Термочувствительная муфта привода вентилятора двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение может быть использовано в системах охлаждения автомобильных и тракторных двигателей внутреннего сгорания. Муфта содержит термочувствительный элемент, крышку, корпус, установленный на ведущем валу на радиально-упорном подшипнике, поджим, установленную на ведущем валу опорную втулку с закрепленным на ней упорным подшипником. Термочувствительный элемент выполнен в виде тонкостенной камеры, заполненной незамерзающей жидкостью с большим коэффициентом расширения, и расположен между крышкой и поджимом. При этом поджим взаимодействует с упорным подшипником, а опорная втулка контактирует с радиально-упорным подшипником. Передача крутящего момента корпусу и крышке муфты от ведущего вала при повышении окружающей температуры осуществляется за счет передачи осевых усилий от камеры через поджим, упорный подшипник и опорную втулку на радиально-упорный подшипник. При понижении окружающей температуры термочувствительный элемент охлаждается. При этом камера, уменьшаясь в объеме, разгружает радиально-упорный подшипник на ведущем валу, и вращение корпуса муфты уменьшается. Технический результат заключается в упрощении конструкции муфты и повышении эффективности ее работы при понижении температуры окружающей среды. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах охлаждения автомобильных и тракторных двигателей внутреннего сгорания.

К известным техническим решениям можно отнести муфту - см. рис. 5.9 на с. 162 в кн.: Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. Учебник для вузов. И.Я. Райков и др. - М.: Высшая школа, 1986.

К недостаткам известной муфты относится сложность конструкции.

Наиболее близкой к предлагаемой является термочувствительная муфта жидкостного трения привода вентилятора автомобильного двигателя (а.с. СССР №1176109, кл. F 16 D 43/20, 1985), содержащая корпус и крышку, разделяющий их диск, жестко связанный с ведущим валом, вращающимся в подшипнике относительно корпуса, перегородку, разделяющую внутреннюю полость муфты на рабочую и резервную камеры. Через сквозное перепускное отверстие в перегородке, перекрываемое клапаном, циркулирует вязкая жидкость, обеспечивающая сцепление диска с корпусом и крышкой муфты.

Термочувствительный элемент, настройкой которого на заданную температуру срабатывания определяется момент открытия клапана, выполнен в виде биометаллической пружины.

Однако данная муфта обладает громоздкой конструкцией, требующей обеспечения ее герметичности и ее работа недостаточно эффективна. Это в свою очередь делает работу связанного с ней вентилятора также неэффективной. Даже при пониженной температуре окружающей среды вентилятор имеет относительно высокую частоту вращения, что вызывает увеличение энергетических затрат.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы муфты при пониженной температуре.

Для решения этой задачи термочувствительная муфта привода вентилятора двигателя внутреннего сгорания, содержащая термочувствительный элемент, крышку, корпус, установленный на ведущем валу на подшипнике, дополнительно снабжена: поджимом, опорной втулкой и закрепленным на ней упорным подшипником, термочувствительный элемент выполнен в виде тонкостенной камеры, заполненной незамерзающей жидкостью, и расположен между крышкой и поджимом, взаимодействующим с упорным подшипником, при этом опорная втулка закреплена на ведущем валу и контактирует с подшипником на ведущем валу, выполненным радиально-упорным.

На чертеже изображена предлагаемая муфта привода вентилятора, общий вид.

Термочувствительная муфта привода вентилятора состоит из разъемного корпуса 1 и крышки 2, поджима 3, термочувствительного элемента 4, опорной втулки 5, упорного подшипника 6 и радиально-упорного подшипника 7.

Термочувствительный элемент 4 выполнен в виде тонкостенной камеры, заполненной незамерзающей жидкостью с большим коэффициентом расширения и размещен между крышкой 2 и поджимом 3. Наружная поверхность камеры 4 выполнена повторяющей форму внутренних контактирующих с ней поверхностей поджима 3 и крышки 2 и находится в непосредственном теплопередающем контакте с последней.

Поджим 3 взаимодействует с упорным подшипником 6, закрепленным на опорной втулке 5, в свою очередь закрепленной на ведущем валу 8 винтом 9.

Корпус 1 установлен на радиально-упорном подшипнике 7, выполненном с небольшим углом контакта α и соединен с валом 8 посадкой с натягом.

Шпильки 10 служат для закрепления вентилятора (не показано) на корпусе 1.

Зазоры между камерой 4, поджимом 3, крышкой 2 и осевые люфты в подшипниках 6, 7 выбираются полностью при сборке муфты подбором прокладок 11, что определяется заданным незначительным крутящим моментом между корпусом 1 и валом 8 при нормальных температурных условиях.

Муфта работает следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания вращается ведущий вал 8, при этом он имеет несколько большую частоту вращения по сравнению с корпусом 1 и крышкой 2 муфты за счет некоторого проскальзывания.

При повышении температуры воздуха тепло от крышки 2 воспринимается камерой 4 и жидкость в ее полости начинает расширяться. При этом объем камеры увеличивается и возрастают осевые усилия от камеры через поджим 3, упорный подшипник 6 и опорную втулку 5 на радиально-упорный подшипник 7. За счет этого происходит увеличение крутящего момента между корпусом 1 и валом 8, вследствие чего частота вращения закрепленного на корпусе вентилятора возрастает, приближаясь к частоте вращения ведущего вала.

При понижении температуры окружающей среды термочувствительный элемент охлаждается, камера 4, уменьшаясь в объеме, разгружает подшипник 7, вращение корпуса 1 уменьшается и, следовательно, уменьшается количество оборотов вентилятора.

Таким образом, предлагаемая муфта проста по конструкции и имеет высокую эффективность. Кроме того, предлагаемое техническое решение упрощает технологию сборки муфты, обеспечивает поддержание оптимального теплового режима работы двигателя и малые энергетические затраты, связанные с работой системы охлаждения.

Формула изобретения

Термочувствительная муфта привода вентилятора двигателя внутреннего сгорания, содержащая термочувствительный элемент, крышку, корпус, установленный на ведущем валу на подшипнике, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена поджимом, опорной втулкой и закрепленным на ней упорным подшипником, термочувствительный элемент выполнен в виде тонкостенной камеры, заполненной незамерзающей жидкостью, и расположен между крышкой и поджимом, взаимодействующим с упорным подшипником, при этом опорная втулка закреплена на ведущем валу и контактирует с подшипником на ведущем валу, выполненном радиально-упорным.

РИСУНКИ

Рисунок 1