ЖИДКОСТНАЯ МУФТА ПРИВОДА ВАЛА КОМПРЕССОРА АВТОМОБИЛЬНОГО КОНДИЦИОНЕРА

Полезная модель относится к области машиностроения и, в частности, к автомобилестроению, служит для привода вала компрессора автомобильной системы кондиционирования воздуха (АСКВ).
Известно устройство для привода компрессора автомобильного кондиционера опубликованное в (Автомобильный компрессор. RU 2312251 C1 F04B 17/05, F02B 63/06. Авторы: Рогачев В.Д., Горностаев А.И., Павленко С.В.) на основе электромагнитной муфты. В этих типах приводных муфт, соединение вала компрессора кондиционера со шкивом (расположенного на валу компрессора кондиционера и принимающего крутящий момент с коленчатого вала напрямую или через промежуточные элементы) происходит с использованием фрикционного сцепления, активируемого электромагнитом муфты. Автомобильный компрессор содержит кривошипно-шатунный механизм, который приводится в действие от коленчатого вала ДВС через блок распределительных шестерен. В привод компрессора дополнительно введены фрикционная муфта с электромагнитным приводом, соединенная с валом компрессора с одной стороны и валом шестерни - с другой стороны, датчик максимального давления в пневмосистеме и электронное устройство управления муфтой, управляющий вход которого соединен с выводом датчика сигнализатора аварийного давления масла ДВС и датчиком сигнализатора максимального давления в пневмосистеме автомобиля.
Недостатками указанной конструкции являются ограниченные возможности использования автомобильного компрессора по режимам работы ДВС вследствие того, что конструкция фрикционной муфты с электромагнитным приводом позволяет работать только в двух режимах: «выключено» и «включено». Поэтому при работе двигателя на низких и средних оборотах, в тяжелых дорожных условиях, включение муфты приведет к существенному увеличению нагрузки на двигатель, что обуславливает снижение его выходной мощности и повышенный расход топлива.
Известно устройство, в котором предложена жидкостная муфта включения ведущего моста транспортного средства (Жидкостная муфта включения ведущего моста транспортного средства. RU 2235230 C1. F16D 29/00. Авторы: Кузнецов В.А., Кузнецов Ю.В., Дьяков И.Ф.). Это изобретение выбрано автором за прототип, поскольку оно является наиболее близким, по технической сущности и достигаемому эффекту, к предлагаемой полезной модели. Жидкостная муфта содержит набор дисков, одна половина которых с помощью шлицев соединена со ступицей (ведомым валом). Другая половина - с корпусом. Пространство между дисками выполнено с гарантированным зазором и заполнено ферромагнитной жидкостью (Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspension of magnetic particles. Патент США №3215572. опубликовано 02.11.1965. Авторы: S.S.Papell.), для повышения эффективности блокирования муфты на дисках выполнены отверстия. Диски и корпус выполнены из немагнитного материала, на внешнем диаметре корпуса размещен электромагнит. Электромагнит через блок управления управляет работой муфты, а постоянные магниты, выполнены в форме двух полуколец, защищают подшипники от действия ферромагнитной жидкости.
Недостатком конструкции является увеличение размеров муфты, вследствие радиального расположения набора дисков. Использование подобной конструкции жидкостной муфты в приводе вала компрессора автомобильного кондиционера приведет к радиальному увеличению занимаемого жидкостной муфтой подкапотного пространства и снижению производительности компрессорной установки вследствие снижения передаточного отношения кинематического звена «шкив каленчатого вала - шкив муфты компрессора», обуславливающее необходимость применение дополнительных технических средств для поддержания производительности компрессорной установки на необходимом уровне.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели являются повышение производительности компрессора автомобильного кондиционера, снижение весогабаритных показателей компрессорной установки, увеличение надежности жидкостной муфты, вследствие сокращения числа деталей соединяемых механическим способом, расширение функциональных возможностей автоматизированной системы управления кондиционированием воздуха, снижение расхода топлива двигателем внутреннего сгорания.
Технический результат достигается тем, что жидкостная муфта привода вала компрессора автомобильного кондиционера, содержит в своем составе набор дисков имеющих ориентацию в осевом направлении, причем одна часть которых выполнена единой неразборной конструкцией со ступицей вала - ведомая полу муфта, а другая с корпусом - ведущая полумуфты; постоянные магниты выполнены в форме цельных колец; электромагнит, размещен во внутренней части ведущей полумуфты и управляется электронным блоком управления, который может быть подключен, например, через шину обмена данными, к сигналу о запросе включения кондиционера, датчику давления рабочего хладагента в системе, датчику температуры охлаждающей жидкости, датчику положения дроссельной заслонки, датчику скорости автомобиля, датчику частоты вращения коленчатого вала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на рис.1 изображена конструкция жидкостной муфты привода вала компрессора автомобильного кондиционера, на рис.2 - функциональная схема управления работой муфты.
Жидкостная муфта привода компрессора автомобильного кондиционера, содержит в составе ведущую полумуфту 1, на внутренней цилиндрической поверхности которой закреплена обмотка электромагнита 2, размещенный на внутренней части ведущей полумуфты цельный постоянный магнит 3 в форме кольца, резинометаллическую уплотнительную манжету 4 защищающую внутреннюю поверхность жидкостной муфты от действия посторонних мелких частиц и предотвращающая вытекание ферромагнитной жидкости 5 наружу, ведомую полумуфту 6 выполненную (как и ведущая) из немагнитного материала, единой конструкцией с кольцевыми крыльчатками, пружинными шайбами 7 фиксирующие от смещения в осевом направлении, спереди и сзади ступицу ведомой полумуфты, двух призматических шпонок 8, закрепленных на валу компрессора 9, защитную крышку 10 изолирующая от контакта с внешней средой: регулировочную гайку 11, шайбу 12 и роликовый подшипник 13.
Жидкостная муфта работает следующим образом: при подаче на обмотку электромагнита 2 номинального напряжения, по ней начинает протекать номинальный ток, создающий номинальный магнитный поток вокруг обмотки электромагнита, замыкающийся через магнитную жидкость и переводящий ее из жидкого состояния в твердое, что исключает относительное взаимное скольжение кольцевых крыльчаток ведущей 1 и ведомой полумуфт 6, и крутящий момент с коленчатого вала двигателя передается, с помощью кинематических передач, на вал компрессора кондиционера, это состояние соответствует полностью включенной в работу муфты.
При подаче на обмотку электромагнита 2 напряжения меньше номинального, по ней начинает протекать ток, создающий ослабленный магнитный поток вокруг обмотки электромагнита, замыкающийся через магнитную жидкость и переводящий ее из жидкого состояния в загущенное, что приводит к относительному взаимному скольжению кольцевых крыльчаток ведущей 1 и ведомой полумуфт 6, и крутящий момент с коленчатого вала двигателя передается, с помощью кинематических передач, на вал компрессора кондиционера в неполной величине, это состояние соответствует частично включенной в работу муфты.
При подаче на обмотку электромагнита 2 напряжения равного нулю, по ней ток не протекает, магнитный поток вокруг обмотки электромагнита не создается, ферромагнитная жидкость остается в жидком состоянии, что приводит к полному относительному взаимному скольжению кольцевых крыльчаток ведущей 1 и ведомой полумуфт 6, и крутящий момент с коленчатого вала двигателя на вал компрессора кондиционера не передается, это состояние соответствует полностью выключенной из работы муфте.
Таким образом, изменяя величину подаваемого на обмотку электромагнита 2 напряжения, можно получать различные режимы работы жидкостной муфты. Наиболее целесообразным методом регулирования напряжения, подаваемого на обмотку электромагнита, по мнению автора полезной модели, является широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
На рис.2 показана блок схема управления работой муфты, где изображены центральный блок управления 14, электронный блок управления работой муфты 15, аккумуляторная батарея 16, реле 17, обмотка электромагнита жидкостной муфты (О.Э.Ж.М), сигнал о запросе включения кондиционера 18, датчик давления рабочего хладагента в системе 19, датчик температуры охлаждающей жидкости 20, датчик положения дроссельной заслонки 21, датчик скорости автомобиля 22, датчик частоты вращения коленчатого вала 23, шины обмена данными 24 между центральным блоком управления и блоком управления работой муфты.
Центральный блок управления анализирует поступившую на его входы информацию: сигнал о запросе включения кондиционера, давление рабочего хладагента в системе, сигнал с датчику температуры охлаждающей жидкости двигателя, положения дроссельной заслонки, датчиков скорости автомобиля, частоты вращения коленчатого вала, а затем вырабатывает на своем выходе сигнал о включении в работу муфты, который поступает на вход блока управления работой муфты по шине обмена данными. Использование информации, поступающей от данного набора датчиков позволяет более точно отслеживать режимы работы двигателя внутреннего сгорания и, как следствие, снизить расход топлива и количество вредных выбросов ДВС в окружающую среду.