RU2235231C2

RU2235231C2 - Hydraulic clutch for fan driver

Info

Publication number: RU2235231C2
Application number: RU2002116970/11A
Authority: RU
Inventors: В.А. Кузнецов (RU); В.А. Кузнецов; Ю.В. Кузнецов (RU); Ю.В. Кузнецов; ков И.Ф. Дь (RU); И.Ф. Дьяков
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-08-27
Also published as: RU2002116970A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: clutch has a housing with the cover mounted on the driving shaft for rotation and working chamber arranged inside the housing, which receives the driving shaft. The fan is secured to the cover of the hub. The housing with the cover and driving clutch member is made of nonmagnetic material. The working chamber is filled with a ferromagnetic liquid. The driving clutch member is provided with openings uniformly arranged over periphery. The inner side of the housing and cover is provided with dummy holes which are uniformly arranged over periphery and open part of which faces the driving shaft. The plug made of a nonmagnetic material is secured inside the housing and receives two permanents magnets, which embrace the driving shaft. In so doing, the ferromagnetic liquid is not allowed to leak into the space between the plug and the shaft. The housing of the clutch is mounted inside the electromagnet secured to the engine block.

EFFECT: decreased metal consumption.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для включения, обеспечения работы и выключения вентилятора двигателя, например двигателя внутреннего сгорания.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to turn on, ensure operation and turn off the engine fan, for example, an internal combustion engine.

Известна гидравлическая муфта, которая передает вращающее усилие за счет адгезии высоковязкой жидкости. Рабочие и резервные полости гидравлической муфты разделены перегородкой, установленной с возможностью вращения вокруг центральной оси. В зависимости от температуры окружающей среды биметаллическая спираль воздействует на указанную перегородку, которая прекращает доступ вязкой жидкости в рабочую полость муфты, обеспечивая ее отключение (Япония, заявка №59-27453, кл. F 16 D 35/00, опубликована 05.07.1984). Из-за того, что на термочувствительный элемент - биметаллическую спираль воздействует температура окружающей среды, имеется возможность перегрева работающего двигателя в условиях низких температур окружающей среды.A hydraulic clutch is known which transmits a rotational force due to the adhesion of a highly viscous fluid. The working and backup cavities of the hydraulic coupling are separated by a partition mounted rotatably around a central axis. Depending on the ambient temperature, a bimetallic spiral acts on the specified partition, which stops the viscous fluid from entering the working cavity of the coupling, ensuring its shutdown (Japan, application No. 59-27453, class F 16 D 35/00, published 05.07.1984). Due to the fact that the temperature sensitive element - bimetallic spiral is affected by the ambient temperature, it is possible to overheat a working engine in conditions of low ambient temperatures.

Известен гидравлический привод вентилятора с автоматическим поддержанием оптимального температурного режима двигателя, содержащий гидромуфту и регулятор-выключатель режима ее работы. Гидромуфта привода вентилятора обеспечивает передачу крутящего момента от коленчатого вала двигателя к вентилятору, а также позволяет осуществлять автоматическое регулирование частоты вращения вентилятора путем изменения расхода масла, проходящего через рабочую полость муфты. Регулятор-выключатель обеспечивает автоматическое изменение частоты вращения вентилятора, а следовательно, его производительность в зависимости от температуры жидкости в системе охлаждения путем регулирования количества масла, поступающего в полость гидромуфты, а также включения или выключение вентилятора (Медведев В.И., Билык С.Т., Гришин Г.А. Автомобили КамАЗ-5320, КамАЗ-4310, Урал-4320. М.: издательство ДОСААФ СССР, 1987). Недостатком данного привода вентилятора является сложность и повышенная металлоемкость, а также низкая надежность из-за наличия золотника в регуляторе и резиновой манжеты уплотнения масла в корпусе гидромуфты.Known hydraulic fan drive with automatic maintenance of the optimum temperature of the engine, containing a fluid coupling and a regulator-switch mode of operation. The fan drive fluid coupling provides torque transmission from the engine crankshaft to the fan, and also allows automatic control of the fan speed by changing the flow rate of oil passing through the clutch working cavity. The regulator-switch provides an automatic change in the fan speed, and therefore, its performance depending on the temperature of the liquid in the cooling system by regulating the amount of oil entering the fluid coupling cavity, as well as turning the fan on or off (Medvedev V.I., Bilyk S.T. ., Grishin G.A. Automobiles KAMAZ-5320, KAMAZ-4310, Ural-4320. M: publishing house DOSAAF USSR, 1987). The disadvantage of this fan drive is the complexity and increased metal consumption, as well as low reliability due to the presence of a spool in the regulator and a rubber cuff for oil sealing in the fluid coupling housing.

Технический результат - простота конструкции и снижение металлоемкости, а также увеличение надежности.The technical result is simplicity of design and reduction of metal consumption, as well as an increase in reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной муфте, содержащей корпус из немагнитного материала и жестко соединенную с ним крышку из немагнитного материала, установленные с возможностью вращения на ведущем валу посредством подшипников, которые фиксируются на валу кольцами из упругого материала, полость муфты заполнена ферромагнитной жидкостью, в рабочей камере муфты установлен ведущий диск из немагнитного мaтериала, жестко соединенный с ведущим валом, на ведущем диске выполнены отверстия, равномерно расположенные по окружности диска, на внутренних поверхностях корпуса и крышки выполнены глухие отверстия, обращенные открытой частью в сторону ведущею диска, равномерно расположенные по окружности, внутри корпуса закреплена заглушка из немагнитного материала, в которой размещены с возможностью предотвращения утечки ферромагнитной жидкости в зазоре между заглушкой и валом два постоянных магнита в форме двух полуколец, охватывающих ведущий вал, при этом корпус муфты размещен внутри электромагнита, закрепленного держателем на блоке двигателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the known coupling, comprising a housing of non-magnetic material and a rigidly connected cover of non-magnetic material, mounted for rotation on the drive shaft by means of bearings, which are fixed on the shaft by rings of elastic material, the cavity of the coupling is filled with ferromagnetic fluid , in the working chamber of the clutch there is a drive disk made of a non-magnetic material rigidly connected to the drive shaft, holes are made on the drive disk evenly spaced around the disk circumference, on the inner surfaces of the housing and the cover, blind holes are made, the open part facing the drive disk, uniformly located around the circumference, a non-magnetic material plug is fixed inside the housing, which is placed with the possibility of preventing leakage of ferromagnetic fluid in the gap between the plug and the shaft two permanent magnets in the form of two half rings covering the drive shaft, while the clutch housing is placed inside an electromagnet fixed by a holder to the engine block.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена жидкостная муфта привода вентилятора, на фиг.2 - блочная электросхема.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a fluid coupling of a fan drive, Fig.2 is a block wiring diagram.

Жидкостная муфта привода вентиля юра содержит корпус 1 из немагнитного материла и жестко соединенную с ним крышку 2 из немагнитного материла, установленные с возможностью вращения на ведущем валу 3 посредством подшипником 4, которые фиксируются на валу 3 кольцами 5 из упругого материала, полость муфты заполнена ферромагнитной жидкостью, в рабочей камере 6 муфты установлен ведущий диск 7 из немагнитного материала, жестко соединенный с ведущим валом 3, снабженный отверстиями 8, равномерно расположенными но окружности диска, на внутренних поверхностях корпуса 1 и крышки 2 выполнены глухие отверстия 9, обращенные открытой частью в сторону диска 7, равномерно расположенные по окружности, внутри корпуса закреплена заглушка 10 из немагнитного материала, в которой размещены два постоянных магнита 11 в форме двух полуколец, охватывающих ведущий вал 3, на ступице крышки 2 закреплен вентилятор 12, корпус 1 муфты размещен внутри электромагнита 13, закрепленного держателем 14 на блоке двигателя.The fluid coupling of the Jura valve actuator comprises a housing 1 of non-magnetic material and a rigid cover 2 of non-magnetic material, mounted rotatably on the drive shaft 3 by means of a bearing 4, which are fixed to the shaft 3 by rings 5 of elastic material, the cavity of the coupling is filled with ferromagnetic fluid , in the working chamber 6 of the clutch there is a drive disk 7 made of non-magnetic material, rigidly connected to the drive shaft 3, equipped with holes 8, evenly spaced but on the circumference of the disk, on internal surfaces The characteristics of the housing 1 and the cover 2 are made of blind holes 9, facing the open part towards the disk 7, evenly spaced around the circumference, a plug 10 of non-magnetic material is fixed inside the housing, in which two permanent magnets 11 in the form of two half rings spanning the drive shaft 3 are placed, a fan 12 is mounted on the hub of the cover 2, the clutch housing 1 is located inside the electromagnet 13, mounted by the holder 14 on the engine block.

Жидкостная муфта привода вентилятора работает следующим образом. Когда ток поступит на обмотку электромагнита 13 и образующийся магнитный проток, проходя через ферромагнитную жидкость, переведет ее из жидкого состояния в твердое, тогда обеспечивается передача крутящего момента от ведущего вала 3 через ведущий диск 7 и рабочую жидкость на корпус 1 муфты с крышкой 2 и на вентилятор 12. Для снижения динамических нагрузок на вентиляторе 12 подача тока на обмотку электромагнита должна постепенно нарастать до максимального значения.The fluid clutch of the fan drive operates as follows. When the current enters the winding of the electromagnet 13 and the resulting magnetic duct, passing through the ferromagnetic fluid, transfers it from the liquid state to the solid state, then torque is transmitted from the drive shaft 3 through the drive disk 7 and the working fluid to the clutch housing 1 with cover 2 and fan 12. To reduce the dynamic loads on fan 12, the current supply to the electromagnet winding should gradually increase to the maximum value.

При отключении тока с обмотки электромагнита 13 ферромагнитная жидкость возвращается в жидкое состояние и ведущий диск 7 может свободно вращаться в корпусе 1 муфты с крышкой 2, передача крутящего момента с ведущего вала 3 на вентилятор 12 прекращается. Муфта переведена в режим холостого хода. Отверстия 7 на диске и 9 на корпусе 1 с крышкой сориентированы таким образом, чтобы обеспечить минимальные потери мощности в режиме холостого хода муфты. В заглушке 10 размещен постоянный магнит 11 в форме двух полуколец, создающий зону затушения ферромагнитной жидкости, чем препятствует вытеканию ее в зазор между заглушкой 10 и валом 3.When disconnecting the current from the winding of the electromagnet 13, the ferromagnetic fluid returns to the liquid state and the drive disk 7 can freely rotate in the housing 1 of the clutch with a cover 2, the transmission of torque from the drive shaft 3 to the fan 12 is stopped. The clutch is in idle mode. The holes 7 on the disk and 9 on the housing 1 with the cover are oriented in such a way as to ensure minimal power loss in the idle mode of the clutch. In the plug 10 there is a permanent magnet 11 in the form of two half rings, creating a quenching zone of the ferromagnetic fluid, which prevents it from flowing into the gap between the plug 10 and the shaft 3.

Сигналом для подачи тока на обмотку электромагнита 13 является повышение температуры охлаждающей жидкости до определенной величины или команда со стороны водителя.The signal for supplying current to the winding of the electromagnet 13 is to increase the temperature of the coolant to a certain value or a command from the driver.

Сигналом для отключения тока с обмотки электромагнита 13 является снижение температуры охлаждающей жидкости до определенной величины. На фиг.2 изображена блочная электросхема, управляющая командами включения и отключения жидкостной муфты привода вентилятора, где изображены электромагнит 13, блок управления 15, источник тока 16, ввод команд принудительного включения вентилятора 17, ввод сигналов с датчиков температуры охлаждающей жидкости 18.The signal to turn off the current from the winding of the electromagnet 13 is to reduce the temperature of the coolant to a certain value. Figure 2 shows a block wiring diagram that controls the on and off commands of the fluid clutch of the fan drive, which shows the electromagnet 13, the control unit 15, the current source 16, the input of the commands to force the fan 17, the input of signals from the temperature sensors of the coolant 18.

Жидкостная муфта привода вентилятора отличается снижением металлоемкости, упрощением конструкции и повышением надежности.The fluid clutch of the fan drive is characterized by a reduction in metal consumption, simplified design and increased reliability.

Claims

A liquid fan drive clutch comprising a housing with a cover mounted rotatably on the drive shaft, a working chamber located in the housing in which the drive disk is mounted, a fan is fixed to the cover hub, characterized in that the housing with the cover and the drive disk are made of non-magnetic material , the working chamber is filled with ferromagnetic fluid, holes are made on the drive disk evenly spaced around the circumference, blind holes are made on the inner surfaces of the housing and cover, facing with the covered part towards the drive disk, uniformly spaced around the circumference, a non-magnetic plug is fixed inside the housing, in which two permanent magnets in the form of half rings enclosing the drive shaft are placed with the possibility of leakage of ferromagnetic fluid into the gap between the plug and the shaft, while the clutch housing placed inside an electromagnet fixed by a holder to the engine block.