汽车散热风扇电磁离合器
客
第1期
车技术与研究
N0.12011
21
BUS TECHNOLOGY AND RESEARCH
汽车散热风扇电磁离合器
张克铭
(河北南风汽车设备集团有限公司,河北南皮
061503)
摘要:分析汽车散热风扇电磁离合器技术及发展;简述电磁离合器在客车及重卡、工程机械中起到的
节能、降噪、环保作用。
关键词:汽车;散热风扇;电磁离合器中图分类号:U464.138;U463.211+.3
文献标识码:B
文章编号:1006-3331(2011)01-0021-03
Electromagnetic Clutch for Vehicle Radiator Fan
ZHANG Ke-ming
(Hebei Nanfeng Automobile Equipment (Group )Co. ,Ltd ,Nanpi 061503,China )
Abstract :The author analyzes the technology and development of electromagnetic clutch of auto radiator fan. The electromagnetic clutch plays a part in energy conservation ,noise reduction and environment protection for the bus ,truck and engineering mechanism.
Key words :motor vehicle ;radiator fan ;electromagnetic clutch
(A )增加到86dB (A )。另外,对风扇产生的噪声声学分析表明,风扇噪声频率最高值在200~400Hz 范围内,这一范围内的噪声是使人烦躁不安的低频噪声。在车辆散热系统中,柴油机客车(货车)风扇消耗的功率与风扇转速的3次方成正比,风扇噪声与转速的4~7次方成正比,且转速越高指数越大。因此,降低风扇的功率消耗与风扇噪声的途径,就是在保证散热需要的前提下,降低风扇转速或根据发动机散热水温度的变化对风扇的转速进行调节。风扇噪声往往是主噪声源,尤其汽油机更突出。风扇本身的噪声由叶片旋转噪声和涡流噪声组成,旋转噪声是风扇旋转时由于叶片的前、后缘有压差,使周围空气的压力发生周期性变化而造成的。自由运转的风扇噪声有明显的窄带噪声峰。
汽车发动机是在环境温度及运转工况不断变化的情况下工作的。当其工作时,空气燃油混合气体在气缸中燃烧,燃烧气体的温度可达2200℃或更高,产生的热量一部分被气缸壁、气缸盖和活塞吸收,因此,必须采用散热方法使气缸壁的温度不能高于205~260℃。
1产品发展简介
现代汽车与人类生活的关系越来越密切,成为人
们生产、生活不可缺少的工具。当然,人们对汽车性能的要求也越来越高,几乎现代汽车的每个部件都成为设计者们研究的课题。降低能耗、降低噪声已是现代汽车设计必须认真考虑的两大问题。自1973年发生世界性石油危机后,汽车燃油消耗成为受人关注的问题。在这方面,车辆设计者一直在不断地努力提高燃烧效率,减少不必要的能量消耗,推广各种节油措施,制定相应的条例和法规。我国国家标准局1984年4月30日批准颁布了《载货汽车运行燃料消耗量标准》和《载客汽车运行燃料消耗量标准》,并自1985年1月起实行,从此,我国有了第一个汽车能耗国家标准。
车辆发动机散热系统中的散热风扇是我们十分关注的一个可以改进的部件。在平时,它不仅是极大耗能部件,而且还是较大的噪声源。台架试验表明,客车(重卡、工程机械)的散热风扇以很大的加速度工作,从空转增大到2800r/min时,其噪声从70dB
1978-),男,工程师;现任河北南风汽车设备集团有限公司北京研发中心经理。作者简介:张克铭(
客车技术与研究2011年2月
温度高于这个范围,将使润滑油膜破裂,而失去其润滑性能;当温度低时,发动机的动力性和经济性会变差,浪费燃料。因此,发动机散热系统的功用是使发动机的受热零件在适宜的温度下工作。目前客车的散热系统多采用闭式强制循环散热系统。
根据市场需要,南风公司于2008年初开始生产风扇电磁离合器产品。通过市场跟踪以及客户反馈,公司对产品不断进行完善。由于性能方面具有自己的特点,该产品在市场上已有一定的竞争力,至今已经生产3000多台,市场对产品性能及使用效果反映良好。现有B04-01001~B04-010023等20多种型号的风扇电磁离合器系列产品。
6)技术参数(见图1)。曲线1:空转。曲线2:中速阶段。发动机出水水温控制范围:吸合温度78℃±2℃,分离温度71℃±2℃,吸合扭矩为≥28N ·m 。曲线3:高速阶段。发动机出水水温控制范围:吸合温度86℃±2℃,分离温度77℃±2℃,吸合扭矩为≥66N ·m 。工作电压:24V 。输入功率:64W 和16W
。
2产品优点
能根据汽车发动机水温的高低自动调整散热风扇
的转速,使汽车发动机始终在最佳温度下运转,更有效地发挥自身功率。同时,还具有节能降噪、降低废气排放的功效,是汽车散热系统的革命性产品。该产品适用于重卡、大客车和城市客车等。
1)由于散热风扇的智能控制,在启动的过程中,发动机能根据需要快速地达到并保持最佳工作温度85~90℃)。发动机只有在最佳温度下工作才能省油,(
并大大减少发动机的机械磨损,提高发动机的使用寿命。
2)智能控制散热液温度。风扇不依赖于发动机转速,根据需要可改变散热能力,减少过多的能量消耗,降低排放和噪声,使散热系统更加柔性化,使发动机具有更好的燃油经济性、更高的可靠性和可维护性。
3)发动机散热风扇高速运转时要消耗10kW 左右的能量,而风扇智能控制系统能合理控制风扇运转,使发动机在最佳温度下工作,节省发动机能量。通过有效降低发动机散热系统能耗,从而降低发动机油耗(夏季省3%~5%,冬季省6%~10%);可通过精确的风扇控制获得最佳的效率;减少废气排放。
4)该产品结构简单、紧凑,工作可靠,便于安装与维修,使用寿命长,温控效果显著,大功率制冷,不会产生失转,响应速度灵敏等优点。
5)使用环境。温度在-40~80℃,输入电压U =24V ±25%,工作电流≤5A 。
第1期张克铭:汽车散热风扇电磁离合器23
个可控的理想值,保证发动机在最佳状态下运行。
①空转———当发动机出水水温或发动机进气气温较低时,风扇在轴承自身摩擦力的影响下空转或低速运转。
②中速运转———当发动机出水水温达到78℃±2℃时,温度开关动作,控制系统控制小线圈通电,小吸合盘吸合;小吸合盘通过小连接体带动散热盘运转;散热盘内部预埋有导磁环,在磁场的作用下,导磁环驱动永磁体固定盘带动大连接体和散热风扇做差速运转,即中速运转(主轴转速的55%~65%)。
③高速运转———当发动机出水水温达到86℃±2℃时,温度开关动作,控制系统控制大线圈通电,大吸合盘吸合;大吸合盘带动散热风扇随主轴同速运转,即高速运转。
④夏季高温季节或不明原因使离合器不能工作时,可用锁紧螺栓将离合器锁紧,离合器线圈不通电,使风扇正常运转;当天气转冷或故障解除后,拆除锁紧螺栓,恢复自动控制风扇的工作状态。
随着整个社会对节能环保意识的提高和客户对降低成本的要求,在汽车上使用新技术的已越来越多,以达到节能、环保、降噪、降低成本的目的。散热风扇电磁离合器就是符合上述特点的一款产品,此项技术已经成熟,并已逐渐成为客车及重卡、工程机械的标准配置产品。
第一步:拧开离合器散热盘固定螺栓,拆下散热盘,然后拧开离合器磁铁固定盘固定螺栓,拆下磁铁盘(见图2)
。
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1-磁体固定盘固定螺钉(3个);2-风扇紧固螺钉和螺母(各6个);3-离合器本体;4-风扇安装面;5-磁体3个)固定盘;6-散热盘;7-散热盘固定螺钉(
1-离合器本体;2-风扇;3-安装螺钉和螺母(各4个);4-支架安装面;5-支架盖板;6-安装螺钉和垫圈;7-安装螺栓;8-离合器本体;9-支架
图3电磁离合器支架安装图
第四步:把平键插入主轴的键槽上,将皮带轮装上并加垫圈将螺母拧紧。
通过支架底面的4个孔把离合器固定在车上,螺钉拧紧且牢靠,最后把电源插头和温控开关插头插紧且牢靠。
4结束语
3安装步骤和注意事项
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修改稿日期:2010-10-22
图2电磁离合器安装风扇前拆解图
第二步:安装散热风扇,装回磁铁固定盘和散热盘。第三步:再把装好风扇的离合器固定在支架上(见图3)
。