具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇

技术领域

本申请涉及一种汽车冷却风扇，具体涉及具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇，属于汽车冷却风扇应用技术领域。

背景技术

汽车冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分，风扇的性能直接影响着发动机的散热效果，进而影响发动机的性能，若风扇选取不当，则会导致发动机冷却不足或冷却过度，造成发动机工作环境恶化，进而影响发动机的性能和使用寿命，此外，风扇消耗的功率约占发动机输出功率的5％～8％，在追求环保、低能耗的趋势下，风扇也日益引起关注，传统的风扇匹配中，技术人员往往是通过类比方式来选择风扇，即相似的冷却要求选择相同的风扇，如果无法类比，则会参考风扇的安装要求、发动机型号以及车辆工作环境等因素来选择风扇，这种方式缺乏针对性且匹配的效果很大程度上取决于技术人员的经验，通过这种方式选取的风扇往往只能满足系统的冷却要求而无法在功耗方面做到最优

现有的汽车冷却风扇分为直接驱动和间接驱动，直接驱动是指将风扇安装在发动机上带动风扇同时工作，现有的汽车冷却风扇可能出现扇叶动平衡失衡问题，如在扇叶发生破损时其中一个扇叶的损坏可能会造成发动机抖动严重、风量减小和风速降低问题，长时间使用可能会造成扇叶转动处受离心力影响导致润滑不良而磨损。现在尚没有一种具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇。

发明内容

具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇，包括：风扇罩、安装板、套轴、电机轴和安装轴；

其中，所述风扇罩与安装板内部固定套接，所述风扇罩内部分别设有所述套轴、电机轴和安装轴，所述风扇罩外壁开设有凹槽以使其与连接杆端部嵌合连接，所述连接杆通过螺钉与所述风扇罩外壁固定连接，所述套轴与连接杆端部固定连接；

所述安装板侧端与固定板固定连接，所述安装板表面固定安装有罩体，所述罩体内壁固接有匀流板以及风扇网，且安装板外壁固定安装有外置陀螺仪；

所述套轴侧壁与端盖贴合连接，所述套轴和端盖边缘都开设有螺纹孔，所述套轴和端盖通过所述螺纹孔内部的螺杆固定连接，且套轴内壁固接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端部与活动轴外壁固定连接，所述套轴内壁和所述活动轴外壁分别与限位块以及延伸块固定连接，所述套轴和所述活动轴之间形成有空腔以使所述活动轴能够移动，所述活动轴内壁内部设有滚珠；

所述电机轴一端分别与固定轴以及风扇轴固定连接，所述风扇轴表面固定安装扇叶，所述风扇轴侧壁设有侧盖；所述安装轴外壁与横杆固定连接，所述横杆另一端部与套杆内部活动套接，所述套杆与所述风扇罩内壁固定连接，位于所述套杆内部的所述风扇罩内壁通过第二弹簧与横杆端部固定连接，所述横杆外壁固接有内置陀螺仪。

进一步地，所述安装板两侧都设有固定板，所述安装板内部的风扇罩延伸至所述安装板外侧，所述风扇罩位于罩体内部。

进一步地，所述套轴表面均匀分布有若干个连接杆，每个连接杆都与所述风扇罩侧壁边缘搭接，所述套轴和其侧壁的端盖都开设有孔径大于电机轴直径的圆孔。

进一步地，所述电机轴端部的固定轴位于套轴内部，所述固定轴与活动轴内部套接，所述固定轴和活动轴的宽度相同，所述固定轴外壁接触有若干个均匀分布在活动轴内壁内壁的滚珠。

进一步地，所述活动轴外壁设有两个相互对称的延伸块，每个延伸块分别位于两个限位块之间，所述延伸块、限位块和所述活动轴外壁的弹簧都位于空腔内部。

进一步地，所述套轴和端盖边缘均匀分布有若干个螺杆，每个螺杆都贯穿端盖边缘的螺纹孔并延伸至套轴内部的螺纹孔，所述端盖和所述套轴直径相同并与套轴侧壁相互贴合连接以对活动轴和固定轴进行限位。

进一步地，所述安装轴位于风扇轴和套轴之间，所述安装轴表面设有两个相互对称分布的横杆，每个所述横杆都设有内置陀螺仪，所述横杆与套杆内部滑动连接。

进一步地，所述风扇罩宽度大于安装板宽度，位于安装板外侧的所述风扇罩与所述安装板侧壁贴合连接，所述安装板通过若干个螺栓与所述风扇罩边缘固定连接。

进一步地，所述匀流板和风扇网都位于罩体内部，所述匀流板和所述风扇网都为圆形结构，所述匀流板和所述风扇网都开设有用于空气流通的通孔。

进一步地，所述风扇罩对应有罩体内部的匀流板和风扇网，所述风扇罩内部设有扇叶和风扇轴，与所述风扇轴连接的电机轴分别与安装轴内部转动连接。

本申请的有益之处在于：提供一种传动性能好、安装方便且具有对风扇进行动平衡监测功能的汽车冷却风扇。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇的结构示意图；

图2是图1所示实施例中整体第一视角结构示意图；

图3是图1所示实施例中整体第二视角结构示意图；

图4是图1所示实施例中第三视角半剖结构示意图；

图5是图2所示实施例中的套杆内部结构示意图；

图6是图4所示实施例中的套轴内部截面结构示意图；

图7是图3所示的A处局部放大结构示意图；

图8是图3所示实施例中的内置陀螺仪的位置关系示意图。

图中附图标记的含义：

汽车冷却风扇100，风扇罩101，连接杆1011，螺钉1012，螺栓1013，安装板102，固定板1021，罩体1022，匀流板1023，风扇网1024，外置陀螺仪 1025，套轴103，端盖1031，螺纹孔1032，螺杆1033，第一弹簧1034，活动轴1035，限位块1036，延伸块1037，空腔1038，滚珠1039，电机轴104，固定轴 1041，风扇轴1042，扇叶1043，侧盖1044，安装轴105，横杆1051，套杆1052，第二弹簧1053，内置陀螺仪1054。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图8，具有动平衡监测功能的汽车冷却风扇100包括：风扇罩 101、安装板102、套轴103、电机轴104和安装轴105；

其中，风扇罩101与安装板102内部固定套接，风扇罩101内部分别设有套轴103、电机轴104和安装轴105，风扇罩101外壁开设有凹槽以使其与连接杆1011端部嵌合连接，连接杆1011通过螺钉1012与风扇罩101外壁固定连接，套轴103与连接杆1011端部固定连接，通过连接杆1011与螺钉1012的配合以进行套轴103的固定，使套轴103固定安装在风扇罩101的正中心；

作为具体方案，安装板102侧端与固定板1021固定连接，以用于汽车冷却风扇10的安装，使其固定在汽车上，安装板102表面固定安装有罩体1022，罩体1022内壁固接有匀流板1023以及风扇网1024，且安装板102外壁固定安装有外置陀螺仪1025，通过外置陀螺仪1025监测安装板102和风扇罩101的稳定性以得到精确的稳定数值；

作为具体方案，套轴103侧壁与端盖1031贴合连接，套轴103和端盖1031 边缘都开设有螺纹孔1032，套轴103和端盖1031通过螺纹孔1032内部的螺杆 1033固定连接，以使套轴103和端盖1031之间相互固定，其目的是对内部的活动轴1035以及固定轴1041进行限位，在安装固定时方便组装，且套轴103内壁固接有第一弹簧1034，第一弹簧1034另一端部与活动轴1035外壁固定连接，套轴103内壁和活动轴1035外壁分别与限位块1036以及延伸块1037固定连接，限位块1036和延伸块1037用于限制活动轴1035的位置以及允许活动轴1035发生一定偏移量，套轴103和活动轴1035之间形成有空腔1038以使活动轴1035 能够移动，活动轴1035内壁内部设有滚珠1039；

作为具体方案，电机轴104一端分别与固定轴1041以及风扇轴1042固定连接，风扇轴1042表面固定安装扇叶1043，风扇轴1042侧壁设有侧盖1044；

作为具体方案，安装轴105外壁与横杆1051固定连接，横杆1051另一端部与套杆1052内部活动套接，以使横杆1051能够在一定距离内发生移动，在发生动平衡失衡时能够监测出，套杆1052与风扇罩101内壁固定连接，位于套杆1052内部的风扇罩101内壁通过第二弹簧1053与横杆1051端部固定连接，横杆1051外壁固接有内置陀螺仪1054，用于和外置陀螺仪1025的数值进行比对，以确定汽车冷却风扇10内部的扇叶1043是否出现动平衡失衡。

采用这样的方案，安装板102两侧都设有固定板1021，安装板102内部的风扇罩101延伸至安装板102外侧，风扇罩101位于罩体1022内部，实现风扇罩101的稳定安装，为动平衡监测提供稳定性保障。

作为具体方案，套轴103表面均匀分布有若干个连接杆1011，每个连接杆 1011都与风扇罩101侧壁边缘搭接，套轴103和其侧壁的端盖1031都开设有孔径大于电机轴104直径的圆孔，可使电机轴104出现微量偏移时保证固定轴1041 在套轴103内部移动。

作为具体方案，电机轴104端部的固定轴1041位于套轴103内部，固定轴 1041与活动轴1035内部套接，固定轴1041和活动轴1035的宽度相同，固定轴 1041外壁接触有若干个均匀分布在活动轴1035内壁内壁的滚珠1039，实现固定轴1041在活动轴1035内部稳定转动，其保证传动性能的同时以实现动平衡监测。

采用这样的方案，活动轴1035外壁设有两个相互对称的延伸块1037，每个延伸块1037分别位于两个限位块1036之间，延伸块1037、限位块1036和活动轴1035外壁的弹簧都位于空腔1038内部，用于实现活动轴1035平稳移动，延伸块1037和限位块1036能够限制活动轴1035在一个方向上的移动。

作为具体方案，套轴103和端盖1031边缘均匀分布有若干个螺杆1033，每个螺杆1033都贯穿端盖1031边缘的螺纹孔1032并延伸至套轴103内部的螺纹孔1032，端盖1031和套轴103直径相同并与套轴103侧壁相互贴合连接以对活动轴1035和固定轴1041进行限位，用于对套轴103内部的活动轴1035和固定轴1041进行限位，端盖1031方便拆卸，具有组装方便的优点。

作为具体方案，安装轴105位于风扇轴1042和套轴103之间，安装轴105 表面设有两个相互对称分布的横杆1051，每个横杆1051都设有内置陀螺仪 1054，横杆1051与套杆1052内部滑动连接，用于进行电机轴104位置偏移时的监测，通过内置陀螺仪1054和外置陀螺仪1025之间产生的陀螺仪信号实现动平衡监测，电机轴104带动风扇轴1042和扇叶1043高速旋转时，在扇叶1043 出现破损时会破坏汽车冷却风扇100的动平衡，此时扇叶1043转动时产生离心力，使电机轴104带动固定轴1041转动的同时产生微量偏移，此时固定轴1041带动活动轴1035发生同样偏移，使一侧的第一弹簧1034压缩另一侧的第一弹簧1034拉伸，电机轴104在套轴103内部做微量偏移时，电机轴104带动安装轴105同样发生偏移，安装轴105带动横杆1051移动时，使内置陀螺仪1054 的转动轴线发生偏差而使其输出信号与稳定安装在安装板102表面的外置陀螺仪1024发出的输出信号不一致，进而实现汽车冷却风扇100内部的动平衡监测，可实现在线监测。

作为优选方案，设有多个内置陀螺仪1054，如图8所示，它们分为两两一组，属于一组的内置陀螺仪1054位于同一条直线上，并且该直线穿过扇叶1043 的回转轴线H，这两个内置陀螺仪1054到回转轴线H的距离是相同的，假设为 R1。另一组的两个内置陀螺仪1054也设置在另一条直线上，并且该直线也穿过扇叶1043的回转轴线H，区别在于，这两个内置陀螺仪1054虽然到回转轴线H 的距离是相同的，假设为R2，但与另一组内置陀螺仪1054到回转轴线H的距离是相异的，即R1和R2是不同的，并且这两组的直线倾斜相交成一定角度D。

采用这样的方案，可以通过设定直线的角度D和距离R1以及R2，综合获得动平衡的数据。

作为优选方案，R1与R2比值的取值范围为1.5至3.5，它们所在直线的所成的角度D大于等于43度小于等于67度，或者等于扇叶1043之间的夹角。

作为具体方案，风扇罩101宽度大于安装板102宽度，位于安装板102外侧的风扇罩101与安装板102侧壁贴合连接，安装板102通过若干个螺栓1013 与风扇罩101边缘固定连接，用于风扇罩101的安装，提高风扇罩101以及其内部的套轴103的稳定，实现风扇轴1042的动平衡监测。

采用这样的方案，匀流板1023和风扇网1024都位于罩体1022内部，匀流板1023和风扇网1024都为圆形结构，匀流板1023和风扇网1024都开设有用于空气流通的通孔，用于实现风流的均匀流动，避免汽车冷却风扇100在散热时因风向不同而影响扇叶1043的转动受力不同的问题，提高监测结果准确性。

作为具体方案，风扇罩101对应有罩体1022内部的匀流板1023和风扇网 1024，风扇罩101内部设有扇叶1043和风扇轴1042，与风扇轴1042连接的电机轴104分别与安装轴105内部转动连接，用于电机轴104的稳定转动，在扇叶1043出现破损时能够及时进行监测。

以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。