硅油风扇离合器
【CN209704685U】一种新型硅油风扇离合器【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920208002.8(22)申请日 2019.02.19(73)专利权人 苏州天邦世纪汽车配件有限公司地址 215400 江苏省苏州市太仓市城厢镇北京西路12号(72)发明人 杜惠周 (74)专利代理机构 苏州佳博知识产权代理事务所(普通合伙) 32342代理人 唐毅(51)Int.Cl.F01P 7/02(2006.01)F01P 3/12(2006.01)F01P 11/00(2006.01)(54)实用新型名称一种新型硅油风扇离合器(57)摘要本实用新型公开了一种新型硅油风扇离合器，包括第一风扇，所述第一风扇的内部设置有通孔，且通孔的内部设置有转动轴，所述转动轴的外侧连接有第二风扇，且转动轴的一端连接有壳体。
本实用新型通过设置的第一风扇和第二风扇，实现了增强硅油风扇离合器散热性能，缩短发动机冷却时间，提高风扇离合器工作效率，双重风扇可以有效的提高离合器的散热效果，但是并没有增大其面积所以不会导致负载增大，还通过设置的隔热带，实现解决了风扇受热易变形的问题，对发热源进行有效阻隔，结构简单隔热效果较佳，较好地延长了硅油风扇离合器及风扇的使用寿命并极大提高了风扇的稳定性，使得硅油风扇离合器使用效果更好。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209704685 U 2019.11.29C N 209704685U权 利 要 求 书1/1页CN 209704685 U1.一种新型硅油风扇离合器，其包括第一风扇(1)，其特征在于：所述第一风扇(1)的内部设置有通孔(3)，且通孔(3)的内部设置有转动轴(5)，所述转动轴(5)的外侧连接有第二风扇(2)，且转动轴(5)的一端连接有壳体(6)，且壳体(6)的一侧设置有前盖(9)，所述前盖(9)与壳体(6)之间设置有隔热带(8)，且前盖(9)的外侧设置有散热鳍片(12)，所述前盖(9)的内部设置有水冷回路(11)。
硅油风扇离合器滑差和散热性能的计算与测试
硅油风扇离合器滑差和散热性能的计算与测试上官文斌;宋黎明;贺频燕;段耀龙;竺菲菲【摘要】以一双面槽型硅油风扇离合器为研究对象，考虑硅油黏度随剪切半径而变化，建立了硅油离合器传递转矩和散热量的计算模型。
利用建立的模型计算分析了硅油风扇离合器滑差和壳体表面温度随输入转速的变化。
同时构建了硅油风扇离合器试验台，进行相应的测试。
计算结果与试验数据基本一致，验证了模型的正确性。
最后，利用所建模型，计算了其它6款硅油风扇离合器的滑差和壳体表面温度，并与试验结果进行了对比分析。
%Taking a silicone-oil fan clutch with double grooves as the object of study, with consideration of the viscosity change with shear radius, calculation models for the slip and housing surface temperature of silicone-oil fan clutch are set up, with which the changes in clutch slip and housing surface temperature with input rotation speed are calculated. In addition, a test bench for silicone-oil fan clutch is also built to conduct corresponding measurements. The results of calculation well agree with test data, verifying the correctness of the model built. Fi-nally with the models built, the slip and housing surface temperature of six other silicone-oil fan clutches are calcu-lated and compared with test results.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】8页(P691-698)【关键词】硅油风扇离合器;滑差;散热性能;计算;测试【作者】上官文斌;宋黎明;贺频燕;段耀龙;竺菲菲【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510641; 雪龙集团股份有限公司，宁波 315800;华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510641;雪龙集团股份有限公司，宁波 315800;雪龙集团股份有限公司，宁波 315800;雪龙集团股份有限公司，宁波 315800【正文语种】中文19世纪60年代博格华纳制造出了世界上第一台硅油风扇离合器。
电子控制硅油风扇离合器
龙源期刊网 电子控制硅油风扇离合器作者：来源：《汽车与运动》2007年第09期汽车发动机是将热能转变为机械能的机器。
在可燃混合气的燃烧过程中，气缸内气体温度高达2073～2375K，为保证发动机正常工作，必须对这些在高温条件下工作的机件加以适度地冷却。
发动机冷却系统包括了水泵、冷却风扇散热器及相关组件。
其中冷却风扇将消耗发动机功率的5％～8％左右，最大时约占发动机功率的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，目前的先进发动机上多采用风扇离合器来驱动风扇。
自博格华纳于上世纪发明世界上第一台硅油风扇离合器以来，冷却风赢的节能技术逐渐被提上议程并被各大OEM厂商所关注。
汽车发动机冷却风扇的发展主要经历了固定风扇－硅油离合器驱动风扇－电子控制型硅油离合器驱动风扇的历程。
电子控制型离合器不同于传统的双金属感温控制模式直接读取发动机控制模块ECU信号，由离合器内部电磁阀根据发动机各部位温度传感器所提供的信息控制冷却风扇的转速。
从而达到更为精确、迅速的反应。
在降低系统噪音节约能耗方面比同类感温产品有着显著的提高。
电子硅油离合器主要应用在欧3排放及以上的高档大型客车、卡车及部分工程机械车辆。
电子硅油离合器图1清晰的表达了二种不同冷却系统(电子控制型硅油离合器与传统双金属感温式离合器)的技术原理。
图1左侧为双金属感温式离合器的热信号传递过程。
冷却液经过散热器，并与流经散热器的冷气流进行热交换。
感温式离合器前端的双金属片在感受到气流温度后开始产生形变，并驱动离合器内部的阀片打开或关闭离合器，从而达到控制风扇转速的目的。
图1右侧则为电子控制型硅油离合器的控制信号线路。
安装在散热器内的温度传感器直接感受冷却液的温度，并传送至发动机控制单元ECU，ECU经逻辑模块判断后，发出相应的PWM信号，PWM控制电子硅油离合器内的螺线管开关，驱动离合器内部的阀片打开或关闭离合器。
据博格华纳热能系统欧洲技术中心测试，采用电子控制硅油风扇离合器技术的冷却系统，与固定风扇冷却系统相比，可减少消耗发动机功率4.2％，与采用传统双金属感温硅油离合器技术的冷却系统相比，可减少消耗发动机功率1.2％。
一种硅油风扇离合器[发明专利]
![一种硅油风扇离合器[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1667103b240c844769eaeeee.png)
专利名称：一种硅油风扇离合器专利类型：发明专利
发明人：戴宏鸣,崔华南
申请号：CN200710161184.X 申请日：20071221
公开号：CN101463751A
公开日：
20090624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种硅油风扇离合器，包括壳体和前盖，该前盖与壳体密封连接形成内部空间，该内部空间具有储油腔及啮合腔，并且在储油腔与啮合腔之间设有一控制储油腔与啮合腔之间硅油流通的阀片，其特征在于该离合器还包括一通电后能吸合所述阀片的电磁铁及控制电磁铁工作与否的温控开关，所述电磁铁由铁芯及设于铁芯上的线圈组成，所述阀片具有弹性，处于无受力状态下，阀片因自身弹性开启储油腔通向啮合腔的储油控制孔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：取消了传统硅油风扇离合器上的感温圈，采用电子控制单元，从而具有精度高、响应快、控制温度范围大的优点。
申请人：华纳圣龙(宁波)有限公司
地址：315192 浙江省宁波市鄞州区中心区嵩江路888号
国籍：CN
代理机构：宁波诚源专利事务所有限公司
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博格华纳在华推广商用车电子硅油风扇离合器
０ 博格华纳热能系统欧洲技术中 盖 率达到 目前 的７ ％。对 于 中国市 硅 油 风 扇 离 合 器技 术 的冷 却 系 统 ， 要 ５ １ 年。 ～０
心 的测试 数据 显示 ，采用 电子 控制 场 ，博格华纳预计推广普及过程需 博 格华 纳 电控硅油 风扇 离合器 在 中
与采用传统双金属感温硅油离合器
国市场 的推 广奠定 了基 础。 随着我 其实，华纳圣龙的电控硅油风 国排放 法规 的 日益 严格 ，电控 硅油
技术 的冷 却 系统相 比 ，可 降低发 动 扇离合器已经在一部分国内军用车 风扇离合器将逐步被市场所认可，
： ３ Ｖ 机油 耗４ ８ 平均 气温２ ℃ ，负 辆上使用 ，并出１韩国大宇。截止 华纳圣 龙已经做好 准备 。ＣＥ ％～ ％（ ８
的升级换代 ，为提高发动机效率、华 纳 一 直 致 力 于 风 扇 节
份 举办 的德 国汉诺 威商 用车展 上 ，
数 据 非 常 接近 ，分 别 是 空 载 节 油 考虑到 中 国市 场特殊 的路况和 驾驶 习惯 ，华纳 圣龙对 电控 硅油风 扇离合 器做 了许 多设计 上 的改进 ，
为 发 机正 工 为 条 件下 ， 据将更 为 明显 。 冷 动 的 常作 此数 保 系必可 。 ， 却 证统不少
发 动 机 冷 却 系 统 的重 要 部 件 ，冷 载 条 件 下 测试 ） ，而 在冬 季 或 空 载 ２ ０ 年 １ 月 ， ０８ １ 华纳 圣龙 已经完成 电 控硅 油 离 合 器 的 批 量 生产 近 ３ ０ ００
商 用车与发动机 Ｃ ＥＮ ）２０ — １ Ｖ （ｏ１ ０８ ５ ２
几乎所 有参展 的重 卡都 采用 了电子 ５９ ．％、 负载节油４３ ．％。
硅油风扇离合器转矩特性试验研究
硅油风扇离合器转矩特性试验研究邓平尧，王荣，肖潇(九江职业大学，江西九江332000)摘要：对硅油风扇离合器传动的圆盘形油膜和圆柱形油膜进行力学分析，建立离合器传递转矩的数学模型。
通过试验分析硅油参数对离合器性能的影响，找到硅油风扇离合器合理的硅油参数 组合，为硅油风扇离合器生产厂家设计和改进硅油风扇离合器提供一定的参考。
关键词：硅油风扇离合器；转矩；特性试验中图分类号：U 464.138文献标识码：A 文章编号：1009-9522 (2017) 03-0015-04在发动机冷却系统中，冷却风扇消耗的功率占发动机功 率的5% ~8%左右，由于硅油风扇离合器可以根据外界环 境温度和汽车工况调节散热风扇转速，使发动机工作温度适 宜，从而能够在-定程度上有效地减少发动机的能量消耗。
使用硅油风扇离合器后，散热器风扇相比之前转速降低很 多，可以有效降低风扇噪音，所以硅油风扇离合器是一种既 减少风扇功率消耗又降低风扇噪音的新型节能环保产品，在 汽车行业具有很好的市场前景。
1硅油风扇离合器的工作原理硅油风扇离合器工作腔内在径向有若干圆柱形油膜，在轴向有若干醜形油膜，圆柱形油膜和圆盘形油膜共同传递 转矩，离合器工作时油娜度保持不变，需要改变离合器转 速时可以通过改变工作腔内的工作液体的用量从而改变油膜 剪切面积的大小进行调速。
硅油风扇离合器的主动部分与汽 车发动机相联，被动部分和冷却风扇相联，工作液体为粘度 较大的甲基硅油。
当发动机以稳定的转速运转时，如果发动 机水温低，气流的温度低，则双金属片无变形或变形不大, 进油孔封闭或打开很少，工作腔内的硅油充油量少，油膜的 剪切面积小，冷却风扇不转动或转动很慢，以节省燃油、减 小噪声。
当发动机温度较高，气流温度较高时，由于双金属 片是两层不同热膨胀系数的金属的组合，在热胀冷缩的作用 下产生推力，打开进油孔，大量的硅油进人工作腔，工作腔 内硅油增多，从而增加了油膜的剪切面积，传递转矩增大, 冷却风扇的转速增高。
切诺基硅油风扇离合器的结构原理及故障诊断
ｌ 硅 油风扇离合器 的结构及工作原理
主题词： 硅油 风扇 离合器 故障诊断 中图分类 号 ： ４２４ 文 献标 识码 ： 文 章 编号 ：００ ３０ （０ ２０ —０ ６ ０ Ｕ ７ ．３ Ｂ １０ — ７３２０ ）３ ０３ —２
北京 切 诺 基 吉 普 车 在 冷 却 系 中装 有 硅 油 风 扇 离合 器 ， 离 合 器可 自动 调 节通 过 散热 器 的 空气 流 该 量 ， 保 证 了 发 动 机 的冷 却 效 果 ． 既 叉在 发 动机 低 负
６ Ｈ￣ａ ｈ Ｍ ｅ ａ ｏ ｌ Ｐ ｔ ｅ ｅ ｆｎ ｆ ｒ Ｈｉ ｈ ｑ ａｉｙ ｇ ｓｉ ｔ ｌ Ｔ ａｈ Ｇ ｎ ｍｔ ｏ ｇ — ｕ ｌ ｏ ｔ
Ａ ｔｍａｆ ｉｉ ｃ ｉｉｇＩ Ｉ ｒｒ ． Ａｐ ｌ ａｉｎ ｎ ｕｏ ｔ Ｆｎｓ Ｍａ ｈｎｎ ． Ｐ Ｔ ａＬ Ｂ（ ｐｉ ｔ ｓｉ ｏ ｈ Ｆ ￣ ｃ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ）１９ ，３ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ．９ ２Ｂ ． ７ １ ｅ Ｙ ｄ ｓｉｌ ｏｌ Ｏｆ ｎａｉｎ ｏ ｔ ｌｏ Ｃ ｕ ｉｇ ． ＳＡ ｍｉ ｂｅ Ｔ ｏ ｉ ｌｔ Ｃ ｎｒ ｆ ， ｇｎ ｅ ｓ ｅ ｏ ｏ ￣ Ａｖ Ｍａ ｅ ｏ － ｉ ｏ ｌｘ Ｓ ｒ ｃ ｃ ｉｉ ｇ ｍｐ — ｏ ｎ ｅ ｆｒ５ Ａｘｓ Ｃ ｍｐｅ ｕｆ ｅ Ｍａ ｈｎｎ ． ａ Ｃｏ ｕ
ｉｇ ｂ ｔａｓ ｄ ｃｅｓｓ ｄｓｉａｅ ｏ ｒ ｏ ｈ ｆｎ ｗ ｏ ｈ ｅ ｇｎ ｉ ｏ ｅ ｔ ｇ ｎ ｅ ｏ ｏ ｄ ａ ｄ ｉｈ ｓｅ ｄ ｎ ． ｕ ｌ０ ｅ ｒａｅ ｉ ｐ ｔｄ ｐ ｗｅ ｆｔｅ ａ ｈ ｎ ｔｅ ｎ ｉｅ ｓ ｐ ｒ ｉ ｕ ｄ ｒ ｌｗ ｌａ ｎ ｈｇ ｐ ｅ ｓ ａ ｎ
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For personal use only in study and research;
not for commercial use
--------风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发
动机功率的１０％
-------当流经感温器的气流温度超过３３８Ｋ（６
５℃）时
--------流经感温器的气体温度低于３０８Ｋ（３
５℃）时
--------一般开始压紧的温度是40度，到了80度左
右就完全压紧，这样低温时风扇不转动，中温时风扇
转动速度不高，可以节省一部分功率。但硅油风扇与
普通风扇比成本太高，所以只有在高配置中才考虑。
硅油偶合器在各温度段的工况是否正常？
感温双金属片
硅油偶合器感温双金属片工作温度
硅油风扇离合器的工作原理
[size=3][color=black]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。
[/color][/size][align=left][color=black][size=16px]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３０８
Ｋ（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[/size][/color][/align][align=left][color=black][size=16px] 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。
[/size][/color][/align][align=left][size=3][color=black][/color][/size][/align][size
=3][color=black]硅油风扇离合器，用硅油作为介质，利用硅油高粘度的特性传递扭矩。利用
散热器后面空气的温度，通过感温器自动控制风扇离合器的分离和接合。温度低时，硅油不流动，
风扇离合器分离，风扇转速减慢，基本上是空转。温度高时，硅油的粘度使风扇离合器结合，于
是风扇和水泵轴一起旋转，起到调节发动机温度的作用。
硅油风扇离合器，感温元件都是双金属螺旋弹簧感温器。其工作过程：
（1）当流经散热器的空气温度升高时，双金属感温器受热变形，迫使阀片轴转动，打开从
动板上进油孔。从动板与前盖之间贮存的硅油便流入主动板与从动板之间的工作腔，离合器接合，
风扇转速升高。空气温度越高，进油孔开度越大，风扇转速就越快。
（2）当流经散热器的空气温度下降时，双金属感温器恢复原状，阀片关闭进油孔，在离心
力的作用下，硅油经回油孔从工作腔返回储油腔，离合器分离，风扇转速变得很低。
[/color][/size]
[size=3][color=black][/color][/size]
[size=3][color=black][/color][/size]
[size=3][color=black]简单的说就是：一般的风扇加硅油压紧装置，硅油压紧装置布置在风
扇的传动轴上，低温时，该装置与风扇是脱开的，所以发动机温度低时风扇是不转的，当温度升
高时，硅油膨胀，推动压紧装置与风扇接触，风扇开始转动，当温度越高，硅油膨胀越厉害，压
紧装置与风扇接触得更紧，风扇转动越快，当温度升高到一定数值，压紧装置与风扇完全压紧，
风扇与风扇轴的转速就一致了，
一般开始压紧的温度是40度，到了
80度左右就完全压紧，这样低温时风扇不转动，中温
时风扇转动速度不高，可以节省一部分功率。但硅油
风扇与普通风扇比成本太高，所以只有在高配置中才
考虑。
硅油风扇类似于在风扇上加装上一个离合器一样，根据温度不同，提供不同的风扇转速。
硅油偶合器由一个对于温度敏感的双金属片，来控制硅油的的开关。开启关闭的温度，及对于温
度变化的反映速度，都是由感温双金属片来决定的。感温双金属片做成发条的形状，一端固定，
另一端则与控制硅油进出的开关连接。温度变化时，感温双金属片带动控制硅油进出的开关发生
转动，及产生“离合”作用。可以减少发动机功率损失，以及减低大部分时间的风扇噪音。
[/color][/size]
以下无正文
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