一种风扇气动离合方法与流程

本发明属于风扇离合器技术领域，特别是涉及一种用于发动机冷却的风扇气动离合方法。

背景技术：

风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的10％。使用风扇离合器后能降低油耗4％～5％。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，降低污染，节约燃料，市场上越来越多的商用车都安装风扇离合器。传统的风扇离合器采用硅油作为工作介质，利用硅油的粘力实现传动，控制风扇离合器的啮合和分离，但传动效果差，发动机容易损坏。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种故障率低、传动效果好的风扇气动离合方法。

本发明所采用的技术方案是：

本发明具体如下：

构建气动风扇离合器，所述的气动风扇离合器包括从动盘、花键套、花键轴、活塞座、摩擦盘、波形弹簧、摩擦条、o型密封圈一、o型密封圈二、轮毂轴承和驱动盘；在花键轴的中心处开设有沿轴向布置且相互连通的入气孔和气孔通道；将花键套同轴固定在从动盘的花键套安置孔处；然后，将花键轴套置在花键套内；将活塞座的内壁套置在花键轴上，外壁与从动盘外沿处一体成型的悬臂筒内壁接触；在活塞座的外壁与从动盘的悬臂筒内壁之间设置o型密封圈一，活塞座的内壁与花键轴之间设置o型密封圈二；在花键轴靠近从动盘的一端设置密封件；活塞座由花键轴的轴肩轴向定位；活塞座与从动盘之间的气腔通过花键套安置孔与从动盘的通气孔连通；将摩擦盘套置在活塞座外；摩擦盘的一端端面与从动盘通过螺钉一连接，将波形弹簧设置在摩擦盘与活塞座之间，波形弹簧两端分别由摩擦盘另一端内壁一体成型的限位挡环和活塞座限位；将呈锥形筒状的摩擦条粘接于摩擦盘的锥形外壁上；驱动盘通过轮毂轴承支承在花键轴上，且驱动盘靠近活塞座的端面由轮毂轴承的外圈轴向限位；轮毂轴承的内圈两端分别由活塞座和与花键轴的外螺纹连接的锁紧螺母轴向限位；将驱动盘的外沿弯折形成摩擦驱动圈，摩擦驱动圈套在摩擦条外；最后，将风扇固定在从动盘上。

风扇接合过程如下：

当花键轴的入气孔不通气时，摩擦盘在波形弹簧的作用力下使摩擦条压紧驱动盘的摩擦驱动圈；驱动盘由外力驱动，经摩擦条和摩擦盘带动与摩擦盘刚性连接的从动盘转动，使得固定在从动盘上的风扇转动。

风扇分离过程如下：

当花键轴的入气孔通气时，压缩空气通过花键轴的入气孔和气孔通道到达从动盘的通气孔，然后经从动盘的花键套安置孔到达活塞座与从动盘之间的气腔；此时，在气压的作用下，气腔产生一个对从动盘向外的推力。当气压对从动盘的推力大于波形弹簧的预紧力时，波形弹簧被压缩，摩擦盘向从动盘方向移动，摩擦条与驱动盘分离；此时，驱动盘转动，从动盘不随驱动盘转动，风扇停止转动。

摩擦条磨损到设计极限时的风扇自动接合过程如下：

当摩擦条磨损到设计极限时，摩擦盘和从动盘在波形弹簧的作用力下被推向驱动盘，此时，从动盘的通气孔底面与花键轴上的密封件接触，活塞座与从动盘之间的气腔比摩擦条未磨损时缩小；因此，给花键轴的入气孔通气时，压缩空气通过花键轴的入气孔和气孔通道到达从动盘的通气孔，此时由于异形密封圈与从动盘的通气孔底面接触，压缩空气无法到达活塞座与从动盘之间的气腔，压缩空气对从动盘的推力小于波形弹簧的预紧力，摩擦盘在波形弹簧的作用力下仍使摩擦条压紧驱动盘的摩擦驱动圈，从动盘上的风扇继续转动。

进一步，当水温传感器监测到水箱的水温超过预设值后，将信号传给中控台，中控台通过仪表台发出报警。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、若出现电、气路故障，驱动盘、从动盘在波形弹簧的作用下自动结合，无需采取任何补救措施，风扇保持正常转动，不影响车辆的正常行驶；

2、当摩擦条磨损到设计极限时，离合机构自动接合，保持风扇正常转动，防止因摩擦条的磨损导致金属件之间摩擦而产生大量热量，从而损坏发动机等部件，同时也避免了驱动盘和从动盘发生打滑，使得风扇转速下降，导致风扇对水箱的冷却效率下降；

3、驱动盘和从动盘无滑移热产生，防止热衰退现象的发生，使用寿命长，故障率低；

4、整体式设计安装方便，与车辆上现有的冷却系可以互换、取代。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明分离状态下的示意图；

图3为本发明在摩擦条磨损到设计极限时自动接合的工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，一种风扇气动离合方法，具体如下：

构建气动风扇离合器，气动风扇离合器包括从动盘16、花键套14、花键轴4、活塞座12、摩擦盘7、波形弹簧10、摩擦条6、o型密封圈一9、o型密封圈二15、轮毂轴承2和驱动盘1；从动盘16的中心处开设有同轴设置的花键套安置孔和通气孔；花键套安置孔的底端与通气孔的顶端连通，通气孔的底端封闭设置；从动盘16的外沿处设有一体成型且同轴设置的悬臂筒；花键套14同轴固定在从动盘16的花键套安置孔处；花键轴4套置在花键套14内，花键套14实现花键轴4的周向限位；花键轴4的中心处开设有沿轴向布置且相互连通的入气孔和气孔通道；气孔通道靠近从动盘16的那端开放设置；活塞座12的内壁套置在花键轴4上，外壁与从动盘16的悬臂筒内壁接触；活塞座12的外壁与从动盘16的悬臂筒内壁之间设有o型密封圈一9，活塞座12的内壁与花键轴4之间设有o型密封圈二15；花键轴4靠近从动盘16的一端设有密封件；活塞座12由花键轴4的轴肩轴向定位；活塞座12与从动盘16之间的气腔通过花键套安置孔与通气孔连通；摩擦盘7套置在活塞座12外；摩擦盘7的一端端面与从动盘16通过螺钉一8连接，另一端内壁设有一体成型的限位挡环；波形弹簧10设置在摩擦盘7与活塞座12之间，波形弹簧两端分别由摩擦盘7的限位挡环和活塞座12限位；呈锥形筒状的摩擦条6粘接于摩擦盘7的锥形外壁上；驱动盘1通过轮毂轴承2支承在花键轴4上，且驱动盘1靠近活塞座12的端面由轮毂轴承2的外圈轴向限位；轮毂轴承2的内圈两端分别由活塞座12和与花键轴4的外螺纹连接的锁紧螺母3轴向限位；驱动盘1的外沿弯折形成摩擦驱动圈，摩擦驱动圈套在摩擦条6外。

风扇接合过程如下：

如图1所示，当花键轴4的入气孔不通气时，摩擦盘7在波形弹簧10的作用力下使摩擦条6压紧驱动盘的摩擦驱动圈；驱动盘1由外力驱动(优选地，外力经过发动机皮带轮驱动驱动盘1)，经摩擦条6和摩擦盘7带动与摩擦盘7刚性连接的从动盘16转动，使得固定(优选地，通过风扇连接螺柱11固定)在从动盘16上的风扇转动，实现该气动风扇离合器的接合功能；该气动风扇离合器的摩擦条6能传递足够的旋转力矩。

风扇分离过程如下：

如图2所示，当花键轴4的入气孔通气时，压缩空气通过花键轴的入气孔a和气孔通道b到达从动盘16的通气孔，然后经从动盘16的花键套安置孔到达活塞座12与从动盘16之间的气腔c；此时，在气压的作用下，气腔c产生一个对从动盘16向外的推力。当气压对从动盘16的推力大于波形弹簧10的预紧力时，波形弹簧10被压缩，摩擦盘向从动盘16方向移动，摩擦条6与驱动盘1分离；此时，驱动盘1转动，从动盘16不随驱动盘1转动，风扇停止转动，实该气动风扇离合器现分离功能，从而减少发动机等动力的负载，节省燃油。

摩擦条磨损到设计极限时的风扇自动接合过程如下：

如图3所示，当摩擦条磨损到设计极限时，摩擦盘7和从动盘16在波形弹簧10的作用力下被推向驱动盘1，此时，从动盘16的通气孔底面与花键轴4上的密封件接触，活塞座12与从动盘16之间的气腔c比摩擦条未磨损时缩小；因此，给花键轴4的入气孔通气时，压缩空气通过花键轴的入气孔a和气孔通道b到达从动盘16的通气孔，此时由于异形密封圈13与从动盘16的通气孔底面接触，成了密封结构，压缩空气无法到达活塞座12与从动盘16之间的气腔c，压缩空气对从动盘16的推力远远小于波形弹簧10的预紧力，摩擦盘7在波形弹簧10的作用力下仍使摩擦条6压紧驱动盘的摩擦驱动圈，从动盘16上的风扇继续转动。摩擦条磨损到设计极限的这种工况下，除非给花键轴4的入气孔通入压强很大的压缩空气，否则由于压缩空气对从动盘16的作用面积大大减小，该气动风扇离合器是无法实现分离的，这样就避免了因摩擦条的磨损导致金属件之间(摩擦盘7和从动盘16)摩擦而产生大量热量，从而损坏发动机等部件，同时也避免了驱动盘1和从动盘16发生打滑，使得风扇转速下降，导致风扇对水箱的冷却效率下降；摩擦条磨损到设计极限后继续磨损时，驱动盘1和从动盘16会发生打滑，水温传感器监测到水温超过预设值后将信号传给中控台，中控台通过仪表台发出报警，来告知司机，需更换摩擦条。

优选地，o型密封圈一9有两个，设置在从动盘16的悬臂筒内壁开设的间距设置的两个环形密封槽内。

优选地，o型密封圈二15设置在花键轴4开设的环形密封槽内。

优选地，密封件为异形密封圈13；花键轴4靠近从动盘16的一端开设有环形燕尾槽，异形密封圈13嵌入环形燕尾槽内；异形密封圈13的横截面呈等腰梯形。

优选地，从动盘16远离花键轴4的端面固定设有三个以上沿周向均布的风扇连接螺柱11。

优选地，驱动盘1的外沿与发动机皮带轮通过三个以上沿周向均布的螺钉二5连接。发动机皮带轮的转速即为驱动盘的转速。

优选地，摩擦盘7的材料为铝。