一种无级调速电磁风扇离合器的制作方法

本实用新型涉及一种无级调速电磁风扇离合器。

背景技术：

在冷却系统设计时，风扇的转速一般是考虑在使用条件最恶劣时保证发动机不过热的前提下，同时兼顾尽量降低风扇噪音设计的，因此，车辆冷却系统风扇转速应当控制在适当的范围内。对于发动机驱动的风扇，在设计时通常使用风扇离合器来控制风扇的转速。而常用的电磁风扇离合器是采用电子温度自动控制，即发动机ecu温控输出信号，通过电磁力作用到摩擦副产生啮合与分离，达到控制风扇转速的风扇离合器。

风扇离合器系统由电磁风扇离合器、温度传感器、离合器控制系统（发动机ecu）等零部件组成，通过安装在冷却介质（包括发动机冷却液、发动机进气空气等）中的温度传感器将温度信号传递给控制系统（ecu），根据控制系统设定的温度控制范围，ecu输出高电平或低电平，确定风扇离合器摩擦副的啮合、分离状态，从而将冷却系统的风扇转速控制在合适经济的范围内。

根据电磁离合器可实现的风扇转速的档位数量分为一速、二速和三速电磁风扇离合器。一速电磁离合器有分离和啮合两种状态，啮合时风扇转速与发动机驱动带轮同步旋转，分离时风扇仅在冷却传动机构轴承固有扭矩的作用下旋转，风扇转速小于100r/min，基本没有冷却效果；二速电磁离合器有拖动转速档和啮合转速两档，一般情况下，在温度没有达到设定值时，ecu输出低电平，摩擦副处于分离状态，电磁离合器在永磁铁的感应拖动下工作，根据电磁离合器的设定，拖动档转速设定为驱动转速的40%~70%，以维持发动机正常温度，在温度达到设定值时，ecu输出高电平，摩擦副啮合，风扇转速与发动机驱动带轮同步旋转，快速冷却降温；三速电磁风扇离合器有分离、拖动和啮合三种状态，分离时风扇转速同一速离合器的分离状态，风扇转速小于100r/min，基本没有冷却效果，拖动和啮合状态同二速离合器工作状态相同。

上述的离合器均由发动机ecu输出高低电平，通过线圈产生的电磁力，进而控制摩擦副啮合与分离，拖动转速均由离合器中设置的成对的永磁体差速旋转形成涡电流产生感应作用。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种无级调速电磁风扇离合器。

本实用新型的技术方案是：一种无级调速电磁风扇离合器，包括驱动轴，还包括由所述驱动轴带动旋转的转盘、分别位于所述转盘上下方的风扇连接盘和铁芯，所述风扇连接盘和铁芯分别通过连接盘轴承、铁芯轴承安装在所述驱动轴上；所述转盘上设有吸盘，所述风扇连接盘和铁芯上分别设有位于所述吸盘上下方的摩擦盘和同步转速线圈，所述摩擦盘可上下活动地设置在所述风扇连接盘上并能够在同步转速线圈的作用下与吸盘的端面贴合从而组成传递动力的摩擦副；所述转盘上位于吸盘外侧设有具有齿形结构的外耦合铁芯和内耦合铁芯，所述外耦合铁芯与内耦合铁芯均为通磁材料且外耦合铁芯与内耦合铁芯的齿形结构错开交替分布，所述铁芯上设有拖动转速线圈，所述拖动转速线圈设置在铁芯内部，与外耦合铁芯及内耦合铁芯构成封闭环，所述拖动转速线圈连接有发动机ecu，发动机ecu输出pwm信号，外耦合铁芯与内耦合铁芯即形成成对的n-s磁极，所述风扇连接盘内置有用于与所述外耦合铁芯及内耦合铁芯之间产生涡电流并带动风扇连接盘差速转动的导磁环。

进一步的，本实用新型中所述铁芯与外耦合铁芯及内耦合铁芯之间均设有磁路气隙。

进一步的，本实用新型中所述铁芯上设有用于分别安装所述同步转速线圈和拖动转速线圈的第一凹槽和第二凹槽。

进一步的，本实用新型中所述摩擦盘与风扇连接盘之间通过弹簧片连接。

进一步的，本实用新型中所述外耦合铁芯与内耦合铁芯之间灌注有非通磁材料。

进一步的，本实用新型中所述风扇连接盘上设有用于固定风扇的风扇安装螺钉。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1）本实用新型利用发动机ecu能够输出pwm的功能，将拖动转速线圈与发动机ecu连接，形成电磁铁，产生线性变化的磁场强度，既能够是无电压时的零磁场，也可以是最高电压下的强磁场，这一线性变化的电磁场，在具有齿形结构且齿形结构错开交替分布的外耦合铁芯和内耦合铁芯上形成成对的n-s磁极，与导磁环构成封闭磁路，旋转状态下形成涡电流，产生电磁力，带动导磁环及风扇连接盘差速转动，实现拖动转速的无级调速功能，整合了一速、二速及三速离合器，并且可以根据发动机实际的散热需要，调整ecu输出pwm信号范围，避免过度散热或欠散热。

2）本实用新型中，固定的铁芯与旋转的外耦合铁芯及内耦合铁芯之间均设置有适当的磁路气隙，确保能够形成封闭磁路，又能避免旋转体之间干涉。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型中外耦合铁芯与内耦合铁芯的分布结构示意图。

其中：1、驱动轴；2、铁芯轴承；3、铁芯；4、拖动转速线圈；5、外耦合铁芯；6、同步转速线圈；7、内耦合铁芯；8、导磁环；9、吸盘；10、风扇连接盘；11、摩擦盘；12、弹簧片；13、连接盘轴承；14、风扇安装螺钉。

具体实施方式

实施例：

结合附图所示为本实用新型一种无级调速电磁风扇离合器的具体实施方式，包括驱动轴1、由驱动轴1带动旋转的转盘、分别位于转盘上下方的风扇连接盘10和铁芯3，风扇连接盘10和铁芯3分别通过连接盘轴承13、铁芯轴承2安装在驱动轴1上。

转盘上设有吸盘9，风扇连接盘10和铁芯3上分别设有位于吸盘9上下方的摩擦盘11和同步转速线圈6，摩擦盘11可上下活动地设置在风扇连接盘10上并能够在同步转速线圈6的作用下与吸盘9的端面贴合从而组成传递动力的摩擦副。

本实施例中，摩擦盘11与风扇连接盘10之间通过弹簧片12连接，风扇连接盘10上还设有用于固定风扇的风扇安装螺钉14。

结合图2所示，转盘上位于吸盘9外侧设有具有齿形结构的外耦合铁芯5和内耦合铁芯7，外耦合铁芯5与内耦合铁芯7均为通磁材料且外耦合铁芯5与内耦合铁芯7的齿形结构错开交替分布，外耦合铁芯5与内耦合铁芯7之间灌注有非通磁材料。铁芯3上设有拖动转速线圈4，拖动转速线圈4设置在铁芯3内部，与外耦合铁芯5及内耦合铁芯7构成封闭环。拖动转速线圈4还连接有发动机ecu，发动机ecu输出pwm信号，外耦合铁芯5与内耦合铁芯7即形成成对的n-s磁极。

风扇连接盘10内置有用于与外耦合铁芯5及内耦合铁芯7之间产生涡电流并带动风扇连接盘10差速转动的导磁环8。

本实施例中，铁芯3与外耦合铁芯5及内耦合铁芯7之间均设有磁路气隙，从而确保能够形成封闭磁路，又能避免旋转体之间干涉。

本实施例中，铁芯3上还设有用于分别安装同步转速线圈6和拖动转速线圈4的第一凹槽和第二凹槽。

本实施例中，拖动转速线圈4设置在半封闭铁芯3中，与外耦合铁芯5及内耦合铁芯7构成封闭环，外耦合铁芯5与内耦合铁芯7之间灌注的非通磁材料可以为铝或铜。具体工作时，转盘由驱动轴1驱动旋转，铁芯3与拖动转速线圈4固定，发动机ecu输出pwm信号，旋转的外耦合铁芯5及内耦合铁芯7即形成成对的n-s磁极，电磁场强度随pwm改变而改变，导磁环8与旋转状态下的外耦合铁芯5及内耦合铁芯7之间产生涡电流，带动导磁环8与风扇连接盘10差速转动。此外，同步转速线圈6通过电磁力作用到摩擦副，使摩擦盘11与吸盘9产生啮合与分离，实现风扇连接盘10与转盘同步运转的连接与断开。

发动机ecu输出方式有两种，一种是高低电平，即24v或0v，另一种是pwm（脉宽调制），其占空比0%~100%，反映在负载线圈端就是线性电压0~24v。本实用新型利用发动机ecu能够输出pwm的功能，将拖动转速线圈4与发动机ecu连接，形成电磁铁，产生线性变化的磁场强度，既能够是无电压时的零磁场，也可以是最高电压下的强磁场，这一线性变化的电磁场，在具有齿形结构且齿形结构错开交替分布的外耦合铁芯5和内耦合铁芯7上形成成对的n-s磁极，与导磁环8构成封闭磁路，旋转状态下形成涡电流，产生电磁力，带动导磁环8及风扇连接盘10差速转动，实现拖动转速的无级调速功能，整合了一速、二速及三速离合器，并且可以根据发动机实际的散热需要，调整ecu输出pwm信号范围，避免过度散热或欠散热。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。