一种硅油风扇离合器的制作方法

本实用新型涉及一种离合器，尤其涉及一种硅油风扇离合器。

背景技术：

汽车领域使用的离合器主要包括摩擦式离合器、液力耦合器和电磁离合器几种，而其中硅油离合器作为液力耦合器中的一种，因其具有柔性传动功能、能够在动力机运行中通过调节离合器工作腔的充液量而改变输出力矩和输出转速、减缓冲击和隔离扭振等功能，而被广泛应用于汽车领域。然而，根据有关研究资料表明，使用目前市面上的硅油风扇离合器致使在汽车发动机散热上的耗能占比总耗能的5％-10％，实际上在汽车动力机工作的大部分时间和工况下并不需要对动力机进行散热，比如在寒冷天气或者在冷车刚启动时。因此，如何实现硅油离合器有效地控制工作机在适当条件下运行，以降低能耗、确保风扇在仅需要工作的情况下才开始运行，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

电控硅油风扇离合器的一般工作原理为：当阀片机构接收PWM脉冲开启信号后，阀片打开进油孔，储油室中的硅油将在离心力的作用下经由进油孔进入到工作腔的迷宫槽处，由于硅油的粘性较大，硅油的粘性剪切力促使离合器的前盖板和后壳体跟随主动板旋转，进而驱动固定在后壳体上的风扇旋转；工作腔的迷宫槽处硅油越多，离合器传递的力矩越大，离合器的滑差也越小，相应风扇的转速也越高，风量增大；当阀片机构接收PWM脉冲关闭信号后，阀片关闭进油孔，储油室中的硅油不再进入工作腔的迷宫槽处，同时工作腔的迷宫槽处的硅油却在离心力作用下通过回油通道回流到储油室，这样工作腔迷宫槽处的硅油减少，离合器传递的力矩变小，滑差增大，风扇转速降低，风量减 小。

一般地，在动力机处于静止状态(停车或者冷车状态)时，电控硅油风扇离合器储油腔的出油孔一般为开放状态即阀片打开储油腔的出油孔，硅油由于重力作用处于储油腔的下部甚至通过出油孔或者其他储油腔的缝隙流向离合器工作腔的下部。当动力机刚刚开始运转(冷车刚刚启动)时，离合器主动轴的转速比较低，离心力较小，位于离合器工作腔下部的硅油回油动力缺乏，回油量不多，离合器基本没有滑差从而导致工作机运转。而在冷车刚刚启动的情况下，为降低冷车磨耗、避免工作机运转产生而不必要的能耗，离合器储油腔中的硅油最好不要在动力机静止状态时流入离合器工作腔。

目前现有技术的情况如下：2017年1月11日授权公告的题为：一种新型电控硅油离合器，授权公告号为CN205876473U的实用新型专利，公开了一种新型电控硅油离合器，包括前盖1、后盖6、主动盘5、法兰盘7、电控螺线管总成8、控制阀杆2，所述前盖1和后盖6刚性连接，所述主动盘5位于前盖1和后盖6之间并连接在法兰轴7上，所述后盖6和法兰轴7之间设置有后盖轴承3，所述法兰轴7装配在发动机上，所述电控螺线管总成8位于在后盖6后侧，其特征在于：所述主动盘5上布置有工作腔环齿9和环形的储油腔4，所述储油腔4上盖有分开盘10，所述主动盘5上周向均匀布置有多个导油槽53，所述储油腔4内开有第一出油孔51，硅油58经过第一出油孔51进入工作腔环齿9，靠近第一出油孔51处设置有堵油凸台55，所述储油腔4连通有回油孔56，所述回油孔56通过回油压力泵57将硅油58送回储油腔4。所述回油孔56位于主动盘5内，所述回油孔56的一端连接储油腔4，所述回油孔56的另一端延伸至主动盘5外缘，所述回油压力泵位于主动盘5的外缘上。该实用新型所提供的技术方案存在的问题在于：储油腔中没有设置用于引导硅油进、出储油腔的周向通道。在动力机处于静止状态(停车或者冷车状态)时，离合器储油腔中的硅油由于重力作用处于储油腔的下部甚至很容易地通过出油孔或者其他储油腔的缝隙流向离合器工作腔，当冷车刚刚启动时，离合器的转速比较低， 离心力较小，位于离合器工作腔下部的硅油回油动力缺乏，回油量不多，离合器基本没有滑差从而导致工作机运转产生不必要的能耗、加速冷车的磨耗。需要指出的是：在冷车状态下，加之重力作用，当离合器储油腔的出油孔位置刚好与储油腔中硅油液位持平或者高于储油腔中硅油液位，此时即使阀片打开，硅油也不会从储油腔的出油孔处流入离合器工作腔，但这种情况出现的时间很短，在离合器运转的整个过程中影响不大。

2012年7月18日公告的题为：高效导流式电控硅油风扇离合器，申请公布号为CN102588064A的发明专利申请，公开了一种高效导流式电控硅油风扇离合器总成，包括主动轴2、壳体6、主动板7、从动板10、前盖12，在该壳体6上装有风扇16，在该主动轴2上装有电磁阀组件3，其特征在于：在所述主动板7上、并靠近主动轴2处装有导磁片11，在所述主动板7上、并与从动板10之间设有储油腔，在所述前盖12内设有与该储油腔9相通的循环油路17，在所述壳体6与主动板7之间、前盖12与主动板7之间设有与所述储油腔9、循环油路17相通的工作腔18。本发明所提供技术方案存在的问题与上述相似。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种能够有效控制和引导硅油进出储油腔、避免冷车启动时或者天气寒冷时因硅油漏入工作腔而导致工作机运转产生不必要的能耗、降低冷车磨耗、提高离合器反应能力、降低汽车整体能耗的硅油风扇离合器。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案主要包括：

一种硅油风扇离合器，包括主动轴、与所述主动轴相连接的主动板、阀片机构、与所述主动板相配合的从动板以及储油室，所述主动板上设置有进油孔，所述阀片机构包括阀片，所述阀片的一端与所述主动板上的进油孔相配合，所述储油室包括隔板以及设置在所述主动板上的储油槽，所述储油槽中设置有与所述进油孔相连通的进油道，所述进油道沿离合器周向方向延伸长度大于零。所述进油道独立设置于所述储油槽中，其中所述进油道的道壁不与储油槽相连 通。优选地，所述进油道呈管状，且所述进油道的管道直径与所述进油孔的直径长度相等；或者所述进油道呈矩形槽体，且所述进油道的矩形槽体宽度与进油孔的直径长度相等。所述进油道的延伸方向不限于仅沿离合器周向方向延伸，如所述进油道还可以沿离合器轴向和/或径向方向延伸，所述进油道沿离合器周向方向延伸长度大于零。其中，所述进油道沿离合器周向方向延伸长度为储油槽周向方向周长的四分之一到二分之一之间，或者所述进油道的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。优选地，所述储油槽呈环形槽状，所述进油道仅沿所述储油槽外环壁周向延伸，所述进油道整体呈圆弧形，所述进油道沿所述储油槽外环壁周向延伸长度为储油槽外环周长的四分之一到二分之一之间，或者所述进油道的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。

其中，所述主动板和/或所述隔板上设置有回油孔，所述储油槽中设置有与所述回油孔相连通的回油道，所述回油道沿离合器周向方向延伸长度大于零。所述回油道独立设置于所述储油槽中，其中所述回油道的道壁不与储油槽相连通。优选地，所述回油道呈管状，且所述回油道的管道直径与所述回油孔的直径长度相等；或者所述回油道呈矩形槽体，且所述回油道的矩形槽体宽度与回油孔的直径长度相等。所述回油道的延伸方向不限于仅沿离合器周向方向延伸，如所述回油道还可以沿离合器轴向和/或径向方向延伸，所述回油道沿离合器周向方向延伸长度大于零。

其中，所述回油道沿离合器周向方向延伸长度为储油槽周向方向周长的四分之一到二分之一之间，或者所述回油道的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。优选地，所述储油槽呈环形槽状，所述回油道仅沿所述储油槽内环壁周向延伸，所述回油道整体呈圆弧形，所述回油道沿所述储油槽内环壁周向延伸长度为储油槽内环周长的四分之一到二分之一之间，或者所述回油道的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。

其中，所述主动板上设置有限位凸台，所述隔板与所述主动板上的限位凸 台相配合并用以封闭所述储油槽，所述储油室仅容留出所述进油孔和所述回油孔。优选地，所述储油槽呈环形槽状，所述隔板呈圆环形，所述隔板的形状与所述储油槽相配合，所述隔板将所述储油槽的顶部封闭，防止硅油从储油室中进油孔、回油孔之外的缝隙中渗漏到离合器工作腔中，所述隔板的外缘与所述储油槽外环壁顶部相连接，并且所述隔板的内缘与所述限位凸台相连接。优选地，所述隔板的外缘焊接在所述储油槽外环壁顶部、所述隔板的内缘与所述限位凸台相焊接。

其中，所述主动板和/或所述从动板上设置有回油通道，所述回油通道与所述回油孔相连通。所述主动板和所述从动板上均设置有迷宫槽，所述回油通道容置于所述主动板和/或从动板内部，且所述回油通道的径向跨度大于迷宫槽的径向跨度。优选地，所述回油通道包括主回油通道和副回油通道，所述回油通道呈管状，所述回油通道的管道直径与所述回油孔直径相等，所述副回油通道包括导回通道和接入通道，所述导回通道与所述主回油通道相靠接，所述接入通道与所述导回通道相连通，所述接入通道与所述回油孔相连通。当硅油通过所述回油通道回流时，容易在回油通道中形成一个阻抗硅油回流的压强，通过所述主回油通道和导回通道相靠接设置，这个压强可以在主回油通道的尾部得到缓解，更有利于回油。

其中，所述回油通道沿离合器径向方向延伸。所述回油通道可以设置为沿离合器径向方向延伸，也可以设置为与离合器径向方向呈一定夹角。优选地，所述主回油通道沿离合器径向方向延伸。

其中，所述主动板上设置有至少一通孔。所述通孔使得硅油在所述主动板的两个工作侧面之间相互穿梭，优选地，所述通孔包括甩油孔、缝隙过油孔和迷宫槽过油孔，所述甩油孔设置在主动板上迷宫槽所在位置，其数量为五个，所述缝隙过油孔设置在主动板上储油室和迷宫槽所在的工作腔之间，其数量为三个，所述迷宫槽过油孔为一个。所述缝隙过油孔的位置和甩油孔的结构使得硅油容易在主动板近轴心位置从主动板与后壳体接合侧面运动到主动板与前盖 板接合侧面，而不容易在主动板远轴心位置从主动板与后壳体接合侧面运动到主动板与前盖板接合侧面。当离合器运转时，由于位于主动板迷宫槽中远轴心位置的硅油所受到的离心力较位于主动板迷宫槽中近轴心位置的硅油所受到的离心力大，硅油可以更容易地被甩到主动板外端面上，有利于回油。

其中，所述主动板外端面上设置有刮油块，所述刮油块与所述回油通道的入油孔相配合。优选地，所述刮油块与所述主动板外端面固接或者所述刮油块与所述主动板一体成型。根据流体动力学原理，所述主动板在运转过程中，所述刮油块的前部形成一个低压区即在刮油块的前部形成一个泵力，使硅油容易通过入油孔进入到回油通道中，回油动力好。

其中，所述刮油块为梯形体。优选地，所述刮油块采用铝合金材料。

本实用新型所提供的技术方案有效地控制和引导硅油进、出储油室，避免冷车启动时或者天气寒冷时因硅油漏入离合器工作腔而导致工作机运转产生不必要的能耗、降低冷车磨耗、提高离合器反应能力、降低汽车整体能耗的硅油风扇离合器。通过采用上述实用新型所提供的技术方案，能够使离合器离合彻底、反应灵敏、反应时长缩短，减少不必要的能耗。根据试验表明，在提供PWM脉冲信号的情况下，离合器主动轴转速一定，采用上述技术方案的离合器能够在40秒内分离，反应灵敏、离合彻底、降低能耗。

附图说明

图1为硅油风扇离合器分解结构示意图。

图2为储油室面主动板结构示意图。

图3为主动板结构透视图。

图4为图3中A部放大图。

图5为本实用新型阀片机构接收PWM脉冲信号后离合器分离时长线形图。

具体实施方式

为了更好地阐明本实用新型所包含的技术方案，下面结合附图对其进行详细说明：

参见图1和图2所示，一种硅油风扇离合器，包括主动轴1、与主动轴1相连接的主动板3、阀片机构4、与主动板3相配合的从动板2以及储油室5，主动板3上设置有进油孔31，阀片机构4包括阀片41，阀片41的一端与主动板3上的进油孔31相配合，储油室5包括隔板51以及设置在主动板3上的储油槽33，储油槽33中设置有与进油孔31相连通的进油道310，进油道310沿离合器周向方向延伸长度大于零。进油道310独立设置于储油槽33中，其中进油道310的道壁不与储油槽33相连通。优选地，进油道310呈管状，且进油道310的管道直径与进油孔31的直径长度相等；或者进油道310呈矩形槽体，且进油道310的矩形槽体宽度与进油孔31的直径长度相等。需要理解，进油道310的延伸方向并不限于仅沿离合器周向方向延伸。储油槽33中设置有用于引导硅油从进油孔31进入离合器工作腔的周向通道，进油道310的第一端与进油孔31相连接，进油道310的第二端与储油槽33相连通，进油道310独立设置于储油槽33中，因此，当硅油通过进油孔31进入到离合器工作腔之前需要先行进入储油槽33中的进油道310才能顺利从进油孔31中进入离合器工作腔。在动力机处于静止状态(停车或者冷车状态)时，离合器储油室5中的硅油由于重力作用处于储油室5的下部，如果进油孔31的水平位置低于或者等于储油室5中硅油的液位水平位置，那么在停车或者冷车状态时，硅油会从进油孔31中漏入离合器工作腔中，一旦冷车启动，就会因为离合器工作腔中存在漏入的硅油而引起工作机运转，造成不必要的能耗。而本实用新型所提供的技术方案使得硅油需要先行进入沿离合器周向方向延伸的进油道310中才能通过进油孔31进入离合器工作腔。当进油孔31的水平位置转动到低于或者等于储油室5中硅油的液位水平位置时，因为硅油需要先行进入进油道310中而且进油道310独立设置，就使得储油槽33中进油道310以外的大部分硅油得到了隔离，而不能漏入离合器工作腔中，在冷车启动时，就不会因为工作腔中漏入过多硅油而使得工作机运转造成不必要的能耗。需要指出的是：在冷车状态下，加之重力作用，当离合器储油室5中的进油孔31的水平位置刚好高于储油室5中硅油液 位水平位置，此时即使进油孔31处于开放状态，硅油也不会从储油室5的进油孔31处流入离合器工作腔，但这种情况出现的时间很短，在离合器运转的整个过程中影响不大。

参见图1和图2所示，进油道310沿离合器周向方向延伸长度为储油槽33周向方向周长的四分之一到二分之一之间，或者进油道310的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90-180度。优选地，储油槽33呈环形槽状，进油道310仅沿储油槽33外环壁周向延伸，进油道310整体呈圆弧形，进油道310沿储油槽33外环壁周向延伸长度为储油槽33外环周长的四分之一到二分之一之间，或者进油道310的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。在离合器一般工作状态中，离合器储油室5中的硅油量介于储油室5总容量的0％至100％之间。进油道310沿储油槽33外环壁周向延伸长度为储油槽33外环周长的四分之一到二分之一之间或者进油道310的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度，可以相对保证储油室5中的硅油量占储油室5总容量的50％以上，进而可以保证离合器工作腔中的硅油量相对合理，而不至于因离合器工作腔中的硅油太多导致离合器反应时间过长。

参见图1和图2所示，主动板3和/或隔板51上设置有回油孔32，储油槽33中设置有与回油孔32相连通的回油道320，回油道320沿离合器周向方向延伸长度大于零。回油道320独立设置于储油槽33中，其中回油道320的道壁不与储油槽33相连通。优选地，回油道320呈管状，且回油道320的管道直径与回油孔32的直径长度相等；或者回油道320呈矩形槽体，且回油道320的矩形槽体宽度与回油孔32的直径长度相等。回油道320的延伸方向也不限于仅沿离合器周向方向延伸，回油道320沿离合器周向方向延伸长度大于零。由于所述回油孔也设置在所述储油室中，不可避免的也会有硅油漏入离合器工作腔中的现象，为了避免这种情况出现，本实用新型提出上述技术方案，具体原理请参见上述内容。

参见图1和图2所示，回油道320沿离合器周向方向延伸长度为储油槽33 周向方向周长的四分之一到二分之一之间，或者回油道320的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90-180度。优选地，储油槽33呈环形槽状，回油道320仅沿储油槽33内环壁周向延伸，回油道320整体呈圆弧形，回油道320沿储油槽33内环壁周向延伸长度为储油槽内环周长的四分之一到二分之一之间，或者所述回油道的第一端和第二端沿离合器周向方向的相位角为90至180度。同样地，为了保证离合器工作腔中的硅油量相对合理，而不至于因离合器工作腔中的硅油太多导致离合器反应时间过长，本实用新型提出上述技术方案，具体原理请参见上述内容。

参见图1所示，主动板3上设置有限位凸台30，隔板51与主动板3上的限位凸台30相配合并封闭储油槽33，储油室5仅容留出进油孔31和回油孔32。优选地，储油槽33呈环形槽状，隔板51呈圆环形。隔板51的形状与储油槽33相配合，隔板51将储油槽33的顶部封闭，防止硅油从储油室5中进油孔31、回油孔32之外的缝隙中渗漏到离合器工作腔中，隔板51的外缘与储油槽33外环壁顶部相连接，并且隔板51的内缘与限位凸台30相连接。优选地，隔板51的外缘焊接在储油槽33外环壁顶部、隔板51的内缘与限位凸台30相焊接。

参见图3和图4所示，主动板3和/或从动板2上设置有回油通道34，回油通道34与回油孔32相连通。主动板3和从动板2上均设置有迷宫槽，回油通道34容置于主动板3和/或从动板2内部，且回油通道34的径向跨度大于迷宫槽的径向跨度。优选地，回油通道34包括主回油通道341和副回油通道，回油通道34呈管状，回油通道34的管道直径与回油孔32直径相等，副回油通道包括导回通道342和接入通道343，导回通道342与主回油通道341相靠接，接入通道343与导回通道342相连通，接入通道343与回油孔32相连通。当硅油通过回油通道34回流时，容易在回油通道34中形成一个阻抗硅油回流的压强，通过主回油通道341和导回通道342相靠接设置，这个压强可以在主回油通道341的尾部得到缓解，更有利于回油。

参见图3和图4所示，回油通道34沿离合器径向方向延伸。回油通道34 可以设置为沿离合器径向方向延伸，也可以设置为与离合器径向方向呈一定夹角。优选地，主回油通道341沿离合器径向方向延伸。

参见图2和图3所示，主动板3上设置有至少一通孔35。通孔35使得硅油在主动板3的两个工作侧面之间相互穿梭，优选地，通孔35包括甩油孔、缝隙过油孔和迷宫槽过油孔，甩油孔设置在主动板3上迷宫槽所在位置，其数量可以为五个，缝隙过油孔设置在主动板3上储油室5和迷宫槽所在的工作腔之间，其数量可以为三个，迷宫槽过油孔可以为一个。缝隙过油孔的位置和甩油孔的结构使得硅油容易在主动板3近轴心位置从主动板3的储油室5面的背对面运动到储油室5面，而不容易在主动板3远轴心位置从储油室5面的背对面运动到储油室5面。当离合器运转时，由于位于主动板3迷宫槽中远轴心位置的硅油所受到的离心力较位于主动板3迷宫槽中近轴心位置的硅油所受到的离心力大，硅油可以更容易地被甩到主动板3外端面上，有利于回油。

参见图2和图3所示，主动板3外端面上设置有刮油块36，刮油块36与回油通道34的入油孔340相配合。优选地，刮油块36与主动板3外端面固接或者所述刮油块36与所述主动板3一体成型。根据流体动力学原理，主动板3在运转过程中，刮油块36的前部形成一个低压区即在刮油块36的前部形成一个泵力，使硅油容易通过入油孔340进入到回油通道34中，回油动力好。

参见图2和图3所示，刮油块36为梯形体。优选地，刮油块36采用铝合金材料。

参见图5所示，在提供PWM脉冲信号的情况下，离合器主动轴转速一定，采用上述技术方案的离合器能够在40秒内分离，反应灵敏、离合彻底、降低能耗。

最后，应当指出的是，本实用新型尽管已经阐述了上述具体实施例，但针对本领域的普通技术人员而言，可以理解为不脱离本实用新型原理和精神的情况下，可对所述实施例进行变换，本实用新型的保护范围由所附的权利要求及其等同物限定。