CN101825146B - 自适应磁流变离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应磁流变离合器，自适应磁流变离合器由发电机和旋转磁流变阻尼器构成，发电机的转子绕组与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁在同一轴上构成了自适应磁流变离合器的主动件，发电机转子绕组的输出端直接或通过整流控制电路与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁的线圈连接，使发电机输出的电能可以直接输入到旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁的线圈中而产生电磁场，该电磁场将使旋转磁流变阻尼器内的磁流变液或磁流变脂粘度变高，使自适应磁流变离合器内主动件与从动件在发生相对旋转运动时的阻尼力增大，从而使自适应磁流变离合器的主动件与从动件完成耦合而实现转矩传递。
Description
技术领域
本发明属于一种电磁离合器，具体涉及一种自适应磁流变离合器。
背景技术
目前使用的电磁离合器主要有：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。它们的工作状态是这样的：当电磁离合器处于接合状态时，电磁离合器的主动件与从动件之间处于接合状态，主动件带着从动件转动，从而使转矩得以传递，而当电磁离合器处于分离状态时，主动件与从动件之间处于分离状态，主动件转动时，从动件静止；由于这类电磁离合器的接合与分离这两种状态都要依靠外部控制电源来对电磁离合器的线圈进行通断电来实现，所以，这类电磁离合器不能自动适应负载的工作状况进行接合与分离。
发明内容
本发明针对普通电磁离合器不能自动适应负载的工作状况进行接合与分离的不足，提出了一种自适应磁流变离合器，自适应磁流变离合器能根据原动机和从动机(即：负载)工作状况的变化来实现磁流变离合器的自动接合与分离，为原动机和从动机间的转矩传递提供了一种比较安全方法。
本发明的技术方案如下：
一种自适应磁流变离合器，其包括发电机和旋转磁流变阻尼器，自适应磁流变离合器的主动件由发电机的转子绕组与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁构成并在同一轴上，发电机的转子绕组的输出端直接或通过整流控制电路与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈或电磁铁的线圈连接，使发电机输出的电能可以直接输入到旋转磁流变阻尼器的励磁线圈或电磁铁的线圈中而产生电磁场。
自适应磁流变离合器的功能是这样实现的：将原动机和从动机分别连接到自适应磁流变离合器的主动件和从动件上，当原动机转动时，将带动自适应磁流变离合器主动件上发电机的转子绕组和旋转磁流变阻尼器的励磁线圈或电磁铁旋转，发电机的转子绕组在旋转时产生的电能直接或通过整流控制电路输入到旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁的线圈中使其产生电磁场，自适应磁流变离合器就是利用该电磁场使旋转磁流变阻尼器中磁流变液或磁流变脂的粘度变高，使自适应磁流变离合器的主动件与从动件发生相对旋转运动时的阻尼力增大，使自适应磁流变离合器的主动件与从动件完成耦合而实现转矩传递的。因发电机发出的电能与发电机转子绕组切割磁力线的速度有关，所以，原动机的转速越高使发电机发出的电能就越大，使旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁产生的电磁场强度也就越大，使自适应磁流变离合器的主动件与从动件间耦合越好，使自适应磁流变离合器传递的转矩就越大。
当原动机运行在启动阶段还未达到额定转速时，由于此时发电机的转速较低，发出的电能输送到自适应磁流变离合器线圈所产生的电磁场强度不大，使旋转磁流变阻尼器中磁流变液或磁流变脂的粘度不高，主动件与从动件相对旋转运动的阻尼力还不大，所以，自适应磁流变离合器的主动件还不能带动从动件旋转；当原动机在完成启动其转速接近或达到额定转速后，此时发电机的转速较高，发出的电能输送到自适应磁流变离合器线圈所产生的电磁场强度足够大，使旋转磁流变阻尼器中磁流变液或磁流变脂的粘度增高，主动件与从动件相对旋转运动的阻尼力较大，从而使自适应磁流变离合器的主动件能够带动从动件旋转而输出动力，使从动机能正常运转；当自适应磁流变离合器在工作过程中发生从动机过载的情况时，由于从动机过载后会使原动机运行的转速降低，使发电机发出的电能减少，使自适应磁流变离合器的线圈产生的电磁场强度减小，使磁流变阻尼器中磁流变液或磁流变脂的粘度降低，主动件与从动件相对旋转运动的阻尼力减小，使自适应磁流变离合器的主动件不能带动从动件旋转而产生空转，从而使自适应磁流变离合器的从动件停止输出动力；而一旦这种过载情况解除后，原动机又能通过自适应磁流变离合器向从动机输出转矩了。因此，自适应磁流变离合器的主动件与从动件之间耦合力(矩)与原动机运行的转速能够自动相适应。与普通电磁离合器相比，本发明的自适应磁流变离合器不但能实现负载的软启动，而且在工作时还能在没有人工干预条件下去自动地适应负载的工作状况来完成离合器的接合与分离。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是本发明的一种工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的结构：
参见图1，此为本发明的一种具体结构，自适应磁流变离合器1是由发电机20和旋转磁流变阻尼器2构成，发电机20由固定在外壳内的定子铁芯6及绕组5和固定在轴10上的转子铁芯7及绕组8构成；旋转磁流变阻尼器2由不导磁金属制造的主动件3和固定在轴17上的由导磁金属制造的从动件13构成，在旋转磁流变阻尼器2的主动件3外侧的两个面上固定有圆环形电磁铁4和14；自适应磁流变离合器1的主动件19和从动件13的轴10和17分别通过轴承9和15、16从两端伸出。
自适应磁流变离合器1的主动件19由发电机20的转子绕组8与旋转磁流变阻尼器2的电磁铁4和14构成并在同一轴10上，整流控制电路11固定在旋转磁流变阻尼器2的主动件3与发电机20的转子铁芯7之间的轴10上，发电机20的转子绕组8的电能输出端通过整流控制电路11与旋转磁流变阻尼器2的圆环形电磁铁4和14的线圈连接，使发电机20输出的电能可以通过整流控制电路11输入到旋转磁流变阻尼器2的圆环形电磁铁4和14的线圈中，使圆环形电磁铁4和14之间形成电磁场，该电磁场使旋转磁流变阻尼器2内的磁流变液或磁流变脂12的粘度增高，使自适应磁流变离合器的主动件19与从动件13相对旋转运动的阻尼力增大而实现转矩传递。
参见图2，自适应磁流变离合器的工作过程是这样的：将原动机25、自适应磁流变离合器1的外壳和从动机24都固定在一个基准面26上，原动机25和从动机24分别通过联轴器22和23连接到自适应磁流变离合器1的主动件轴10和从动件轴17上，励磁电源21通过导线27向发电机20的定子绕组5提供励磁电流。当原动机25转动时，带动自适应磁流变离合器1的主动件19上发电机20的转子绕组8和旋转磁流变阻尼器2的的圆环形电磁铁4和14旋转，发电机20的转子绕组8在旋转时将切割发电机20定子铁芯7及绕组5产生的磁力线而发出的电能，该电能通过整流控制电路11输入到的圆环形电磁铁4和14的线圈中使其产生电磁场，使圆环形电磁铁4和14之间形成电磁场，该电磁场使旋转磁流变阻尼器2内的磁流变液或磁流变脂12的粘度增高，使自适应磁流变离合器的主动件19与从动件13相对旋转运动的阻尼力增大。
由于发电机20发出的电能与发电机转子绕组8切割发电机20定子铁芯6及定子绕组5所产生的磁力线的速度有关，所以，原动机25的转速越高使发电机20发出的电能就越大，使旋转磁流变阻尼器2的圆环形电磁铁4和14产生的电磁场强度也就越大，使转磁流变阻尼器2的主动件19与从动件13间耦合越好，使自适应磁流变离合器1传递的转矩就越大。
当原动机25运行在启动阶段还未达到额定转速时，由于此时发电机20的转速较低，发出的电能输送到自适应磁流变离合器电磁铁4和14所产生的电磁场强度不大，使旋转磁流变阻尼器2中磁流变液或磁流变脂12的粘度不高，主动件19与从动件13相对旋转运动的阻尼力还不大，所以，自适应磁流变离合器1的主动件19还不能带动从动件13旋转；当原动机25在完成启动其转速接近或达到额定转速后，此时发电机20的转速较高，发出的电能输送到自适应磁流变离合器电磁铁4和14所产生的电磁场强度足够大，使磁流变阻尼器1中磁流变液或磁流变脂12的粘度增高，主动件19与从动件13相对旋转运动的阻尼力较大，从而使自适应磁流变离合器1的主动件19能够带动从动件13旋转而输出动力，使从动机24能正常运转；自适应磁流变离合器1在其他工作状态下的情况与之类似，此处不再赘述。
Claims (2)
1.一种自适应磁流变离合器，其包括发电机和旋转磁流变阻尼器，其特征在于，所述自适应磁流变离合器的主动件由发电机的转子绕组与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁构成，并且发电机的转子绕组与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈组件或电磁铁在同一轴上；所述发电机是以转子绕组为电能输出端的发电机；所述旋转磁流变阻尼器是以磁流变液或磁流变脂为阻尼介质的旋转阻尼器。
2.如权利要求1所述的一种自适应磁流变离合器，其特征在于，所述发电机的转子绕组的电能输出端直接或通过整流控制电路与旋转磁流变阻尼器的励磁线圈或电磁铁的线圈连接。
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