ВЕНТИЛЯТОР ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ, УЗЕЛ ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ И ОСНАЩЕННОЕ ИМ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2017 года по МПК F04D29/38 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения, в целом, относятся к области транспортных средств и, более конкретно, к вентилятору охлаждения для двигателя, узлу вентилятора охлаждения и оснащенному им транспортному средству.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поскольку обычный вентилятор охлаждения для двигателя имеет только один слой лопастей, для создания большой интенсивности продувки во время работы вентилятора лопасть вентилятора, имеющего один слой лопастей, обычно выполняется в относительно широкой форме. Однако когда транспортное средство трогается с места на низкой скорости, температура двигателя быстро увеличивается из-за большого аэродинамического сопротивления вентилятора и, таким образом, вентилятору охлаждения для двигателя потребуется работать уже через небольшое время, что относительно увеличивает время работы вентилятора и дополнительно увеличивает расход топлива всего транспортного средства; кроме того, когда транспортное средство двигается на высокой скорости, скорость ветра и интенсивность продувки через переднюю решетку транспортного средства достаточно велики для удовлетворения требования к теплообмену радиатора, и при этом вентилятор не работает, но широкая лопасть закрывает большую наветренную площадь, что приводит к большому ветровому сопротивлению, препятствуя тем самым теплообмену радиатора и воздуха, а также увеличивает потребление топлива транспортного средства в целом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание вентилятора охлаждения для двигателя, который может уменьшить расход топлива транспортного средства в целом.

Другой задачей настоящего изобретения является создание узла вентилятора охлаждения, оснащенного вентилятором охлаждения для двигателя.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание транспортного средства, оснащенного узлом вентилятора охлаждения.

Варианты осуществления первого объекта настоящего изобретения предлагают создание вентилятора охлаждения для двигателя, в том числе: первый лопастной вал, несущий множество лопастей; второй лопастной вал, несущий множество лопастей, установленный на первом лопастном валу и вращающийся относительно первого лопастного вала; приводной двигатель, соединенный с первым лопастным валом, для вращения первого лопастного вала; торсионную пружину, первый конец которой соединен с первым лопастным валом, а второй конец соединен со вторым лопастным валом.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый лопастной вал выполнен в виде трубчатой детали, первый конец которой закрыт, а второй лопастной вал выполнен в виде второй трубчатой детали, первый и второй концы которой являются открытыми.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на втором конце первого лопастного вала создается множество вырезов, разнесенных друг от друга в окружном направлении первого лопастного вала, и образуется промежуток между двумя вырезами, расположенными рядом друг с другом, причем множество вторых лопастей принимается множеством вырезов, соответственно; при этом формируется направляющий паз в каждом промежутке, который сообщается с соответствующим вырезом, чтобы вторая лопасть, принимаемая соответствующим вырезом, могла переместиться в направляющий паз.

Кроме того, ширина направляющего паза постепенно уменьшается в направлении второй лопасти, входящей в направляющий паз.

Кроме того, первая лопасть соединяется на первом конце соответствующего выреза.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения направляющий паз выполнен таким образом, чтобы первая лопасть перекрывала вторую лопасть, когда вторая лопасть принимается соответствующим пазом; первая лопасть и вторая лопасть расположены на одной линии и заподлицо друг с другом в окружном направлении первого и второго лопастных валов, когда вторая лопасть входит в направляющий паз.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая лопасть наклонена относительно торцевой поверхности первого конца первого лопастного вала.

В некоторых вариантах осуществления на втором конце второго лопастного вала располагается отбортовка, расширяющаяся радиально наружу, дуговой паз формируется в нижнем направлении в торцевой поверхности второго конца каждого промежутка, и отбортовка приспосабливается для принятия дуговым пазом.

В некоторых вариантах осуществления первое монтажное отверстие формируется в первом конце первого лопастного вала, второе монтажное отверстие формируется во внутренней стенке второго лопастного вала, и первый конец торсионной пружины закреплен в первом монтажном отверстии, а второй конец торсионной пружины закреплен во втором монтажном отверстии.

В некоторых вариантах осуществления количество первых лопастей равно количеству вторых лопастей, и количество первых и вторых лопастей является нечетным числом.

По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

Регулируемая ширина лопасти вентилятора. Когда вентилятор не работает, ширина лопасти является маленькой, чтобы уменьшить заблокированную площадь для впуска воздуха для уменьшения сопротивления воздуха всего охлаждающего модуля, таким образом, воздушный поток проходит плавно, теплообмен между радиатором и воздухом происходит беспрепятственно и сокращается время работы вентилятора, а когда вентилятор работает, ширина лопасти увеличивается для соответствия требованиям к интенсивности продувки и для уменьшения расхода топлива транспортного средства в целом.

Варианты осуществления второго объекта настоящего изобретения предлагают создание узла вентилятора охлаждения, включающего: вентилятор охлаждения для двигателя, согласно вариантам осуществления первого объекта настоящего изобретения; обтекатель вентилятора, в котором установлен вентилятор.

Варианты осуществления третьего объекта настоящего изобретения предлагают создание транспортного средства, включающего узел вентилятора охлаждения, в соответствии с вариантами осуществления второго объекта настоящего изобретения.

Дополнительные объекты и преимущества вариантов осуществления данного изобретения будут частично представлены в последующих описаниях, станут частично очевидными благодаря последующим описаниям или станут известны при воплощении вариантов осуществления данного изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие объекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными и более понятными благодаря последующим описаниям со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет собой изображение вентилятора охлаждения в разобранном виде, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 представляет собой изображение в перспективе первой лопасти вентилятора охлаждения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 представляет собой изображение в перспективе второй лопасти вентилятора охлаждения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 представляет собой схематическое изображение монтажного расположения вентилятора охлаждения в состоянии покоя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 5 представляет собой схематическое изображение монтажного расположения вентилятора охлаждения в работающем состоянии, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 6 представляет собой схематическое изображение монтажного расположения узла вентилятора охлаждения в состоянии покоя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 7 представляет собой схематическое изображение монтажного расположения узла вентилятора охлаждения в работающем состоянии, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Будет сделана подробная ссылка на варианты осуществления данного изобретения. Варианты осуществления данного изобретения будут показаны на чертежах, на которых те же или аналогичные элементы и элементы, имеющие такие же или аналогичные функции, обозначены одинаковыми ссылочными позициями в описаниях. Описанные здесь варианты осуществления, согласно чертежам, являются пояснительными и иллюстративными и не ограничивают настоящее изобретение.

В описании, если не указано или ограничено иначе, относительные термины, такие как «центральный», «продольный», «боковой», «длина», «ширина», «толщина», «вверх», «вниз», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутренний», «внешний», «по часовой стрелке», «против часовой стрелки», а также их производные, должны толковаться как относящиеся к ориентации, как это описано или показано на обсуждаемых чертежах. Эти относительные термины предназначены для удобства описания и не требуют, чтобы настоящее изобретение было построено или работало с конкретной ориентацией.

Кроме того, такие термины, как «первый» и «второй», используются здесь в целях описания, и не предназначены для указания или обозначения относительной важности или значения. Таким образом, признаки, ограниченные терминами «первый» и «второй», предназначены для указания и предполагают один или несколько этих признаков. В описании настоящего изобретения термин «множество» означает два или более двух.

В описании настоящего изобретения, если не указано или ограничено иначе, следует понимать, что термины «установленный», «подключенный» и «соединенный» можно понимать в широком смысле, в качестве постоянного соединения или разъемного соединения, электронного соединения или механического соединения, прямого соединения или непрямого соединения посредством промежуточного, внутреннего сообщения или взаимодействия между двумя элементами. Специалистам в данной области техники должны быть понятны конкретные значения в настоящем изобретении, в соответствии с конкретными ситуациями.

На фиг. 1-4 показаны схематические изображения вентилятора охлаждения для двигателя, и вентилятор охлаждения включает в себя: первый лопастной вал 100, второй лопастной вал 200, приводной двигатель и торсионную пружину 300.

Первый лопастной вал 100 несет множество первых лопастей 110, и второй лопастной вал 200 несет множество вторых лопастей 210. Второй лопастной вал 200 устанавливается на первом лопастном валу 100 и вращается относительно первого лопастного вала 100.

Приводной двигатель соединен с первым лопастным валом 100 для вращения первого лопастного вала 100. Торсионная пружина 300 ограничивается с одной стороны соединением с первым лопастным валом 100 и со второй стороны - соединением со вторым лопастным валом 200.

Конструкции первого лопастного вала 100 и второго лопастного вала 200 будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 2 и 3.

Как показано на фиг. 2, первый лопастной вал 100 выполнен в виде трубчатой детали с закрытым первым концом (например, нижним концом, как показано на фиг. 2), и множество лопастей 110 расположено на внешней цилиндрической стенке первого лопастного вала 100. Множество вырезов 150 формируется на втором конце (например, верхнем конце, как показано на фиг. 2) первого лопастного вала 100, и они разнесены друг от друга в окружном направлении первого лопастного вала 100. Промежуток 160 формируется между двумя соседними вырезами 150. Направляющий паз 120 формируется в каждом промежутке 160 и сообщается с соответствующим вырезом 150.

Как показано на фиг. 3, второй лопастной вал 200 выполнен в виде трубчатой детали, имеющей открытые первый и второй конец, и первый конец (т.е. нижний конец, как показано на фиг. 4 и 5) второго лопастного вала 200 устанавливается в первом лопастном валу 100 от второго конца (т.е. верхнего конца, как показано на фиг. 4 и 5) первого лопастного вала 100. Множество вторых лопастей 210 расположено на цилиндрической стенке второго лопастного вала 200, и они принимаются множеством вырезов 150 соответственно, а также выполнены с возможностью движения в направляющем пазу 120. Кроме того, ширина направляющего паза 120 постепенно уменьшается в направлении второй лопасти 210, входящей в направляющий паз 120.

Первая лопасть 110 может быть приварена к первому лопастному валу 100, и вторая лопасть 210 может быть приварена ко второму лопастному валу 200. Кроме того, первая лопасть 110 может быть выполнена за одно целое с первым лопастным валом 100 и вторая лопасть 210 может быть выполнена за одно целое со вторым лопастным валом 200. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения количество первых лопастей 110 равно количеству вторых лопастей 200, и количество первых и вторых лопастей является нечетным числом. В предпочтительных вариантах осуществления количество как первых, так и вторых лопастей составляет семь, как показано на фиг. 1-5, таким образом можно избежать большой вибрации, возникающей в результате частотных колебаний соединения вентилятора и двигателя во время движения транспортного средства.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения конец первой лопасти 110 соединен с первым концом (т.е. нижним концом на фиг. 2) соответствующего выреза 150, как показано на фиг. 2. Предпочтительно, чтобы направляющий паз 120 был выполнен таким образом, чтобы первая лопасть 110 перекрывала вторую лопасть 210, когда вторая лопасть 210 принимается соответствующим пазом 150; первая лопасть 110 и вторая лопасть 210 расположены на одной линии и заподлицо друг с другом в окружном направлении первого и второго лопастных валов, когда вторая лопасть 210 входит в направляющий паз 120, т.е. формируется непрерывная конструкция, как показано на фиг. 5. Кроме того, как показано на фиг. 2-5, первая лопасть 110 наклонена относительно торцевой поверхности первого конца первого лопастного вала 100 и, соответственно, направление расширения направляющего паза 120 в промежутке 160 соответствует направлению наклона первой лопасти 110.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на втором конце (т.е. верхнем конце, как показано на фиг. 3-5) второго лопастного вала 200 располагается отбортовка 220, расширяющаяся радиально наружу, дуговой паз 130 формируется в нижнем направлении в торцевой поверхности второго конца каждого промежутка 160 первого лопастного вала 100, и отбортовка 220 может приниматься дуговым пазом, таким образом обеспечивается более надежное вхождение второго лопастного вала 200 в первый лопастной вал 100 и вращение относительно него.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 4, показывается монтажное расположение вентилятора охлаждения в состоянии покоя. Отбортовка 200 на втором лопастном валу 200 входит в дуговой паз 130 в торцевой поверхности первого лопастного вала 100, таким образом второй лопастной вал 200 устанавливается в первом лопастном валу 100, при этом ширина дугового паза 130 немного превышает толщину отбортовки 220, таким образом первый лопастной вал 100 и второй лопастной вал 200 могут вращаться относительно друг друга, при этом первая лопасть 110 перекрывает вторую лопасть 210 в осевом направлении первого лопастного вала 100. На фиг. 5 показан вентилятор охлаждения в работающем состоянии. Когда вторая лопасть 210 входит в направляющий паз 120, первая лопасть 110 и вторая лопасть 210 располагаются на одной линии, верхняя поверхность первой лопасти 110 находится на одном уровне с верхней поверхностью второй лопасти 210 и нижняя поверхность первой лопасти 110 находится на одном уровне с нижней поверхностью второй лопасти 210, т.е. формируется непрерывная конструкция соответствующих первой и второй лопастей.

Кроме того, как показано на фиг. 2, первое монтажное отверстие 140 формируется в первом конце первого лопастного вала 100, второе монтажное отверстие (не показано) формируется во внутренней стенке второго лопастного вала 200, первый конец торсионной пружины 300 закреплен в первом монтажном отверстии 140, а второй конец торсионной пружины 300 закреплен во втором монтажном отверстии и первый лопастной вал 100 соединяется со вторым лопастным валом 200.

Первый лопастной вал 100 вентилятора охлаждения соединен с приводным двигателем (не показан), и когда приводной двигатель приводит в движение первый лопастной вал 100, благодаря инерции, второй лопастной вал 200 преодолевает сопротивление скручиванию торсионной пружины 300, чтобы войти в направляющий паз 120 и образовать непрерывную конструкцию с первой лопастью 110 (как показано на фиг. 5). Кроме того, так как скорость вращения приводного двигателя для вентилятора охлаждения обычно составляет от 2800 об/мин до 3500 об/мин, когда приводной двигатель, соединенный с первой лопастью 110 вращается со скоростью вращения в этом диапазоне, скорость вращения достаточно велика, чтобы вторая лопасть 210 все время была в состоянии преодолеть сопротивление скручиванию торсионной пружины 300 и оставаться в направляющем пазу 120, чтобы сформировать непрерывную конструкцию и вращаться с одинаковой скоростью с первой лопастью 110.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, ширина лопасти вентилятора охлаждения является регулируемой. Когда вентилятор находится в состоянии покоя, первая лопасть и вторая лопасть перекрываются благодаря усилию торсионной пружины и заблокированная площадь для впуска воздуха сокращается для уменьшения сопротивления воздуха лопасти, таким образом, воздушный поток проходит плавно, теплообмен между радиатором и воздухом происходит беспрепятственно и сокращается время работы вентилятора; когда вентилятор работает, ширина лопасти увеличивается для соответствия требованиям к интенсивности продувки и для уменьшения расхода топлива транспортного средства в целом.

Как показано на фиг. 6 и 7, варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагают создание узла вентилятора охлаждения. Узел вентилятора охлаждения содержит два вентилятора охлаждения, описанных выше, и дополнительно включает в себя корпус 400. Вентиляторы охлаждения устанавливаются в корпусе 400 известным образом, например болтовым или защелочным соединением. Корпус 400 с вентиляторами устанавливается на емкости для воды (не показана) узла радиатора.

В данном описании ссылка на «вариант осуществления», «некоторые варианты осуществления», «один вариант осуществления», «другой пример», «пример», «конкретный пример» или «некоторые примеры» означает, что конкретный признак, структура, материал или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления или примером, включены по меньшей мере в один вариант осуществления или пример настоящего изобретения. Таким образом, появление таких фраз, как «в некоторых вариантах осуществления», «в одном варианте осуществления», «в варианте осуществления», «в другом примере», «в примере», «в конкретном примере» или «в некоторых примерах», в различных местах по всему данному описанию не обязательно относится к тому же варианту или примеру осуществления настоящего изобретения. Кроме того, конкретные признаки, структуры, материалы или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления или примерах.

Хотя были показаны и описаны пояснительные варианты осуществления, специалистам в данной области должно быть понятно, что вышеописанные варианты осуществления не могут быть истолкованы как ограничивающие настоящее изобретение и изменения, варианты и модификации могут быть реализованы в вариантах осуществления без отступления от духа, принципов и содержания настоящего изобретения.

Предлагается создание вентилятора охлаждения для двигателя, узла вентилятора охлаждения и транспортного средства, оснащенного узлом вентилятора охлаждения. Вентилятор охлаждения включает: первый лопастной вал (100), несущий множество лопастей (110); второй лопастной вал (200), несущий множество лопастей (210), установленный на первом лопастном валу (100) и вращающийся относительно первого лопастного вала (100); приводной двигатель, соединенный с первым лопастным валом (100), для вращения первого лопастного вала (100); торсионная пружина (300), первый конец которой соединен с первым лопастным валом (100), а второй конец соединен со вторым лопастным валом (200). Изобретение направлено на создание вентилятора для двигателя, который может уменьшить расход топлива транспортного средства. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Вентилятор охлаждения для двигателя, содержащий:

первый лопастной вал со множеством первых лопастей на нем;

второй лопастной вал со множеством вторых лопастей на нем, установленный в первом лопастном валу и вращающийся относительно первого лопастного вала;

приводной двигатель, соединенный с первым лопастным валом, для вращения первого лопастного вала;

торсионную пружину с первым концом, соединенным с первым лопастным валом, и вторым концом, соединенным со вторым лопастным валом.

2. Вентилятор охлаждения по п. 1, в котором первый лопастной вал выполнен в виде трубчатой детали, первый конец которой закрыт, а второй лопастной вал выполнен в виде трубчатой детали, первый и второй концы которой являются открытыми.

3. Вентилятор охлаждения по п. 2, в котором на втором конце первого лопастного вала создается множество вырезов, разнесенных друг от друга в области окружности первого лопастного вала, и между двумя вырезами, расположенными рядом друг с другом, образуется пространственный промежуток,

при этом множество вторых лопастей входит во множество вырезов соответственно;

при этом формируется направляющий паз в каждом пространственном промежутке, который сообщается с соответствующим вырезом, чтобы вторая лопасть, входящая в соответствующий вырез, могла переместиться в направляющий паз.

4. Вентилятор охлаждения по п. 3, в котором ширина направляющего паза постепенно уменьшается в направлении второй лопасти, входящей в направляющий паз.

5. Вентилятор охлаждения по п. 3, в котором первая лопасть соединяется на первом конце соответствующего выреза.

6. Вентилятор охлаждения по п. 5, в котором направляющий паз выполнен таким образом, чтобы первая лопасть перекрывала вторую лопасть, когда вторая лопасть принимается соответствующим пазом; первая лопасть и вторая лопасть расположены на одной линии и заподлицо друг с другом в области окружности первого и второго лопастных валов, когда вторая лопасть входит в направляющий паз.

7. Вентилятор охлаждения по п. 6, в котором первая лопасть наклонена относительно торцевой поверхности первого конца первого лопастного вала.

8. Вентилятор охлаждения по п. 3, в котором на втором конце второго лопастного вала располагается отбортовка, расширяющаяся радиально наружу, дуговой паз формируется в нижнем направлении в торцевой поверхности второго конца каждого пространственного промежутка и отбортовка выполнена с возможностью ее приема дуговым пазом.

9. Вентилятор охлаждения по п. 3, в котором первое монтажное отверстие формируется в первом конце первого лопастного вала, второе монтажное отверстие формируется во внутренней стенке второго лопастного вала и первый конец торсионной пружины закреплен в первом монтажном отверстии, а второй конец торсионной пружины закреплен во втором монтажном отверстии.

10. Вентилятор охлаждения по п. 3, в котором количество первых лопастей равно количеству вторых лопастей и количество первых и вторых лопастей является нечетным числом.

11. Узел вентилятора охлаждения, содержащий:

вентилятор охлаждения для двигателя согласно любому из пп. 1-10;

корпус, в котором установлен вентилятор.

12. Транспортное средство, содержащее узел вентилятора охлаждения для двигателя по п. 11.