范文一:电控硅油风扇离合器的改进
电控硅油风扇离合器的改进
0 魏宸官 范剑平
(( ) )北京理工大学车辆工程学院,中国农业机械化科学研究院, 北京 100083北京 100081
摘 要 目的 研究提高已有电控硅油风扇离合器的闭阀及排空特性Ζ 方法 对已有
电
控硅油风扇离合器在不同的粘度和加油量下进行台架试验, 通过分析试验数据, 找出已有
电控硅油风扇离合器的不足, 从排油机构和电控机构上进行改进, 并对改进后的电控硅油
风扇离合器进行台架试验和试验分析Ζ 结果 改进后的电控硅油风扇离合器的排空转速 - 1 - 1 由原来的 2 400 降到 1 000 , 调速时间由原 310 降到 110, 115 , 闭 rrrm inrm in m in m in
阀、排空特性和调速灵敏特性均有较大提高, 能够满足使用要求Ζ 结论 经试验证明, 对电
控机构和排油机构的改进是成功的, 该电控硅油风扇离合器有较好的工程应用前景Ζ
关键词 硅油风扇离合器; 电控机构; 排油机构
分类号 11; 2701383 270U U
传统的硅油风扇离合器, 大多采用双金属片控制, 冷却风扇和硅油风扇离合器布置在水箱 和发动机之间, 通过迎风气流, 双金属片很容易感受到冷却水温度的变化, 从而控制硅油风扇
1 离合器的转速, 进而调节风扇的冷却强度Ζ这在冷却系统布置较方便的发动机前置的车辆上 是可行的, 而对于中、后置冷却系统, 由于没有迎风气流, 双金属片并不能很灵敏地感受到冷却 水温的变化, 因此不能很好地对冷却强度进行调节Ζ为解决硅油风扇离合器在冷却系统上
2 的应 用, 最佳方案是采用电磁控制取代传统的双金属片控制, 以提高离合器的调速灵敏性Ζ此外,
电控硅油风扇离合器同样可用于前置发动机上Ζ 国内目前还没有电控硅油风扇离合器研制成 功, 也未见有成功的电控机构的报道Ζ 作者对已有的电控硅油风扇离合器进行了台架试验, 并 对其排油机构和电控机构进行了改进, 本文介绍了改进过程和台架试验结果Ζ 1 已有电控硅油风扇离合器的结构
已有的电控机构主要由线圈、吸盘、销轴、阀片, 关阀弹簧等组成Ζ 线圈通过轴承安装在硅 油离合器的输出轴上, 轴向位置固定, 在离合器工作时, 线圈不随输出轴旋转Ζ吸盘与阀片通过
销轴连成一体, 一起移动Ζ当线圈未通电时, 回位弹簧把阀片压紧在进油口上, 离合器处于闭阀 状态, 工作腔内的硅油由排油口排出, 工作腔内油量减少, 输出轴转速下降Ζ 当电磁铁通电时, 在电磁力的作用下, 吸盘向线圈方向移动, 克服回位弹簧的弹簧力带动阀片移动, 打开进油口,
离合器处于开阀状态, 硅油由储油腔经进油口进入工作腔, 工作腔内油量增加, 输出轴转速上 升Ζ
已有硅油风扇离合器排油机构采用双面环槽, 即轴输入轴输出形式Ζ排油机构采用端面收稿日期: 1998 04 14 排 油Ζ 0 “九五”国防科技预研基金资助项目
第 3 期 魏宸官等: 电控硅油风扇离合器的改进 319
2 已有电控硅油风扇离合器的试验
211 试验内容
( ) ? 使用同一粘度的硅油, 在不同加油量 V 150, 250 mL 下进行离合器的开阀和闭阀试 验;
2- 1 () ? 使用不同粘度 Μ1 000, 2 000 mm s的硅油, 重做与?相同的试验; r
? 在每种粘度和加油量下, 测量离合器的排空转速, 在该转速下停留 310 , 测量输出 m in 转速Ζ
212 试验结果及分析
图 1 为不同加油量在不同工况及不同粘度下的输出转速 n 2 与输入转速 n 1 的关系图Ζ
图 1 不同加油量下输出转速与输入转速的关系
从图 1 可以得到以下结论:
2- 1 2- 1 ? = 1 000 , < 300="" 及="2" 000="" ,="150" 时,="" 开阀状态下,="rrΜmm" sv="" ml="" μmm="" sv="" ml="" n="" 1="">
- 1 - 1 3 000 , < 2="" 700="" 时,="" 高速运转传动比小于="" 90%="" ,="" 不合符要求;="" rrrm="" in="" n="" 2="" rm="" in="">
2- 1 2- 1 ? Μ= 1 000 mm r s, V = 350 mL 及 Μ= 2 000 mm r s, V > 150 mL 时, 离合器不能排
北 京 理 工 大 学 学 报 第 19 卷 320
空, 不符合要求;
2- 1 - 1 ? = 1 000 r, = 300 时, 闭阀状态下, 硅油离合器在 2 500 r下开始排 Μmm sV mL rm in - 1 空, 310 内转速下降为 1 550 Ζrm in rm in
在这种机构中, 电控机构成败关键在于吸盘的动作是否灵活可靠Ζ 在已有的电控机构中, 阀片、输出轴及支承电磁铁的轴承均由导磁及磁化作用较强的铁质材料制成, 当线圈通电后, 线圈产生的磁场磁化输出轴, 输出轴产生一个与电磁铁磁场相反的磁场, 阻碍吸盘向线圈方向 运动Ζ 当阀片处于关阀位置时, 吸盘距离线圈较远, 移动困难, 阀片难以打开Ζ 3 对已有电控硅油风扇离合器的改进
311 对离合器电控机构的改进
鉴于上述电控机构存在的问题, 作者对电控机构的改进主要集中在材料的改进上Ζ为了
避
免输出轴大端面磁化后对吸盘的动作产生不良影响, 新的电磁控制机构中输出轴采用抗磁材 料Ζ吸盘采用磁性较好的低碳钢材料, 原带凸缘的吸盘改为平吸盘, 以减小高速时的偏心力Ζ销
轴上的 形密封圈由两个改为一个, 以减小销轴运动阻力, 并对销轴采取润滑脂润滑Ζ 此外对 O
压盘和弹簧也进行了相应改进Ζ 另外, 为了保证 3 根联动销轴的同心, 在加工过程中将 3 个销 312 对离合器排油机构的改进 孔与吸盘上的 3 个孔配钻孔Ζ
通过试验可知, 已有离合器存在排空转速高和排空后输出转速高等缺点, 改进后的离合器 的排油机构采用径向排油机构, 主动盘的凸缘加宽以防止泄漏Ζ 取排油间隙 0135 , 凸台高 mm 度 2100 , 排油空直径 2100 Ζmm mm
4 电控硅油风扇离合器的台架试验
411 试验目的
? 确定现有硅油风扇离合器是否具有调速性; ? 确定硅油加入量对离合器性能的影响, 并确定最佳加油量; ? 确定硅油粘度对离合器性能的影响, 并确定使用硅油的粘度; ?测定硅 油离合的排空转速和排空后的输出转速; ? 确定硅油离合器的排空时间; ?确定电控机构是 否灵活可靠Ζ
412 试验内容
() ? 使用同一粘度的硅油, 在不同加油量 150, 300 mL 下进行离合器的开阀和闭阀试验;
2- 1 ( ) ? 使用不同粘度 1 000, 2 000 的硅油, 重做与 1 相同的试验; ?在每种粘度和加油 rmm s
量下, 测量离合器的排空转速Ζ
413 试验数据及处理
图 2 为试验得出的不同加油量在不同工况及不同粘度下输出转速与输入转速关系图Ζ
第 3 期 魏宸官等: 电控硅油风扇离合器的改进 321
图 2 改进后不同加油量下输出转速与输入转速关系图
5 试验结果分析
最佳加油量确定见表 1, 表 3Ζ
2- 1 2- 1 表 1 Μ= 1 000 mm rs时, 不同加油量 V 下的 表 2 Μ= 2 000 mm rs时, 不同加油量 V 下的
- 1 - 1 与 (′= 3 000 , 开阀闭阀) 与 (′= 3 000 开阀闭阀) r?r?n 2 n1n 1 rm inn2 n1n1 rm in
- 1- 1- 1 - 1( ) ( ) ( ) ( ) V mL V mL ??n 2rm in 开阀 n 1′rm in 闭阀 n 2rm in 开阀 n 1′rm in 闭阀 ?r?r?r?r
150 1 138 1 250 150 1 418 1 250 200 2 276 1 250 200 2 734 1 500 250 2 550 1 250 250 2 828 1 750 300 2 635 1 750 300 2 844 2 000
2- 1 由表 1 可知, 当 Μ= 1 000 mm rs时, 综合开闭阀性能, 最佳加油量为 300 mL Ζ
2- 1 由表 2 可知, 当 = 2 000 r时, 综合开闭阀性能, 最佳加油量为 250 Ζ Μmm smL
2- 1 由表 3 可知, 当 = 2 000 , = 250 时, 开阀工况风扇转速较高, 闭阀时排空转 rΜmm sV mL
2- 1 速不大Ζ 故本离合器的最佳工作条件为: = 2 000 r, = 250 Ζ 从图 3 可以看出, 排Μmm sV mL
北 京 理 工 大 学 学 报 第 19 卷 322
- 1 - 1 - 1 油机构改进后, n 1′由原来的 2 000 rrm in 降到 1 750 rrm in , 排空后 n 2 由 2 400 rrm in 降到
- 1 1 000 r, 闭阀性能有了较大提高Ζ rm in 双金属片控制的硅油风扇离合器 两种 和最佳加油量下最大风扇的 和 ′表 3 Μn 2 n1 3 2- 1的升降速时间一般为 310 m in Ζ在升 - 1- 1 ()( )( )V ?mL Μ?mm ?s n 2r?m in n 1′r?m in ??
降速试验中, 该电磁控硅油风扇离合 300 1 000 1 750 2 635
器的升降速时间分别为 90 和 60 , s s250 2 000 1 750 2 828
调速灵敏性有较大提高Ζ
- 1 - 1 开阀工况下, 输入转速 3 000 rm in , 风扇转速 2 890 rm in 时电磁控制机构动作灵活 rr
可靠Ζ 说明电磁控制机构改进是成功的Ζ
图 3 改进前后闭阀特性对照
从下列数据分析中还可以看出硅油风扇离合器的明显的节能和降噪效果Ζ
2- 1 - 1 选取 = 2 000 , = 250 的工况下, 输入转速为 3 000 时进行研究: rrΜmm sV mL rm in ? 节能效果Ζ 开阀工况功率为 91766 9 , 闭阀工况功率为 21104 7 Ζ 可见当水温不 kW kW
- 1高于发动机工作温度时, 采用硅油风扇离合器调速在闭阀工况下, 输入转速为 3 000 rrm in
时, 可节约风扇功率 78146% Ζ
? 降噪效果Ζ 可以保守地认为, 风扇的噪声与其转速的 4 次方成正比, 开阀输出转速为
- 1 - 1 (2 828 rm in , 闭阀输出转速为1 190 rm in Ζ闭阀输出转速为开阀输出转速的42% 1 rr
190?
) 2 828, 闭阀工况下的噪声为开阀工况下的 3% Ζ参 考 文 献
1 魏宸官, 赵家象Λ 液体粘性传动技术Λ 北京: 国防工业出版社, 1995
范剑平Λ 电控硅油风扇离合器的研制: 学位论文 ]Λ 北京: 北京理工大学车辆工程学院, 1998 2 () 张少华, 魏宸官Λ 硅油风扇离合器的调速灵敏性研究Λ 汽车工程, 1997 1: 41, 46 3
第 3 期 魏宸官等: 电控硅油风扇离合器的改进 323
-Im provem en t of E lec trom agn e t icCon tro lled
S il icon O il Fan C lutch
W e i C h en gu an
(), , 100081Schoo l o f V eh icu la r E ng inee r ingB e ijing In st itu te o f T ech no lo gyB e ijing
F an J ianp in g
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A bstra c t A im T o im p ro ve o ld silico n o il fan c lu tch ’ s ch a rac te r ist ic s. M e thod s A n
2exp e r im en t w a s do n e w ith th e o ld e lec t rom agn e t icco n t ro lled fan in d iffe ren t situ a2
, , , t io n th ro u gh an a ly sis o f exp e r im en t da tath e defec t o f o ld fan c lu tch w a s fo u n d
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. 2a lso an exp e r im en t w ith th e im p ro ved c lu tch w a s do n eRe sults E xp e r im en t w ith
th e im p ro ved c lu tch show ed a g rea t im p ro ve in th e c lu tch ’ s ch a rac te r is2t ic s. D ep a r t2
- 1- 1 in g o u tp u t2sp eed dec rea sed f rom 2 400 r?m in to 1 000 r?m in , ad ju st in g t im e
dec rea sed f rom 3 m in to 110, 115 m in. Con c lus ion T h e im p ro ve2m en t in stu rc tu re
2, an d e lec t rom agn e t icco n t ro lled sy stem is su cce ssfu lth e im p ro ved c lu tch h a s a goo d
.in du st r ia l p ro sp ec t s
Key word s silico n o il fan c lu tch; e lec t rom agn e t ic2co n t ro lled sy stem ; re tu rn in g o il
st ru c tu re
简 讯
4 校联合办学座谈会在我校召开
日前, 北京理工大学、中国人民大学、中央民族大学、北京外国语大学 4 校联合办学第二次 座谈会在我校召开Ζ4 校的主要领导参加了座谈会Ζ座谈会主要讨论了 4 校合作办学的基本模 式、基本内容以及 4 校合作办学协议书的基本框架Ζ
4 校领导认为, 近期应重点考虑 4 校计算机局域网的建设论证工作; 4 校联建大学生全面素质培养与艺术教育基地工作; 落实 4 校互聘教师及课程名称工作; 研究生教育如何优势互补 的具体工作; 互派干部挂职工作; 4 校校刊统一设置联合办学专版工作以及 4 校联合搞好几项 大型活动Ζ 4 校领导特别指出: 高校后勤社会化是当前的重要方向, 因此 4 校后勤合作组应加 紧工作, 争取尽快将 4 校后勤系统办成一个统一的社会化实体Ζ 尽快建立 4 校联合办学委员 会, 并设立执行主席职位, 负责主持协调联合办学日常工作, 适当时间进行轮换; 委员会下设联 合办学办公室, 负责年度合作计划和协调有关日常工作; 设立几个专门合作组, 深入探讨并实 施不同类别的合作项目Ζ
范文二:一种用于空调的发动机电控硅油风扇控制原理
一种用于空调的发动机电控硅油风扇控制原理
摘要:电控硅油风扇是发动机的一项节油技术,现阶段在载货汽车上应用逐渐广泛。此种硅油风扇在发动机怠速时,转速较低,在水温升高到一定条件后,风扇转速开始提升,从而实现低速节能。空调冷凝器作为前端模块与水箱集成,车辆怠速时,空调冷凝器散热主要依靠硅油风扇,此时低速风扇提供的风量不能保证冷凝器散热效果,从而导致空调制冷效果差。本文通过硅油风扇工作原理分析,从控制上解决空调怠速效果差的问题。
随着汽车工业的高速发展,整车的节油性被提上日程,传统机械式发动机风扇逐渐退出历史舞台,电控硅油风扇应用得越来越普及。不同于常规硅油风扇、温控开关风扇,电控硅油风扇(图1)根据发动机的外部条件(水温、进气温等),通过ECU 自动调整风扇的转速,使发动机工作在最佳温度下,在满足整车散热需求的前提下有效降低风扇功率消耗,最终达到降低油耗的目的。电控硅油风扇具有省油、噪声低、发动机可靠性增强等优势。
1 带电控硅油风扇的前端模块工作原理
1.1前端模块组成结构
载货汽车前端模块由冷凝器、中冷器、水箱组成,如图2所示。在车辆怠速时,均依靠发动机风扇散热。
1.2电控硅油风扇散热控制
ECU 接收并判断发动机水温和进气温度信号,根据信号通过风扇控制阀调整风扇转速。风扇通过转速传感器将转速信号反馈给ECU ,如图3所示。当发动机水温和进气温度较低时,ECU 控制风扇以较低怠速运转(440 r/min ),当发动机水温和进气温度较高时,ECU 以较高转速的全转速运转。不考虑风扇的滑差率,怠速时的全转速约为600 r/min。
1.3电控硅油风扇冷凝器散热问题
当车辆怠速时,发动机水温和进气温度达不到风扇啮合临界点(一般为90℃左右),风扇以怠速转速运转。空调开启,冷凝器只通过发动机风扇散热。通过实车试验,冷凝器散热不能满足空调系统的性能要求,如表1所示。空调制冷效果差,长时间在此状态下运行,可能导致高压侧制冷管路破裂和压缩机的损坏。试验条件:车辆怠速,A/C开启,制
冷和风量旋至最大档。
2 电控硅油风扇的控制原理优化
2.1冷凝器散热需求
为解决怠速情况下空调制冷差的问题,需提高发动机电控硅油风扇的转速。经过实车试验,当风扇转速为怠速全转速(600 r/min )时,冷凝器散热能力能够满足空调系统的性能,如表2所示。
针对冷凝器散热需求,需增加一种控制电路,其作用为:①怠速下A/C开启,空调工作,此时电控硅油风扇转速提升至全转速状态,以满足冷凝器的散热要求。②将该转速提升状态一直保持,直至空调关闭(期间压缩机受压力、温度影响通断,电控硅油风扇仍保持提升后的转速)。
2.2 ECU 对硅油风扇的控制功能
为保证空调开启信号能够持续控制发动机风扇,在原有电气原理基础上,增加一个控制回路:控制器提供持续低电平,整车电源通过驾驶室线束提供常有电,由继电器控制ECU 空调接人信号。
1)当A/C开启时,A/C输出持续低电平信号,控制继电器闭合,空调信号输人到ECU 。ECU 控制风扇由怠速转速(440 r/min)提升至全转速(600r/min),并保持。
2)当A/C关闭时,低电平信号断开,控制继电器不工作,ECU 接受的空调信号中断。电控硅油风扇受发动机水温控制(此时发动机水温一般不会达到节温器全开温度),转速再次降低为怠速转速。如图4所示。
2.3 A/C控制信号解决方案
为保证A/C开始时能够持续输出低电平信号(即A/C开关按下时,低电平接人),需在原有空调控制器控制电路的基础上增加拉低继电器的使能电路。
1)当A/C按下时,空调控制器ECU 通过R1和R22个分压电阻导通BSP75N ,促使BSP75N 导通驱动继电器,从而输出持续低电平信号。
2)当A/C关闭时,BSP75N 停止工作,继电器断开,低电平信号中断。如图5所示。
3 结束语
增加空调系统对带电控硅油风扇发动机的控制,是为了保证整车怠速时空调的性能要求,提高了整车舒适性。同时,当不开空调时,风扇转速降低,仍能够满足整车的节油要求。此种控制方案在原理上同样适用于带电磁风扇发动机的控制。
范文三:硅油风扇离合器原理
轮胎标识
发动机技术讲解
硅油风扇离合器的工作原理 2008-03-27 19:27
分类:默认分类
字号: 大 中 小
,、采用风扇离合器的目的
风扇是发动机功率的消耗者,最大时约为发动机功率的,,,。为了降低风扇功率消耗,减少
噪声和磨损,防止发动机过冷,降低污染,节约燃料,多采用风扇离合器。
,、硅油风扇离合器的结构
硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴
承、风扇等组成。如下图所示。
前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体,通过轴承装在主动轴上。风扇装在壳体上。从动板与前盖之间的空腔为贮油腔,其内装有硅油(油面低于轴中心线),从动板与壳体之间的空腔为工作腔。主动板与主动轴固定连接,主动轴与水泵轴连接。从动板上有进油孔,,平时由阀片关闭,若偏转阀片,则进油孔即可打开。阀片的偏转螺旋双金属感温器控制,从动板上有凸台限制阀片最大偏转角。双金属感温器的外端固定在前盖上,内端卡在阀片轴的槽内。从动板外缘有回油孔,,中心有漏油孔,,以防静态时从
阀片轴周围泄漏硅油。
图:硅油风扇离合器示意图
,、硅油风扇离合器的工作原理
(,)当发动机冷起动或小负荷下工作时,冷却水及通过散热器的气流温度不高,进油孔被阀片关闭,工作腔内无硅油,离合器处于分离状态。主动轴转动时,仅仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦,使
风扇随同壳体在主动轴上空转打滑,转速极低。
(,)当发动机负荷增加时,冷却液和通过散热器的气流温度随之升高,感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经感温器的气流温度超过,,,,(,,?)时,进油孔被完全打开,于是硅油从贮油腔进入工作腔。硅油十分粘稠,主动板即可利用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。此时风扇离合
器处于接合状态,风扇转速迅速提高。
为不使工作腔中的硅油温度过高,粘度下降,使硅油在壳体内不断循环。由于主动板转速高于从动板,因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高,油液从工作腔经回油孔,流向贮油腔,而贮油腔又经进油孔,及时向工作腔补充油液。为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快,缩短风扇脱开时间,在从动板,的回油孔,旁,有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内,使回油
孔一侧压力增高,回油加快。
(,)当发动机负荷减小,流经感温器的气体温度低于,,,,(,,?)时,感温器恢复原状,阀片将进油孔关闭,工作腔中油液继续从回油孔流回贮油腔,直至甩空为止。风扇离合器又回到分离
状态。
,、故障应急措施:行驶途中,若硅油风扇离合器因故障(如漏油等)时,可松开内六角螺钉,把锁止板的销插入主动板孔中,再拧紧螺钉,使壳体与主动轴连成一体,但此时只靠销传动,不能长期使
用。
文章引用自: http://blog.sina.com.cn/s/blog_4ddc880f01000alv.html
范文四:电控硅油风扇离合器的改进_魏宸官
DOI:10. 15918/j.t b i t1001-0645. 1999. 03. 012第19卷 第3期北京理工大学学报
1999年6月J o urnal of Beijing Institute o f Technolog y V o l. 19 No. 3Jun. 1999
电控硅油风扇离合器的改进
魏宸官?范剑平 (北京理工大学车辆工程学院, 北京 100081) (中国农业机械化科学研究院, 北京 100083)
摘 要 目的 研究提高已有电控硅油风扇离合器的闭阀及排空特性. 方法 对已有电
控硅油风扇离合器在不同的粘度和加油量下进行台架试验, 通过分析试验数据, 找出已有
电控硅油风扇离合器的不足, 从排油机构和电控机构上进行改进, 并对改进后的电控硅油
风扇离合器进行台架试验和试验分析. 结果 改进后的电控硅油风扇离合器的排空转速
由原来的2400r min -1降到1000r min -1, 调速时间由原3. 0min 降到1. 0~1. 5min, 闭
阀、排空特性和调速灵敏特性均有较大提高, 能够满足使用要求. 结论 经试验证明, 对电
控机构和排油机构的改进是成功的, 该电控硅油风扇离合器有较好的工程应用前景.
关键词 硅油风扇离合器; 电控机构; 排油机构
分类号 U 270. 1; U 270. 383
传统的硅油风扇离合器, 大多采用双金属片控制, 冷却风扇和硅油风扇离合器布置在水箱和发动机之间, 通过迎风气流, 双金属片很容易感受到冷却水温度的变化, 从而控制硅油风扇离合器的转速, 进而调节风扇的冷却强度[1]. 这在冷却系统布置较方便的发动机前置的车辆上是可行的, 而对于中、后置冷却系统, 由于没有迎风气流, 双金属片并不能很灵敏地感受到冷却水温的变化, 因此不能很好地对冷却强度进行调节. 为解决硅油风扇离合器在冷却系统上的应用, 最佳方案是采用电磁控制取代传统的双金属片控制, 以提高离合器的调速灵敏性[2]. 此外, 电控硅油风扇离合器同样可用于前置发动机上. 国内目前还没有电控硅油风扇离合器研制成功, 也未见有成功的电控机构的报道. 作者对已有的电控硅油风扇离合器进行了台架试验, 并对其排油机构和电控机构进行了改进, 本文介绍了改进过程和台架试验结果.
1 已有电控硅油风扇离合器的结构
已有的电控机构主要由线圈、吸盘、销轴、阀片, 关阀弹簧等组成. 线圈通过轴承安装在硅油离合器的输出轴上, 轴向位置固定, 在离合器工作时, 线圈不随输出轴旋转. 吸盘与阀片通过销轴连成一体, 一起移动. 当线圈未通电时, 回位弹簧把阀片压紧在进油口上, 离合器处于闭阀状态, 工作腔内的硅油由排油口排出, 工作腔内油量减少, 输出轴转速下降. 当电磁铁通电时, 在电磁力的作用下, 吸盘向线圈方向移动, 克服回位弹簧的弹簧力带动阀片移动, 打开进油口, 离合器处于开阀状态, 硅油由储油腔经进油口进入工作腔, 工作腔内油量增加, 输出轴转速上升.
已有硅油风扇离合器排油机构采用双面环槽, 即轴输入轴输出形式. 排油机构采用端面排油.
收稿日期:19980414
?“九五”国防科技预研基金资助项目
第3期魏宸官等:电控硅油风扇离合器的改进3192 已有电控硅油风扇离合器的试验
2. 1 试验内容
①使用同一粘度的硅油, 在不同加油量V (150~250m L) 下进行离合器的开阀和闭阀试验;
②使用不同粘度ν(1000~2000mm 2 s -1) 的硅油, 重做与①相同的试验;
③在每种粘度和加油量下, 测量离合器的排空转速, 在该转速下停留3. 0min, 测量输出转速.
2. 2 试验结果及分析
图1为不同加油量在不同工况及不同粘度下的输出转速n 2与输入转速n 1的关系图
.
图1 不同加油量下输出转速与输入转速的关系
从图1可以得到以下结论:
①ν=1000mm 2 s -1, V <300m l="" 及ν="2000mm" 2="" s="" -1,="" v="150m" l="" 时,="" 开阀状态下,="" n="" 1="3000r" min="" -1,="" n="">300m><2700r min="" -1时,="" 高速运转传动比小于90%,="" 不合符要求;="" 2-12-1,="">2700r>
320北京理工大学学报第19卷 空, 不符合要求;
③ν=1000mm s , V =300m L 时, 闭阀状态下, 硅油离合器在2500r min 下开始排空, 3. 0min 内转速下降为1550r min .
在这种机构中, 电控机构成败关键在于吸盘的动作是否灵活可靠. 在已有的电控机构中, 阀片、输出轴及支承电磁铁的轴承均由导磁及磁化作用较强的铁质材料制成, 当线圈通电后, 线圈产生的磁场磁化输出轴, 输出轴产生一个与电磁铁磁场相反的磁场, 阻碍吸盘向线圈方向运动. 当阀片处于关阀位置时, 吸盘距离线圈较远, 移动困难, 阀片难以打开. -12-1-1
3 对已有电控硅油风扇离合器的改进
3. 1 对离合器电控机构的改进
鉴于上述电控机构存在的问题, 作者对电控机构的改进主要集中在材料的改进上. 为了避免输出轴大端面磁化后对吸盘的动作产生不良影响, 新的电磁控制机构中输出轴采用抗磁材料. 吸盘采用磁性较好的低碳钢材料, 原带凸缘的吸盘改为平吸盘, 以减小高速时的偏心力. 销轴上的O 形密封圈由两个改为一个, 以减小销轴运动阻力, 并对销轴采取润滑脂润滑. 此外对压盘和弹簧也进行了相应改进. 另外, 为了保证3根联动销轴的同心, 在加工过程中将3个销孔与吸盘上的3个孔配钻孔.
3. 2 对离合器排油机构的改进
通过试验可知, 已有离合器存在排空转速高和排空后输出转速高等缺点, 改进后的离合器的排油机构采用径向排油机构, 主动盘的凸缘加宽以防止泄漏. 取排油间隙0. 35m m , 凸台高度2. 00mm , 排油空直径2. 00mm.
4 电控硅油风扇离合器的台架试验
4. 1 试验目的
①确定现有硅油风扇离合器是否具有调速性; ②确定硅油加入量对离合器性能的影响, 并确定最佳加油量; ③确定硅油粘度对离合器性能的影响, 并确定使用硅油的粘度; ④测定硅油离合的排空转速和排空后的输出转速; ⑤确定硅油离合器的排空时间; ⑥确定电控机构是否灵活可靠.
4. 2 试验内容
①使用同一粘度的硅油, 在不同加油量(150~300m L) 下进行离合器的开阀和闭阀试验; ②使用不同粘度(1000, 2000mm 2 s -1) 的硅油, 重做与1相同的试验; ③在每种粘度和加油量下, 测量离合器的排空转速.
4. 3 试验数据及处理
图2为试验得出的不同加油量在不同工况及不同粘度下输出转速与输入转速关系图.
第3期魏宸官等:电控硅油风扇离合器的改进321
图2 改进后不同加油量下输出转速与输入转速关系图
5 试验结果分析
最佳加油量确定见表1~表3.
表1 ν=1000mm 2 s -1时, 不同加油量V 下的
-1n 2与n ′, 开阀/闭阀) 1(n 1=3000r min 表2 ν=2000mm 2 s -1时, 不同加油量V 下的-1n 2与n ′闭阀) 1(n 1=3000r min 开阀/
V /m L
150
200
250
300 min -1) 开阀n 2/(r 1138227625502635-1) 闭阀n ′1/(r min V /m L 150200250300 min -1) 开阀n 2/(r 1418273428282844 min -1) 闭阀n ′1/(r 12501500175020001250125012501750
2-1由表1可知, 当ν=1000mm s 时, 综合开闭阀性能, 最佳加油量为300m L.
由表2可知, 当ν=2000mm 2 s -1时, 综合开闭阀性能, 最佳加油量为250m L .
由表3可知, 当ν=2000mm 2 s -1, V =250m L 时, 开阀工况风扇转速较高, 闭阀时排空转:2-1
322北京理工大学学报
-1-1第19卷 -1油机构改进后, n ′1由原来的2000r min 降到1750r min , 排空后n 2由2400r min 降到
1000r min , 闭阀性能有了较大提高.
双金属片控制的硅油风扇离合器
的升降速时间一般为3. 0min [3]. 在升
降速试验中, 该电磁控硅油风扇离合
器的升降速时间分别为90s 和60s,
调速灵敏性有较大提高.
可靠. 说明电磁控制机构改进是成功的
. -1表3 两种ν和最佳加油量下最大风扇的n 2和n ′1V /mL300250ν/(mm 2·s -1) 10002000n 2/(r ·min -1) 17501750n ′·min -1) 1/(r 26352828开阀工况下, 输入转速3000r min -1, 风扇转速2890r min -1时电磁控制机构动作灵活
图3 改进前后闭阀特性对照
从下列数据分析中还可以看出硅油风扇离合器的明显的节能和降噪效果.
选取ν=2000mm s , V =250m L 的工况下, 输入转速为3000r min 时进行研究:①节能效果. 开阀工况功率为9. 7669kW , 闭阀工况功率为2. 1047kW . 可见当水温不高于发动机工作温度时, 采用硅油风扇离合器调速在闭阀工况下, 输入转速为3000r min -1时, 可节约风扇功率78. 46%.
②降噪效果. 可以保守地认为, 风扇的噪声与其转速的4次方成正比, 开阀输出转速为2828r min , 闭阀输出转速为1190r min . 闭阀输出转速为开阀输出转速的42%(1190/2828) , 闭阀工况下的噪声为开阀工况下的3%.
参考文献
1 魏宸官, 赵家象. 液体粘性传动技术. 北京:国防工业出版社, 1995
2 范剑平. 电控硅油风扇离合器的研制:[学位论文].北京:北京理工大学车辆工程学院, 1998
3 张少华, 魏宸官. 硅油风扇离合器的调速灵敏性研究. 汽车工程, 1997(1):41~46-1-12-1-1
第3期魏宸官等:电控硅油风扇离合器的改进323
Improvement of Electromagnetic -Controlled
Silicon Oil Fan Clutch
Wei Cheng uan
(Scho ol of V ehicula r Engineering , Beijing Institute of Technolog y , Beijing 100081)
Fan J ianping
(Chinese Academic of Ag ricultural M echaniza tio n , Beijing 100083)
Abstract Aim To im prov e old silico n oil fan clutch ' s characteristics. Methods An ex periment was do ne with the old electro mag netic -co ntrolled fan in different situa-tion, throug h analy sis o f ex periment data , the defect of old fa n clutch w as fo und, a nd it ' s oil returning sturcture and electromag netic-co ntro lled system w ere improved also an ex periment with the improved clutch w as done. Results Ex peri-ment w ith the improved clutch show ed a g reat im prov e in the clutch ' s characteris -tics . Depart-ing output-speed decreased fro m 2400r ·min -1to 1000r ·min -1, adjusting time decreased from 3min to 1. 0~1. 5min. Conclusion The improv e-ment in sturcture a nd electromag netic -co ntrolled system is successful , the im prov ed clutch has a g ood industrial pro spects.
Key words silicon oil fa n clutch ; electromag netic -co ntrolled sy stem ; returning oil structure
简讯
4校联合办学座谈会在我校召开
日前, 北京理工大学、中国人民大学、中央民族大学、北京外国语大学4校联合办学第二次座谈会在我校召开. 4校的主要领导参加了座谈会. 座谈会主要讨论了4校合作办学的基本模式、基本内容以及4校合作办学协议书的基本框架.
4校领导认为, 近期应重点考虑4校计算机局域网的建设论证工作; 4校联建大学生全面素质培养与艺术教育基地工作; 落实4校互聘教师及课程名称工作; 研究生教育如何优势互补的具体工作; 互派干部挂职工作; 4校校刊统一设置联合办学专版工作以及4校联合搞好几项大型活动. 4校领导特别指出:高校后勤社会化是当前的重要方向, 因此4校后勤合作组应加紧工作, 争取尽快将4校后勤系统办成一个统一的社会化实体. 尽快建立4校联合办学委员会, 并设立执行主席职位, 负责主持协调联合办学日常工作, 适当时间进行轮换; 委员会下设联合办学办公室, 负责年度合作计划和协调有关日常工作; 设立几个专门合作组, 深入探讨并实
范文五:硅油风扇离合器的工作原理
硅油风扇离合器的工作原理
1、采用风扇离合器的目的
风扇是发动机功率的消耗者,最大时约为发动机功率的10%。为了降低风扇功率消耗,减少噪声和磨损,防止发动机过冷,降低污染,节约燃料,多采用风扇离合器。 2、硅油风扇离合器的结构
硅油风扇离合器由前盖、壳体、主动板、从动板、阀片、主动轴、双金属感温器、阀片轴、轴承、风扇等组成。如下图所示。
前盖、壳体和从动板用螺钉组成一体,通过轴承装在主动轴上。风扇装在壳体上。从动板与前盖之间的空腔为贮油腔,其内装有硅油(油面低于轴中心线),从动板与壳体之间的空腔为工作腔。主动板与主动轴固定连接,主动轴与水泵轴连接。从动板上有进油孔A,平时由阀片关闭,若偏转阀片,则进油孔即可打开。阀片的偏转螺旋双金属感温器控制,从动板上有凸台限制阀片最大偏转角。双金属感温器的外端固定在前盖上,内端卡在阀片轴的槽内。从动板外缘有回油孔B,中心有漏油孔C,以防静态时从阀片轴周围泄漏硅油。
图:硅油风扇离合器示意图
3、硅油风扇离合器的工作原理
(1)当发动机冷起动或小负荷下工作时,冷却水及通过散热器的气流温度不高,进油孔被阀片关闭,工作腔内无硅油,离合器处于分离状态。主动轴转动时,仅仅由于密封毛毡圈和轴承的摩擦,使风扇随同壳体在主动轴上空转打滑,转速极低。
(2)当发动机负荷增加时,冷却液和通过散热器的气流温度随之升高,感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转动。当流经感温器的气流温度超过338K(65℃)时,进油孔被完全打开,于是硅油从贮油腔进入工作腔。硅油十分粘稠,主动板即可利用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。此时风扇离合器处于接合状态,风扇转速迅速提高。
为不使工作腔中的硅油温度过高,粘度下降,使硅油在壳体内不断循环。由于主动板转速高于从动板,因此受离心力作用从主动板甩向工作腔外缘的油液压力比贮油腔外缘的油压力高,油液从工作腔经回油孔B流向贮油腔,而贮油腔又经进油孔A及时向工作腔补充油液。为使硅油从工作腔流回贮油腔的速度加快,缩短风扇脱开时间,在从动板8的回油孔B旁,
有一个刮油突起部伸入工作腔缝隙内,使回油孔一侧压力增高,回油加快。
(3)当发动机负荷减小,流经感温器的气体温度低于308K(35℃)时,感温器恢复原状,阀片将进油孔关闭,工作腔中油液继续从回油孔流回贮油腔,直至甩空为止。风扇离合器又回到分离状态。
4、故障应急措施:行驶途中,若硅油风扇离合器因故障(如漏油等)时,可松开内六角螺钉,把锁止板的销插入主动板孔中,再拧紧螺钉,使壳体与主动轴连成一体,但此时只靠销传动,不能长期使用。
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