[发明专利]一种可调节排风量的电磁驱动变叶片角度风扇

说明书

技术领域

本发明涉及一种可调节排风量的电磁驱动变叶片角度风扇。

背景技术

在低速车辆中，工作中迎面风对发动机冷却系统散热影响很小，发动机的冷却系统散热主要依赖冷却风扇的排风带走热量，其冷却系统的冷却风扇往往直接由发动机曲轴直接驱动，冷却风扇的转速与发动机曲轴转速相同。由于作业工况负载复杂，在设计冷却风扇的排风量时，都按照发动机在恶劣散热环境条件下最大负载时需要的排风量进行冷却风扇设计，一般冷却风扇的功率占发动机总功率的3％-5％。这就使得拖拉机的风扇冷却排风量与不同工况与环境中发动机散热量不匹配，例如，在低温环境轻载荷工作时，冷却风扇的排风量过大，一方面使得冷却风扇过多消耗了发动机功率，不利于节能；另一方面使得发动机的冷却液低于发动机的最佳温度范围，不但发动机的燃油经济性变差,排放污染物也会增加。针对这一问题，需要对冷却风扇的排风量进行调节。

针对冷却风扇排风量准确的调节和排风方向的改变，提出一种电磁驱动变叶片角度风扇，在旋转的风扇中，采用电磁线圈驱动风叶片相对风扇壳体的安装角度，通过改变叶片安装角度调节排风量，并且还可以改变风扇的排风方向。

目前，国内关于自动变叶片角度的风扇的专利有以下3项：

1)车辆用叶片安装角可变的冷却风扇(专利号CN85202986)。驱动叶片角度的装置是一个由感温石蜡推力器、传动环、传动钩等组成的可改变叶片安装角的自动控制装置，该专利叶片角度的驱动依赖于感温石蜡的温度特性，无法准确的控制风扇的排风量。

2)利用风力的动力发生装置(公开号CN1340662A)，利用叶片上的风压自动调节叶片的角度。

3)节能扇叶(专利号：CN91201328.1)其原理是利用扇叶材料的温度特性，当温度变化时，扇叶的弯曲角度发生改变。

可见上述自动进行风扇叶片角度调节的装置，无法根据需要进行准确的控制风扇的叶片角度，也无法实现排风量的电子控制，不利于控制车辆发动机散热器中冷却液的最佳温度；同时，无法根据发动机散热器除灰尘的需要，随时改变风扇的排风方向。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种风扇排风量调节的方法及装置，是实现风扇排风量调节的电子控制的执行装置，可用于车辆发动机的冷却系统中，根据发动机不同工况对冷却系统散热器的要求进行冷却风扇排风量电子调节的执行装置；也可用于无法进行风扇调速又需要进行排风量电子调节的场合。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种可调节排风量的电磁驱动变叶片角度风扇，包括驱动轴、风扇壳体、齿条、叶片、齿轮、电磁衔铁、电磁线圈、弹簧；风扇壳体与驱动轴的一端固定连接，齿轮的轴可转动的安装在风扇壳体上，叶片固定在齿轮轴的端部，齿轮与齿条构成齿轮齿条运动副；电磁衔铁为圆筒结构、且外壁上具有凸台，所述电磁衔铁套在驱动轴上的外部、且所述凸台安装在风扇壳体内壁上的导轨槽中，齿条一端与电磁衔铁端部固定连接；弹簧一端与电磁衔铁固定连接、另一端固定连接在驱动轴上；所述电磁线圈位于所述电磁衔铁的外部。

优选地，所述风扇壳体与驱动轴的一端通过螺纹螺母紧固在一起。

优选地，电磁衔铁上的凸台位于所述电磁衔铁的一端。

优选地，所述电磁线圈缠绕在电磁线圈轭铁上，电磁线圈轭铁与电磁线圈壳体联接在一起。

优选地，所述齿条的长度不小于所述齿轮的节圆周长。

本发明所述的可调节排风量的电磁驱动变叶片角度风扇，驱动轴与风扇壳体通过螺纹螺母紧固在一起，齿轮轴安装在风扇壳体上，叶片与齿轮轴端部固定联接，齿轮轴的齿轮与齿条构成齿轮齿条运动副；电磁衔铁一端的凸台安装在风扇壳体内表面的导轨槽中，电磁衔铁与风扇壳体可相对直线运动。在驱动轴的带动下，齿轮、叶片、齿条、电磁衔铁随风扇壳体一起旋转。齿条一端与电磁衔铁端部联接；弹簧一端作用在电磁衔铁上，一端作用在驱动轴的轴肩上；电磁线圈缠绕在电磁线圈轭铁上，电磁线圈轭铁与电磁线圈壳体联接在一起。通过弹簧对电磁衔铁的作用力与电磁线圈对电磁衔铁的吸力平衡，以确定电磁衔铁的位置。风扇排风量调节的过程是：通过控制电磁线圈的电压大小，改变电磁线圈对电磁衔铁的吸力大小，弹簧根据受到的力的大小被拉长或压缩，使产生的弹力重新平衡电磁衔铁上的吸力，使电磁衔铁重新达到平衡位置，以此控制电磁衔铁的位置。同时，电磁衔铁驱动齿条移动，带动齿轮转动，齿轮的轴带动叶片转动，从而改变叶片相对风扇壳体的角度，叶片的角度改变实现风扇排风量的调节。当叶片的角度与迎风方向成反向时，此时风扇的排风方向发生变向。