一种冷却风扇、冷却系统及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及冷却设备技术领域，具体涉及一种冷却风扇、冷却系统及作业机械。


背景技术：

2.冷却风扇是冷却系统的重要组成部分，在作业机械等设备中冷却风扇的性能直接影响着发动机的散热效果。
3.现有的冷却风扇由发动机直驱，风扇风量随发动机转速升高而变大，当发动机散热需求较低且发动机转速较高时，风扇仍然保持高风量运行，导致冷却液温度上升缓慢，不利于发动机正常运转，并且会导致整车油耗增加。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型的目的在于提供一种冷却风扇、冷却系统及作业机械，克服现有技术中冷却风扇无法根据散热需求调节风量的缺陷。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种冷却风扇，包括驱动源、第一风扇本体、第二风扇本体和锁定机构，其中驱动源包括固定部和与所述固定部可转动连接的转动输出部；第一风扇本体包括设置于所述固定部外侧的第一叶片；第二风扇本体包括设置于所述转动输出部上的第二叶片，所述驱动源被配置为调节所述第一叶片和所述第二叶片的沿周向的重叠程度；锁定机构被配置为可选择的锁定所述第一叶片和所述第二叶片的相对位置。
6.可选地，上述的冷却风扇，所述第一风扇本体还包括第一转轴，所述第一叶片通过所述第一转轴连接于所述固定部上；所述第二风扇本体还包括第二转轴，所述第二叶片通过所述第二转轴连接于所述转动输出部上。
7.可选地，上述的冷却风扇，所述第一转轴面向所述第二转轴的一端周向内缩形成安装部，所述第二转轴可转动地套设在所述安装部上。
8.可选地，上述的冷却风扇，所述锁定机构为可选择的锁止所述第一转轴和所述第二转轴相对转动或者可选择的锁止所述固定部和所述转动输出部相对转动的电磁锁止器。
9.可选地，上述的冷却风扇，所述电磁锁止器为磁力锁，所述磁力锁包括锁本体和吸附板，所述锁本体设于所述第一转轴和所述第二转轴两者中的一个上，所述吸附板设于所述第一转轴和所述第二转轴两者中的另一个上。
10.可选地，上述的冷却风扇，所述电磁锁止器为插销式电磁锁，所述插销式电磁锁包括壳体和可伸缩地设于所述壳体上的伸缩轴，所述插销式电磁锁锁止状态，所述伸缩轴向外伸出以穿设或抵接在所述第一转轴或所述第二转轴上。
11.可选地，上述的冷却风扇，所述第一叶片设置于所述固定部靠近所述第二叶片的一端，并沿所述转动输出部的轴向与所述第二叶片紧靠间隔设置，和/或，所述驱动源为伺服电机，所述固定部为所述伺服电机的定子，所述转动输出部为所述伺服电机的转子。
第二转轴；22-第二叶片；31-转子；32-定子；4-锁定机构。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
33.实施例1
34.本实施例提供一种冷却风扇，如图1至图3所示，其包括驱动源3、第一风扇本体1、第二风扇本体2和锁定机构4。其中，驱动源3包括固定部和与固定部可转动连接的转动输出部；第一风扇本体1包括设置于固定部外侧的第一叶片11；第二风扇本体2包括设置于转动输出部上的第二叶片22；驱动源3被配置为调节第一叶片11和第二叶片22的沿周向的重叠程度；锁定机构4被配置为可选择的锁定第一叶片11和第二叶片22的相对位置。
35.此结构的冷却风扇用于作业机械的冷却系统中时，发动机传动轴连接冷却风扇，当发动机转速较高，并且在车辆发动机冷却液温度较低时，比如冷启动工况下，需迅速提升发动机冷却液的温度，此时需减小流经散热器的冷风流量，驱动源3的转动输出部转动，以带动第二叶片22转动，使第一叶片11与第二叶片22在叶宽方向完全重叠，再通过锁定机构4固定转动输出部，以使固定部与转动输出部保持相对固定，从而使第一叶片11和第二叶片22保持重叠。此状态，风扇叶片数量最少，冷却风扇风量最小，可使冷却液温度快速提升；并且此时风扇风量最小，旋转时风阻小，耗能少，可降低车辆油耗。
36.当发动机冷却液温度合适，并且环境温度较低时，为了保持热平衡，此时风扇风量需适中。解除锁定机构4对转动输出部的锁定后，驱动源3的转动输出部转动，使第一叶片11与第二叶片22在叶宽方向部分重叠，锁定机构4再锁定转动输出部，使固定部与转动输出部保持相对固定，在叶片数量不变的情况下增加叶片宽度，以增加风扇量，使风扇风量保持适中，使冷却液保持热平衡。
37.当发动机冷却液温度偏高、或环境温度较高时，为使冷却液温度保持在合适范围，需增大冷却风扇的风量，以加强冷却效果。锁定机构4解除锁定后，驱动源3的转动输出部转
动，使第一叶片11与第二叶片22在叶宽方向完全错开，锁定机构4再锁定转动输出部，使固定部与转动输出部保持相对固定，此时叶片数量最多，风扇风量最大，以快速降低冷却液温度。同时，转动输出部通过锁定机构4锁定，可使第一叶片11与第二叶片22稳定保持在所需位置。
38.其中，作业机械可以为挖掘机、装载机、桩机、旋挖钻机等。
39.进一步地，参考图3，第一风扇本体1还包括连接于固定部上的第一转轴12，第一叶片11设于第一转轴12上而连接于固定部上。第二风扇本体2还包括连接与转动输出部上的第二转轴21，第二叶片22设于第二转轴21上而连接于转动输出部上。
40.可选地，参考图3，锁定机构4为可选择的锁止第一转轴12和第二转轴21相对转动。或者在一些实施方式中，锁定机构4为可选择的锁止固定部和转动输出部相对转动的电磁锁止器。例如，电磁锁止器为插销式电磁锁，插销式电磁锁为现有结构，其包括壳体和可伸缩地设于壳体上的伸缩轴，插销式电磁锁的锁止状态，伸缩轴向外伸出以穿设或抵接在第一转轴12或第二转轴21上，以使第一转轴12与第二转轴21相对固定。
41.进一步地，插销式电磁锁设于第二转轴21上，伸缩轴沿第二转轴21的径向延伸。第一转轴12面向第二转轴21的一端周向内缩形成安装部121，安装部121直径小于第二转轴21的轴孔直径，第二转轴21可转动地套设在安装部121上；插销式电磁锁的锁定状态，伸缩轴穿设或抵接在安装部121上，以将第二转轴21固定在第一转轴12上。例如，安装部121上设有多个固定孔，插销式电磁锁通电时，伸缩轴伸出穿设在固定孔上实现锁定，插销式电磁锁断电时，伸缩轴缩回以解除锁定。上述的插销式电磁锁还可以设在第一转轴12上，伸缩轴沿第一转轴12轴向延伸，第二转轴21端面设有插接槽，锁止状态，伸缩轴向下伸出并穿设在插接槽上以锁定第二转轴21。需要说明的是，驱动源3和锁定机构4可以采用内置电源供电、无线信号控制的方式来进行供电及控制，也可以采用现有的外接电源及有线控制的方式进行供电，其属于现有技术，具体不再赘述。
42.参考图1和图3，第一叶片11设置于固定部靠近第二叶片22的一端，并沿转动输出部的轴向与第二叶片22紧靠间隔设置。具体地，第一叶片11设于第一转轴12靠近第二转轴21的一侧，第二叶片22设于第二转轴21靠近第一转轴12的一侧，以使第一叶片11和第二叶片22在两个轴体的轴向上靠近设置，在第一叶片11和第二叶片22相互错开时，增加叶片扰流的均匀性。第一叶片11与第二叶片22数量相同，并且第一叶片11与第二叶片22的叶宽与叶长相同，以在所需风量最少的状态，使两个叶片完全重合，减小叶片的数量和叶片的总宽度。最佳地，多个第一叶片11等间距设于第一转轴12的外周壁，第二叶片22等间距设于第二转轴21外周壁。例如，第一叶片11和第二叶片22的数量均为三个。
43.可选地，驱动源3为伺服电机，固定部为伺服电机的定子32或外壳，转动输出部为伺服电机的转子31。最佳地，固定部为伺服电机的定子32。伺服电机的定子32连接第一转轴12，伺服电机的转子31连接第二转轴21。例如，转子31过盈配合在第二转轴21内孔中，定子32通过螺栓固定在第一转轴12上。
44.作为实施例1的第一个可替换实施方式，上述的电磁锁止器还可以为磁力锁，磁力锁包括锁本体和吸附板，锁本体设于第一转轴12和第二转轴21其中之一上，吸附板设于第一转轴12和第二转轴21其中另一上。例如，锁本体嵌设于第二转轴21内，吸附板固定在第一转轴12端面，驱动源3连接第二转轴21。锁本体通电时吸附住吸附板，以使第一转轴与第二
转轴保持相对固定，断电时，锁本体解除对第二转轴的锁定，驱动源3驱动即可第二转轴21旋转。
45.此外，作为实施例1的第二个可替换实施方式，可不设第一转轴12，第一叶片11直接成型或者可拆卸连接(如螺栓紧固连接)在伺服电机的定子32或外壳上，伺服电机转子31带动第二转轴21转动以调整第一叶片11与第二叶片22的周向重叠程度。此时，锁定机构4可为伺服电机的自锁结构，通过伺服电机的自锁固定，进而使第一叶片11与第二叶片22位置保持固定；此时锁定机构还可为电磁锁止器，电磁锁止器设于伺服电机的定子32与第二转轴21之间，或电磁锁止器设于伺服电机的外壳与第二转轴21之间，在第一叶片11与第二叶片22相对位置调节好后，电磁锁止器将第二转轴锁定在伺服电机外壳或定子32上；也或者是，电磁锁止器直接设于伺服电机的定子32和转子31上，通过锁定定子32和转子31的相对转动，来实现对第一叶片11与第二叶片22的位置固定。
46.同样的，在一些实施例中，还可以不设第二转轴21，采用转动输出部上带有安装结构的驱动源3，进而将第二叶片22直接连接于转动输出部的安装结构上，本实施例1中设有第二转轴21和第一转轴12的优点至少为：便于快速实现第一风扇本体1和第二风扇本体2的拆卸更换维护和调整。
47.实施例2
48.本实施例提供一种冷却系统，包括发动机、控制机构及实施例1中的冷却风扇，发动机的传动轴连接第一转轴12；参见图4，驱动源3、锁定机构4分别与控制机构电控连接。控制机构能够控制锁定机构4的解锁或上锁，并控制驱动源3驱动第二转轴21转动，进而操作人员可以通过调整第一风扇本体1和第二风扇本体2的相对位置来调整冷却风扇的风冷能力，以满足不同的散热需求。
49.进一步地，在一些实施例中，冷却系统还包括用于测量冷却液温度的温度感应机构，温度感应机构与控制机构电连接。控制机构可根据温度感应机构的感应信号自动控制电磁锁止器和驱动源3动作，由此实现全流程自动化控制，节约人力。
50.例如，温度感应机构可以为温度传感器，控制机构可以为控制器。温度感应机构将冷却液温度信号传递至控制器，控制器根据温度信号自动控制电磁锁止器锁止或解锁，并自动控制伺服电机运行，以自动调整第一叶片11与第二叶片22之间的相对角度，实现第一叶片11与第二叶片22相对角度的自动调节和锁定，进而精确且迅速地调节冷却液温度。
51.实施例3
52.本实施例提供一种作业机械，包括实施例2中提及的冷却系统或包括温度感应机构的冷却系统，作业机械可以为挖掘机、装载机、桩机、旋挖钻机等。
53.根据上述描述，本实用新型至少具有以下优点：
54.1.通过驱动源3驱动第二叶片22转动，以调整第一叶片11与第二叶片22的相对位置，进而通过调节第一叶片11与第二叶片22的重叠程度，以通过改变冷却风扇风量来改变冷却效果；温度感应机构将冷却液温度信号传递至控制器，控制器根据温度信号控制电磁锁止器锁止或解锁，并控制伺服电机运行，以调整第一叶片11与第二叶片22之间的相对角度，实现第一叶片11与第二叶片22相对角度的自动调节和锁定，以精确而快速的控制冷却液温度在合适的范围内；
55.2.当散热量需求较低时，可通过驱动源3驱动第二叶片22转动，使第一叶片11与第
二叶片22完全重合，此时风扇叶片数量最少，冷却风扇风量最小，可使冷却液温度快速提升；并且此时风扇风量最小，旋转时风阻小，耗能少，可降低车辆油耗；
56.3.通过锁定机构4锁定，能够使第一叶片11与第二叶片22稳定保持在所需位置。
57.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。