一种安全式离合功能的换向风扇结构、发动机及控制方法与流程

本发明涉及发动机散热风扇，具体涉及一种安全式离合功能的换向风扇结构、发动机及控制方法。

背景技术：

1、发动机冷却系统的散热主要是通过发动机曲轴直接或间接的驱动冷却风扇，带走热量。常规使用的风扇只能进行吸风或者吹风工作，主要实现发动机冷却水箱的散热功能。

2、目前农用机械及一些特殊工作车辆在工作时容易受外界环境影响，例如风扇散热工作时，长时间吸风会导致环境中的物体吸附在水箱体上，降低冷却风扇对水箱的散热效率，严重时可能会导致发动机高温，乃至停止工作，停机清理也比较困难；为了解决以上问题，现有技术中公开了一些利用压力控制的风扇叶片旋转结构，实现吸风和吹风两种状态，主要表现为常规状态下吸风散热，水箱体上吸附物较多时，通过压力控制驱动进行吹风除杂。但此结构无法实现风扇转速的调节，特别是换向除杂时的风扇转速控制。

3、杂物是因为风扇吸风状态下才吸附在水箱体上，只要风扇没有吸风产生的吸附力，较小的吹风风量即可吹掉水箱体上的杂物。吹风除杂时的大风量也会对现有收割作业产生不小的困扰，比如：目前大部分农作物收割时对清洁度要求较为严格，吹风除杂在全速状态下风量较大，吹掉的杂物飞出较高位置，会导致与农作物混为一块，导致收割的农作物清洁度差，用户需进行二次清洁处理；还有一些收获机在较大风量除杂时，会把杂物吹到驾驶员前方，严重影响驾驶员视线，导致驾驶员收获作业的效率减慢，且严重时会影响人身安全。

4、随着农用收获机设备的更新与换代，自动化设备越来越普遍，农用机器受益于环境和特殊工况的影响，智能化控制的发展趋势更大，比如无人驾驶，自动收割定点区域农作物。在智能化控制趋势下，更需要对水箱体上的吸附物进行除杂处理，以及对风扇转速进行标定控制，特别是需要一款安全式免维护的控制结构，因为农用收割环境较为恶劣，特别是无人驾驶的智能控制机器，在外界控制失效时，比如线路、油路断开时，风扇依然可以保持全速、最大散热角度运行，保证智能化设备的正常散热需求，避免车辆因高温而丧失作业功能。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种安全式离合功能的换向风扇结构、发动机及控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种安全式离合功能的换向风扇结构，包括换向风扇部件、托架部件、所述换向风扇部件安装在所述托架部件上，所述托架部件安装有用于动力传递的传动部件；所述换向风扇部件包括进油器部件、扇叶轴部件、风扇座体、连接盘、复位弹簧、驱动弹簧、油缸和活塞，所述活塞与风扇座体的一面固定连接，所述连接盘与风扇座体的另一面固定连接，所述油缸位于活塞、风扇座体和连接盘围成的腔体内部；所述油缸与活塞之间布置第一密封圈，第一密封圈、油缸和活塞共同形成第一压力空间；油缸与连接盘之间设置有第二密封圈和第三密封圈，油缸、连接盘、第二密封圈和第三密封圈共同形成第二压力空间，所述第一压力空间和第二压力空间连通，所述扇叶轴部件均布的安装在风扇座体的圆周上，且所述扇叶轴部件通过活动组件安装在连接盘与油缸之间；所述第二压力空间的轴向受力面积大于第一压力空间的轴向受力面积；所述复位弹簧安装在活动组件和活塞之间；所述的驱动弹簧安装在所述的油缸与活塞之间；

4、还包括离合控制部件，所述的离合控制部件安装在所述连接盘上，所述的离合控制部件包括摩擦盘、弹性件以及推动件；所述摩擦盘通过弹性件安装在连接盘上，且摩擦盘相对于连接盘能轴向移动；所述推动件从连接盘的一侧穿入到连接盘另外一侧，用于驱动摩擦盘；

5、在进油器部件无压力输入时，所述离合控制部件在驱动弹簧的作用下压紧传动部件，风扇全速旋转；在进油器部件输入一级压力时，离合控制部件与传动部件具有间隙，风扇保持最大散热角度状态；在进油器部件输入二级压力时，离合控制部件与传动部件具有设定的间隙，实现换向风扇的扇叶换向角度；

6、还包括调速装置，所述调速装置，安装在连接盘与传动部件上，用于在进油器部件输入一级压力、二级压力时，调整风扇的速度。

7、作为进一步的方案，所述连接盘上设置有第一限位面，摩擦盘通过第一限位面进行限位。

8、作为进一步的方案，所述推动件上均匀的设置有多个推动爪，在推动件安装位置的连接盘端面上设置相对应数量的活动槽，推动爪穿过活动槽作用在摩擦盘上。

9、作为进一步的方案，所述推动件和油缸为一体结构，在油缸上设置有多个油缸推动爪，连接盘相对应位置设置有相应数量的活动槽。

10、作为进一步的方案，所述的调速装置包括磁铁、散热盘以及位于散热盘内部的金属盘，所述的散热盘固定安装在连接盘上，磁铁安装在所述的传动部件上，且与散热盘内部的金属盘位置相对。

11、作为进一步的方案，在所述的托架部件内部安装有铁芯部件。

12、作为进一步的方案，所述的推动件与摩擦盘通过连接件固定安装在一起，摩擦盘连接推动件限位在连接盘的第一限位面上。

13、作为进一步的方案，在所述的连接盘内部安装有轴连轴承，轴连轴承的轴与托架部件固定安装在一起。

14、第二方面，本发明还提供了一种发动机，包括前面所述的安全式离合功能的换向风扇结构。

15、第三方面，本发明还提供了一种安全式离合功能的换向风扇结构的控制方法，如下：

16、在进油器部件未进油的情况下，活动块在复位弹簧预紧力作用下，停靠在连接盘上，风扇保持最大散热角度状态；在驱动弹簧的预紧力作用下油缸压紧离合控制部件与传动部件，将动力传输到换向风扇部件上，进而带动换向风扇部件全速旋转，此时风扇依然保持最大散热角度状态；此时为全速散热状态；

17、当进油器部件输入一级压力时，油缸压缩驱动弹簧进行轴向移动，移动至活动组件远离复位弹簧的一侧端面上，在复位弹簧和驱动弹簧弹力组合下，油缸移动至活动组件位置后停止，此时，风扇保持最大散热角度状态；且摩擦盘在弹簧片的预紧力下停靠在连接盘的第一限位面上，与传动部件具有间隙；当传动部件全速运转时，在调速装置的驱动下，扇叶实现低速旋转；此时为低速散热状态；

18、当进油器部件输入二级压力时，油缸在二级压力的作用下压缩复位弹簧和驱动弹簧进行轴向移动，通过活塞的限位面进行限位，实现换向风扇的扇叶换向角度，换向后通过调速装置，使得扇叶保持低速运转状态，此时为低速除杂状态；

19、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，主要技术效果或优点表现为：

20、进油器部件没有压力输入时，风扇在复位弹簧预紧力的作用下保持最大散热角度状态，摩擦盘在驱动弹簧预紧力下与皮带轮保持最高工作转速，全速散热时的控制是安全式的，在压力或电控等输入部分故障或失效时，风扇依然可以保证最大风量角度和最高风扇转速进行运转，保证车辆在丧失部分功能的情况下依然可以正常工作，更好的满足智能控制车辆的要求。

21、本发明中的进油器部件输入一级压力时，在一级压力和复位弹簧、驱动弹簧的相互作用下，风扇保持最大散热角度状态，低速旋转，具体旋转速度可以根据调速装置进行调整，以满足不同客户对低速转速大小的需求；降低发动机长时间高转速运行，降低发动机热机时间，使发动机保持在最佳工作温度下，提高驾驶室暖风温度，降低风扇高噪音使用时间，进而提高用户使用体验，更好的满足智能控制车辆的要求，风扇按需工作，还有效降低风扇功耗，节约使用成本。

22、本发明中的进油器部件输入二级压力时，在二级压力和复位弹簧、驱动弹簧的相互作用下，风扇实现换向吹风角度状态，低速旋转，可满足大多数对吹风除杂需求不大的用户车辆使用需求，可以解决吹风除杂的杂物因风量过大吹到农作物中，影响收获的农作物清洁度；还可以降低因大风量除杂而导致杂物对驾驶员视线的影响，提高工作效率及作业安全。也可以通过增加铁芯部件控制，实现全速吹风除杂状态，进行大风量吹风除杂工作，满足更多复杂多变的环境及不同型号车辆的智能化控制需求。