[发明专利]风扇自动离合汽车水泵

说明书

本发明涉及汽车发动机冷却水泵技术领域，一种具有使冷却风扇自动离合功能的新型汽车水泵。

国内外研究资料表明，汽车发动机功率5-10%消耗在风扇上，然而汽车在行驶中实际需要风扇工作的时间仅仅为5-15%，在当今世界面临能源日趋短缺之际，风扇无用功所造成的油耗不得不引起汽车工业的极大重视，国外竟然将风扇自动离合列为载重汽车四大节能措施之首。据我国汽车研究部门的测定，东风EQ140汽车风扇离合的节油率高达8%。全国现有东风汽车70多万辆，如全部实现离合的话，其年节油不少于40万吨，经济价值达十亿元之巨。

现有技术汽车水泵只能泵送冷却水，而不具备使风扇自动离合的功能。近年来，一些厂家引进国外技术研制风扇离合器，其中以硅油式为最典型。这是一种装置在汽车水泵与风扇之间的离合器，其上双金属盘簧感温器随外界气流温度变化而自动调节硅油进入工作腔中流量，通过对硅油的剪切作用使风扇工作。硅油式离合器的缺点是：硅油易泄漏，双金属盘簧工艺难度大且易粘土而失效，造价高及不能较准确控制水温等。

本发明的目的是，提供一种不但外形尺寸及安装方式与原水泵相同，而且具备风扇离合功能的汽车发动机水泵。

实现上述目的的方案是，在水泵轴叶轮端内孔装有一受热产生膨胀力的感温器，感温器中的感温材料是一种热胀系数较大的材料，它装在本体中，由橡胶膜片密封以防止泄漏，水泵轴内孔中有一推动杆用以传递感温器的膨胀力，感温器与摩擦副离合机构之间有一蓄力装置，其中蓄力弹簧和蓄力杆依次套在推动杆上，且蓄力弹簧的两端圈分别支承在推动杆轴肩与蓄力杆端面上，在推动杆头部还有一个轴肩，其两侧端面分别与蓄力杆端面及复位弹簧端圈相接，与蓄力杆外圆环槽相应的是径向上有定位杆，其卡入蓄力杆环槽的力由螺钉调节弹簧的压缩力来实现。

实现上述目的的另一种方案是，泵壳上有三只感温器，其中感温材料是一种热胀系数较大的材料，它装在本体中，由橡胶膜片密封以防止泄漏，感温器受热产生的膨胀力由短轴通孔内的推动杆传递，短轴与本体联结成一体。感温器与摩擦副之间有一蓄力装置，其构成是轴向有一推动盘、3-6只定位在皮带轮轮辐中的蓄力杆，杆的一侧各套有3-6只蓄力弹簧与复位弹簧，蓄力杆的另一侧与摩擦锥连接，径向有与蓄力杆外表面环槽相应的定位杆弹簧、螺钉，定位杆卡住蓄力杆环槽的力由螺钉调节弹簧的压力实现。

当泵腔中水温升至某一温度时，其受热而产生的膨胀力使皮带轮与风扇轮毂之间摩擦副结合，则风扇旋转。反之，当水温下降后，感温材料体积逐渐缩小，在复位弹簧作用下，摩擦副分离，则风扇空转。由于感温材料受热时体积膨胀或冷却体积收缩速度缓慢，因而在感温器与离合机构之间有一蓄力装置，实现瞬间离合以大大减少摩擦副的磨损。

本发明优点：安装方便、结构紧凑外形尺寸小、造价低、能较准确控制水温，此外适应各种车型。

图1.本发明实施例一结构原理图。

图2.本发明实施例二结构原理图。

图3.为感温器的一种结构形式。

图4.为蓄力机构原理图。

参照图1、图3、图4，水泵轴内加工出通孔，在水泵轴叶轮端内孔装有一受热膨胀的感温器，感温器中的感温材料（2）为蜡，是一种热膨长系数较大的感温材料，它装在本体（铜套）（1）中，由橡胶膜片（3）密封防止泄漏。感温器受热时产生的膨胀力由置于水泵轴A内孔中的推动杆（6）传递。当进入泵腔的水温升至某一温度时，蜡（2）熔化并伴随体积膨胀，其膨胀力使膜片（3）鼓起，为使膨胀力均匀传递给推动杆，在膜片与推动杆之间有压力油（5）和防止油从推动杆处泄漏的活塞（8）。在感温器与摩擦离合机构之间有一蓄力装置，其中蓄力弹簧（12）和蓄力杆（11）依次套在推动杆（6）上，蓄力弹簧的两端圈分别支承在推动杆轴肩与蓄力杆端面上，在推动杆顶端还有一个轴肩，其两侧端面分别与蓄力杆端面及复位弹簧（14）端圈相接，与蓄力杆（11）外圆环槽相应的是，径向上有定位杆（17），其卡住蓄力杆外表面环槽的力由螺钉（19）调节弹簧（18）压缩力来实现。因此，当感温器受热产生膨胀力时，其推动杆（6）同时压缩蓄力弹簧（12）与复位弹簧（14），当压缩力克服定位杆（17）卡住环槽的力时，蓄力杆（11）使被向前“弹”出，定位杆（17）沿径向外移，经钢球（16）使摩擦片（21）结合，则风扇随皮带轮（7）转动。反之，当水温下降时，蜡逐渐凝固，体积缩小，由于定位杆卡住蓄力杆环槽，因而蓄弹簧逐渐将推动杆推回去，到一定时，复位弹簧将蓄力杆推回云，定位杆落入蓄力杆环槽中，则摩擦副分离，风扇空转。螺拴（13）调节弹簧（14）复位力。

参照图2、图3、图4、在水泵壳上有三只感温器，其中感温本体与泵腔中冷却液接触。感温材料为蜡（2），装在本体（1）中，由橡胶膜片（3）密封，在短轴A通孔内的推动杆（6）与膜片之间依次有压力油（5）与活塞（8）。短轴A与本体（1）联结一体。感温器与摩擦副之间有一蓄力装置，其构成是轴向有一推动盘（10）。3-6只定位在皮带轮轮辐中的蓄力杆（11），杆的一侧各套有3-6只蓄力弹簧（12），和复位弹簧（14），蓄力杆的另一侧与摩擦锥（22a）联结，使摩擦锥随蓄力杆轴向移动。径向有与蓄力杆外表面环槽相应的定位杆（17）弹簧（18）、螺钉（19）。蓄力装置中的推动盘（10）与感温器中的推动杆（6）之间由一只推力轴承B。当泵腔水温升高时感温器中蜡（2）熔化、体积膨胀，橡胶密封膜片（3）鼓起而压迫压力油（5），随之推动活塞（8）、并进而推动杆（6）、轴承B、推动盘（10）及弹簧（12）与（14），至某一时刻，蓄力杆顶开定位杆前移，于是与之联结的摩擦锥（20a）与风扇轮毂（21a）的圆锥面结合，则风扇开始旋转。反之，当水温下降，在复位弹簧蓄力弹簧作用下，蓄力杆复位，其上环槽被定位杆锥端卡住，摩擦副分离，则风扇空转。风扇轮毂（21a）由轴承（9）定位在水泵轴（4）上。