安全式四速电磁风扇离合器及其控制装置、控制方法与流程

本发明涉及一种磁力驱动离合器，特别是涉及一种安全式四速电磁风扇离合器及其控制装置、控制方法。

背景技术：

目前，电磁风扇离合器通过电磁线圈感应原理实现冷却风扇变速，从而达到节省燃油、降低能耗的目的。

现在发动机冷却系统通过冷却风扇对发动机热循环系统的水温进行风冷降温，散热风扇与发动机之间装有电磁风扇离合器，通过调节冷却风扇的工作状态进行不同强度的降温。目前，电磁风扇离合器根据水箱温度变化或空调控制电路通断，上述控制参数没有考虑冷却液、中冷器、液压油温度和空调压缩机转速的影响，不能满足各零部件处于最佳的工况。由于发动机转速的升高和降低导致发动机冷却速度快速升高或快速降低，导致发动机偏离最佳的工作温度范围；若空调打开，电磁风扇离合器全速运转，造成发动机功率的浪费。

专利号为ZL200810139812.9的中国发明专利中公开了一种三速离合器，可以实现跟转低速，柔性中速，全速高速运转。小线圈通电时，风扇连接盘内腔端面里设有的软磁铁和与风扇连接盘相对应的磁铁固定盘的端面上间隔设有的若干永磁铁形成电涡流磁场，带动冷却风扇转动，形成柔性二速。此类三速电磁风扇离合器，其风扇中速只能达到全速的30％～40％，因此，中速运行时发动机水温不能满足最佳工作温度，需要频繁在中速和全速之间转换，而由于转速滑差大、易产生冲击、产生噪音大、散热能耗比大，且由于一级驱动是轴承随着运动主轴旋转产生的跟转带动冷却风扇运动，因此一速转速受到限制。

专利号为ZL201010272698.4的中国发明专利中公开了一种大功率重型车用双柔性驱动的电磁风扇离合器，实现了电磁风扇离合器由静态冷启动切换为一级柔性缓冲驱动和再切换为二级双柔性缓冲驱动，在二级双电涡流磁场合成的强力驱动下带动冷却风扇旋转，双柔性驱动减少了切换的转速滑差和次数。

但是，上述两种电磁风扇离合器均无法实现零速运转，在冷启动时以低速或者一级柔性驱动造成发动机暖机时间长，尤其在高寒地区，能量损耗大大增加。而且，上述两种离合器的铁芯部件随着主轴转动会导致线束被扯断，同时，导线也极易与发动机上的连接件发生摩擦，产生磨断现象。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种安全式四速电磁风扇离合器，该离合器真正实现了零速运转，且转速变化平稳可靠，转速滑差小，不易冲击，散热能耗比小，使用寿命长。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，包括定轴，定轴上转动连接有与其同轴的风扇连接盘、皮带轮，所述风扇连接盘与皮带轮相离的一侧端面装设连接件，与皮带轮相邻的一侧端面通过第一弹片固连第一吸合盘，所述皮带轮与第一吸合盘之间存在间隙，其中：

所述风扇连接盘上装设有与其同轴且固定在定轴上的一速电磁离合装置，所述一速电磁离合装置能够限制风扇连接盘转动，

所述风扇连接盘内腔还装设有与其同轴的第一磁铁固定盘，所述第一磁铁固定盘与皮带轮相邻且与定轴转动连接，所述第一磁铁固定盘的直径小于所述风扇连接盘的直径，所述第一磁铁固定盘靠近皮带轮的一侧端面上通过第二弹片固连第二吸合盘，

所述风扇连接盘与皮带轮之间、风扇连接盘与第一磁铁固定盘之间均装设有涡电流永磁柔性驱动装置，所述涡电流永磁柔性驱动装置能够产生电涡流磁场驱动风扇连接盘转动，

所述皮带轮内镶嵌有同轴固定在定轴上的铁芯部件，所述铁芯部件与第一吸合盘、第二吸合盘之间均存在间隙且能够分别与第一吸合盘、第二吸合盘吸合。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述一速电磁离合装置位于风扇连接盘与第一磁铁固定盘围成的空腔内，所述一速电磁离合装置包括沿定轴轴向依次安装且与定轴同轴的弹片、吸合盘、线圈元件和铁芯元件，所述吸合盘通过弹片固定在风扇连接盘的内壁面上，内嵌有线圈元件的铁芯元件固定在定轴上，所述吸合盘和铁芯元件之间存在间隙且能够吸合在一起。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述一速电磁离合装置位于风扇连接盘外部远离皮带轮的一侧外壁面上，所述一速电磁离合装置包括沿定轴轴向依次安装且与定轴同轴的弹片、吸合盘、线圈元件和铁芯元件，所述吸合盘通过弹片固定在风扇连接盘的外壁面上，内嵌有线圈元件的铁芯元件固定在定轴上，所述吸合盘和铁芯元件之间存在间隙且能够吸合在一起。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述涡电流永磁柔性驱动装置包括：

设置在皮带轮与风扇连接盘之间的永磁体A与导磁软板A，所述皮带轮靠近风扇连接盘的一侧固连有散热盘，所述导磁软板A嵌入所述散热盘内，所述风扇连接盘上装设永磁体A，所述永磁体A与导磁软板A位置相对且间隙布置，所述永磁体A、导磁软板A位置可互换；

设置在风扇连接盘与第一磁铁固定盘之间的永磁体B与导磁软板B，所述永磁体B装设在风扇连接盘沿其轴向的内壁面上，所述导磁软板B嵌入所述第一磁铁固定盘内，所述永磁体B、导磁软板B位置相对且间隙布置，所述永磁体B、导磁软板B位置可互换，

所述铁芯部件包括内嵌有线圈一的铁芯一，和内嵌有线圈二的铁芯二，所述铁芯一、铁芯二在定轴的径向上从外到内并排同轴布置，所述铁芯一与第一吸合盘之间存在间隙且能够与第一吸合盘吸合，所述铁芯二与第二吸合盘之间存在间隙且能够与第二吸合盘吸合。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，还包括连接盘一，所述风扇连接盘与皮带轮相邻的一侧固连连接盘一，所述连接盘一与皮带轮相邻的一侧通过第一弹片固连第一吸合盘，所述连接盘一内部固连铁盘，所述铁盘一侧固连铝盘，所述第一磁铁固定盘位于连接盘一内，

还包括传动盘，所述传动盘通过法兰盘固连在皮带轮靠近风扇连接盘的一侧，所述第一磁铁固定盘靠近传动盘的一侧端面上通过第二弹片固连第二吸合盘，

所述涡电流永磁柔性驱动装置包括：

设置在传动盘与连接盘一之间的永磁体A与导磁软板A，所述传动盘靠近风扇连接盘的一侧固连有散热盘，所述导磁软板A嵌入所述散热盘内，所述连接盘一上装设永磁体A，所述永磁体A与导磁软板A位置相对且间隙布置，所述永磁体A、导磁软板A位置可互换；

设置在铝盘与第一磁铁固定盘之间的永磁体B与导磁软板B，所述永磁体B装设在铝盘上，所述导磁软板B嵌入所述第一磁铁固定盘内，所述永磁体B、导磁软板B位置相对且间隙布置，所述永磁体B、导磁软板B位置可互换，

所述铁芯部件与定轴固连，包括内嵌有线圈一的铁芯一，和内嵌有线圈二的铁芯二，所述铁芯一、铁芯二在定轴的径向上从外到内并排同轴布置，所述铁芯一与第一吸合盘之间存在间隙且能够与第一吸合盘吸合，所述铁芯二与第二吸合盘之间存在间隙且能够与第二吸合盘吸合。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述定轴轴向开凹槽，所述铁芯元件、铁芯一、铁芯二内的导线通过凹槽导出。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述传动盘靠近第一吸合盘的一侧端面上设有若干个与定轴同轴的环形导磁槽一，若干个所述环形导磁槽一沿传动盘的径向由内向外排布。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述一速电磁离合装置还包括导磁盘，所述导磁盘固定安装在定轴上，定轴轴向上依次顺序安装有弹片、吸合盘、导磁盘、线圈元件、铁芯元件，所述导磁盘与吸合盘之间存在间隙。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述涡电流永磁柔性驱动装置还包括设置在风扇连接盘与第一磁铁固定盘之间的永磁体C、导磁软板C，所述永磁体C装设在风扇连接盘沿其径向的内壁面上，所述导磁软板C嵌入第一磁铁固定盘内，所述永磁体C、导磁软板C在定轴径向上位置相对且间隙布置，所述永磁体C、导磁软板C位置可互换。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，还包括固定在支架上的壳体，所述定轴、铁芯部件均固定在壳体上，所述连接件为连接盘二，所述铁芯一、铁芯二一体成型为铁芯四，所述铁芯四在定轴径向上并列有内、外两个与定轴同轴的内腔，线圈四嵌入靠内的内腔中，线圈五嵌入靠外的内腔中，所述铁芯四与第一吸合盘、第二吸合盘之间均存在间隙且能够吸合在一起。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述风扇固定盘内腔固设有与其同轴的固定盘，所述固定盘位于第一磁铁固定盘与皮带轮之间，沿所述风扇固定盘的径向，所述固定盘的外圆周面与风扇固定盘的内壁面固连，所述涡电流永磁柔性驱动装置还包括固设在固定盘上的永磁体E，所述永磁体E与导磁软板C位置相对，所述永磁体E可更换为导磁软板D。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述定轴轴向开凹槽，径向开导线孔，所述铁芯元件内的导线通过凹槽、导线孔导出。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述一速电磁离合装置还包括导磁盘，所述导磁盘固定安装在定轴上，定轴轴向上依次顺序安装有弹片、吸合盘、导磁盘、线圈元件、铁芯元件，所述导磁盘与吸合盘之间存在间隙。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述皮带轮靠近第一吸合盘的一侧端面上设有若干个与定轴同轴的环形导磁槽二，若干个所述环形导磁槽二沿皮带轮的径向由内向外排布。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述风扇连接盘在径向上设有观察口、加强筋。

本发明安全式四速电磁风扇离合器，其中所述风扇连接盘靠近皮带轮一侧的端面上固连锁紧盘，所述锁紧盘通过第一弹片固连第一吸合盘，所述锁紧盘上固连若干个沿其圆周方向均匀分布的固定块，若干个所述永磁体A固定安装在固定块上。

本发明还提供了一种控制安全式四速电磁风扇离合器的控制装置，包括：

温度传感器、转速传感器、压力传感器、电控模块、智能节油控制模块和安全式四速电磁风扇离合器，

所述温度传感器用于实时监测发动机水温、中冷器温度、传动油温度、液压油温度等温度控制参数，并将上述各温度信息t发送到智能节油控制模块；

所述压力传感器用于实时监测压力控制参数，即空调压缩机压力p，并将该压力信息发送到智能节油控制模块；

所述转速传感器用于实时监测转速控制参数，即空调压缩机转速v、发动机转速V，并将该转速信息发送到智能节油控制模块；

所述电控模块用于记录发动机水温保持不变持续的时间T，并将该时间信息发送到智能节油控制模块；

所述智能节油控制模块一端与温度传感器、转速传感器、压力传感器、电控模块连接，另一端与安全式四速电磁风扇离合器连接，用于接收温度传感器、转速传感器、压力传感器和电控模块发送的信号并进行判断，并根据判断结果发送通断电信号至所述一速电磁离合装置、铁芯部件以控制安全式四速电磁风扇离合器的工作档位。

本发明还提供了一种利用上述装置控制安全式四速电磁风扇离合器的控制方法，包括以下步骤：

①监测以下控制参数并将其发送至智能节油控制模块：

温度传感器监测各个温度传感器实时监测到的温度t，单位℃；

转速传感器监测空调压缩机的实时转速v，单位r/min，以及发动机的实时转速V，单位r/min；

压力传感器监测空调压缩机压力p，单位Mpa；

电控模块监测发动机水温保持不变持续的时间T，单位min；

②在智能节油控制模块中预设如下设定值：

每个温度控制参数相对应的一级吸合温度值K1，二级吸合温度值K2，三级吸合温度值K3，一级断电温度值k1，二级断电温度值k2，三级断电温度值k3，单位℃，其中，k1<K1<k2<K2<k3<K3；

空调压缩机4级转速值v1，v2，v3，v4，单位r/min，其中，v1<v2<v3<v4；

发动机的4级转速值V1，V2，V3，V4，单位r/min，其中，V1<V2<V3<V4；

空调压缩机压力值P，单位Mpa；

发动机水温保持不变持续的时间T＇，单位min；

③将步骤①中的空调压缩机压力p与步骤②中的设定值空调压缩机压力值P进行比较，p＞P时，智能节油控制模块控制线圈元件与线圈二断电、线圈一通电；

④在步骤③中，p＜P时，将步骤①中的其他监测值与步骤②中的设定值进行比较，智能节油控制模块根据比较结果并结合发动机实时转速值V情况控制线圈元件、线圈一、线圈二的通断电，其中m为整数变量，且1≦m＜4：

⑴发动机启动时，智能节油控制模块控制线圈元件3通电；

⑵任一温度传感器传递的温度值t升高到其对应的吸合温度Km或空调压缩机转速v升高到v(m+1)值时，智能节油控制模块根据发动机实时转速值V处于(0～V1)、(V1～V2)、(V2～V3)、(V3～V4)的不同范围来智能控制线圈元件、线圈一、线圈二的通断电；

⑶任一温度传感器传递的温度值t降温到其相对应的断开温度km或空调压缩机转速v降低到vm值时，智能节油控制模块根据发动机实时转速值V处于(0～V1)、(V1～V2)、(V2～V3)、(V3～V4)的不同范围来智能控制线圈元件、线圈一、线圈二的通断电；

⑷发动机水温保持不变的持续时间T等于预设时间T＇时：

当安全式四速电磁风扇离合器的转速≥二速时，智能节油控制模块控制安全式四速电磁风扇离合器转速降低一级；

当安全式四速电磁风扇离合器的转速为一速时，智能节油控制模块控制安全式四速电磁风扇离合器转速保持不变。

上述控制方法的步骤④中：

㈠当任一温度控制参数的值上升为其对应的一级吸合温度值K1或空调压缩机转速v升高到其对应的第二转速v2时：

i发动机转速在0～V1范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈二断电，线圈一延时h后通电；

ii发动机转速在V1～V2范围内，智能节油控制模块控制线圈元件断电、线圈二延时h后通电，或者线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

iii发动机转速在V2～V3范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

iv发动机转速在V3～V4范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

㈡当空调压缩机转速v升高到其对应的第三转速v3或任一温度控制参数的值升高到其对应的二级吸合温度值K2时：

i发动机转速在0～V1范围内，智能节油控制模块控制线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

ii发动机转速在V1～V2范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电，线圈二延时h后通电，或线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

iii发动机转速在V2～V3范围内，智能节油控制模块控制线圈元件断电、线圈二延时h后通电；

iv发动机转速在V3～V4范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电或线圈元件、线圈一断电，线圈二延时h后通电；

㈢当空调压缩机转速v升高到其对应的第四转速v4或任一温度控制参数的值升高到其对应的三级吸合温度值K3时：

i发动机转速在0～V1范围内，智能节油控制模块控制线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

ii发动机转速在V1～V2范围内，智能节油控制模块控制线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

iii发动机转速在V2～V3，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电，线圈二延时h后通电，或者线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

iv发动机转速在V3～V4范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电，线圈二延时h后通电，或者线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

㈣当空调压缩机转速v降低到其对应的第三转速v3或任一温度控制参数的值降到其对应的三级断电温度值k3时：

i发动机转速在0～V1范围内，智能节油控制模块控制线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

ii发动机转速在V1～V2范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电，线圈二延时h后通电，或线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

iii发动机转速在V2～V3范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电、线圈二延时h后通电；

iv发动机转速在V3～V4范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电，或线圈元件、线圈一断电、线圈二延时h后通电；

㈤当空调压缩机转速v降低到其对应的第二转速v2或任一温度控制参数的值降到其对应的二级断电温度值k2时：

i发动机转速在0～V1范围内，智能节油控制模块控制线圈二、线圈元件断电，线圈一延时h后通电；

ii发动机转速在V1～V2范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一断电、线圈二延时h后通电，或者线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

iii发动机转速在V2～V3范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

iv发动机转速在V3～V4范围内，智能节油控制模块控制线圈元件、线圈一、线圈二均断电；

㈥当空调压缩机转速v降低到其对应的第一转速v1或任一温度控制参数的值降到其对应的一级断电温度值k1时，智能节油控制模块控制线圈一、线圈二均断电，线圈元件延时h后通电。

在上述控制方法中，所述预设时间T＇为10～30min，h为2s。

本发明的离合器通过设置一速电磁离合装置真正实现了零速运转，在中高速状态下可以对发动机进行正常降温，明显减少了冷却风扇在三速和全速之间的切换频率，同时降低了工作噪音，减少了对发动机连接件和电磁风扇离合器的冲击震动磨损。而且，在上述各个线圈全部断电或车辆不能及时停车，或者其他暂时不允许停车的复杂情况下，本发明的离合器可以在无电源的情况下，在二速中速柔性驱动下工作。同时，本发明的离合器的控制装置及控制方法根据不同工况智能调节电磁风扇离合器的工作档位，进一步提高了节能效果，冷却风扇转速变化平稳可靠，转速滑差小，散热能耗比小，减少了对发动机和电磁风扇离合器冲击，降低了冷却风扇工作噪音，延长了冷却风扇和电磁风扇离合器寿命，并且发动机处于最佳的工作状态。

下面结合附图对本发明的安全式四速电磁风扇离合器及其控制装置、控制方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例1的主视局部剖面图；

图2为实施例1的固定块连接关系俯视图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为图1中B处的局部放大图；

图5为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例2的主视局部剖面图；

图6为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例3的主视局部剖面图；

图7为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例4的主视局部剖面图；

图8为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例5的主视局部剖面图；

图9为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例6的主视局部剖面图；

图10为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例7的主视局部剖面图；

图11为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例7的变形方式的主视局部剖面图；

图12为图11中C处的局部放大图；

图13为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例8的主视局部剖面图；

图14为本发明安全式四速电磁风扇离合器实施例9的主视局部剖面图；

图15为普通三速电磁风扇离合器、双柔性电磁风扇离合器和本发明安全式四速电磁风扇离合器的转速特性对比图；

图16为本发明的安全式四速电磁风扇离合器的控制装置的结构示意图；

图17为本发明安全式四速电磁风扇离合器的控制方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：

如图1至图4所示，本发明安全式四速电磁风扇离合器，包括定轴13，定轴13通过支架28固定在发动机或者发动机底盘。定轴13轴向开凹槽131，径向开导线孔132。在定轴13的最左端设有与其同轴的风扇连接盘5，右端装设有与其同轴的皮带轮8。风扇连接盘5通过轴承一27与定轴13转动连接。皮带轮8通过轴承三14与定轴13转动连接。风扇连接盘5在径向上设有观察口51，可以通过观察口51通风散热及检测下述一速电磁离合装置100中铁芯元件4和吸合盘2之间的间隙值。风扇连接盘5在其径向设有加强筋52，观察口51和加强筋52可形成风路，在冷却风扇工作过程中对安全式电磁风扇离合器的内部连接件进行有效降温。

所述风扇连接盘5左端面，即与皮带轮8相离的一侧面连接有连接件，该连接件包含但不限于冷却风扇，本实施例以冷却风扇(图中未示出)为例进行说明。在所述风扇连接盘5的右侧内腔装设有一速电磁离合装置100，一速电磁离合装置100位于风扇连接盘5与第一磁铁固定盘23围成的空腔内，一速电磁离合装置100至少包括沿定轴13轴向自左向右顺序安装的与定轴13同轴的弹片1、吸合盘2、线圈元件3和铁芯元件4，吸合盘2通过弹片1固定安装在风扇连接盘5的右侧内腔端面，铁芯元件4固定安装在定轴13上，吸合盘2和铁芯元件4之间存在间隙，铁芯元件4内嵌有线圈元件3。铁芯元件4内的导线通过定轴13上的凹槽131、导线孔132导出，因此本发明的离合器可以有效避免线束被扯断。

优选的，为增加一速电磁离合装置100的吸力及扭矩，一速电磁离合装置100还包括导磁盘29。导磁盘29增加了接触面积，同时通过导磁盘29设计合理的导磁槽可增加电磁吸力，从而增加扭矩。导磁盘29固定安装在定轴13上，定轴13的轴向上自左向右顺序安装有弹片1、吸合盘2、导磁盘29、线圈元件3和铁芯元件4，导磁盘29与吸合盘2之间存在间隙，在线圈元件3通电时，导磁盘29与吸合盘2吸合，离合器实现一速零转速运转，当线圈元件3断电时，导磁盘29与吸合盘2分离，通过控制下述铁芯部件300中各线圈的通断，离合器实现除一速外其他转速运转，因此导磁盘29与吸合盘2之间必须要有间隙，否则无法实现多速运转。导磁盘29与铁芯元件4可有或无间隙，因为存在间隙会影响磁路气隙，影响磁力，因此，没有间隙相对于有间隙而言，在一速时的吸力及扭矩要大。

在风扇连接盘5与皮带轮8相邻面上，即二者相对的端面上设有涡电流永磁柔性驱动装置200，涡电流永磁柔性驱动装置200包括永磁体A20、导磁软板A19。风扇连接盘5右侧靠近皮带轮8的端面上固连锁紧盘22，当离合器中的全部线圈均断电时，可将锁紧盘22与风扇连接盘5固连，实现离合器全速运转，因此，锁紧盘22是离合器中的线圈断电失效后保证离合器全速运转的应急装置，没有锁紧盘22无法保证离合器失效后实现全速运转。锁紧盘22的右侧端面通过第一弹片6固连第一吸合盘7，皮带轮8与第一吸合盘7之间存在间隙。锁紧盘22上固连3个沿锁紧盘22圆周方向均匀分布的固定块21，固定块21上安装两个永磁体A20，设置固定块21极大地方便了永磁体A20的固定。本实施例中永磁体A20个数以2个为例说明，也可增设多个，多个的设置、使用原理与此相同，此处不赘述。皮带轮8左侧固连散热盘18，导磁软板A19嵌入在散热盘18内，导磁软板A19位置与永磁体A20左右相对且导磁软板A19与永磁体A20之间存在间隙。同时，二者位置可以互换。

风扇连接盘5内腔还装设有与其同轴的第一磁铁固定盘23，第一磁铁固定盘23安装在一速电磁离合装置100的右侧，与皮带轮8相邻，并通过轴承二26与定轴13转动连接。第一磁铁固定盘23的直径小于风扇连接盘5的直径，即沿定轴13径向，第一磁铁固定盘23的外圆周面与风扇连接盘5的内圆周面之间存在间隙，第一磁铁固定盘23的外圆周面位于一速电磁离合装置100的外圆周面与风扇连接盘5内圆周面围成的内腔中。第一磁铁固定盘23右端面，即靠近皮带轮8的一侧端面通过第二弹片17固连第二吸合盘16，风扇连接盘5沿其轴向的内壁面与第一磁铁固定盘23左端面的相对位置上分别设有永磁体B25、导磁软板B24。永磁体B25、导磁软板B24位置可以互换，只要二者相对即可。

在定轴13的右端同轴固定装设有铁芯部件300，铁芯部件300镶嵌在皮带轮8内，并通过固定板15固定在定轴13上，不会转动。定轴13固定在支架28上。铁芯部件300包括铁芯和内嵌在铁芯内的线圈，铁芯部件300包括至少2个铁芯和2个线圈。具体地，铁芯部件300包括内嵌有线圈一10的铁芯一9和内嵌有线圈二12的铁芯二11，铁芯一9和铁芯二11在定轴13径向上从外到内并排布置，且铁芯一9和铁芯二11均与定轴13同轴。

优选的，皮带轮8左端面上，即皮带轮8靠近第一吸合盘7的一侧端面上设有若干个与定轴13同轴的环形导磁槽二81，若干个环形导磁槽二81沿皮带轮8的径向由内向外排布。环形导磁槽二81的作用是引导磁路，从而增大电磁吸力，若没有则电磁吸力偏小，导致皮带轮8和第一吸合盘7无法吸合。

本实施例的离合器有以下4个转速：

一速：①当线圈一10和线圈二12处于断电状态时，线圈元件3延时时间h通电，②当线圈二12处于断电状态时，线圈一10由通电变为断电，线圈元件3延时时间h通电，③当线圈一10处于断电状态时，线圈二12由通电变为断电，线圈元件3延时时间h通电。满足上述任一条件时，线圈元件3产生电磁吸力吸合吸合盘2，由于线圈元件3所在的铁芯元件4是固定在定轴13上的，因此，吸合盘2也被固定，与吸合盘2通过弹片1固连的风扇连接盘5，以及风扇连接盘5上连有的冷却风扇也一同被固定，此时，离合器做一速即零转速运转。

二速：①当线圈一10和线圈二12处于断电状态时，线圈元件3由通电变为断电，②当线圈一10和线圈元件3处于断电状态时，线圈二12由通电变为断电，③当线圈二12和线圈元件3处于断电状态时，线圈一10由通电变为断电。当满足上述任一条件时，离合器中的所有线圈均断电不起作用，所有吸合盘也均未被吸合，涡电流永磁柔性驱动装置200中的导磁软板A19与永磁体A20产生电涡流磁场驱动风扇连接盘5连有的冷却风扇为二速，即中速柔性运转。

三速：①当线圈一10处于断电状态时，线圈元件3由通电变为断电，线圈二12延时时间h后通电，②当线圈一10和线圈元件3处于断电状态时，线圈二12延时时间h后通电，③当线圈元件3处于断电状态时，线圈一10由通电变为断电，线圈二12通电。满足上述任一条件时，线圈二12产生电磁吸力吸合第二吸合盘16，皮带轮8因此带动第一磁铁固定盘23转动，第一磁铁固定盘23和风扇固定盘5上的涡电流永磁柔性驱动装置200永磁体B25、导磁软板B24之间产生电涡流磁场带动风扇连接盘5连有的冷却风扇转动。该情况下，第二吸合盘16被吸合后，相当于将皮带轮8与第一磁铁固定盘23固连，较二速增加了又增加了一处柔性驱动，因而大大改善了传动效果，提高了转速，此时，冷却风扇为三速，即中高速多柔性运转。

全速：①当线圈二12和线圈元件3处于断电状态时，线圈一10延时时间h后通电，②当线圈二处于断电状态时，线圈元件3断电，线圈一10延时时间h后通电；③当线圈元件3处于断电状态时，线圈二12由通电变为断电，线圈一10通电。满足上述任一条件时，线圈一10产生电磁吸力吸合第一吸合盘7，由此将皮带轮8与风扇连接盘5固连，皮带轮8不需经其他部件传动，而是直接带动风扇连接盘5转动，因此转速大大提高，此时，冷却风扇中速柔性运转为四速，即全速运转。

实施例2：

如图5所示，该实施例与实施例1的区别在于：风扇连接盘5内未设置实施例1中的第一磁铁固定盘23，铁芯部件300包括铁芯一9和内嵌在铁芯一9里的线圈一10。与四速离合器4个转速情况同理，由于缺少了第一磁铁固定盘23以及相应的永磁体B25、导磁软板B24，所以，本实施例的离合器具有以下3个转速：

一速：①线圈元件3延时时间h通电，②线圈一10断电，线圈元件3延时时间h通电。当满足上述任一条件时，线圈元件3产生电磁吸力吸合吸合盘2，冷却风扇为一速，即零转速运转。

二速：①线圈一10处于断电状态，线圈元件3由通电变为断电，②线圈元件3处于断电状态，线圈一10由通电变为断电。满足上述任一条件时，导磁软板A19与永磁体A20产生电涡流磁场驱动风扇连接盘5连有的冷却风扇做二速，即中速柔性运转。

全速：①线圈元件3处于断电状态，线圈一10延时时间h后通电，②线圈元件3断电，线圈一10延时时间h后通电。线圈一10通电产生电磁吸力吸合第一吸合盘7，冷却风扇全速运转。

实施例3：

如图6所示，该实施例3与实施例1的区别在于，在保持功能完全相同的情况下，将实施例1中的永磁体B25、导磁软板B24的位置做了变化，在风扇连接盘5沿径向的内壁与第一磁铁固定盘23沿径向的相应位置分别设有位置相对的永磁体C30、导磁软板C31，导磁软板C31内嵌于第一磁铁固定盘23内，永磁体C30位于其外部，永磁体C30、导磁软板C31在第一磁铁固定盘23的径向上由外向内布置。与实施例1同理，永磁体C30、导磁软板C31的位置也可以互换，互换后功能不变。

实施例4：

如图7所示，该实施例与实施例1的区别在于，在实施例1的基础上增加了实施例3中的永磁体C30、导磁软板C31，因而增加了一个电涡流磁场，改善了驱动效果，提高了三速运行速度，同时减少了全速运行时间，因而更加节能。

实施例5：

如图8所示，作为一种变形，该实施例5与实施例1的区别在于，本实施例的离合器不直接连接冷却风扇，离合器还包括壳体33，定轴13固定在壳体33上，壳体33固定在支架28上，铁芯部件300固定在壳体33上。该结构的离合器有效减小了离合器的轴向距离，以便适用于空间较小的工作环境。风扇连接盘5左端面的连接件为连接盘二34，该连接盘34用于可换向的冷却风扇的间接驱动，可以和风扇连接盘5为一体式结构。同时，为了便于装配，本实施例对实施例1中铁芯部件300也做了变形，铁芯一9与铁芯二11一体成型，形成一个铁芯四32，铁芯四32在定轴13径向上并列有内外两个与定轴13同轴的内腔，线圈四321嵌入靠内的内腔中，线圈五322嵌入靠外的内腔中。上述变形后的铁芯部件300和实施例1作用原理相同。

实施例6：

如图9所示，该实施例与实施例1的区别在于，离合器还包括第二磁铁固定盘41、第三吸合盘43，第三弹片44和固定盘35。风扇固定盘5内腔固设有与其同轴的固定盘35，固定盘35外圆周面与风扇固定盘5内壁固连且位于第一磁铁固定盘23右侧。固定盘35位于第二磁铁固定盘41与皮带轮8之间。固定盘35与第一磁铁固定盘23之间设置有第二磁铁固定盘41，固定盘35与第二磁铁固定盘41之间存在间隙。第二磁铁固定盘41和第一磁铁固定盘23通过复合轴承40与定轴13转动连接，第一磁铁固定盘23与复合轴承40的中环401固连，第二磁铁固定盘41与复合轴承40的外环402固连。

第二磁铁固定盘41外侧端面即靠近固定盘35一侧的壁面上设永磁体D42，固定盘35上设与永磁体D42相对的导磁软板D36，导磁软板D36嵌入固定盘35内，永磁体D42、导磁软板D36位置相对且间隙布置，与实施例1中的导磁软板A19、永磁体A20一样，永磁体D42、导磁软板D36位置可互换。

第二吸合盘16通过第二弹片17与第二磁铁固定盘41固连，第三吸合盘43通过第三弹片44与复合轴承40的中环401固连。

铁芯部件300包括内嵌有线圈一10的铁芯一9、内嵌有线圈二12的铁芯二11和内嵌有线圈三39的铁芯三38，铁芯一9、铁芯二11和铁芯三38在定轴13径向上从外到内并排同轴布置。

本实施例通过增加第二磁铁固定盘41及相关部件，增加了一处吸合连接点(第三吸合盘43与中环401)、一个电涡流磁场(由永磁体D42和导磁软板D36产生)，本实施例的离合器转速情况与实施例1的4个转速情况同理，此处不赘述。本实施例的离合器增加了一级传动机构，转速又多了一种变化，产生了五个转速，因此，本实施例的五速离合器转速更加可控，且有效地减小了不同工作档位的转速差，使离合器运行平稳，对相关部件冲击小、磨损小。

实施例7：

如图10所示，实施例7与实施例3的区别在于，风扇固定盘5内腔固设有与其同轴的固定盘35，固定盘35位于第一磁铁固定盘23与皮带轮8之间，沿风扇固定盘5的径向，固定盘35的外圆周面与风扇固定盘5内壁面固连且位于第一磁铁固定盘23的右侧，固定盘35与第一磁铁固定盘23之间存在间隙，固定盘35上固设有永磁体E37，永磁体E37、导磁软板C31位置相对。固定盘35用于安装永磁体E37，永磁体E37的安装可增加磁力，从而提高转速。作为该实施例的一种变形，如图11、图12所示，永磁体C30、导磁软板C31位置互换，此时固定盘35上的永磁体E37需要更换为导磁软板D36。

实施例8：

如图13所示，实施例8与实施例1的区别在于，一速电磁离合装置100前置于风扇连接盘外端面，即一速电磁离合装置100装设于风扇固定盘5的外部远离皮带轮8的左侧端面上。风扇固定盘5内腔空间有限，不便作业，将一速电磁离合装置100装设于风扇固定盘5外部为安装操作提供了极大的便利，更有利于生产装配。沿定轴13的轴向自左向右顺序安装有铁芯元件4、线圈元件3、吸合盘2和弹片1。吸合盘2通过弹片1固定安装在风扇连接盘5的左侧外端面，内嵌有线圈元件3的铁芯元件4与吸合盘2之间存在间隙，铁芯元件4固定安装在定轴13上。

实施例9：

如图14所示，本实施例与实施例1的区别在于，风扇连接盘5与皮带轮8相邻的一侧即右侧固连连接盘一47。这样，连接盘一47的左端面与风扇连接盘5固连。连接盘一47与皮带轮8相邻的一侧即右侧通过第一弹片6固连第一吸合盘7，连接盘一47内部固连铁盘49，具体地，连接盘一47的中间内壁面与铁盘49固连。铁盘49右侧固连铝盘48。第一磁铁固定盘23位于连接盘一47内。

还包括传动盘50，传动盘50通过法兰盘46固连在皮带轮8靠近风扇连接盘5的一侧，这样，法兰盘46的左侧端面与传动盘50固连，右侧端面与皮带轮8固连。第一磁铁固定盘23靠近传动盘50的一侧端面上通过第二弹片17固连第二吸合盘16。优选的，传动盘50靠近第一吸合盘7的一侧端面上设有若干个与定轴13同轴的环形导磁槽一501，若干个环形导磁槽一501沿传动盘50的径向由内向外排布。

涡电流永磁柔性驱动装置200包括：

设置在传动盘50与连接盘一47之间的永磁体A20与导磁软板A19，传动盘50靠近风扇连接盘5的一侧固连有散热盘18，导磁软板A19嵌入散热盘18内，连接盘一47右端面上装设永磁体A20，永磁体A20与导磁软板A19位置相对且间隙布置，永磁体A20、导磁软板A19位置可互换；

设置在铝盘48与第一磁铁固定盘23之间的永磁体B25与导磁软板B24，永磁体B25装设在铝盘48上，导磁软板B24嵌入第一磁铁固定盘23内，永磁体B25、导磁软板B24位置相对且间隙布置，永磁体B25、导磁软板B24位置可互换，

铁芯部件300与定轴13固连，包括内嵌有线圈一10的铁芯一9，和内嵌有线圈二12的铁芯二11，铁芯一9、铁芯二11在定轴13的径向上从外到内并排同轴布置，铁芯一9与第一吸合盘7之间存在间隙且能够与第一吸合盘7吸合，铁芯二11与第二吸合盘16之间存在间隙且能够与第二吸合盘16吸合。

另外，本实施例中，定轴13轴向开凹槽131，铁芯元件4、铁芯一9、铁芯二11内的导线通过凹槽131导出。

为了满足大扭矩设计要求，需要增大一速电磁离合装置100中线圈元件3的体积，因此增加连接盘一47，避免了风扇固定盘5自身体积过大、轴向尺寸过长。同时，其他实施例中的连接盘二34和风扇连接盘5为一体式结构时加工不便，而通过增加连接盘一47还使离合器便于加工和装配。另外，客车用离合器的定轴13需安装在支架28上，为了避免第一磁铁固定盘23轴向上长度过长，使离合器在空间上布置更加合理、结构更加紧凑、便于装配，同时满足柔性驱动的需要，本实施例增加了铁盘49、铝盘48，铝盘48用于安装永磁铁B25，铁盘49与永磁铁B25吸合，从而固定永磁铁B25，同时缩短了磁路。还有，其他实施例中的皮带轮8为一体式结构，本实施例中皮带轮8则增加了传动盘50和法兰盘47，这样的离合器主要为客车用电磁离合器，能够极大地满足客车冷却风扇和皮带轮轴向距离较大的结构要求。综上，其他实施例的离合器更适用于工程机械和卡车，而本实施例的离合器则更加适用于客车。

如图16所示，用于本发明安全式四速电磁风扇离合器的控制装置，包括温度传感器、转速传感器、压力传感器、电控模块、智能节油控制模块和电磁风扇离合器，上述组成部分可以是单独的模块，也可以植入发动机的ECU中。ECUElectronic Control Unit电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等，从用途上讲则是汽车专用微机控制器，它和普通的电脑一样，由微处理器CPU、存储器ROM、RAM、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

温度传感器用于实时监测发动机水温、中冷器温度、传动油温度、液压油温度等温度控制参数，并将上述各温度信息t发送到智能节油控制模块；

压力传感器用于实时监测压力控制参数，即空调压缩机压力p，并将该压力信息发送到智能节油控制模块；

转速传感器用于实时监测转速控制参数，即空调压缩机转速v、发动机转速V，并将该转速信息发送到智能节油控制模块；

电控模块用于记录发动机水温保持不变持续的时间T，并将该时间信息发送到智能节油控制模块；

智能节油控制模块一端与温度传感器、转速传感器、压力传感器、电控模块连接，另一端与安全式四速电磁风扇离合器连接，用于接收温度传感器、转速传感器、压力传感器和电控模块发送的信号并进行判断，并根据判断结果发送通断电信号至一速电磁离合装置100、铁芯部件300以控制离合器的工作档位。

结合图17所示，下面以n速离合器为例对利用上述控制装置对本发明安全式四速电磁风扇离合器进行控制的方法进行说明，其中，n为离合器的工作档位级数，即转速级数，且n为大于1的整数，n速离合器即指具有1、2、3、……n个转速的离合器。

n速离合器控制方法，包括以下步骤：

①监测以下控制参数并将其发送至智能节油控制模块：

温度传感器监测各个温度传感器实时监测到的温度t，单位℃；

转速传感器监测空调压缩机的实时转速v，单位r/min，以及发动机的实时转速V，单位r/min；

压力传感器监测空调压缩机压力p，单位Mpa；

电控模块监测发动机水温保持不变持续的时间T，单位min；

②在智能节油控制模块中预设如下设定值：

每个温度控制参数相对应的(n-1)级吸合温度K1，K2，K3……K(n-1)和(n-1)级断开温度k1，k2，k3……k(n-1)，其中，k1<K1<k2<K2<k3<K3……<k(n-1)<K(n-1)，单位℃；

空调压缩机相对应的n级转速，v1，v2，v3……vn，单位r/min，其中v1<v2<v3……<vn。

发动机相对应的n级转速，V1，V2，V3……Vn，单位r/min，其中V1<V2<V3……<Vn；

空调压缩机压力值P，单位Mpa；

发动机水温保持不变持续的时间T＇，单位min；

③将步骤①中的空调压缩机压力p与步骤②中的设定值空调压缩机压力值P进行比较，p＞P时，智能节油控制模块控制电磁风扇离合器全速运转。

④在步骤③中，p＜P时，将步骤①中的其他监测值与步骤②中的设定值进行比较，智能节油控制模块根据比较结果并结合发动机实时转速值V情况控制线圈元件3、线圈一10、线圈二12，线圈(n-2)的通断电，进而控制离合器的工作档位，工作档位即一速、二速、三速……n速等转速，其中m为整数变量，且1≦m＜n：

⑴发动机启动时，智能节油控制模块控制线圈元件3通电；

⑵任一温度传感器传递的温度值t升高到其对应的吸合温度Km或空调压缩机转速v升高到v(m+1)值时，智能节油控制模块根据发动机实时转速值V处于(0～V1)、(V1～V2)、(V2～V3)、……(Vn-1～Vn)的不同范围来智能控制线圈元件3、线圈一10、线圈二12，线圈(n-2)的通断电，进而控制电磁风扇离合器的工作档位，使离合器在一速、二速、三速……n速间切换；

⑶任一温度传感器传递的温度值t降温到其相对应的断开温度km或空调压缩机转速v降低到vm值时，智能节油控制模块根据发动机实时转速值V处于(0～V1)、(V1～V2)、(V2～V3)、……(Vn-1～Vn)的不同范围来智能控制线圈元件3、线圈一10、线圈二12，线圈(n-2)的通断电，进而控制电磁风扇离合器的工作档位，使离合器在一速、二速、三速……n速间切换；

⑷发动机水温保持不变的持续时间T等于预设时间T＇(T＇可为10～30min)时：

电磁风扇离合器的转速≥二速，则智能节油控制模块控制电磁风扇离合器转速降低一级；

电磁风扇离合器的转速为一速，则智能节油控制模块控制电磁风扇离合器转速保持不变。

可见，上述n速离合器的控制原理为：

智能节油控制模块接受温度传感器、压力传感器、转速传感器传输的信号，判断各控制参数的温度值或空调压缩机转速是否达到预设值，若达到预设值，则判断发动机转速的范围，并发送给电磁风扇离合器线圈通断的信号，控制电磁风扇离合器转速。具体地，若温度传感器检测到的温度t达到的吸合温度或空调压缩机实时监测的转速级别低，且发动机转速达到的转速范围级别低，则电磁离合器全速运转；若发动机达到的转速范围级别高，则电磁离合器低工作档位运转。若温度传感器检测到的温度t达到的吸合温度级别或空调压缩机实时监测的转速位于中间级别，且发动机转速达到的转速范围级别低，则电磁离合器全速运转；若发动机达到的转速范围级别高，则电磁离合器中等工作档位运转。若温度传感器检测到的温度t达到的吸合温度或空调压缩机实时监测的转速级别高，且发动机转速达到的转速范围级别低，则电磁离合器全速运转；若发动机达到的转速范围级别高，则电磁离合器中高工作档位运转。

上述控制装置及控制方法通过传感器对各个参数进行监测并将监测到的参数信息传递给智能节油控制模块，若空调压缩机压力大于设定值，则电磁风扇离合器全速运转。当任一温度控制参数或空调压缩机转速满足设定值，则根据发动机的实时转速控制电磁风扇离合器工作档位。若发动机水温保持时间T不变，则电磁风扇离合器转速自动降低一级。该控制装置及控制方法根据不同工况智能调节电磁风扇离合器的工作档位，进一步提高了节能效果，冷却风扇转速变化平稳可靠，减少了对发动机和电磁风扇离合器冲击，降低了冷却风扇工作噪音，延长了冷却风扇和电磁风扇离合器寿命，并且发动机处于最佳的工作状态。

当n＝4时，如图1、图6、图7、图8、图10、图13所示，铁芯部件300均有2个线圈，因此，上述各图均为四速离合器。四速离合器的控制装置及控制原理均与n速离合器相同，只是相关控制参数的设置根据不同发动机及发动机厂家要求做适应变化即可。

例如，四速离合器涉及以下参数：

监测值：

各个温度传感器实时监测到的温度值t，单位℃；

空调压缩机的实时转速v，以及发动机的实时转速V，单位r/min；

空调压缩机压力p，单位Mpa；

发动机水温保持不变持续的时间T，单位min。

设定值：

每个温度控制参数相对应的一级吸合温度值K1，二级吸合温度值K 2，三级吸合温度值K3，一级断电温度值k1，二级断电温度值k2，三级断电温度值k3，单位℃，其中，k1<K1<k 2<K2<k3<K3；

空调压缩机4级转速值v1，v2，v3，v4，以及发动机的4级转速值V1，V2，V3，V4，单位r/min，其中，v1<v2<v3<v4，V1<V2<V3<V4；

m为整数变量，且1≦m＜4；

空调压缩机压力值P，单位Mpa；

发动机水温保持不变持续的时间T＇，单位min。

由四速离合器转速判定原理及控制方法可知，其包括以下10个工作状态，以下状态中，时间h为1～2s，具体地，可设定为2s：

1)发动机启动时，皮带轮8带动散热盘18一同转动，由于发动机本身温度低不需要冷却风扇降温，线圈元件3通电产生电磁吸力与吸合盘2吸合，铁芯元件4固定在定轴13上，冷却风扇一速零转速运转。

2)当空调压缩机转速v升高到其对应的第二转速v2或任一温度控制参数的值上升为其对应的一级吸合温度值K1时：

①发动机转速在0～V1范围内，则智能节油控制模块根据上述全速要求对离合器的工作档位进行控制，智能节油控制模块控制线圈元件3、线圈二12断电，线圈一10延时h后通电，线圈一10产生电磁吸力吸合第一吸合盘7，使其随皮带轮8转动，由于第一吸合盘7通过第一弹片6与风扇连接盘5固连，且风扇连接盘5上又连接冷却风扇，因此，冷却风扇被驱动全速转动，即四速离合器做全速运转；

②发动机转速在V1～V2范围内，则智能节油控制模块根据上述三速要求对离合器进行控制，线圈元件3断电，线圈二12延时h后通电，线圈二12产生电磁吸力吸合第二吸合盘16，使其随皮带轮8转动，同时带动与第二吸合盘16固连的第一磁铁固定盘23转动，此时在第一磁铁固定盘23内腔端面设有的导磁软板B24与相对应的风扇连接盘5端面连有的若干块永磁体B25产生电涡流磁场，带动冷却风扇做三速中高速双柔性运转，即四速离合器做三速运转。实际上，二速和三速都可满足本工况要求，所以本工况可设置为二速也可设置为三速，当设置为二速时，线圈一10、线圈元件3、线圈二12均断电，若工况比较恶劣，则各个温度控制参数温升稍快，很快会达到下述3)的工况；若工况较良好，则会维持在二速运转，更节能。所以，工况良好时设置为二速，工况恶劣时设置为三速，以下两种速度的情况均为这种原因，重点在于根据车型所适用的工况灵活选择。

同理，③若发动机转速在V2～V3范围内，则智能节油控制模块根据二速要求对离合器的线圈通断电进行控制，线圈一10、线圈元件3、线圈二12均断电，皮带轮8带动连有导磁软板A19的散热盘18转动，与散热盘18成间隙相对应的永磁固定块21上装有的6块永磁体A20与导磁软板A19之间产生电涡流磁场，驱动风扇连接盘5连有的冷却风扇作中速柔性转动，冷却风扇做二速中速运转，即四速离合器做二速运转。此种情况可能由工作状态1)直接变为工作状态2)的③，也可由工作状态2)的②变为③，所以各个线圈的通电状态需要根据不同情况调整，它由上述造成四速离合器转换为二速的几种情况的任一种变化而来。

同理，④若发动机转速在V3～V4范围内，则智能节油控制模块根据上述二速要求对离合器进行控制，冷却风扇二速中速运转，即四速离合器做二速运转。

以下3)～7)工作状态与上述2)同理，故仅列出离合器转速情况，具体线圈通断电根据不同工况转速需求控制即可。

3)当空调压缩机转速v升高到其对应的第三转速v3或任一温度控制参数的值升高到其对应的二级吸合温度值时K2：

①若发动机转速在0～V1范围内，冷却风扇全速运转，即四速离合器做全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，冷却风扇三速或全速运转，即四速离合器做三速或全速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，冷却风扇三速运转，即四速离合器做三速运转；

④若发动机转速在V3～V4范围内，冷却风扇二速或三速运转，即四速离合器做二速或三速运转。

4)当空调压缩机转速v升高到其对应的第四转速v4或任一温度控制参数的值升高到其对应的三级吸合温度值K3时：

①若发动机转速在0～V1范围内，冷却风扇全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，冷却风扇全速运转；

③若发动机转速在V3～V4，冷却风扇三速或全速运转；

④若发动机转速在V3～V4范围内，冷却风扇三速或全速运转。

5)当空调压缩机转速v降低到其对应的第三转速v3或任一温度控制参数的值降到其对应的三级断电温度值k3时：

①若发动机转速在0～V1范围内，冷却风扇全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，冷却风扇三速或全速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，冷却风扇三速运转；

④若发动机转速在V3～V4范围内，冷却风扇三速或二速中速运转。

6)当空调压缩机转速v降低到其对应的第二转速v2或任一温度控制参数的值降到其对应的二级断电温度值k2时：

①若发动机转速在0～V1范围内，冷却风扇全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，冷却风扇二速或三速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，冷却风扇二速运转；

④若发动机转速在V3～V4范围内，冷却风扇二速中速运转。

7)当空调压缩机转速v降低到其对应的第一转速v1或任一温度控制参数的值降到其对应的一级断电温度值k1时，冷却风扇一速零转速运转；

8)在1)～7)工作状态中，发动机水温保持时间T无变化时：

①当离合器转速≥二速时，智能节油控制模块控制发动机转速降低一级；

②当离合器转速为一速时，发动机转速保持不变。

9)在1)～8)工作状态中，空调压缩机压力大于设定压力值P时，智能节油控制模块根据上述全速要求控制四速离合器全速运转。

10)若线圈全部断电，离合器可以在二速中速下运转。

本发明的离合器冷启动时，由于发动机本身温度低不需要冷却风扇降温，线圈元件3通电，产生电磁吸力与吸合盘2结合，进而使铁芯元件4与吸合盘2吸合，由于铁芯元件4被固定在定轴13上，因此，吸合盘2也被固定，进而，与吸合盘2固连的风扇连接盘5，以及风扇连接盘5上的冷却风扇一起被固定，此时，冷却风扇做一速零转速运转，实现了真正的零速。根据上述4个转速要求，当发动机水温达到设定值时，智能节油控制模块控制线圈元件3断电，电磁吸力消失，吸合盘2和铁芯元件4断开，风扇连接盘5失去制约，受力可以转动，皮带轮8带动连有导磁软板A19的散热盘18转动，导磁软板A19与风扇连接盘5上的永磁体A20产生电涡流磁场，带动风扇连接盘5连有的冷却风扇转动做柔性驱动，此时，冷却风扇做二速中速运转。同理，当水温继续升高为设定值时，线圈二12延时2s通电，吸合第二吸合盘16，使与第二吸合盘16固连的第一磁铁固定盘23在皮带轮8带动下转动，此时，在第一磁铁固定盘23内腔端面设有的导磁软板B24与风扇连接盘5上的若干块永磁体B25产生电涡流磁场，驱动冷却风扇由二速中速柔性驱动运转切换为三速中高速双柔性驱动运转。同理，当水温继续升高到设定值时，线圈一10通电，产生电磁吸力吸合第一吸合盘7，由于第一吸合盘7与风扇连接盘5固连，所以，风扇连接盘5连有的冷却风扇在皮带轮8带动下全速转动。

如图15所示，上述四速离合器中的冷却风扇在二速中速时转速达到了全速的40％～65％，满足了中速冷却要求，在三速时转速达到了全速70％～90％，满足了高速冷却的需求。现有的两种三速离合器均无法实现零转速，双柔性电磁风扇离合器的一速最大只达到了全速25％～40％，二速只达到了全速的50％～70％，所以，该种离合器的一速相当于本发明的四速离合器的二速，该种离合器的二速则仅相当于本发明四速离合器的三速。

本发明的离合器在中高速状态下可以对发动机进行正常降温，明显减少了冷却风扇在三速和全速之间的切换频率，同时降低了工作噪音，减少了对发动机连接件和电磁风扇离合器的冲击震动磨损。而且，在上述各个线圈全部断电或车辆不能及时停车，或者其他暂时不允许停车的复杂情况下，本发明的离合器可以在无电源的情况下，在二速中速柔性驱动下工作。

三速离合器的控制参数、参数设置要求、设置方法均和n速、四速相同，而且控制方法也和n速、四速离合器相同，故此处不赘述。

三速离合器工作原理同四速离合器相同，由此可知，三速离合器包括以下8个工作状态：

1)发动机启动时，离合器一速零转速运转；

2)当空调压缩机转速v升高到其对应的第二转速v2或任一温度控制参数的值上升为其对应的一级吸合温度值K1时：

①若发动机转速在0～V1范围内，三速离合器全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，三速离合器二速或全速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，三速离合器二速运转；

3)当空调压缩机转速v升高到其对应的第三转速v3或任一温度控制参数的值升高到其对应的二级吸合温度值K2时：

①若发动机转速在0～V1范围内，三速离合器全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，三速离合器全速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，三速离合器二速或全速运转；

4)当空调压缩机转速v降低到其对应的第二转速v2或任一温度控制参数的值降到其对应的二级断电温度值k2时：

①若发动机转速在0～V1范围内，三速离合器全速运转；

②若发动机转速在V1～V2范围内，三速离合器二速或全速运转；

③若发动机转速在V2～V3范围内，三速离合器二速运转；

5)当空调压缩机转速v降低到其对应的第一转速v1或任一温度控制参数的值降到其对应的一级断电温度值k1时，三速离合器一速零转速运转；

6)1)～5)中，当发动机水温保持时间T不变时：

①离合器转速≥二速，发动机转速降低一级；

②离合器转速为一速，发动机转速保持不变。

7)在1)～6)中，若空调压缩机压力值>设定的压力值P时，三速离合器全速运转。

8)若线圈全部断电，三速离合器在二速柔性驱动下安全运转。

由上述内容可知，本发明的离合器及其控制装置、控制方法采用就高原则、主动降档节能选择、智能工况原则控制离合器的转速。所述就高原则即当任一控制参数满足要求时，根据发动机转速不同控制离合器线圈的通断电。所述主动降档节能原则即若发动机水温持续T时间不改变，则智能控制对离合器的转速降档，以减少功率消耗。所述智能工况原则即离合器可智能控制达到最优的工作转速和最节能的工作状态。

基于此，本发明的离合器实现了静态冷启动时为一速零速运转，二速为中速安全式柔性驱动，三速为中高速多柔性驱动，四速为全速驱动，减少了冷启动时的功率损失，减少了中、高速切换转速滑差和切换次数，同时还实现了无电源安全运行。另外，本发明的离合器通过对离合器内部各部件的特殊布局实现了离合器轴向尺寸的紧凑性，达到了复杂结构小型化的目的，极大地方便了用户的安装使用。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。