Фрикционная муфта для автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания
FRICTION CLUTCH FOR AUTOMATIC CONTROL OF FAN OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE COOLING SYSTEM

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах охлаждения автомобильных и тракторных двигателей внутреннего сгорания для включения и выключения вентилятора системы охлаждения.
Известно [1], что привод для автоматического регулирования частоты вращения вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания может быть электрическим (электромуфта), механическим (бесступенчатая муфта) или гидравлическим (гидромуфта). На двигателях с воздушным охлаждением преимущественно используется гидравлический привод.
Известна фрикционная дисковая муфта [2], содержащая корпус, внутри которого установлена ступица с двумя плоскими упругими дисками, между которыми установлена мембрана. Ступица имеет отверстия, соединяющие полость ступицы с камерой и предназначенные для подвода среды. Плоские диски имеют на торцах у ступицы кольцевые выточки, обеспечивающие необходимую упругость. Радиальные пазы, выполненные в разрезном корпусе, соединены с окружными пазами и последовательно с дренажными отверстиями. При этом торцевые поверхности корпуса могут быть снабжены фрикционными накладками, а междудисковые полости уплотнены установленным на периферийной поверхности дисков кольцом.
Недостатками этой муфты являются сложность конструкции и невозможность автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения в зависимости от температурного состояния двигателя.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является фрикционная муфта с дистанционным управлением [3], содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде полого глухого цилиндра, и ведомую полумуфту, выполненную в виде диска с изменяющейся толщиной и размещенную с зазором внутри ведущей полумуфты на полом ведомом валу.
При этом она снабжена электрическими нагревательными элементами, диск ведомой полумуфты выполнен из материала, обладающего эффектом памяти формы, нагревательные элементы размещены внутри диска ведомой полумуфты.
Недостатком этой фрикционной муфты является высокая сложность. Кроме того, ведомая полумуфта имеет большой объем, а стоимость материала, обладающего эффектом памяти формы, более чем на порядок превышает стоимость обычных стальных конструкционных материалов.
Цель изобретения - упрощение конструкции фрикционной муфты для автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
Поставленная цель достигается во фрикционной муфте, содержащей внешнюю полумуфту в виде полого глухого цилиндра с торцевой фрикционной накладкой и внутреннюю полумуфту, а также термочувствительный элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы.
Новым во фрикционной муфте является выполнение термочувствительного элемента из четырех пространственных пластин, каждая из которых одним концом закреплена на торце внутренней полумуфты, а другим свободным концом закреплена на соосно расположенном нажимном диске, подвижно соединенном с внутренней полумуфтой с возможностью осевого перемещения.
На фиг. представлена фрикционная муфта для автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Муфта состоит из внутренней полумуфты 1, соединенной с нажимным диском 2 посредством четырех пространственных пластин 3, выполненных из материала с эффектом памяти формы, закрепленных заклепками 4 и винтами 5, и внешней полумуфты 6 с фрикционной накладкой 7, также закрепленной заклепками 8. Вал внешней полумуфты вращается в подшипнике 9, закрепленном гайкой 10 и зажимной втулкой 11. Вентилятор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания устанавливается на шпильки 12. Привод муфты осуществляется от вала водяного насоса двигателя.
Работает фрикционная муфта для автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания следующим образом.
При низкой температуре охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя внутренняя полумуфта 1 вращается, не входя в соприкосновение с внешней полумуфтой, на которой закреплен вентилятор системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
При повышении температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя увеличивается температура обоих полумуфт, и пространственные пластины 3, выполненные из материала с эффектом памяти формы, изменяют свою форму, оказывая давление на нажимной диск 2. Это происходит вследствие мартенситного превращения в термочувствительном элементе - в пространственных пластинах 3 [4]. В этом случае нажимной диск 2 войдет в зацепление с фрикционной накладкой 7, и вентилятор начнет вращаться, увеличивая расход воздуха через радиатор системы охлаждения.
При выключении двигателя или его работе на частичных режимах понизится температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя, уменьшится температура обоих полумуфт фрикционной муфты, в материале пространственных пластин 3 произойдет обратное мартенситное превращение, и они выведут нажимной диск 2 из зацепления с фрикционной накладкой 7. При этом вентилятор перестает вращаться и охлаждать радиатор системы охлаждения.
Затем при последующем запуске и прогреве двигателя цикл повторяется.
Использование предлагаемого технического решения способствует упрощению конструкции фрикционной муфты для автоматического регулирования вентилятора системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Поспелов Д.Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Д.Р. Поспелов. - М.: Машиностроение, 1971. - 536 с.
2. Патент 301005 СССР, F16D 25/04, заявлено 10.10.1969 (№1369291/25-27), опубликовано 07.04.1971, бюл. №13.
3. Авторское свидетельство 1275155 СССР, F16D 25/04, заявлено 18.01.1985 (№3872562/25-27), опубликовано 07.12.1986, бюл. №45.
4. Тихонов А.С. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении / А.С. Тихонов, А.П. Герасимов, И.И. Прохорова. - М.: Машиностроение, 1980. - 80 с.