[發明專利]一種應用永磁材料的磁粉離合器

有效

• 申請號: 201110271038.9
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102829101A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 常思勤;王程
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: F16D37/02
• 分類號: F16D37/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

技術領域

本發明屬于離合器，特別是一種應用永磁材料的磁粉離合器。

背景技術

離合器是機械傳動系統的重要部件，起到保證動力平穩傳遞，過載保護的作用。目前，主要類型有摩擦片式離合器和液力變矩器。傳統摩擦片式離合器，具有結構簡單、傳遞效率高、傳遞轉矩容量大等優勢，但是在自動控制裝置中，需要附加控制伺服機構來完成對離合器的控制，其控制較為復雜，并且在結合、分離過程中會產生振動和滑動摩擦，影響平順性，同時動力中斷也會造成一定的動力損失。液力變矩器是一種以液體為工作介質的非剛性扭矩變換器，具有變矩、變速，自動離合，減振隔振等優點，但是液力變矩器由于存在結構復雜，價格高，傳動效率低等問題。

磁粉離合器是是通過填充于工作間隙的被磁化了的磁粉傳遞轉矩的一種離合器，具有接合平順、可控性好、響應迅速、轉矩傳遞范圍廣且與滑差率無關等優點，與其他類型的離合器相比，更能發揮機械動力傳動系的作用，保證傳動系統高效、平穩的運行。美國專利4403683和國家實用新型專利032224877都申請提出了一種車用電磁磁粉離合器，可有效實現離合器的快速可靠分離、接合，或獲得最佳滑差轉矩，提高發動機壽命。但是，磁粉離合器工作時由于需要供以電流，從而產生了一定的能耗損失，使其經濟性降低。國家實用新型專利032476124申請提出一種車用復合式離合器，綜合利用摩擦片式離合器和磁粉離合器各自的優點，減少汽車接合振動沖擊，降低能耗，但是結構及控制系統復雜，實用性差，并且增大了發動機飛輪轉動慣量，使發動機加速動力性下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單合理，能有效降低能耗損失的磁粉離合器，特別適合應用于離合器大部分工作時間處于結合狀態并工作在中低負荷下的場合。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種應用永磁材料的磁粉離合器，包括從動轉子、外主動轉子、內主動轉子、勵磁線圈、永磁體和磁軛，永磁體和勵磁線圈嵌裝于磁軛，組成永磁-電磁混合式磁路結構，永磁體和勵磁線圈將磁軛軸向平分為兩部分，永磁體位于勵磁線圈徑向內側，磁軛通過軸承支承在輸出軸上，磁軛與從動轉子相鄰的端面上裝有第二磁粉擋環，磁軛與法蘭盤連接，法蘭盤固定到機座上；內主動轉子、外主動轉子通過連接環連接為一體，構成離合器主動轉子，端蓋與外主動轉子連接，端蓋通過軸承支承在輸出軸上，與外界動力源連接；從動轉子通過鍵與輸出軸連接，從動轉子與磁軛相鄰的端面上裝有第一磁粉擋環；在內主動轉子、從動轉子上焊接有隔磁環，焊裝位置位于勵磁線圈的徑向外側正對中心；內主動轉子、從動轉子和外主動轉子同軸線，內主動轉子的外圓柱面與從動轉子的外圓柱面之間，外主動轉子的內圓柱面與從動轉子的外圓柱面之間形成雙工作間隙，工作間隙內填充工作介質磁粉。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：(1)采用了永磁體與勵磁線圈串聯的磁路結構型式，永磁體為磁路常供磁場源，勵磁線圈為可控磁場源。當離合器在結合狀態下傳遞轉矩低于一定限值時，僅由永磁體提供傳遞轉矩所需的磁場強度，勵磁線圈斷電，離合器不消耗額外的能源；當離合器在結合狀態下傳遞轉矩高于一定限值時，控制勵磁線圈通入一定量的勵磁電流，由永磁體和勵磁線圈共同提供傳遞轉矩所需的磁場強度；當離合器需要從結合狀態轉入脫離(不傳遞轉矩)狀態時，控制勵磁線圈通入一定量的反向勵磁電流，用于抵消永磁體所產生的磁場。本發明能夠根據機械動力傳遞過程中不同工作工況對磁粉離合器轉矩傳遞容量的要求，通過控制勵磁線圈通電電流的大小及方向，實現離合器的自動分離、接合，其具有結構簡單、控制方便、主動件轉動慣量適中的優點。(2)采用雙工作間隙結構，增大工作面有效面積，提高離合器轉矩傳遞容量。(3)圖4為本發明所提出的一種應用永磁材料的磁粉離合器與傳統電磁磁粉離合器的轉矩傳遞特性曲線比較圖，從圖4可以看出，在離合器額定工作范圍內，本發明所提出的一種應用永磁材料的磁粉離合器表現出較好的轉矩傳遞特性，具有節能減排降耗的優點。(4)本發明特別適合應用于離合器大部分工作時間處于結合狀態并工作在中低負荷下的場合，例如汽車中。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明應用永磁材料的磁粉離合器結構示意圖。

圖2為本發明應用永磁材料的磁粉離合器從動轉子結構圖。

圖3為本發明應用永磁材料的磁粉離合器控制系統結構框圖。

圖4為本發明應用永磁材料的磁粉離合器與傳統電磁磁粉離合器轉矩傳遞性能曲線比較圖。

具體實施方式