[发明专利]具有流体清除控制以及止回阀的电控制的流体偶合装置

说明书

相关申请

本申请是2006年6月28日提交的美国专利申请序列号11/427,153的部分继续申请，该申请进而是2004年8月30日提交的美国专利申请序列号10/929,801并且现在是美国专利号7,083,032的继续申请。

技术领域

本发明总体上涉及粘性风扇驱动系统，并且更确切地涉及用于风扇驱动系统的电控制的流体偶合装置。

背景技术

本发明涉及流体偶合装置，这些装置具体的类型是具有一个流体工作室以及一个流体储存器室、连同控制该工作室内的粘性流体的量阀门安排。

尽管本发明可以有利地用于具有不同配置和应用的流体偶合装置中，它尤其有利之处在于一种偶连装置，其类型为用于驱动内燃发动机的散热器冷却风扇，并且将与此结合进行说明。然而，应该理解，本发明可以与其他附件或部件一起使用并且可以用于工业应用中，而不是仅用于车辆，如汽车和卡车。

粘性离合器类型的流体偶合装置已多年用于驱动发动机冷却风扇(因此被称为“风扇驱动器”)。这类风扇驱动器可以导致发动机马力的实质性节省并且因此可以增加车辆每加仑燃料可以实现的行进里程的量值。典型的流体偶合装置只在需要冷却时在接合的、相对较高速度的状态下运行，而在要求很少或者不要求冷却时在脱离接合的、相对较低速度的状态下运行。

当今，电启动的粘性风扇驱动器是已知的并得到应用，因为它们可以在接合、部分接合、以及脱离接合的模式之间进行精确地控制，以便按照由车辆发动机的计算机确定的一个给定的风扇速度来控制输出。

当今使用的电致动的粘性风扇驱动器具有安装在风扇驱动器的前侧或后侧的致动器。在这两种情况下，这些致动器是用滚珠轴承安装到驱动器上，并且电线被拴系到一个静止位置上，该位置是在发动机上、或护罩上、或适合于具体的车辆或顾客应用的任何最佳位置上。

对于前部安装的致动器，电系绳(导线束)的长度是对于大风扇应用的一个限制性因素。对于后部安装的致动器，车轴长度可能限制在狭窄封装应用中的使用。此外，它们还要求从风扇驱动器到一个静止位置的系绳(导线束)，如果风扇是在安装前组装到风扇驱动器上，则该系绳可能难于在车辆中进行安装。每一种设计的耐久性是取决于轴承的寿命以及这些拴系的电线和/或支架的耐久性和寿命。

因此，不带有系绳的风扇驱动器(它没有被拴系到一个静止位置上的电线并且没有安装到滚珠轴承上的致动器)可以改进风扇驱动器的耐久性并且降低流体偶合驱动器的成本。然而，同样重要的是，无系绳的风扇驱动器保持了与系绳的风扇驱动器相同的或相似的风扇驱动器性能特性以及属性。

前部安装的电致动器风扇驱动器是在重型卡车和大型公共汽车应用中使用的早期的空气致动的粘性风扇驱动器的演化的结果。起初，在粘性驱动器的前部使用了双金属控制弹簧构件和机构。随后它们被轴承安装的气动螺线管所代替。对于系绳的耐久性问题以及由公众和政府实体所要求的更高的燃料经济性要求迫使重负荷工业转换到没有系绳的气动开/关的摩擦离合器。在这些离合器中，空气供应是通过这些安装支架-皮带轮子组件的中心来供给的。

当今，汽车和重型负荷工业正面临着甚至更严格的燃料经济性的限制、以及噪声控制要求。它们持续了对于可变速度或至少是多速的风扇驱动器的需要。其结果是，粘性驱动器是经济的且持久的解决方案，这些解决方案已经演化成使用后部致动的粘性风扇驱动器。这些后部安装的电控制的致动器被开发来减少与前部安装的致动器相关的潜在的系绳耐久性问题。

因为轴向长度和成本是优于后部致动的风扇驱动器，所以前部致动的粘性风扇驱动器继续被用于轻型至中型负荷的应用。然而，在某些轻型负荷汽油发动机应用中，这里风扇离合器是由水泵驱动的，存在着由多种因素引起的系统共振问题，这些因素包括风扇驱动器的重力质心(CG)。

因此，对于多种应用需要一种新的并且改进的粘性风扇驱动器，无论是用于轻型、中型负荷或重型车辆的应用。此外，对于具有降低的成本、改进的耐久性、以及更好的噪声和振动性能的致动器存在着需要。

发明内容

本发明旨在使上述问题最小化，并且涉及拴系的致动器以及系统共振问题，同时结合了令人希望的特征，如高速储存器，以及一种组合的“故障安全”和抗回流的选择。本发明还使用了配置在低速构件上的一种清除控制阀门，它作为一个流体流动分流器来工作。