專利名稱：一種徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳動調(diào)速裝置，具體涉及一種徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置。
背景技術(shù)：
目前，特種車輛采用在降低傳動裝置高度、縮短車輛長度的基礎(chǔ)上保證風(fēng)扇調(diào)速性能的風(fēng)扇傳動方案，必須縮減原有的風(fēng)扇傳動裝置空間尺寸，現(xiàn)有使用的液力偶合器不能在車長方向消減尺寸，且由于同時(shí)對兩個(gè)風(fēng)扇進(jìn)行調(diào)速，需要兩個(gè)液力偶合器。因此在保證或改善原有風(fēng)扇調(diào)速性能的同時(shí)，需要尋找到空間尺寸更小的風(fēng)扇傳動裝置。液粘離合器是一種徑向尺寸較小，軸向尺寸也可在一定范圍內(nèi)滿足空間布置需求的調(diào)速裝置。申請?zhí)枮?00920112093. 1的中國實(shí)用新型專利公開了一種液粘調(diào)速離合器，主要由離合器外殼、離合器座、主從摩擦片組成，該裝置是以粘性液體為工作介質(zhì)，根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，依靠主、被動摩擦片之間液體的粘性和油膜剪切作用力來傳輸動力，并兼有離合器功能的一種無級調(diào)速裝置。該液粘調(diào)速離合器采用電液比例閥來調(diào)節(jié)操縱油油壓和對輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，它具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、可靠，主從摩擦片組尺寸小、傳遞能力大、 轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高等特點(diǎn)。由于該實(shí)用新型所采用電液比例閥為正比例電液比例閥，因此容易造成主從摩擦片打滑而過熱的缺陷；此外，液粘調(diào)速裝置的特點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)主從摩擦片間隙來改變傳遞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。而當(dāng)主從摩擦片間隙不等時(shí)，主從摩擦片安裝軸段的部分潤滑油孔可能會被擋住，難以提供足夠及均衡的潤滑油，此時(shí)會造成主從摩擦片過熱乃至液粘調(diào)速裝置的燒損。因此，迫切的需要本領(lǐng)域技術(shù)人員開發(fā)出一種可以適應(yīng)車輛風(fēng)扇傳動的徑向緊湊型液粘調(diào)速裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種可以解決車輛風(fēng)扇傳動空間尺寸縮減的問題、實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)速功能的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，包括外轂、活塞、彈簧、油缸、配油套、主軸、軸承、輸入齒輪以及由主、被動摩擦片構(gòu)成的摩擦副，所述外轂通過軸承套設(shè)于主軸上，所述輸入齒輪與外轂固定連接，所述摩擦副位于外轂與主軸之間，所述活塞套設(shè)于主軸上，其特征在于所述主動摩擦片與外轂內(nèi)部相連，所述被動摩擦片與主軸相連，所述摩擦副的主、 被動摩擦片之間填充有粘性油液，所述活塞與摩擦副相對的一側(cè)上連接有彈簧，所述活塞通過油缸和配油套與一用于調(diào)節(jié)操縱油油壓的閥組相連，所述閥組包括減壓閥和反比例電液比例閥。其中，該風(fēng)扇調(diào)速裝置采用“T”字形功率傳遞方式，即動力由輸入齒輪或外轂輸入，從主軸的兩端輸出后同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。其中，所述被動摩擦片與主軸的花鍵相連，所述主軸內(nèi)部設(shè)有供操縱油通過的油道孔，所述主軸的花鍵上設(shè)有用于擴(kuò)大油道孔孔徑的弧形凹槽，所述弧形凹槽與各個(gè)油道孔對應(yīng)設(shè)置。其中，所述主動摩擦片和被動摩擦片采用內(nèi)外齒摩擦片不等徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。其中，所述內(nèi)外齒摩擦片不等徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為與外轂連接的所述主動摩擦片的外徑有齒，與主軸的花鍵連接的所述被動摩擦片的內(nèi)徑有齒，主、被動摩擦片的外徑相等，主動摩擦片的內(nèi)徑大于被動摩擦片的內(nèi)徑。本發(fā)明的有益效果在于1)本發(fā)明通過一個(gè)減壓閥和一個(gè)反比例電液比例閥組成的閥組來實(shí)現(xiàn)反比例控制技術(shù)和減壓控制技術(shù)，既保證車輛斷電時(shí)發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)正常散熱，又防止風(fēng)扇傳動系統(tǒng)過載損壞；2)本發(fā)明的動力輸入方式采用“T”字型功率傳遞方式，動力由齒輪或外轂輸入， 由主軸的兩端輸出，可以同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；3)本發(fā)明在主軸上摩擦副安裝段的花鍵溝槽底徑上設(shè)計(jì)有弧形凹槽，每個(gè)弧形凹槽分別與主軸內(nèi)部的單個(gè)油道孔相對應(yīng)，用于保證所有的油道孔均能夠提供充足的潤滑油并使?jié)櫥途鶆蚍峙浣o所有主、被動摩擦片；4)本發(fā)明的主動摩擦片和被動摩擦片彼此為不等徑摩擦片，采用這種不等徑設(shè)計(jì)解決主、被動摩擦片間隙變化過程中背壓過大的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速散熱。


圖1是本發(fā)明車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A部放大圖，即弧形凹槽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是主軸花鍵段的徑向剖面圖；圖4是主、被動摩擦片采用不等徑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置的功率傳遞示意圖；其中，1-外轂，2-主動摩擦片，3-被動摩擦片，4-活塞，5-彈簧，6_油紅，7_配油套，8-主軸，9-軸承，10-輸入齒輪，11-油道孔，12-弧形凹槽，13-花鍵，14-圓柱軸承。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本例中的車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置包括外轂1、活塞4、彈簧5、油缸6、配油套7、主軸8、軸承9、輸入齒輪10以及由主動摩擦片2和被動摩擦片3構(gòu)成的摩擦副。外轂1通過軸承9套設(shè)于主軸8上，輸入齒輪10與外轂1固定連接，摩擦副位于外轂1與主軸8之間，主動摩擦片2與外轂1內(nèi)部相連，被動摩擦片3連接在主軸的花鍵13上，主軸8 的花鍵13如圖3所示?；钊?套設(shè)于主軸8上，活塞與摩擦副相對的一側(cè)上連接有彈簧5， 油缸6也套設(shè)于主軸8上，配油套套設(shè)于油缸上，摩擦副的主、被動摩擦片2、3之間填充有粘性油液(本例采用潤滑油)，而活塞通過油缸6、配油套7與一用于調(diào)節(jié)操縱油油壓的減壓閥和反比例電液比例閥相連。本發(fā)明為了保證車輛斷電時(shí)發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)正常散熱，采用反比例控制技術(shù)； 同時(shí)，為防止風(fēng)扇傳動系統(tǒng)過載損壞，采用減壓控制技術(shù)。既保證正常的風(fēng)扇調(diào)速功能，又能夠?qū)崿F(xiàn)安全保護(hù)。本發(fā)明通過一個(gè)減壓閥和一個(gè)反比例電液比例閥組成的閥組來實(shí)現(xiàn)反比例控制技術(shù)和減壓控制技術(shù)，減壓閥和反比例電液比例閥由控制器進(jìn)行控制。1)反比例控制技術(shù)是指反比例電液比例閥最小電流對應(yīng)調(diào)速裝置油缸的最大操縱油壓，最大電流對應(yīng)調(diào)速裝置的最小操縱油壓。而操縱油影響摩擦片的結(jié)合程度，當(dāng)操縱油壓達(dá)到最大值，摩擦片完全結(jié)合，可傳遞最大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩；當(dāng)操縱油壓為最小值，摩擦片完全分離，傳遞轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩接近于零。因此當(dāng)車輛斷電時(shí)，電流為最小，主、被動摩擦片始終完全結(jié)合，主動摩擦片和被動摩擦片不存在轉(zhuǎn)速差，不會因摩擦片打滑而過熱，因此結(jié)合狀態(tài)為最安全的散熱狀態(tài)。如果沒有通過減壓閥和反比例電液比例閥實(shí)現(xiàn)反比例控制技術(shù)，那么最小電流對應(yīng)調(diào)速裝置油缸的最小操縱油壓，此時(shí)摩擦片之間存在最大轉(zhuǎn)速差，會影響調(diào)速裝置的壽命。2)減壓控制技術(shù)是指在反比例電液比例閥之前應(yīng)用一個(gè)減壓閥，用來限定電液比例閥的最高壓力。其作用是當(dāng)兩端風(fēng)扇出現(xiàn)異常載荷時(shí)，會對風(fēng)扇調(diào)速裝置兩端外用來傳遞動力的齒輪等剛性結(jié)構(gòu)造成破壞，如果電液比例閥的最高壓力受到限制，出現(xiàn)異常載荷時(shí)會首先造成風(fēng)扇調(diào)速裝置的摩擦片打滑，可能會造成摩擦片損壞，而摩擦片是很易更換和加工的零件，另一方面由于風(fēng)扇調(diào)速裝置允許摩擦片打滑，摩擦片可能不會損壞。無論如何通過這個(gè)方法可以保護(hù)其他剛性結(jié)構(gòu)。該調(diào)速裝置動力通過多摩擦副傳遞，根據(jù)油溫或散熱器水溫反饋信號通過電液反比例閥控制摩擦副的結(jié)合程度，從而實(shí)現(xiàn)控制離合器的輸出轉(zhuǎn)速。由于風(fēng)扇傳動調(diào)速裝置同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，因此采用“T”字形功率傳遞方式，功率傳遞示意圖如圖5所示。該車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置的工作原理為該風(fēng)扇調(diào)速裝置的動力通過輸入齒輪10或外轂ι輸入，操縱油和潤滑油通過配油套7分別分配至油缸6以及主、被動摩擦片2、3之間， 操縱油用以實(shí)現(xiàn)摩擦付的壓緊與松開，潤滑油用來帶走摩擦付摩擦?xí)r產(chǎn)生的大量瞬時(shí)熱， 操縱油通過配油套7進(jìn)入油缸6，油缸7推動活塞4，活塞4壓縮彈簧5后作用于摩擦付上致使離合器結(jié)合；潤滑油通過配油套7進(jìn)入主軸，通過主軸內(nèi)的油道孔11和弧形凹槽12進(jìn)入主、被動摩擦片2、3之間，外轂與主動摩擦片相聯(lián)，通過液壓系統(tǒng)控制摩擦付間隙，主動摩擦片帶動被動摩擦片旋轉(zhuǎn)，從而將動力從主軸8輸出至兩端同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是最大徑向尺寸小于160mm，一根通軸兩端輸出，這種結(jié)構(gòu)有效減小了調(diào)速裝置的徑向尺寸，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速功能，使功率密度得到提升。該調(diào)速裝置的特點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)摩擦片間隙來改變傳遞的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)摩擦片在不同間隙時(shí)，主軸上摩擦副安裝段的部分油道孔11可能會被擋住，難以提供足夠及均衡的潤滑油，此時(shí)會造成主、被動摩擦片2、3過熱乃至整個(gè)調(diào)速裝置的燒損。因此，為了保證主、被動摩擦片在任何間隙下均能獲得充足的冷卻油，在主軸上摩擦副安裝段的花鍵13溝槽底徑上設(shè)計(jì)有弧形凹槽12，如圖2所示，每個(gè)弧形凹槽分別與主軸8內(nèi)部的單個(gè)油道孔 11相對應(yīng)，用以保證所有的油道孔11均能夠提供充足的潤滑油并使?jié)櫥途鶆蚍峙浣o所有主、被動摩擦片2、3。如圖4所示，本發(fā)明的主動摩擦片2和被動摩擦片3采用內(nèi)外齒摩擦片不等徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與外轂1連接的主動摩擦片2的外徑有齒，與主軸8的花鍵13連接的被動摩擦片3 的內(nèi)徑有齒，主、被動摩擦片的外徑相等，主動摩擦片的內(nèi)徑大于被動摩擦片的內(nèi)徑。這種結(jié)構(gòu)解決主、被動摩擦片間隙變化過程中背壓過大的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速散熱。本發(fā)明應(yīng)用工況惡劣，工作溫度超過90°C，工作轉(zhuǎn)速大于3000，同時(shí)風(fēng)扇調(diào)速裝置空間尺寸有嚴(yán)格限定，因此其徑向尺寸限制在一定范圍內(nèi)，通過摩擦片功率匹配和潤滑流量與散熱量匹配，一方面可以解決特種車輛風(fēng)扇傳動空間尺寸縮減的問題，另一方面實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇調(diào)速功能，通過反比例電液比例閥提高其可靠性。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，包括外轂(1)、活塞、彈簧(5)、油缸(6)、配油套(7)、主軸(8)、軸承(9)、輸入齒輪(10)以及由主、被動摩擦片(2、3)構(gòu)成的摩擦副，所述外轂(1)通過軸承(9)套設(shè)于主軸(8)上，所述輸入齒輪(10)與外轂(1)固定連接，所述摩擦副位于外轂(1)與主軸(8)之間，所述活塞(4)套設(shè)于主軸(8)上，其特征在于所述主動摩擦片( 與外轂(1)內(nèi)部相連，所述被動摩擦片C3)與主軸(8)相連，所述摩擦副的主、被動摩擦片(2、；3)之間填充有粘性油液，所述活塞與摩擦副相對的一側(cè)上連接有彈簧(5)，所述活塞通過油缸(6)和配油套(7)與一用于調(diào)節(jié)操縱油油壓的閥組相連，所述閥組包括減壓閥和反比例電液比例閥。
2.如權(quán)利要求1所述的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于該風(fēng)扇調(diào)速裝置采用“T”字形功率傳遞方式，即動力由輸入齒輪(10)或外轂(1)輸入，從主軸(8)的兩端輸出后同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1所述的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于所述被動摩擦片 (3)與主軸的花鍵(1 相連，所述主軸內(nèi)部設(shè)有供操縱油通過的油道孔(11)，所述主軸的花鍵(1 上設(shè)有用于擴(kuò)大油道孔孔徑的弧形凹槽(12)，所述弧形凹槽與各個(gè)油道孔(11) 對應(yīng)設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于所述主動摩擦片 (2)和被動摩擦片(3)采用內(nèi)外齒摩擦片不等徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于所述內(nèi)外齒摩擦片不等徑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為與外轂(1)連接的所述主動摩擦片( 的外徑有齒，與主軸的花鍵連接的所述被動摩擦片(3)的內(nèi)徑有齒，主、被動摩擦片的外徑相等，主動摩擦片的內(nèi)徑大于被動摩擦片的內(nèi)徑。
全文摘要
本發(fā)明屬于傳動調(diào)速領(lǐng)域，具體涉及一種徑向緊湊型車輛風(fēng)扇調(diào)速裝置。該裝置包括包括外轂、活塞、彈簧、油缸、配油套、主軸、軸承、輸入齒輪以及由主、被動摩擦片構(gòu)成的摩擦副。該裝置動力通過多摩擦副傳遞，根據(jù)油溫或散熱器水溫反饋信號通過電液反比例閥控制摩擦副的結(jié)合程度，從而實(shí)現(xiàn)控制離合器的輸出轉(zhuǎn)速，由于風(fēng)扇傳動調(diào)速裝置同時(shí)為兩個(gè)風(fēng)扇傳遞動力并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，采用一軸兩端輸出的模式，不但有效縮減了車輛風(fēng)扇傳動空間尺寸，還使得功率密度得到了提升。
文檔編號F04D27/00GK102207099SQ20111004793
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者吳超, 唐守生, 張鑫, 徐宜, 徐鳴, 杜明剛, 郭劉洋, 郭楊瀏 申請人:中國北方車輛研究所