Привод нагнетателя с униполярной электромагнитной муфтой

) фв Г 01 Р 5/0 Государственный кемк СССР пе делам нэабретенк н открмтнйИзобретение 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-полюсами 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 устройствах обеспечивается поддержание заданного значения температуры жидкости системы охлаждения при изменяющихся параметрах работы данной системы, определяемых нестационарностью (внешней и внутренней) процессов работы двигателя внутреннего сгорания, При этом плавное регулирование осуществляется при наличии больших потерь в обмотках возбуждения, порядка 60 - 80% от номинальных, и значительных шумов, вызванных несовершенством динамических характеристик привода.Целью изобретения является улучшение динамических характеристик привода.Указанная цель достигается тем, что оси взаимодействующих зубца-полюса и проводника короткозамкнутой обмотки выполнены скрещивающимися, причем величина наибольшего плоского угла между скрещивающимися осями лежит в пределах Оа -75.На фиг. 1 показан привод нагнетателя, продольный разрез; на фи г. 2 - ведущи й и ведомый роторы муфты: на фиг. 3 -- график влияния угла скоса осей полюсов роторов на передаваемь 1 й 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 а = 0, на фиг. 7 - механическая характеристика прн а = 15, на фиг. 8 - механическая характеристика при а = 30, на фиг. 9 - механическая характеристика при а = - 60.3Привод содержит корпус 1 со статорнойобмоткой возбуждения 2 униполярной электромагнитной муфты, управляемой от датчикатемпературы 1 на чертежах не показан) жид.кости системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (на чертежах не показан),ведущий ротор 3, снабженный зубцами-полюсами 4 и кинематически связанный валом5 через угловой редуктор 6 с коленчатымвалом 1 на чертежах не показан) двигателя,и ведомый ротор 7, на котором закрепленакрыльчатка вентилятора 8, снабженный короткозамкнутой обмоткой с проводниками 9,и ось 10 зубца-полюса 4 и ось 11 взаимодействующего с последним проводника 9выполнены скрещивающимися,Конструктивно короткозамкнутая обмотка может выполняться в виде беличьегоколеса с числом стержней-проводников 9,превышаюшем вдвое число зубцов-полюсов 4.Величина наибольшего плоского угламежду скрешиваюшимися осями 10 и 11лежит в пределах 0( а - 75.Выбор угла а определяется тем, что существует функциональная взаимосвязь между следуюшими параметрами; передаваемыммоментом М, числом оборотов и, ведушегоротора 3, током 1 обмотки возбуждения 2и скольжением 5.Причем максимальное значение М можетбыть определено по следующим зависимостям:а = - 31+ 35а =0,015 па = 35 Яд/эВо время работы двигателя ток 1 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. Врашение зубцов-полюсов 4 в поле обмотки возбуждения 2 вызывает наведение в них вихревых токов и появление явления индукции, что приводит, вследствие образования ЭДС индукции в проводниках 9 ведомого ротора 7, к вращению последнего. При этом момент М, передаваемыйна крыль- чатку 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 а изменяет характер механических характеристик униполярной 661124электромагнитной муфты (УЭММ 1 Так у муфт с а = 0 при увеличении скорости вращения п момент М уменьшаетсй а у муфт с а =" 30-возрастает. При а 45 исчезает синхронная составляюшая момента М, что дает возможность осуществить режим регулирования скорости вращения крыльчатки вентилятора 8.Кроме того, изменение а определяет положение максимума момента М при пазличных числах оборотов п. определяющего выбор а для различных двигателей внутреннего сгорания.Проведенные исследования показали также, что влияние скольжения 5 на момент М позволяет считать оптимальным для синхронного режима а (30 и для асинхронного а ф 45.Анализируя экспериментальные зависимости изменения момента М от угла а можно сделать вывод, что при работе муфты в ненасыщенном режиме при угле а = 30 наблюдается увеличение момента с увеличением тока возбуждения 1. При этом, чем меньше ток возбуждения 1, тем скорость нарастания момента М выше.Кроме того, при а = - 20 момент М практичесйи не зависим (остается постоянным) при различных величинах скольжения 5, 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.3Изобретение позволяет улучшить динам;:.ческие характеристики привода нагнетателя системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.40формула изобретения1, Привод нагнетателя с униполярнойэлектромагнитной муфтой для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержаший корпус со статорной обмоткой возбуждения муфты, управляемой от датчика температуры жидкости системы охлаждения, ведущий ротор, снабженный зубцами-полюсами и кинематически связан ный через угловой редуктор с коленчатымвалом двигателя, и ведомый ротор, на котором закреплена крыльчатка вентилятора, снабженный короткозамкнутой обмоткой, отличающийся тем, что, с целью улучшения Идинамических характеристик, оси взаимодействующих зубца-полюса и проводника короткозамкнутой обмотки выполнены скрешиваюшимися.661124 Приоритет по пунктам:по п. 1 - 30.01.76по п. 2 - 20,06.77 52. Привод по п. 1, отличаюцийся тем, что величина наибольшего плоского угла между скрещивающимися осями лежит в пределах 0 ( а ( 75. 6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Бусыгин Б. П. и др. Униполярнаяэлектромагнитная муфта для привода вентилятора системы охлаждения автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Информационный листок233-74, БМТЦНТИП1974.. Тнраж 606сударственного комитетм изобретений н открьга, Ж - 35, Раушская натент, г. Ужгород, ул. лье ов НИИПИ Гопо дела35, МоскаППП П 113 филиал