专利名称：永磁温控输扭装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车发动机风扇温控输扭装置。
汽车发动机工作时，温度过高或过低对其性能影响很大，为保证发动机在最佳工作温度状态下运转，要求发动机冷却风扇能随温度的变化改变转速，提高或降低冷却能力，从而控制发动机在最佳工作温度范围工作。永磁温控输扭器就是保证发动机在最佳工作温度下工作的温度控制输扭装置。
现有汽车风扇温控输扭装置主要有硅油离合器和电磁离合器两种。由于电磁离合器工作需外配电机，占据空间大，结构复杂，成本高，价格贵，一般用在高级轿车上。国产解放CA141汽车上使用的是硅油离合器，该离合器由贮油腔和工作腔组成，油腔之间用隔板隔开，隔板上有油孔，油孔被与螺旋状双金属片一端固联的弹性压片堵住，螺旋状双金属片安装在风扇离合器的前端，作为离合器的温度传感器，发动机散热器后面的热气流作用其上。当发动机在低于最佳工作温度状态下工作时，气流温度较低，弹性压片堵住油孔，工作腔内没有硅油，离合器的主被动极之间摩擦力短小，两极的转动滑差大，处于脱开状态，致使安装在被动极上的风扇低速转动，风扇的冷却能力下降，发动机迅速上升到最佳工作温度；当发动机工作温度高于最佳工作温度时，双金属片产生旋转变形，带动弹性压片转动，打开油孔，使贮油腔硅油流入工作腔，主、被动极之间摩擦力矩增大，两极转动滑差减小，处于啮合状态，风扇高速转动，冷却能力增大，使发动机温度迅速下降到最佳工作温度，从而实现发动机工作温度的自动控制目的。硅油离合器结构简单，价格低，缺点是温度传感件的双金属片误动率高，导致离合器工作不可靠，而且由于密封困难，硅油泄漏较多，大大降低了离合器的使用寿命。
为了克服电磁离合器占据空间大，结构复杂，价格高和硅油离合器硅油漏损，误动率高，工作不可靠，寿命短等问题，人们在研制温控离合装置，申请号为91232570.4的实用新型专利公开了一种“永磁温控风扇离合器”其结构为筒形磁力传动结构，由内环外环组成，内环为主动极，外环为被动极，内环外园周面上安有数块永磁体，通过永磁体上压装的铁极轭与外环内园周面形成工作气隙，构成数对磁极，各铁极轭通过压在其上的软磁热敏材料园环面相互形成磁路。实际中该结构因为内、外环工作气隙不能改变，完全依赖于热敏合金的导磁特性，气隙磁场无法达到变化倍率要求，离合器将常处于半脱开半结合状态，而无法实现扭矩的有效传递。
本发明的目的是要提供一种永磁温控输扭装置，它是通过磁力实现扭矩传递，利用热敏软磁材料的温度特性操纵磁路实现扭矩的输出与断开，完成温度自动控制的，利用可变工作气隙确保工作气隙磁场强度变化倍率，从而从根本上解决现有硅油离合器工作不可靠，硅油泄漏，寿命短的问题。
本发明的目的是这样实现的，该装置由主动部份和被动部份两部分组成。主动部份包括传动轴、滑动盘、感温罩三个主要部件，其感温罩和滑动盘分别通过键与传动轴连接，滑动盘与传动轴之间的配合为滑动配合，感温罩上对称镶嵌有软磁热敏合金块，滑动盘与感温罩相对一侧位置相对应地固连着永磁块，滑动盘的另一侧固连着内、中、外三个园环体，内环和外环由固连在滑动盘上的永磁体环块和固连在永磁体环块上的铁极轭构成，中环为软磁热敏合金园环体；被动部份包括被动盘、轴承和风扇三个主要部件，被动盘通过轴承连接在传动轴上，风扇被固连在被动盘上；主动部份和被动部份之间存在一个可变工作气隙间隙，间隙范围为0-3mm。
滑动盘上内、中、外园环体还可采用另外两种实施方案，即园环体可被制成几块均布的分段瓦块状结构和制成若干个沿园周方向均布的块状结构。
传动原理的核心构思是用磁力传动原理实现扭矩传递，用软磁热敏合金材料的温度特性操纵切换磁路，改变工作气隙间隙，从而提高工作气隙磁场强度变化的倍数，实现主、被动部件的啮合与脱开，完成温度自动控制输扭。
本发明发明由于采用了上述的结构具有以下优点1、结构简单，无需改变原有离合器的占用空间。
2、用软磁热敏合金温度特性切换磁路，不会产生误动，使其性能稳定。
3、工作气隙可变，确保气隙磁场强度的变化倍率足够，工作可靠。
4、用磁力传动扭矩，克服硅油离合器硅油泄露，电磁离合器电路故障，使用寿命长，不易发生故障。
本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出
图1为永磁温控输扭装置整体结构示意图。
图2为永磁温控输扭装置感温罩结构A-A剖示意图。
图3为永磁温控输扭装置滑动盘结构示意图。
图4为永磁温控输扭装置滑动盘结构A向投影示意图。
图5为永磁温控输扭装置滑动盘结构B向投影示意图。
图6为永磁温控输扭装置滑动盘上内、中、外因环体采用分段瓦块状的一个实施例结构示意图。
图7为永磁温控输扭装置滑动盘上内、中、外园环体采用分段瓦块状的一个实施例结构C向投影示意图。
图8为永磁温控输扭装置滑动盘上内、中、外园环体采用均布块状的另一个实施例结构示意图。
图9为永磁温控输扭装置滑动盘上内、中、外园环体采用均布块状的另一个实施例结构D向投影示意图。
下面结合附图详细说明本发明的具体结构和工作原理。
图1所示该装置由主动部份和被动部份两部分组成。主动部份包括传动轴1、滑动盘2、感温罩3三个主要部件，感温罩3其上对称镶嵌有软磁热敏合金块4(如图2所示)，感温罩3通过键5与传动轴1连接，滑动盘2通过导向键6与传动轴1连接，且为滑动配合，滑动盘2与感温罩3相对一侧位置与合金块4相对应地固连着永磁块7，滑动盘2对着被动盘8的一侧固连着内、中、外三个园环体9、10、11，内环体9由固连在滑动盘2上的永磁体环块12和固连在永磁环块12上的铁极轭13构成，(如图3所示)外环体11由固连在滑动盘2上的永磁体环块14和固连在永磁环块14上的铁极轭15构成(如图3所示)，中环体壁10是软磁热敏合金园环体。
图6、7和8、9给出了滑动盘上内、中、外园环体9、10、11的另外两种实施方案，即园环体被制成几块均布的分段瓦块状结构(如图6、7所示)，和制成若干个沿园周方向均布的块状(如图8、9所示)。
被动部份包括被动盘8、轴承16和风扇17三个主要部件，被动盘8通过轴承16连接在传动轴1上，风扇17固连在被动盘8上。结构特点是因为滑动盘2可以在传动轴1上滑动，因此滑动部件上环体端面与被动盘8之间存在一个可变间隙，间隙范围为0-3mm，我们叫这个间隙为工作气隙18。
传动原理当传动轴1转动时，滑动盘2、感温罩3，随轴1一起转动，被动盘8靠滑动盘2与被动盘8间的磁力偶合由滑动盘2带动被动盘8转动。其温控磁力传动原理为，用永磁体强磁力传递扭矩，用软磁热敏材料在居里温度点附近磁感应强度发生急剧变化的特性来切换磁路，用工作气隙间隙的变化增强气隙磁场强度变化倍率来保证滑动盘2、被动盘8结合与脱离的可靠性。
图1所示结构中同时存在三个磁路I、II、III，磁路I是在内环永磁体块12、内环铁极轭13、中环软磁热敏合金园环体10、外环铁极轭15、外环永磁体块14、滑动盘2内部组成的封闭磁路；磁路II是在内环永磁体块12、内环铁极轭13、工作气隙18、被动盘8、外环铁极轭15、外环永磁体块14、滑动盘2之间组成的封闭磁路；磁路III为感温罩3上镶嵌的软磁热敏合金块4和与之相对应固连在滑动盘2上的永磁体块7之间组成的封闭磁路。当温度低于软磁热敏合金材料居里温度点Tc温度60-65℃时，合金园环体10有很高的导磁特性，磁路I得到强化，磁路II变的很弱，滑动盘2与被动盘8工作气隙18磁场强度很弱，磁吸力下降，滑动盘2与被动盘8处于基本脱开状态。与此同时合金块4也有很高的导磁特性，磁路III很强，合金块4与永磁体块7之间吸引力很大，拉动滑动盘2滑动，加大了工作气隙18的间隙，使气隙磁场强度大幅度降低，确保滑动盘2与被动盘8完全脱开无扭矩输出。当温度达到软磁热敏合金材料居里温度点Tc温度60-65℃时，合金块4导磁能力很低，磁路III变得很弱，合金块4与永磁体块之间吸引力基本消失，此时合金园环体10也失去了高导磁特性，磁路I很弱，磁路II得到强化，工作气隙18磁场强度很强，与被动盘8之间吸引力增大，拉动滑动盘滑动，使工作气隙18间隙变小，磁场强度进一步加大，确保滑动盘2与被动盘8可靠啮合，实现输扭。
权利要求
1.一种永磁温控输扭装置，其特征在于该装置由主动部份和被动部份两部分组成，主动部份包括传动轴(1)、滑动盘(2)、感温罩(3)三个主要部件，其感温罩(3)和滑动盘(2)分别通过键(5)、(6)与传动轴(1)连接，滑动盘(2)与传动轴(1)之间的配合为滑动配合；被动部份包括被动盘(8)、轴承(16)和风扇(17)三个主要部件，被动盘(8)通过轴承(16)连接在传动轴(1)上，风扇(17)固连在被动盘(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种永磁温控输扭装置，其特征在于感温罩(3)上镶嵌有软磁热敏合金块(4)，滑动盘(2)与感温罩(3)相对一侧位置与合金块(4)相对应地固连着永磁块(7)，滑动盘(2)的另一侧固连着内、中、外三个园环体(9)、(10)、(11)，内环体(9)和外环体(11)由固连在滑动盘(2)上的永磁体环块(12)、(14)和固连在永磁体环块上的铁极轭(13)、(15)构成，中环体(10)为软磁热敏合金园环体。
3.根据权利要求1所述的一种永磁温控输扭装置，其特征在于主动部份和被动部份之间存在一个可变工作气隙间隙(18)，间隙范围为0-3mm。
4.根据权利要求2所述的一种永磁温控输扭装置，其特征在于所述的内、中、外园环体(9)、(10)、(11)也可制成分段瓦块状沿园周方向均布。
5.根据权利要求2所述的一种永磁温控输扭装置，其特征在于所述的内、中、外园环体(9)、(10)、(11)还可制成块状沿园周方向均布。
6.根据权利要求2所述的一种永磁温控输扭装置，其特征在于所述的软磁热敏合金块(4)和软磁热敏合金园环体(10)居里温度点Tc温度低于80℃。
全文摘要
本发明公开了一种汽车发动机风扇温控输扭装置,该装置由主动部分和被动部分两部分组成,主动部分包括传动轴、滑动盘、感温罩三个主要部件;被动部分包括被动盘、轴承和风扇三个主要部件,该发明是用磁力传动原理实现扭矩传递,用软磁热敏合金材料的温度特性操纵切换磁路改变工作气隙间隙,从而提高工作气隙磁场强度变化的倍数,实现主、被动部件的啮合与脱开,完成温度自动控制输扭。
文档编号F01P7/00GK1330216SQ0110279
公开日2002年1月9日 申请日期2001年1月29日 优先权日2001年1月29日
发明者韩春雷, 齐志学 申请人:韩春雷