Привод нагнетателя с униполярной электромагнитной муфтой

Привод нагнетателя с униполярной электромагнитной муфтой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 661124 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.01.76 (21) 2318043/25-06 с присоединением заявки Yi(23) Приоритет-(51) М. Кл .

F01 Р5/04

Г01 P 7/02

Государственный кемктет

СССР пв делам нэабретенкй н вткрмтнй

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень №17

Дата опубликования описания 07.05.79. (53) УДК 621.43-714.72 (088.8) С. П. Банников, Б. П. Бусыгин, Г. Т. Дорофеев, H. Г. Кучеренко и И. Л. Юрин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРИВОД НАГНЕТАТЕЛЯ С УНИПОЛЯРНОй

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТОИ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а именно к приводам нагнетателей с униполярной муфтой системы охлаждения.

Известны приводы нагнетателя с униполярной муфтой для системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащие корпус со статорной обмоткой возбуждения муфты, управляемой от датчика температуры жидкости системы охлаждения, ведущий ротор, снабженный зубцами-полю- 10 сами и кинематически связанный через угловой редуктор с коленчатым валом двигателя, и ведомый ротор, на котором закреплена крыльчатка вентилятора и снабженный короткозамкнутой обмоткой (1).

В известных устроиствах ооеспечивается поддержание заданного значения температуры жидкости системы охлаждения при изменяющихся параметрах работы данной системы, определяемых нестационарностью (внешней и внутренней) процессов работы 20 двигателя внутреннего сгорания. При этом плавное регулирование осуществляется при наличии больших потерь в обмотках возбуждения, порядка 60 — 80% от номиналь2 ных, и значительных шумов, вызванных несовершенством динамических характеристик привода.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик привода.

Указанная цель достигается тем, что оси взаимодействующих зубца-no;tx)ca и проводника короткозамкнутой обмотки выполнены скрещивающимися, причем величина наибольшего плоского угла между скрещивающимися осями лежит в пределах О а 75 .

На фиг. 1 показан привод нагнетателя, продольный разрез; на фиг. 2 — - ведущий и ведомый роторы муфты: на фиг. 3 — — график влияния угла скоса осей полюсов роторов на передаваемый момент муфты при различных частотах вращения выходного ..вала углового резервуара; на фиг. 4 — график зависимости момента муфты от величины скольжения; на фиг. 5 — график зависимости момента муфты от тока возбуждения; на фиг. 6 — механическая характеристика муфты при a = 0, на фиг. 7 — механическая характеристика при а = 15 ; на фиг. 8 — механическая характеристика при а = 30, на фиг. 9 — механическая характеристика при а = — 60 .

661 з

Привод содержит корпус 1 со статорной обмоткой возбуждения 2 униполярной электромагнитной муфты, управляемой от датчика температуры (на чертежах не показан) жидкости системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (на чертежах не показан), ведущий ротор 3, снабженный зубцами-полюсами 4 и кинематически связанный валом

5 через угловой редуктор 6 с коленчатым валом (на чертежах не показан) двигателя, и ведомый ротор 7, на котором закреплена крыльчатка вентилятора 8, снабженный короткозамкнутой обмоткой с проводниками 9, и ось 10 зубца-полюса 4 и ось 11 взаимодействующего с последним проводника 9 выполнены скрещивающимися.

Конструктивно короткоз ам к нута я обмотка может выполняться в виде «беличьего

1s колеса» с числом стержней-проводников 9, превышающем вдвое число зубцов-полюсов 4.

Величина наибольшего плоского угла между скрещивающимися осями 10 и 11 лежит в пределах 0 а 75 .

Выбор угла а определяется тем, что существует функциональная взаимосвязь между следующими параметрами: передаваемым моментом М, числом оборотов и ведущего ротора 3, током i обмотки возбуждения 2 zs и скольжением S.

Причем максимальное значение М может быть определено по следующим зависимостям:

a = — 3i+35 с = 0,015 п

ЗО а = 35 Я lэ

Во время работы двигателя ток i обмотки возбуждения 2 определяется показаниями датчика температуры жидкости системы охлаждения, а число оборотов вала 5, равное числу оборотов и ведущего ротора 3, определяется числом оборотов коленчатого вала двигателя. Вращение зубцов-полюсов 4 в поле обмотки возбуждения 2 вызывает наведение в них вихревых токов и появление явления индукции, что приводит, вследствие 4в образования ЭДС индукции в проводниках 9 ведомого ротора 7, к вращению последнего.

При этом момент М, передаваемый на крыльчатку вентилятора 8 от ведомого ротора 7, определяется взаимодействием магнитных полей, вызываемых токами в короткозамкнутой обмотке, в теле ведущего ротора 3 и в статорной обмотке возбуждения 2 и складывается из асинхронной, синхронной, гистерезисной и вихревой составляющих моментов от сил взаимодействия полей. Вследствие соблюдения закона Био-Савара суммарный момент зависит от направления векторов токов и от взаимного перемещения токопроводяших элементов в пространстве, которое в конечном итоге определяется углом а.

Проведенные исследования показали, что изменение угла о изменяет характер механических характеристик униполярной

124 электромагнитной муфты (УЭММ1 Так у муфт с а = 0 при увеличении скорости вращения п момент М уменьшаетса а у муфт с а — 30 -возрастает. При а,р.45 исчезает синхронная составляющая момента М, что дает возможность осуществить режим регулирования скорости вращения крыльчатки вентилятора 8.

Кроме того, изменение а определяет положе гие максимума момента М при э.-.;зличных числах оборотов и. определяющего выбор а для различных двигателей внутреннего сгорания.

Проведенные исследования показали также, что влияние скольжения S на момент М позволяет считать оптимальным для синхронного режима a < (30 и для асинхронного а 45 .

Анализируя экспериментальные зависимости изменения момента М от угла а можно сделать вывод, что при работе муфты в ненасыщенном режиме при угле a = 30 наблюдается увеличение момента с увеличением тока возбуждения i. При этом, чем меньше ток возбуждения i, тем скорость нарастания момента М выше.

Кроме того, при а = — 20 момент М практически не зависим (остается постоянным) при различных величинах скольжения S, что позволяет одинаково хорошо использовать

УЭММ с такими параметрами в различных системах охлаждения.

Таким образом, проведенные исследования показали, что динамические характеристики УЭММ зависят от незначительного числа параметров, наиболее существенным из которых является угол а.

Изобретение позволяет улучшить динам :; .еские характеристики привода нагнетателя системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Привод нагнетателя с униполярной электромагнитной муфтой для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус со статорной обмоткой возбуждения муфты, управляемой от датчика температуры жидкости системы охлаждения, ведущий ротор, снабженный зубцами-полюсами и кинематически связанный через угловой редуктор с коленчатым валом двигателя, и ведомый ротор, на котором закреплена крыльчатка вентилятора, снабженный короткозамкнутой обмоткой, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, оси взаимодействующих зубца-полюса и проводника короткозамкнутой обмотки выполнены скрещивающимися.

661124

Приоритет по пунктам: по п. 1 — 30 01.76 по п. 2 — 20.06.77

2. Привод по п. 1, отличаюш;ийся тем, что величина наибольшего плоского угла между скрещивающимися осями лежит в пределах 0 (а (75 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бусыгин Б. П. и др. Униполярная электромагнитная муфта для привода вентилятора системы охлаждения автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Ин5 формационный листок № 233-74, БМТЦНТИП

1974.

661124

М(н.лг /

m 4б бб г0

Фиг 4

Аг. б гг(об/мию) при a = 0 гг (об/иин) при ог = гб

2000 г000 г000

1000

4 м(н.м)

4гиг. 7

4 иг. b гг(об иии) ири a = 50 гг (Об/Мии cpu ас = б0 л

2000

200

7000

7000 т м(н..м) м(н м/

1ииг. 0 юг. г7

Составитель В. Моренко

Редактор М. Васильева Техред О. Луговая Корректор Г. Назарова

Заказ 2400/28 Тираж 606 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4