申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2018-03-13

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108412599B

主分类号：F01P5/02

分类号：F01P5/02;F04D29/66

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.09.11#实质审查的生效;2018.08.17#公开

摘要：本发明公开了一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，包括输入轴、主动盘、从动盘、风扇轮毂圆盘、槽型环、一级扭转减振橡胶块、一级惯性质量环、二级扭转减振橡胶环、L型环、螺栓、螺钉，所述主动盘通过螺栓与输入轴固定连接，所述槽型环通过螺钉与所述主动盘固定连接，所述一级惯性质量环设置在所述槽型环内，所述一级扭转减振橡胶块沿周向均布于所述槽型环内，其一侧与所述槽型环的外环内壁通过硫化粘结，另一侧与一级惯性质量环硫化粘结；所述L型环的中心孔通过过盈配合与槽型环的内环装配连接。本发明采用了双级扭转减振系统，提高了减振阻尼，减低了轮毂刚度和固有频率，更有效地降低了风扇传动系统中的扭转振动。

主权项：1.一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，包括输入轴1、主动盘2、从动盘11、风扇轮毂圆盘12，风扇轮毂圆盘12内嵌有塑料材料制成的风扇13，所述风扇13注塑成型时与风扇轮毂圆盘12固定在一起，其特征在于：还包括槽型环3、若干一级扭转减振橡胶块4、一级惯性质量环5、二级扭转减振橡胶环6、L型环7、若干螺栓8、若干螺钉9，所述主动盘2通过所述螺栓8与输入轴1固定连接，所述槽型环3通过所述螺钉9与所述主动盘2固定连接，所述一级惯性质量环5设置在所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4沿周向均布于所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4的一侧与所述槽型环3的外环34内壁通过硫化粘结，另一侧与一级惯性质量环5硫化粘结，所述槽型环3的外环34内壁沿周向均匀设置有若干用于定位各一级扭转减振橡胶块4的凹槽31；所述L型环7的中心孔通过过盈配合与槽型环3的内环32装配连接，所述二级扭转减振橡胶环6在轴向的一侧与L型环7硫化粘结，相对的另一侧与从动盘11连接，所述从动盘11与风扇轮毂圆盘12通过螺栓固定连接，且所述的从动盘11与槽型环3的外环34的外周壁之间装配有摩擦系数低于0.1的摩擦环10。

全文数据：一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇技术领域[0001]本发明涉及一种发动机冷却风扇，具体地是一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇。背景技术[0002]随着中国汽车工业的迅速发展，汽车已经成为大多数家庭生活中必不可少的一部分，它在满足做为交通工具的同时，人们对汽车性能的要求也在不断的提高，因此汽车舒适性的研究开发工作逐渐受到汽车行业的重视。冷却系统为噪声和振动的其中一个来源，风扇转子包括叶片与前后法兰总成，传动轴、皮带轮等全部旋转体，其总重心很难与旋转中心重合，当转子旋转时会产生不平衡离心力，使转子和轴承同时产生振动，增加轴承负荷，缩短轴承寿命，增大机械噪音。另外由于成本原因，还有不少使用直接驱动方式，也即风扇与轮毂用螺栓连接，由发动机曲轴皮带轮直接带动风扇旋转。也有些车型的传动轴间距离太小，风扇需要装在曲轴端，由曲轴直接驱动，这样发动机的扭转振动便容易传递到风扇轮毂，如果没有效的减振系统，容易对风扇轮毂乃至叶片产生过大的振动幅度，其所受到的应力较大，从而减低疲劳寿命，另外也易因为在共振时产生较大的振动应力与噪音。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，以解决上述背景技术中提出的问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，包括输入轴、主动盘、从动盘、风扇轮毂圆盘，风扇轮毂圆盘内嵌有塑料材料制成的风扇，所述风扇注塑成型时与风扇轮毂圆盘固定在一起，还包括槽型环、若干一级扭转减振橡胶块、一级惯性质量环、二级扭转减振橡胶环、L型环、若干螺栓、若干螺钉，所述主动盘通过所述螺栓与输入轴固定连接，所述槽型环通过所述螺钉与所述主动盘固定连接，所述一级惯性质量环设置在所述槽型环内，所述一级扭转减振橡胶块沿周向均布于所述槽型环内，所述一级扭转减振橡胶块的一侧与所述槽型环的外环内壁通过硫化粘结，另一侧与一级惯性质量环硫化粘结;所述L型环的中心孔通过过盈配合与槽型环的内环装配连接，所述二级扭转减振橡胶环在轴向的一侧与L型环硫化粘结，相对的另一侧与从动盘连接，所述从动盘与风扇轮毂圆盘通过螺栓固定连接。[0005]进一步地，所述的从动盘与槽型环的外环的外周壁之间装配有摩擦系数低于0.1的摩擦环。[0006]进一步地，所述的摩擦环由特氟龙材料制成，使得从动盘与槽型环两者可以相对转动，同时摩擦环对从动盘起到一定的支撑作用。[0007]进一步地，所述槽型环的外环内壁沿周向均匀设置有若干用于定位各一级扭转减振橡胶块的凹槽。[0008]进一步地，所述L型环侧部的侧环面上均匀设置有若干孔，所述二级扭转减振橡胶环硫化粘结于侧环面上并充满孔形成若干增加二级扭转减振橡胶环剪切粘结力的凸起。[0009]进一步地，所述二级扭转减振橡胶环上设置有支撑凸环，所述所述二级扭转减振橡胶环通过支撑凸环与从动盘内圆表面相粘结实现连接。[0010]进一步地，所述的内环的端面沿周向设置有若干用于连接所述主动盘的通孔。[0011]进一步地，所述的主动盘中部设置有若干通过所述螺栓连接所述输入轴的螺栓孔、若干通过螺钉连接所述槽型环的螺纹孔。[0012]进一步地，所述的主动盘的外边缘延伸设置有用于防止二级扭转减振橡胶环脱胶造成零件脱落撞击其他零件而造成损害的环面。[0013]进一步地，所述一级扭转减振橡胶块沿所述槽型环轴向方向的两个侧面为内凹面，所述内凹面的轮廓线根据要求的固有频率或刚度来进行调整。[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的发动机冷却风扇中采用了二级扭转减振系统，提高了减振阻尼，更有效地降低了风扇传动系统中的扭转振动;其中并联的一级扭转减振系统因减振橡胶圆周分布数块，调节其尺寸容易改变一级扭转减振系统的固有频率，可以作为主动隔振系统，减低共振时的幅值;所述的两级减振系统采用模块化结构，可以分开生产制造，再进行装配，提高了生产效率，同时两级系统和主动盘互为保护，有效防止零件脱落撞击其他零件。附图说明[0015]图1为该发明的冷却风扇总体装配示意图；图2为轮毂总成轴侧局部剖视示意图；图3为轮毂总成正视示意图；图4为图3中的A-A剖视不意图；图5为主动盘的结构示意图；图6为一级扭转减振系统的结构示意图；图7为槽型环结构示意图；图8为二级扭转减振系统的结构示意图；图9为L型环的结构示意图；图10为二级扭转减振橡胶环的结构示意图。[0016]图中所示：1-输入轴、2-主动盘、21-螺纹孔、22_环面、3-槽型环、31-凹槽、32-内环、33-通孔、34-外环、4-一级扭转减振橡胶块、5-—级惯性质量环、6-二级扭转减振橡胶环、61-支撑凸环、62-凸起、7-L型环、72-侧环面、71-孔、8_螺栓、9_螺钉、10-摩擦环、11-从动盘、12-风扇轮毂圆盘、13-风扇。具体实施方式[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。[0018]如图1至图4所示，一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，包括输入轴1、主动盘2、从动盘11、风扇轮毂圆盘12、槽型环3、八个一级扭转减振橡胶块4、一级惯性质量环5、二级扭转减振橡胶环6、L型环7、若干螺栓8、若干螺钉9、摩擦环10，所述的风扇轮毂圆盘12内嵌有塑料材料制成的风扇13,所述风扇13注塑成型时与风扇轮毂圆盘12固定在一起，所述主动盘2通过所述螺栓8与输入轴1固定连接，所述槽型环3通过所述螺钉9与所述主动盘2固定连接，所述一级惯性质量环5设置在所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4沿周向均布于所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4的一侧与所述槽型环3的外环34内壁通过硫化粘结，另一侧与一级惯性质量环5硫化粘结;所述L型环7的中心孔通过过盈配合与槽型环3的内环32装配连接，所述二级扭转减振橡胶环6在轴向的一侧与L型环7硫化粘结，相对的另一侧与从动盘11连接，所述的从动盘11与槽型环3的外环34的外周壁之间装配有摩擦系数低于0.1的摩擦环1〇,所述的摩擦环1〇由特氟龙材料制成，使得从动盘与槽型环两者可以相对转动，同时摩擦环对从动盘11起到一定的支撑作用，所述从动盘11与风扇轮毂圆盘12通过八个螺栓固定连接。[0019]所述槽型环3的外环34内壁沿周向均匀设置有八个用于定位各一级扭转减振橡胶块4的凹槽31，使各一级扭转减振橡胶块4不一脱落，所述槽型环3、一级扭转减振橡胶块4和一级惯性质量环5三者组成一级扭转减振系统;所述二级扭转减振橡胶环6上设置有支撑凸环61，所述所述二级扭转减振橡胶环6通过支撑凸环61与从动盘11内圆表面相粘结实现连接，所述L型环7、二级扭转减振橡胶环6、从动盘11、风扇轮毂圆盘12和风扇I3组成第二级扭转减振系统，所述内环32用于支撑二级扭转减振系统的主动件L型环7。[0020]所述L型环7侧部的侧环面72上均匀设置有若干孔H，所述二级扭转减振橡胶环6硫化粘结于侧环面72上并充满孔71形成若干增加二级扭转减振橡胶环6剪切粘结力的凸起62，增加二级扭转减振橡胶环6剪切粘结力。[0021]所述的内环32的端面沿周向设置有若干用于连接所述主动盘2的通孔33,从而形成法兰面。[0022]所述的主动盘2中部设置有四个通过所述螺栓8连接所述输入轴1的螺栓孔、四个通过螺钉9连接所述槽型环3的螺纹孔。[0023]所述的主动盘2的外边缘延伸设置有用于防止二级扭转减振橡胶环6脱胶造成零件脱落撞击其他零件而造成损害的环面22。[0024]所述一级扭转减振橡胶块4沿所述槽型环3轴向方向的两个侧面为内凹面，所述内凹面的轮廓线根据要求的固有频率或刚度来进行调整。[0025]上述实施例提供的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇的工作原理为：发动机的曲轴输出端直接与输入轴1连接或通过皮带轮连接，实现动力的输入，而发动机曲轴的扭转振动也因此传递到冷却风扇总成上，由槽型环3、一级扭转减振橡胶块4、一级惯性质量环5组成的一级减振系统和由L型环7、二级扭转减振橡胶环6、从动盘11、风扇轮毂圆盘12、风扇13组成的二级减振系统能够吸收由发动机曲轴输入的扭转振动的能量，起到减振作用，两级的橡胶环相比于单级扭转减振器大大提高系统的阻尼，进一步提高减振的效果，同时在风扇轮毂中增加扭转减振器也能够减低轮毂刚度，从而减低风扇与轮毂总成的固有频率，避开曲轴主阶次的频率，避免共振。[0026]尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，包括输入轴（1、主动盘2、从动盘id、风扇轮毂圆盘12，风扇轮毂圆盘12内嵌有塑料材料制成的风扇a3，所述风扇13注塑成型时与风扇轮毂圆盘12固定在一起，其特征在于：还包括槽型环3、若干一级扭转减振橡胶块4、一级惯性质量环5、二级扭转减振橡胶环⑹、L型环7、若干螺栓⑻、若干螺钉⑼，所述主动盘⑵通过所述螺栓⑻与输入轴（1固定连接，所述槽型环3通过所述螺钉9与所述主动盘2固定连接，所述一级惯性质量环5设置在所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4沿周向均布于所述槽型环3内，所述一级扭转减振橡胶块4的一侧与所述槽型环3的外环34内壁通过硫化粘结，另一侧与一级惯性质量环硫化粘结;所述L型环⑺的中心孔通过过盈配合与槽型环⑶的内环32装配连接，所述二级扭转减振橡胶环6在轴向的一侧与L型环⑺硫化粘结，相对的另一侧与从动盘（11连接，所述从动盘（11与风扇轮毂圆盘（12通过螺栓固定连接。2.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的从动盘11与槽型环3的外环34的外周壁之间装配有摩擦系数低于〇•1的摩擦环（10〇3.根据权利要求2所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的摩擦环10由特氟龙材料制成。4.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述槽型环（3的外环（34内壁沿周向均匀设置有若干用于定位各一级扭转减振橡胶块⑷的凹槽31。5.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述L型环（7侧部的侧环面72上均匀设置有若干孔71，所述二级扭转减振橡胶环6硫化粘结于侧环面72上并充满孔71形成若干增加二级扭转减振橡胶环6剪切粘结力的凸起62。6.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述二级扭转减振橡胶环⑹上设置有支撑凸环61，所述所述二级扭转减振橡胶环⑹通过支撑凸环61与从动盘11内圆表面相粘结实现连接。7.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的内环32的端面沿周向设置有若干用于连接所述主动盘⑵的通孔33。8.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的主动盘2中部设置有若干通过所述螺栓8连接所述输入轴（1的螺栓孔、若干通过螺钉⑼连接所述槽型环⑶的螺纹孔。9.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于：所述的主动盘2的外边缘延伸设置有用于防止二级扭转减振橡胶环6脱胶造成零件脱落撞击其他零件而造成损害的环面22。10.根据权利要求1所述的带有双级并联式扭转减振器的发动机冷却风扇，其特征在于:所述一级扭转减振橡胶块⑷沿所述槽型环⑶轴向方向的两个侧面为内凹面，所述内凹面的轮廓线根据要求的固有频率或刚度来进行调整。

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