散热型硅油离合器转让专利
申请号 : CN202110459118.0
文献号 : CN113202882B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 彭斯 , 王鼎 , 吴志鹏 , 王宁
申请人 : 东风马勒热系统有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种散热型硅油离合器,包括前盖(1.1)、后盖(1.2)、主动盘(1.3)、法兰轴(1.4)和电控螺线管(1.5),所述主动盘(1.3)设置在前盖(1.1)和后盖(1.2)之间,三者装配在一起;
所述法兰轴(1.4)一端与发动机主轴固定连接,另一端穿过后盖(1.2)与主动盘(1.3)固定连接,同步旋转;所述后盖(1.2)与硅油风扇扇叶固定连接;所述电控螺线管(1.5)套设在法兰轴(1.4)上,所述电控螺线管(1.5)的轴承内圈随法兰轴(1.4)旋转,其余部分通过线束与发动机支架固定连接;其特征在于:所述法兰轴(1.4)上设有辅助风扇(1.6),所述电控螺线管(1.5)设置在辅助风扇(1.6)和后盖(1.2)之间。
2.根据权利要求1所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述辅助风扇(1.6)过盈配合安装到法兰轴(1.4)上。
3.根据权利要求1或2所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述辅助风扇(1.6)采用吹风式结构。
4.根据权利要求1所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述前盖(1.1)采用半固态压铸成型。
5.根据权利要求4所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述前盖(1.1)上均布有与翅片(3.1),每片所述翅片(3.1)均沿叶片方向断开,设有翅片间隙(3.3)。
6.根据权利要求5所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述后盖(1.2)采用半固态压铸成型。
7.根据权利要求6所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述后盖(1.2)上均布有与翅片(3.1),每片所述翅片(3.1)均沿叶片方向断开,设有翅片间隙(3.3)。
8.根据权利要求7所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述前盖(1.1)和后盖(1.2)上的翅片(3.1)均采用直线型结构。
9.根据权利要求7所述的散热型硅油离合器,其特征在于:所述辅助风扇(1.6)采用曲面叶轮或平面叶轮。
说明书 :
散热型硅油离合器
技术领域
背景技术
扇,冷却风扇不断向着调速越来越准确,响应时间越来越短来发展。目前市场上的硅油风
扇,包括温控和电控硅油风扇,其中电控硅油风扇因精确控制,快速响应而成为主流商用车
平台的选择。
风扇的核心部件——电控硅油离合器而言需要,扭矩更大,散热更好以及可靠性更强的离
合器。
这部分能量如果无法及时释放,就会额外提升离合器温度。离合器温度升高会导致以下问
题:首先高温会导致离合器内部硅油逐步变质,硅油性能衰减,离合器扭矩转换为风扇动能
的效率变低,从而产生更多滑差热能量,形成恶性循环;其次高温也传导到离合器内部轴
承、密封圈等关键零部件上,造成高温失效,降低了硅油离合器的可靠性;再次高温也会传
导到电控部件——电控螺线管上,造成螺线管寿命降低甚至损坏。
态压铸工艺的限制,前、后盖表面散热翅片的密集程度以及翅片的高度均受限,无法满足大
扭矩离合器散热的需求,大扭矩(≥300N.M)离合器的开发工作一直进展缓慢。
发明内容
发动机主轴固定连接,另一端穿过后盖与主动盘固定连接,同步旋转;所述后盖与硅油风扇
扇叶固定连接;所述电控螺线管套设在法兰轴上,所述电控螺线管的轴承内圈随法兰轴旋
转,其余部分通过线束与发动机支架固定连接;其特征在于:所述法兰轴上设有辅助风扇,
所述电控螺线管设置在辅助风扇和后盖之间。
后盖内部不会产生气孔,提升了硅油离合器前盖和后盖的整体强度,同时免除铸件的气孔
检测成本;
积更小,可在有限的前盖和后盖范围内,布置更多翅片,同时散热翅片的高度也可以拔高,
散热翅片与空间接触面积加大,加强散热能力;
方面可提高单个翅片的金属强度;
离合器整体重量,降低了发动机的负载;同时增加了翅片的间距,加快空气在离合器表面的
流动,提升了散热性能;
叶倾角,改变风量大小,适用于多类型电控离合器。
附图说明
具体实施方式
的硅油通过剪切力来提供扭矩,发热也会更严重,如果散热不及时就会发生硅油离合器内
部零件失效;本发明的散热型硅油离合器散热能力优秀,可以有效避免硅油离合器高温,大
大降低硅油离合器高温失效的可能性。
和主动盘1.3装配在一起,共同组成了硅油离合器的主体,硅油可以在主体内的工作腔与储
油腔之间流动,当硅油大部分在工作腔体时,离合器进入啮合高速运行状态,反之如果储油
腔内硅油较多,则离合器进入怠速分离的工作状态。当硅油在工作腔内流动时,通过前盖
1.1、后盖1.2、主动盘1.3之间的齿槽间隙传递扭矩,并释放出热量,这部分热量是离合器输
出扭矩做功不需要的部分,即为滑差热,该滑差热会加速硅油离合器内部硅油变质以及内
部轴承、密封圈老化,因此需要通过前盖1.1和后盖1.2表面的翅片3.1将滑差热导出。
表面的翅片3.1之间的齿槽间隙,带动前盖1.1和后盖1.2旋转,并带动硅油风扇的扇叶运
动,对发动机冷却系统进行散热。
管1.5是电控硅油离合器中唯一的电气部件,一方面负责接收整车ECU系统输入的风扇需求
转速,整个硅油离合器将依据需求转速为目标,进行运转;另一方面硅油风扇也通过电控螺
线管1.5将风扇的实际转速实时反馈给ECU系统,而ECU系统将依据反馈的转速不断修正输
入的需求转速,形成闭环控制。当离合器工作时,滑差热会通过法兰轴1.4传导过来,同时电
控螺线管1.5也会因内部线圈通电而产生大量热量,因而电控螺线管1.5的散热需求较高;
传统的硅油风扇的电控螺线管1.5没有设置专门渠道进行散热,仅能通过硅油风扇运转时
产生的风量来进行散热,一旦硅油风扇进入怠速运行,电控螺线管1.5的温度就会直线上
升,目前在电控硅油离合器的售后市场上,电控螺线管1.5高温失效的故障类型屡见不鲜。
设置在辅助风扇和后盖之间),无论硅油离合器本身处于啮合还是分离状态,辅助风扇1.6
将一直跟随发动机的主轴旋转,辅助风扇1.6采用吹风式设计,产生的气流将直接导入到电
控螺线管1.5及后盖1.2,通过增加对流来实现散热。辅助风扇1.6仅通过发动机主轴的输出
即可驱动,辅助风扇1.6本身结构较为简单,其中风扇叶倾角、扇叶数量、外径和投影宽带均
可调,可以适配各种发动机冷去平台。
度稀疏,单个翅片高度低;而本发明的前盖1.1和后盖1.2通过半固态压铸成型,其翅片布置
密度以及高度均都得到了提升。
限;依据流体力学原理,为加强空气表面流动性,翅片3.1倾斜向下设计,因此模具设计成本
较高;因为液态压铸成型时,铝合金液体会在模具内快速流动,不可避免的在前盖1.1中残
留有流动产生的气孔和缩孔。
片间隙3.3间流动,空气流动性大大增强;另一方面翅片间隙3.3可降低硅油离合器的重量,
实现硅油离合器轻量化的要求,同时节省了制作成本。
降低了成本。本实施例中,在每个翅片3.1尾部进行精细化处理,加入圆柱凸起结构3.2,一
方面可以防止硅油离合器翅片3.1刮手,保障了装配人员的安全;另一方面可提高硅油离合
器单个翅片3.1的金属强度。
同时通过半固态压铸技术制作出来的前盖1.1和后盖1.2内部无气孔,大大加强了离合器零
件的强度。
描述的是叶片整体直径,一般直径越大,叶轮风量就大,但叶轮的直径越大,其动不平衡量
就越大,转动产生的振动就越大,工作噪音也越大,因此直径的选择需要根据实际离合器的
滑差热而定;叶轮宽度的是轴向叶片的厚度,一般厚度越大,风量就越大,但是越大的辅助
叶轮重量就越大,不利于轻量化设计,同时越大也意味着制作成本越高;叶倾角描述的是径
向与轴向叶片间的夹角,该参数的选择关系到风量效率以及辅助叶轮整体风量的紊流影
响,该角度可以通过风量模拟计算得出最优解。
1.5的干涉。本发明的辅助叶轮1.6的一种优选设计,其由8个叶片组成,每个叶片折弯角度
为90°,叶轮厚度为10mm;通过风量模拟仿真对比可知,本发明的平面叶轮与传统的曲面叶
轮相比,在相同输入转速2300rpm下两者风量的差异如下表,风量提高10倍左右,可以有效
进行散热。
同类风扇 2300 0.13
都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物
界定。