3、主动盘4、从动盘5、具有剪切粘力的阻尼液；在本实施例中，阻尼液选用硅油，也可以使用其他具有一定剪切粘力的液体介质，具体可根据实际情况在现有材料中选用。

其中，主动盘4固定安装于皮带轮2上端，驱动轴3通过轴连轴承转动安装于皮带轮2中心，从动盘5固定安装于驱动轴3顶端，驱动轴3下端通过轴连轴承转动安装于泵体，叶轮17固定安装于驱动轴3的底端；进一步的，驱动轴3的上端通过法兰盘6和固定螺栓与从动盘5固定连接。

主动盘4的盘面与从动盘5的盘面上下相对配合形成阻尼腔9，主动盘4面向阻尼腔9一侧的盘面上开设有多个同心环槽7，从动盘5面向阻尼腔9一侧的盘面上设有多个与多个同心环槽7交错嵌合的环形片8；环形片8与同心环槽7之间配合形成容纳阻尼液的空间。

进一步的，主动盘4的盘面上还开设有多个与同心圆槽相互交叉的直槽，该直槽连通多个同心圆槽，通过直槽可提高阻尼液在阻尼腔9中的扩散效率，在本实施例中，主动盘4的盘面上开设有三个与同心圆槽相互交叉的直槽，直槽的数量可根据实际需求设计。

请参阅图4-5，主动盘4上分别设有与阻尼腔9连通的进液流道10和回流流道11；进液流道10的位置靠近主动盘4中心，回流流道11沿主动盘4的径向布置，其在主动盘4盘面上的开口21设置在主动盘4的边缘。

进一步的，皮带轮2内部设有用与存储阻尼液的储液腔19，储液腔19设有供阻尼液进出的出液口18，出液口18与进液流道10和回流流道11之间设有控制阻尼液流量的阀组件，阀组件下方设置有驱动阀组件打开或关闭进液流道10和回流流道11的驱动装置。

使用具有剪切粘力的硅油作为主动盘4和从动盘5之间的传动介质，利用硅油的剪切粘力、旋转离心力传递扭矩，通过驱动装置控制阀组件开合口的大小，进而控制阻尼腔9中硅油的量，实现主动盘4与从动盘5不同扭力大小的传递，进而实现在作为驱动端的转速不变的情况下实现从动端转速的改变。该设计方案应用在汽车水泵中，可实现水泵的变速，在汽车发动机在低转速状况下不需要很大的冷却液流量时，通过上述结构降低水泵转速，进而降低汽车发动机的负载，延长发动机寿命。

请参阅图3-5，在本实施例中，阀组件包括阀片12与阀片12相连的磁性件13(磁体)，阀片12呈环形，其截面呈L形，阀片12与主动盘4配合的一侧对称设有第一通孔14和第二通孔15，其中，第一通孔14用于导通进液流道10与储液腔19，第二通孔15用于导通回流流道11与储液腔19；进一步的，所述阀片12与储液腔19之间设有防止硅油向下泄漏密封件；磁性件13固定安装在阀片12的底部，阀片12与磁性件13之间固定设有垫片23，垫片与固定设置在其一侧的导向柱22滑动连接，导向柱固定设置在皮带轮2上。阀片12在驱动装置的驱动下上移动，阀片12打开进液流道10的同时关闭回流流道11，阀片12关闭进液流道10的同时打开回流流道11。

当需要提高从动盘5转速时，阀片12打开进液流道10的同时关闭回流流道11，阻尼液在离心力的作用下沿进液流道10进入阻尼腔9，增大主动盘4和从动盘5之间的传递扭矩；需要降低从动盘5转速时，阀片12关闭进液流道10的同时打开回流流道11，阻尼液通过回流流道11回到储液腔中，阻尼腔9中的阻尼液减少后，主动盘4和从动盘5之间的传递扭矩减小，从动盘5降低转速。

请参阅图3-5，在本实施例中，驱动装置采用电磁组件16，阀组件在电磁组件产生的电磁力的作用下上下移动。利用电磁力与阀组件之间的相互作用力(本实施例中为斥力)和重力分别实现阀组件的上移和下移，通过控制电磁力的大小实现阀口开合的大小。电磁组件16为现有技术中中的产品，此处不再赘述。

请参阅图3-5，在本实施例中，驱动轴3上安装有检测驱动轴3转速的传感器，传感器和电磁组件16接入机械变速联动机构的控制系统。控制系统通过传感器实时监控驱动轴3的转速，以随时根据需求调整电磁组件16的电磁力大小进而控制从动盘的转速。

请参阅图3-5，在本实施例中，皮带轮2上端安装有端盖20，端盖20与皮带轮2配和形成一个用于容纳主动盘4和从动盘5的密封腔。进一步的，端盖20外壁设有多个散热片，通过多个散热片实现阻尼腔9、阻尼液的散热。进一步的，端盖20可有效保护从动盘5，同时防止外部杂质进入密封腔污染阻尼液。

工作原理：水泵工作时，在汽车发动机的驱动下，皮带轮2连同主动盘4、阀组件、电磁组件16一起转动，储液腔19中的阻尼液(硅油)在离心力的作用下依次通过储液腔19的出液口18、进液流道10进入阻尼腔9，并通过多个直槽迅速扩散到多个同心环槽7中，在阻尼液的剪切粘力作用下，从动盘5跟随主动盘4旋转，从动盘5通过驱动轴3带动叶轮17旋转。

当需要降低水泵转速时，通过控制电磁组件16磁力降低，使得阀组件受到的重力大于斥力，阀片12下移，减小进液量，提高回流量，进而减少阻尼腔9中的阻尼液，进而降低扭力、降低转速。

当需要提高水泵转速时，通过控制电磁组件16磁力增大，使得阀组件受到的重力小于斥力，阀片12上移，增大进液量，降低回流量，使更多阻尼液进入阻尼腔9，进而增加扭力和转速。

综上所述，本实用新型使用具有剪切粘力的阻尼液作为主动盘和从动盘之间的传动介质，利用硅油的剪切粘力、旋转离心力传递扭矩，通过驱动装置控制阀组件开合口的大小，进而控制阻尼腔中阻尼液的量，实现主动盘与从动盘不同扭力大小的传递，进而实现驱动端和从动端之间形成不同的转速；该设计方案应用在汽车水泵中，可实现水泵的变速，成泵体不同的速度要求，从而适应水泵进行不同的排量需求，减轻了发动机负载，节省了费必要的能量输出，后期对发动机以及整个系统增加了使用寿命。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种机械变速联动机构，其特征在于，包括：皮带轮、驱动轴、主动盘、从动盘、具有剪切粘力的阻尼液；

其中，所述主动盘固定安装于所述皮带轮上端，所述驱动轴转动安装于所述皮带轮中心，所述从动盘固定安装于所述驱动轴顶端；

所述主动盘的盘面与所述从动盘的盘面上下相对配合形成阻尼腔，所述主动盘面向阻尼腔一侧的盘面上开设有多个同心环槽，所述从动盘面向阻尼腔一侧的盘面上设有多个与所述多个同心环槽交错嵌合的环形片；所述环形片与所述同心环槽之间配合形成容纳阻尼液的空间；

所述主动盘上分别设有与所述阻尼腔连通的进液流道和回流流道；

所述皮带轮内部设有用于存储所述阻尼液的储液腔，所述储液腔设有供所述阻尼液进出的出液口，所述出液口与所述进液流道和回流流道之间设有控制阻尼液流量的阀组件，所述阀组件下方设置有用于驱动所述阀组件打开或关闭进液流道和回流流道的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的机械变速联动机构，其特征在于：所述阀组件包括阀片和与所述阀片相连的磁性件，所述阀片在所述驱动装置的驱动下移动，所述阀片打开所述进液流道的同时关闭所述回流流道，所述阀片关闭所述进液流道的同时打开所述回流流道。

3.根据权利要求1所述的机械变速联动机构，其特征在于：所述驱动装置采用电磁组件，所述阀组件在电磁力的作用下上下移动。

4.根据权利要求3所述的机械变速联动机构，其特征在于：所述驱动轴上安装有检测驱动轴转速的传感器，所述传感器和所述电磁组件接入所述机械变速联动机构的控制系统。

5.根据权利要求1所述的机械变速联动机构，其特征在于：所述皮带轮上端安装有端盖，所述端盖与所述皮带轮配和形成一个用于容纳所述主动盘和从动盘的密封腔。