[实用新型]发动机温控风扇离合器

说明书

本实用新型涉及一种冷却发动机用的温控风扇离合器，特别适用于汽车发动机冷却装置。

在CN2116101V中公开了一种汽车温控风扇，它是由电磁铁芯、衔铁、扇叶、线圈、温控开关等组成，线圈通过导线与温控开关连接。扇叶的轮毂通过其上的导套、导柱、拉簧与衔铁连接，电磁铁芯与水泵轴固定连接。当线圈通过电流时，电磁铁吸合衔铁，带动风扇叶旋转，当线圈不通过电流时，衔铁与电磁铁分离。其不足之处在于，处于高速旋转的电磁铁芯与衔铁吸合或分离，将产生机械摩擦和碰撞，易受损，影响使用寿命；风扇叶只能与水泵轴同速旋转，不能进行转速控制。

本实用新型的目的在于提供一种在动作过程中无机械摩擦和机械碰撞的发动机温控风扇离合器。

本实用新型的技术解决方案是：利用电磁耦合原理，设计成用温控开关控制的无机械接触的离合器，即设有与泵轴固定连接并与之同轴旋转的原动器，原动器上设有圆形凹口，在凹口的四周设有励磁线圈，转子通过轴承安装于原动器的凹口内，转子的中心设有安装扇叶用的轴，转子的周面与励磁线圈之间有工作间隙，励磁线圈通过温控开关与电源连接。

本实用新型的优点是，由于采用了电磁偶合型离合器，原动器带动转子旋转，不是靠机械力而是电磁偶合力，因而避免了离合过程中的机械碰撞和摩擦，使离合器工作平稳、可靠，使用寿命长；由于通过温控开关，按设定温度自动控制风扇启停，既不增加操作人员的附加劳动，又能保证发动机在最佳工况下运营，节约能源；本实用新型应用于汽车发动机冷却风扇，可不改变原车尺寸结构，制造、安装、使用均方便，亦适合对现有汽车冷却风扇的改造，还可取消原车上的百叶窗系统。

下列附图描述了本实用新型的实施例。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中继电器温控开关电路图。

图3为可控硅温控开关电路方框图。

图4为可控硅温控开关电路电原理图。

下面结合附图对本实用新型给予详细说明。本实施例为用于汽车发动机冷却风扇的离合器，其结构如图1所示。图中1为水泵轴，15为水泵体，16为水泵叶轮，2为固定安装在泵轴1上的皮带轮。原动器4通过螺钉固定安装在皮带轮2的端部，与皮带轮和泵轴同轴转动。原动器4上设有与其转动轴同心的圆形凹口，凹口内的四周面设有励磁线圈5。图中9为用实心圆钢制的转子，通过轴承13安装在原动器4的凹口内，使之置于励磁线圈内，转子的周面与励磁线圈之间有工作间隙12。图中10为转子9的中心轴，扇叶7固定安装在轴10上。励磁线圈的引线经电刷3引出连接温控开关和电源。图2所示为继电器温控开关电路图。其中R₁为水温感应塞，是发动机水温传感器。继电器J的常开开关作励磁线圈的电源开关。如图中所示，12Ⅴ电源的正极经电阻R₂和二极管D₂与三极管BG₁的基极连接，结点为B，结点B和地之间连接二极管D₁和水温感应塞R₁，电源正极连接二极管D₁和水温感应塞R₁之间的A点。当发动机水温较低时，水温感应塞R₁的阻值很大，A点电位接近12Ⅴ，因此B点电位接近零，三极管BG₁处于截止状态，三极管BG₂亦处于截止状态，连接于三极管BG₂集电极的继电器J无电流而释放，励磁线圈无电流，风扇不转动。当发动机水温逐渐升高时，水温感应塞R₁的阻值随着逐渐减小，A点电位下降而B点电位上升。当发动机水温达到设定工作温度时，如80℃左右时，B点电位上升到使三极管BG₁导通，导致三极管BG₂也导通，继电器J得电工作，常开开关被吸合，励磁线圈接通电源产生磁场，原动器带动转子旋转，风扇工作。由于本实用新型采用了电磁偶合型离合器，转子的实际转速取决于励磁电流的大小，因此可通过控制励磁电流大小来控制风扇的转速，实现无级调速。为此，本实施例采用了如图3所示的可控硅温控开关电路，它由水温感应塞、放大电路、单结晶体管触发电路、可控硅SCR和变压器B组成，由水温感应塞来的电信号经放大电路放大后输入单结晶体管触发电路，单结晶体管触发电路的输出端与可控硅SCR的控制极连接，电感L和电容C串联，并连接于可控硅SCR的阳极和阴极之间，变压器B初级线圈的一端与可控硅SCR的阳极连接，其另一端连接电源正极，变压器B的次级线圈与励磁线圈5连接，其具体电路见图4。图中R₁为水温感应塞，水温感应塞R₁随水温变化引起的电信号，注入三极管BG₃的基极，经放大后由其集电极输出，并通过电阻R₇向单结晶体管触发电路的电容C₃充电，当电容C₃的电位达到单结晶体管BT的峰点电压时，单结晶体管BT导通，电容C₃上的电荷经其发射极向第一基极负载放电，并通过R₉将输出脉冲输入可控硅SCR的控制极，使之导通。当电容C₃的电位下降至单结晶体管BT的谷点电压时，单结晶体管BT截止。当可控硅SCR处于截止状态时，电源通过变压器B初级线圈和电感L向电容C充电，其极性是左正右负；当可控硅SCR被触发导通时，电容C通过电感L和可控硅SCR放电，放电电流在电感L产生反电动势，又向电容C反向充电，其极性左负右正。此时，可控硅SCR因受反向阳极电压而自行截止。可控硅SCR截止后，电容C又被电源充电，重复上述过程。流经变压器B初级线圈的电流随着可控硅SCR的通断而断续，从而在变压器B的次级线圈应出交变电动势，供给与之相连的励磁线圈。交变动电势的大小取决于流经变压器B初级线圈电流的通断频率，也就是取决于可控硅SCR的导通频率。所以只要控制了可控硅SCR的导通频率，就可以控制流经励磁线圈的电流，从而控制风扇的转速。如上所述，可控硅SCR的导通频率取决于单结晶体管触发电路的输出脉冲频率，而单结晶体管触发电路的输出脉冲频率，在其电容C₃给定的条件下，取决于来自水温感应塞R₁的电信号的强弱。因此，可通过本电路，按设定温度对风扇进行无级调速，使发动机在最佳工况下工作。本实施例在原动器4的凹口处设置了端盖6，将转子和励磁线圈封闭在里面，如图中所示，端盖6通过螺钉固定在原动器4的凹口上，端盖上设有与转子9锁定用的螺钉8。当温控风扇离合器发生故障失灵时，可将螺钉8拧紧，使转子9和原动器4锁合，风扇由水泵轴驱动，照常工作。图中11为安装在轴10和端盖6之间的轴承。