發動機溫控風扇離合器的製作方法

2023-05-05 11:21:06 4

專利名稱：發動機溫控風扇離合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種冷卻發動機用的溫控風扇離合器，特別適用於汽車發動機冷卻裝置。
在CN2116101V中公開了一種汽車溫控風扇，它是由電磁鐵芯、銜鐵、扇葉、線圈、溫控開關等組成，線圈通過導線與溫控開關連接。扇葉的輪轂通過其上的導套、導柱、拉簧與銜鐵連接，電磁鐵芯與水泵軸固定連接。當線圈通過電流時，電磁鐵吸合銜鐵，帶動風扇葉旋轉，當線圈不通過電流時，銜鐵與電磁鐵分離。其不足之處在於，處於高速旋轉的電磁鐵芯與銜鐵吸合或分離，將產生機械摩擦和碰撞，易受損，影響使用壽命；風扇葉只能與水泵軸同速旋轉，不能進行轉速控制。
本實用新型的目的在於提供一種在動作過程中無機械摩擦和機械碰撞的發動機溫控風扇離合器。
本實用新型的技術解決方案是利用電磁耦合原理，設計成用溫控開關控制的無機械接觸的離合器，即設有與泵軸固定連接並與之同軸旋轉的原動器，原動器上設有圓形凹口，在凹口的四周設有勵磁線圈，轉子通過軸承安裝於原動器的凹口內，轉子的中心設有安裝扇葉用的軸，轉子的周面與勵磁線圈之間有工作間隙，勵磁線圈通過溫控開關與電源連接。
本實用新型的優點是，由於採用了電磁偶合型離合器，原動器帶動轉子旋轉，不是靠機械力而是電磁偶合力，因而避免了離合過程中的機械碰撞和摩擦，使離合器工作平穩、可靠，使用壽命長；由於通過溫控開關，按設定溫度自動控制風扇啟停，既不增加操作人員的附加勞動，又能保證發動機在最佳工況下運營，節約能源；本實用新型應用於汽車發動機冷卻風扇，可不改變原車尺寸結構，製造、安裝、使用均方便，亦適合對現有汽車冷卻風扇的改造，還可取消原車上的百葉窗系統。
下列附圖描述了本實用新型的實施例。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型中繼電器溫控開關電路圖。
圖3為可控矽溫控開關電路方框圖。
圖4為可控矽溫控開關電路電原理圖。
以下結合附圖對本實用新型給予詳細說明。本實施例為用於汽車發動機冷卻風扇的離合器，其結構如
圖1所示。圖中1為水泵軸，15為水泵體，16為水泵葉輪，2為固定安裝在泵軸1上的皮帶輪。原動器4通過螺釘固定安裝在皮帶輪2的端部，與皮帶輪和泵軸同軸轉動。原動器4上設有與其轉動軸同心的圓形凹口，凹口內的四周面設有勵磁線圈5。圖中9為用實心圓鋼製的轉子，通過軸承13安裝在原動器4的凹口內，使之置於勵磁線圈內，轉子的周面與勵磁線圈之間有工作間隙12。圖中10為轉子9的中心軸，扇葉7固定安裝在軸10上。勵磁線圈的引線經電刷3引出連接溫控開關和電源。圖2所示為繼電器溫控開關電路圖。其中R1為水溫感應塞，是發動機水溫傳感器。繼電器J的常開開關作勵磁線圈的電源開關。如圖中所示，12Ⅴ電源的正極經電阻R2和二極體D2與三極體BG1的基極連接，結點為B，結點B和地之間連接二極體D1和水溫感應塞R1，電源正極連接二極體D1和水溫感應塞R1之間的A點。當發動機水溫較低時，水溫感應塞R1的阻值很大，A點電位接近12Ⅴ，因此B點電位接近零，三極體BG1處於截止狀態，三極體BG2亦處於截止狀態，連接於三極體BG2集電極的繼電器J無電流而釋放，勵磁線圈無電流，風扇不轉動。當發動機水溫逐漸升高時，水溫感應塞R1的阻值隨著逐漸減小，A點電位下降而B點電位上升。當發動機水溫達到設定工作溫度時，如80℃左右時，B點電位上升到使三極體BG1導通，導致三極體BG2也導通，繼電器J得電工作，常開開關被吸合，勵磁線圈接通電源產生磁場，原動器帶動轉子旋轉，風扇工作。由於本實用新型採用了電磁偶合型離合器，轉子的實際轉速取決於勵磁電流的大小，因此可通過控制勵磁電流大小來控制風扇的轉速，實現無級調速。為此，本實施例採用了如圖3所示的可控矽溫控開關電路，它由水溫感應塞、放大電路、單結電晶體觸發電路、可控矽SCR和變壓器B組成，由水溫感應塞來的電信號經放大電路放大後輸入單結電晶體觸發電路，單結電晶體觸發電路的輸出端與可控矽SCR的控制極連接，電感L和電容C串聯，並連接於可控矽SCR的陽極和陰極之間，變壓器B初級線圈的一端與可控矽SCR的陽極連接，其另一端連接電源正極，變壓器B的次級線圈與勵磁線圈5連接，其具體電路見圖4。圖中R1為水溫感應塞，水溫感應塞R1隨水溫變化引起的電信號，注入三極體BG3的基極，經放大後由其集電極輸出，並通過電阻R7向單結電晶體觸發電路的電容C3充電，當電容C3的電位達到單結電晶體BT的峰點電壓時，單結電晶體BT導通，電容C3上的電荷經其發射極向第一基極負載放電，並通過R9將輸出脈衝輸入可控矽SCR的控制極，使之導通。當電容C3的電位下降至單結電晶體BT的谷點電壓時，單結電晶體BT截止。當可控矽SCR處於截止狀態時，電源通過變壓器B初級線圈和電感L向電容C充電，其極性是左正右負；當可控矽SCR被觸發導通時，電容C通過電感L和可控矽SCR放電，放電電流在電感L產生反電動勢，又向電容C反向充電，其極性左負右正。此時，可控矽SCR因受反向陽極電壓而自行截止。可控矽SCR截止後，電容C又被電源充電，重複上述過程。流經變壓器B初級線圈的電流隨著可控矽SCR的通斷而斷續，從而在變壓器B的次級線圈應出交變電動勢，供給與之相連的勵磁線圈。交變動電勢的大小取決於流經變壓器B初級線圈電流的通斷頻率，也就是取決於可控矽SCR的導通頻率。所以只要控制了可控矽SCR的導通頻率，就可以控制流經勵磁線圈的電流，從而控制風扇的轉速。如上所述，可控矽SCR的導通頻率取決於單結電晶體觸發電路的輸出脈衝頻率，而單結電晶體觸發電路的輸出脈衝頻率，在其電容C3給定的條件下，取決於來自水溫感應塞R1的電信號的強弱。因此，可通過本電路，按設定溫度對風扇進行無級調速，使發動機在最佳工況下工作。本實施例在原動器4的凹口處設置了端蓋6，將轉子和勵磁線圈封閉在裡面，如圖中所示，端蓋6通過螺釘固定在原動器4的凹口上，端蓋上設有與轉子9鎖定用的螺釘8。當溫控風扇離合器發生故障失靈時，可將螺釘8擰緊，使轉子9和原動器4鎖合，風扇由水泵軸驅動，照常工作。圖中11為安裝在軸10和端蓋6之間的軸承。
權利要求1.一種發動機溫控風扇離合器，包括溫控開關和勵磁線圈，其特徵在於設有與泵軸固定連接並與之同軸旋轉的原動器(4)，原動器(4)上設有圓形凹口，在凹口的四周設有勵磁線圈(5)，轉子(9)通過軸承安裝在原動器(4)的凹口內，轉子(9)的中心設有安裝扇葉用的軸(10)，轉子(9)的周面與勵磁線圈(5)之間有工作間隙(12)，勵磁線圈(5)通過溫控開關與電源連接。
2.根據權利要求1所述的發動機溫控風扇離合器，其特徵在於端蓋(6)通過螺釘固定在原動器(4)的凹口上，端蓋(6)上設有與轉子(9)鎖定用的螺釘(8)。
3.根據權利要求1或者2所述的發動機溫控風扇離合器，其特徵在於所述的溫控開關由水溫感應塞、放大電路、單結電晶體觸發電路、可控矽SCR和變壓器B組成，由水溫感應塞來的電信號經放大電路放大後輸入單結電晶體觸發電路，單結電晶體觸發電路的輸出端與可控矽SCR的控制極連接，電感L和電容C串聯，並連接於可控矽SCR的陽極和陰極之間，變壓器B初級線圈的一端與可控矽SCR的陽極連接，其另一端連接電原正極。
專利摘要本實用新型為一種發動機溫控風扇離合器，特別適合用於汽車發動機冷卻裝置。其結構特徵是設有與泵軸固定連接並與之同軸旋轉的原動器，原動器上設有圓形凹口，凹口的四周設有勵磁線圈，轉子通過軸承安裝在原動器的凹口內，轉子9的中心設有安裝扇葉用的軸，轉子周面與勵磁線圈之間有工作間隙，勵磁線圈通過溫控開關與電源連接，通過溫控開關按設定溫度實行自動控制。
文檔編號F01P7/08GK2182265SQ9322971
公開日1994年11月9日 申請日期1993年11月15日 優先權日1993年11月15日
發明者曹恆 申請人:曹恆