机械设计考研，机械设计考研真题
汽车绝对可以称得上是工业艺术品，那些潜藏在车身之下的绝妙机械设计，为其赋予了一种独特美感，本文将为大家展现那些汽车中精彩绝伦的机械设计，从不同维度多个角度进行介绍，带您感受汽车的机械之美。限于篇幅，每篇文章仅介绍一种结构。
本期将介绍的机械结构不依靠人力、电控装置、液压装置等执行器，就可根据工作状态自行实现动力的中断与耦合，同时其工作原理与基本构造也相当简单，曾广泛装车且即便在电控系统掌握市场的今天仍未淘汰，还衍生出了更加强大的功能。它，便是硅油离合器。
硅油离合器有着结构紧凑、构造简单的优点，同时也为其带来了成本低廉的优势，在汽车中普遍作为汽车冷却系统中的一部分而存在，用于在发动机温度过高时自启动冷却风扇，起到适时调节发动机温度的作用，为水冷发动机提高工作效率降低功耗起到积极作用。此外，在四驱系统中，硅油离合器的衍生品粘性耦合器还能起到差速与自锁效果。
硅油离合器的原理十分简单，首先通过热敏双金属片的热胀冷缩实现在固定温度下进油孔的开启与关闭，进油孔在金属片受热膨胀后开启，而原本储存在储油腔内的硅油从进油孔流入主被动零件之间的间隙里，依靠自身粘度利用剪切力实现动力的传递。
其结构如图所示，最右端为主动部分，其与发动机刚性相连，中间的两个薄板分别为主动板g与从动板b，主动板与主动轴k相连，动力由此输入，而主动板与从动板中间存有一定间隙，这一空间为工作腔，当中充满硅油时处于工作状态，主动板带动从动板，断开连接时这一空间内的硅油则会流回储油腔。储油腔由从动板与壳体构成，从动板上有进油孔与回油孔，进油孔受图中最左端的双金属片控制，回油孔为一个单向阀，硅油只能从此由工作腔流入储油腔。
（X为双金属片、a为储油腔、b为工作腔、c为壳体）
在其工作过程中，当发动机温度较低时，双金属片不受热量影响，进油孔关闭，所有硅油储存于储油腔内，主被动板分离，主动板在发动机动力的驱使下进行空转。
当发动机温度较高时，双金属片受热膨胀促使进油孔打开，硅油流入主被动板中间的工作腔，在主动板的驱使下在工作腔内与其共同运动，并利用自身粘度带动被动板进行转动。同时，为了防止硅油在工作过程中油温过高，从而导致粘度降低使传动效率降低，硅油在旋转过程中受离心力作用被甩向工作腔外缘，顶开位于此处的回油孔单向阀，流回储油腔内进行冷却，之后再进入工作腔内进行工作。
当发动机温度在风扇的作用下降低后，由于双金属片受热量变小因此恢复原状，进油孔被关闭，硅油不再由此进入工作腔内，而工作腔内剩余的硅油则由回油孔流回储油腔内，被动板停止转动，主动板恢复空转状态。
结语：
硅油离合器对材料特性的充分利用，使其具备在特定环境下自动工作的能力，避免了对发动机功耗的多余浪费，同时也进一步提高了发动机的散热效率，而简单的结构也使其有着成本低廉的优点，其存在为发动机热管理提供了相当低成本却高效的解决方案。
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