专利名称：汽车散热风扇温控卸荷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车发动机的冷却系统。
目前绝大部分汽车发动机的冷却系统是装在与发动机输出轴拖动的水泵轴三角皮带盘上的散热风扇。当发动机运转时，风扇也随之转动。一般散热风扇消耗的功率占发动机额定功率的5～10％。据有关资料记载表明，汽车在全年行驶过程中平均需要用风扇散热的时间仅占行驶时的10～15％，可见，风扇由于不能随温度控制，有85～90％的时间做了无效工作。为此现在国际上有少量新型汽车都配备了电磁离合器型或硅油离合器型的风扇卸荷装置。所谓“卸荷”，是指当水温低于冷却系统的规定温度时，风扇处在停止状态；反之则为“工作”状态。但是由于上述两种装置的体积都比较大，对我国许多汽车来说，由于原设计结构十分紧凑，一时都无法采用。即使对已在制造的新车而言，由于产品设计早已定型，一些专用设备、工艺条件均难以变更。
本实用新型的目的是在原有汽车发动机与冷却系统中增添一种新颖的结构紧凑的温度控制自动调节卸荷装置，可根据需要不断地改变风扇风叶螺旋角，使风扇处在“卸荷”或“工作”状态，以达到汽车节能的效果。
本实用新型工作原理如下一、由现有的温度敏感元件，集成电路块，功率放大器等元件组成温度传感转换部件，用它来检测水冷系统的水温，并将此微弱讯号放大，驱动相关微型电机作正转、反转或停转。
二、将筒形凸轮转换机构与微型电机输出推杆相连，并且通过筒形凸轮的二个台肩和内孔臂上的键槽迫使外壁带有Z形槽的筒形凸轮作移进或移出的直线运动。
三、风叶螺旋角动态控制机构的一端装有叶柄套和曲柄另一端装有风扇风叶。由于在曲柄底下有一个销子，它嵌在筒形凸轮的Z形槽中，当筒形凸轮前后移动时，叶柄套依靠销子作顺时针或逆时针转动。如果风叶的螺旋角转为0°，由于没有风量输出，即表示风扇处在“卸荷”状态，否则为“工作”状态。
现在结合附
图1至7，详细说明本实用新型的创造结构图7为原来的汽车散热风扇。当发动机运行时，三角皮带盘13也随之高速转动，风扇也跟着一起转动，无法“却荷”。
图1为本实用新型的总体结构图。温度传感转换器根据水泵14冷却系统的水温检测并放大有关讯号，驱动微型电机2正转、反转或停转。由微型电机2所拖动的推力箱1经二级蜗轮机构减速，再用丝杆螺母机构把旋转运动转为直线运动，使推力箱的输出推杆15前进或后退，从而带动摇臂3摆动相应的角度。与摇臂3固定在同一根轴上的拨叉4由此也摆动一个相等的角度。装在拨叉4二个叉端上的密封高速滚动轴承11嵌在筒形凸轮5的二个台肩之间，由于拨叉4的摆动迫使筒形凸轮5循着它自身的轴心线作直线运动，其移动的距离决定于拨叉4摆动的幅度。
图1和图2是筒形凸轮5与三角皮带盘13之间的装配图。筒形凸轮5套在三角皮带盘13的圆柱形延长部分10上，筒形凸轮5的内孔壁上有一根穿通的键槽，它与圆柱形延长部分10上的导向键互相吻合，可使三角皮带盘13高速运转时，筒形凸轮5也随之作一面旋转运动，一面前后移动运动。
图3是描述筒形凸轮5外壁Z形槽与曲柄7之间的运动状态图。筒形凸轮5外壁的一端有三至六条Z形槽(25为二段与轴心线平行的槽，26为连通25的斜槽)其具体数量与风叶数相同。每条Z形槽中都嵌有一只固定在叶柄套6末端曲柄7上的销子8。这样可以控制风叶柄套6的位置，使其有不可逆的自锁作用，保证风叶16在“工作”或“卸荷”状态下保持稳定状态。图3a和图3b分别表示由于销子8在Z形槽中作前进与后退两种运动的状态，即带动叶柄套6末端的曲柄7分别按顺时针与逆时针两个方向旋转一个角度。
图1与图4表示各风叶柄套6相对于轮壳9的运动状态图。风叶柄套6按径向平均分布地安装在轮壳9上。各片风叶16通过风叶基片17固定地装在叶柄套6上。图4a表示风叶16与轮壳9的端面平行，这时风叶螺旋角为0°，即使轮壳9高速旋转，风叶16却没有风量输出，这就是“卸荷”状态；图4b所示风叶为“工作”状态。
图5为叶柄18与叶柄套6、曲柄7相互之间的装配图。叶柄套6的内孔壁上有二条穿通的键槽20，在叶柄套6端部的曲柄7的底平面上有二个与二条键槽20相互间隔90°分布的凹槽21，叶柄18的外径尺寸与叶柄套6的孔径尺寸相吻合。叶柄18的上端与风叶16、风叶基面17相连，下端有二个凸块19，它们的尺寸与键槽20、凹槽21的尺寸相匹配。这样当叶柄18装入叶柄套6时，凸块19先沿着键槽20放入，待全部装入后，再将叶柄19转过90°后向上提起，使凸块19正好嵌入凹槽21中，然后将开口垫块22插入叶柄18的上部，与风叶基面17的下缘相贴合，再将螺钉23旋入叶柄18上的螺孔24。这时叶柄18就与叶柄套6连成一个坚固的整体了。
图6是叶柄18、叶柄套6与轮壳9相互间的结构剖面图。为了使风叶16在高速旋转产生的离心力作用下仍能灵活转动相应的螺旋角，本实用新型在安装叶柄套6于轮壳9的径向孔中时，将采用铜基含油轴承25，作为径向支撑；并以推力球轴承27来承受离心力和减少由离心力所引起的转动摩擦力。
关于本实用新型所采用的材料均为金属材料，其中推力箱1的壳体、三角皮带盘13、轮壳9可采用灰铸铁、铝合金或锌合金等材料；筒形凸轮5、曲柄7和销子8、叶柄18宜采用炭素钢，或合金结构钢等材料；拨叉4、摇臂3可以用球墨铸铁，或锻铸铁等材料。
本实用新型适用于各种采用水冷发动机的车辆，包括汽油发动机和柴油发动机。因此其社会经济效益较好。以解放牌汽车为例，经实测试验结果表明每一百公里行程可以节省无效油耗1.1立升。如果按汽车全年出车率为270天计算，每天平均开车5小时，平均车速35公里／小时，则全年行驶里程每辆为47250公里，可节油524立升。相当于上海到南京的六次行程用油。我国目前正在使用的解放牌汽车不下于一百数十万辆，若以100万辆计算，用上本实用新型后每年仅一百万辆解放牌汽车可车油41.9万吨(我国石油年产量为一千多万吨)，折合人民币为41.48亿元。如果再推广到其他型号的汽车上用，这个数字就更加惊人了。
对于汽车用户来说，在汽车上增添本装置的费用预计半年内就可以全部收回。半年后的节油纯属盈余收入。
权利要求1.汽车散热风扇温控卸荷装置由温度传感转换部件、推力箱、筒形凸轮转换机构、风叶螺旋角动态控制机构四部分组成，本实用新型的特征在于(1)筒形凸轮转换机构包括一个与推动箱1的输出推杆15相连的摇臂3，拨叉4，二个密封高速滚动轴承11，一个带有二个台肩和一组Z形槽25-26的筒形凸轮5；(2)风叶螺旋角动态控制机构包括一组风叶16，风叶基面17，叶柄18，叶柄套6，带有一个销子8的曲柄7，一个对各叶片起固定作用的轮壳9。
2.根据权利要求1所述的风扇温控卸荷装置，其特征在于筒形凸轮5外壁的一端头有二个台肩，以嵌入拨叉4的二个叉端，另一端外壁有一组Z形槽25－26，筒形凸轮5的内孔壁上有一条穿通的键槽与三角皮带盘13的圆柱形延长部分10上的导向键互相吻合。
3.根据权利要求2所述的筒形凸轮5，其特征是在其外壁上的Z形槽25－26可以有三至六根，按径向平均分布在筒形凸轮外壁上，并且Z形槽数与风叶16数相同。
4.根据权利要求1所述的风扇温控卸荷装置，其特征在于风叶螺旋角动态控制机构中的每根风叶柄18的下端有二个凸块10，每个风叶套6的内孔壁上有二条穿通的键槽20，并且其端部与带有销子8的曲柄7相连，曲柄7底平面上有二个与二条键槽20相互间隔90的凹槽21，并且二条键槽20和二个凹槽21的尺寸与叶柄18下端的二个凸块19相匹配；在每根叶柄18的上部与风叶基面17的下缘之间有一个起固定作用的开口垫块22、螺钉23，在叶柄18上有相应的螺孔24。
5.根据权利要求4所述的风叶螺旋角动态控制机构，其特征为各叶柄套6与轮壳9径向孔之间各有一只铜基含油轴承28和推力球轴承27。
6.根据权利要求1所述的风扇温控卸荷装置，其特征在于筒形凸花5、曲柄7和销子8、叶柄18用炭素钢，或合金结构钢金属材料做成；拨叉4、摇臂3用球墨铸铁或锻铸铁材料做成；轮壳9采用灰铸铁，或铝合金，或锌合金材料做成。
专利摘要汽车散热风扇温控卸荷装置是汽车发动机冷却系统中的一个部件，原有的散热风扇由于不能“卸荷”，不停地随发动机运转而旋转，浪费了大量能源。本装置可以根据冷却系统所需要的保持的温度，自动改变散热风扇叶片的螺旋角，使其“工作”或“卸荷”，从而达到节能的目的。本装置结构紧凑，能够方便地改装在已经使用的汽车上，或用于新汽车的设计制造。由于该装置材料成本低，结构简单，对汽车用户来说既经济、又实用。
文档编号F01P7/00GK2041728SQ8721331
公开日1989年7月26日 申请日期1987年9月10日 优先权日1987年9月10日
发明者王之诚 申请人:上海实用电子研究所, 王之诚