ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ МУФТА ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и, в частности, может быть использована в двигателестроении.
Известна электромагнитная муфта для привода вентилятора [патент RU №97574 H02K 9/06], состоящая из неподвижной электромагнитной катушки, шкива, подшипника, ступицы, фрикционного диска шкива и распорной пружинной шайбы.
Указанное техническое решение является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и принято за прототип.
Недостатком прототипа является низкий уровень надежности обеспечения нормального температурного режима работы двигателя, обусловленный отсутствием возможности отключения вентилятора в случае отказа термобиметаллического датчика или обрыва электрической цепи электромагнитной катушки, что в условиях низкой температуры окружающей среды способствует переохлаждению двигателя, а также отсутствием возможности включения вентилятора в случае неисправности распорной пружинной шайбы, что может привести к перегреву двигателя.
Технический результат полезной модели направлен на повышение уровня надежности и обеспечение двигателю нормального температурного режима работы в случаях отказа термобиметаллического датчика или обрыва электрической цепи электромагнитной катушки, а также неисправности распорной пружинной шайбы за счет возможности принудительного механического включения или отключения вентилятора.
Технический результат достигается тем, что электромагнитная муфта привода вентилятора, содержащая неподвижную электромагнитную катушку, шкив, подшипник, ступицу, фрикционный диск ступицы, фрикционный диск шкива и распорную пружинную шайбу, снабжена механизмом принудительного переключения, состоящим из нажимного диска, соединенного тремя шпильками с опорным диском, имеющим три пружинных шариковых фиксатора, при этом на шкиве выполнены три кольцевые радиальные канавки для фиксаторов, а наружный диаметр фрикционного диска шкива больше наружного диаметра фрикционного диска ступицы.
Отличительными признаками от прототипа является то, что электромагнитная муфта привода вентилятора снабжена механизмом принудительного переключения, состоящим из нажимного диска, соединенного тремя шпильками с опорным диском, имеющим три пружинных шариковых фиксатора, при этом на шкиве выполнены три кольцевые радиальные канавки для фиксаторов, а наружный диаметр фрикционного диска шкива больше наружного диаметра фрикционного диска ступицы.
На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой электромагнитной муфты привода вентилятора, имеющая три положения механизма принудительного переключения, соответствующих режимам работы электромагнитной муфты: В - принудительное включение вентилятора, А - автоматический режим работы, О - принудительное отключение вентилятора.
Электромагнитная муфта привода вентилятора содержит неподвижную электромагнитную катушку 1, шкив 2, подшипник 3, ступицу 4, фрикционный диск 5 ступицы, фрикционный диск 6 шкива, распорную пружинную шайбу 7, механизм принудительного переключения, состоящий из нажимного диска 8, соединенного тремя шпильками 9 с опорным диском 10, имеющим три пружинных шариковых фиксатора 11. При этом на шкиве 2 выполнены три кольцевые радиальные канавки 12, в которые, в зависимости от режима работы устанавливаются шариковые фиксаторы 11. Наружный выступ фрикционного диска 6 шкива, образуемый за счет разности наружных диаметров фрикционных дисков 5 и 6, расположен между нажимным диском 8 и опорным диском 10 механизма переключения.
Работает электромагнитная муфта привода вентилятора следующим образом.
При автоматическом режиме (положение А) механизм принудительного переключения находится в среднем положении, при котором пружинные шариковые фиксаторы 11 находятся в средней канавке шкива 2, а на фрикционный диск 6 со стороны нажимного диска 8 и опорного диска 10 никаких усилий не оказывается.
Шкив 2 получает постоянное вращение от коленчатого вала двигателя (не показан).
При температуре охлаждающей жидкости ниже рабочей (номинальной) величины, установленный в потоке охлаждающей жидкости на входе в двигатель термобиметаллический датчик (не показан) замыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и фрикционный диск шкива 6 под действием электромагнитных сил, преодолевая усилие распорной пружинной шайбы 7, прижимается к шкиву 2 и опорному диску 10, образуя зазор между фрикционными дисками 5 и 6, а также зазор между фрикционным диском 6 и нажимным диском 8. Крутящий момент на вентилятор, установленный на ступице 4, не передается.
При повышении температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения до величины, превышающей рабочую, термобиметаллический датчик размыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и усилием распорной пружинной шайбы 7 фрикционный диск 6 перемещается по шлицам шкива 2 и прижимается к фрикционному диску 5 и нажимному диску 8. Между фрикционным диском 6 и опорным диском 10 устанавливается зазор. При этом крутящий момент коленчатого вала двигателя передается от шкива 2 через шлицы на фрикционный диск 6, прижимаемый нажимным усилием распорной пружинной шайбы 7 к фрикционному диску 5, а затем - посредством сил трения на фрикционный диск 5 и ступицу 4, на которой устанавливается вентилятор. Вентилятор начнет вращаться.
При понижении температуры охлаждающей жидкости ниже рабочей, термобиметаллический датчик вновь замыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и фрикционный диск 6 под действием электромагнитных сил прижимается к шкиву 2, восстанавливая зазор между фрикционными дисками 5 и 6.
В случае отказа термобиметаллического датчика или при прерывании электрической цепи электромагнитной катушки 1, вентилятор будет постоянно получать вращение за счет сил трения между фрикционными дисками 5 и 6, наличие которых обусловлено нажимным усилием, создаваемым распорной пружинной шайбой 7.
В этом случае для предотвращения переохлаждения двигателя и выключения вентилятора необходимо вручную перевести механизм принудительного переключения в режим отключения (положение О), переместив его за выступы 13 на опорном диске 10 вдоль оси вращения в сторону шкива 2 до совпадения указателя на фиксаторе с меткой «О» и установки фиксаторов 11 в наиболее удаленной от вентилятора канавке и затянуть резьбовые пробки фиксаторов 11 для создания дополнительного прижимного усилия, удерживающего шариковые фиксаторы в канавках 12 с целью исключения перемещения фрикционного диска 6 за счет усилия распорной пружинной шайбы 7. При этом положении нажимной диск 8, преодолевая усилие распорной пружинной шайбы 7 и оказывая воздействие на фрикционный диск 6, отводит его от фрикционного диска 5 в сторону шкива 2. Между фрикционными дисками 5 и 6 образуется зазор. Крутящий момент на вентилятор не передается. При необходимости включения вентилятора следует ослабить резьбовые пробки фиксаторов 11 и перевести механизм принудительного переключения вручную обратно в автоматический режим.
В случае неисправности распорной пружинной шайбы 7 усилие, прижимающее фрикционный диск 6 к фрикционному диску 5, не создается, вследствие чего крутящий момент на вентилятор не передается.
В этом случае для предотвращения перегрева двигателя и включения вентилятора необходимо вручную перевести механизм принудительного переключения в режим включения (положение В), переместив его вдоль оси вращения в сторону ступицы 4 до совпадения указателя на фиксаторе с меткой «В» и установки фиксаторов 11 в ближайшей к вентилятору канавке. При этом положении опорный диск 10 оказывает воздействие на фрикционный диск 6 и, перемещая его в сторону ступицы 4, прижимает к фрикционному диску 5. Крутящий момент передается на вентилятор за счет сил трения между фрикционными дисками 5 и 6.
В результате достигается повышение уровня надежности и обеспечение двигателю номинального температурного режима работы в случаях неисправности элементов конструкции электромагнитной муфты за счет возможности принудительного механического включения или отключения вентилятора.