技術領域:本實用新型涉及電磁離合器,特別是用于汽車的發(fā)動機冷卻系繞或空調(diào)系繞的電磁離合器。
背景技術:電磁離合器是一種在電磁力作用下進行離合作用 (即,實現(xiàn)動力的傳遞與中斷)的裝置,其通過對離合器中的電磁線圈的通/斷電來控制離合器的接合與分離。電磁離合器廣泛用于機械、電子/電氣等各種領域,例如用于汽車的發(fā)動機冷卻系繞、空調(diào)系繞等等。
以發(fā)動機冷卻系繞為例,該系繞是保證汽車正常工作的關鍵系繞之一。發(fā)動機冷卻系繞包括水泵,其泵送冷卻液,使冷卻液在發(fā)動機冷卻回路中快速流動,以吸收發(fā)動機工作時產(chǎn)生的熱量,將發(fā)動機的溫度保持在正常或者最佳工作溫度下。通常,發(fā)動機在水溫(冷卻液的溫度)為90度時達到最佳工作狀態(tài)。一些現(xiàn)有汽車的水泵的帶輪(主動輪)與轉(zhuǎn)軸直接連接,因此,在汽車啟動后水泵一直運轉(zhuǎn),驅(qū)動發(fā)動機內(nèi)部的冷卻液不斷循環(huán)。這種循環(huán)導制汽車啟動時發(fā)動機的溫度上升很慢。如果需要使水溫達到約90度,在純怠速狀態(tài)下,發(fā)動機的暖機時間需要約20分鐘。
因此,現(xiàn)有技術己經(jīng)提出了一種在汽車啟動時斷開帶輪與水泵的連接的設計,這能夠?qū)l(fā)動機暖機時間降低至約5分鐘。暖機時間大大縮短,可以使發(fā)動機最快地達到最佳工作狀態(tài),減少了燃料消耗,更加節(jié)能環(huán)保。
中國專利申清公開CN102216693A公開了這樣一種現(xiàn)有設計。通過制動器(電磁線圈)通電/斷電及復位彈簧實現(xiàn)制動器構(gòu)件160的吸合/分離,進而帶動卷繞彈簧104在徑向收縮或者擴張,實現(xiàn)帶輪與水泵斷開或接合。斷開帶輪與水泵的連接需要制動器(電磁線圈)始終保持通電狀態(tài)約5分鐘。
但是,長時間的通電電流會使制動器(電磁線圈)發(fā)熱,進而會使制動器繞組電阻増加,電流下降,從而使制動器電磁力下降,進一步引起撥拉裝置回位,使卷繞彈簧失去約束而徑向擴張到驅(qū)動構(gòu)件內(nèi)表面,最終引起離合器分高失效。
另外,制動器構(gòu)件160沒有極性,因此僅僅通過電磁鐵的電磁力實現(xiàn)對制動器構(gòu)件的吸合,這對于電磁鐵的電磁力要求較高,即對于電流要求大。因此會増大能耗,縮短電磁鐵使用壽命。
而且,螺旋形彈簧線圈在擴張到離合器內(nèi)表面時,由于線圈內(nèi)應力控制問題或者表面由于溫度變化附有冷凝水時導制的摩擦系數(shù)變化,可能會發(fā)生摩擦力不足,造成離合器接合傳動失效。
美國專利申請公開US2010/0263981A1公開了另一種現(xiàn)有設計。所公開的離合器設置有:永磁體9;相應導磁裝置10、11;電磁鐵8;軟磁材料制成的銜鐵3;以及轉(zhuǎn)子2a。電磁鐵通第一方向的電流時,電磁鐵與永磁體的磁場疊加并共同作用對銜鐵施加向左側(cè)的作用力,銜鐵移動至左側(cè),系繞與轉(zhuǎn)子的間隙變小,永磁體/轉(zhuǎn)子對銜鐵的作用力增大,并可將銜鐵保持在左側(cè)位置,此時電磁鐵可斷開或減小電流。電磁鐵通反方向電流時,電磁鐵產(chǎn)生與永磁體相反的磁場,以抵消永磁體對銜鐵的作用力,此時銜鐵所受到作用力變小,并在彈簧作用力下向右側(cè)移動復位。
該方案中,電磁鐵在使銜鐵與轉(zhuǎn)子斷開時需要抵消永磁體的磁場,而不是直接對銜鐵產(chǎn)生作用力,從而需要在電磁鐵上提供大電流才能實現(xiàn)該功能,不利于節(jié)約能源,且大電流對于電氣系繞的沖擊較大。
另外,該方案中通過銜鐵與轉(zhuǎn)子的吸合直接傳遞帶輪的轉(zhuǎn)矩,對于銜鐵的強度有較高要求,銜鐵比較容易產(chǎn)生大的磨損。
日本專利申情公開JP特開2007-205513公開了又一種現(xiàn)有設計,其離合器設置有電磁鐵23、轉(zhuǎn)子22、軟磁材料制成的銜鐵21、固定在轉(zhuǎn)子中的永磁體28及彈性體29。 與前述美國專利申請公開類似地,當電磁鐵接通第一方向的電流時,電磁鐵與永磁體共同對銜鐵施加作用力,使銜鐵被吸至左側(cè),銜鐵與永磁體及轉(zhuǎn)子之間的間隙變小,永磁體對銜鐵的作用力變大,并且可以僅通過永磁體將銜鐵保持在左側(cè)。此時,電磁鐵可斷電或者減小電流。當電磁鐵接通反方向電流時,電磁鐵產(chǎn)生與永磁體相反的磁場,以抵消永磁體對銜鐵的作用力,銜鐵在彈性體作用下向右側(cè)移動復位。該方案中,電磁鐵在使銜鐵與轉(zhuǎn)子斷開時,需要抵消永磁體的磁場,而不是直接對銜鐵產(chǎn)生作用力,該方式需要在電磁鐵上提供大電流才能實現(xiàn)銜鐵的復位,不利于節(jié)約能源,且大電流對于電氣系繞的沖擊較大。
中國實用新型專利公告CN202040232u公開了又一種現(xiàn)有設計。在所公開的離合器中,吸盤2中設置有永磁鐵21。吸盤與皮帶輪保持常態(tài)接合狀態(tài)。在電磁線圈11通電時,產(chǎn)生與永磁鐵相排斥的磁場,皮帶輪與吸盤分離,即皮帶輪與水泵斷開。該方案中,對于電磁線圈的電磁力要求較高,即對于電流要求大,會増加能耗,且縮短電磁鐵使用壽命。另外電磁線圈需要保持較長通電時間,容易發(fā)熱,同樣會增加能耗。該方案中通過吸盤與皮帶輪的吸合直接傳速皮帶輪的轉(zhuǎn)矩,對于吸盤的強度有較高要求,吸盤比較容易產(chǎn)生大的磨損。
中國實用新型專利公告CN203769916u公開了再一種現(xiàn)有設計,其中,在第一旋轉(zhuǎn)體2上固定有第一磁鐵501,第一磁鐵沿圓周排布,且在徑向上極性相反。在電磁鐵芯6斷電時,吸合盤7被永磁體吸引以與第一旋轉(zhuǎn)體2接合,并將第一旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動傳遞至第二旋轉(zhuǎn)體3。 電磁鐵芯通電時,將吸合盤7從第一旋轉(zhuǎn)體分離,第一旋轉(zhuǎn)體2與第二旋轉(zhuǎn)體3分離。該方案中,吸合盤也是軟磁的,而非永磁體,在電磁鐵芯通電時,需要抵消永磁體的磁場,而非直接對吸合盤產(chǎn)生作用力,需要大電流,能耗高;當需要斷開吸合盤與皮帶輪的連接時,電磁鐵芯需要長時間通電,也會產(chǎn)生發(fā)熱及高能耗的問題。另外,吸合盤直接通過摩擦傳遞扭矩,對于吸合盤的強度有較高要求。
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