CN103032485A - 一种拖拉机及其电磁式离合器与离合控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拖拉机及其电磁式离合器与离合控制方法,将离合器的电磁线圈设置成至少两组;在离合器接合时,首先使一组电磁线圈断电,延时一定时间,再使下一组电磁线圈断电,依次类推,直到各组电磁线圈全部断电。将线圈装置分层多个线圈组,以便逐次切除线圈组,从而实现电磁力分级的方案,在离合器接合动作过程中,线圈产生的电磁力缓慢消失,压缩弹簧的弹性恢复力得到平稳释放,离合器实现了平稳结合,有效减少了换挡冲击对应机械对位及性能的影响,提高了换挡品质和传动系统使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电磁式离合器领域,具体涉及电磁式离合器的控制方法改进,对应的结构改进与操纵控制方式,以及采用这种离合器的拖拉机。
背景技术
离合器是车辆传动系中直接与发动机相连的部件,主要用来分离和结合发动机与变速器之间的动力传递,实现车辆的平稳起步、平顺换挡,防止传动系过载。
如图1(图1为本发明所提出的离合器,实际上其剖面视图与现有技术的电磁离合器相同,在此用来说明现有技术与本发明所共同的工作原理)所示的一种电磁式离合器,设置在发动机与变速器之间。输入轴13上固定有主动轮14,输出轴与输入轴通过轴承连接,输出轴上装有压缩弹簧5,压缩弹簧5一端固定在支撑体6上,支撑体6上设有磁轭9,磁轭9上装配电磁线圈,压缩弹簧5另一端设有压盘11,压盘11一侧通过离合器从动盘12与主动轮14顶压摩擦配合,压盘11另一侧上设有受电磁线圈驱动的衔铁1。
电磁线圈不通电时,压缩弹簧5顶压压盘11,使从动盘12与主动轮14挤压,产生足够大的摩擦力,使输入轴与输出轴同轴转动,发动机便能带动减速器工作。电磁线圈通电时,线圈产生磁力吸引衔铁1,进一步压缩弹簧使压盘11、从动盘12与主动轮14脱离,输入轴13不能将转矩传递至输出轴。当电磁线圈再次断电,压缩弹簧5释放,再次挤压主动轮14,使发动机能够再次传递转矩。
采用这种方式,当线圈再次断电时,压缩弹簧5迅速释放,带动压盘11撞向主动轮14,对主动轮14与离合器都造成一定损害,多次离合影响机械性能,影响离合器的寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁式离合器,用以解决现有的电磁式离合器在离合时冲击大,对机械对位性能造成损害的问题。本发明还提供了一种采用这种离合器的拖拉机及离合控制方法。
为实现上述目的,本发明离合器的方案是:一种电磁式离合器,其输入轴上固定装配有主动轮,输出轴上滑动装配有与主动轮挤压、摩擦配合的压盘,压盘上装配有衔铁,输出轴上还固定设有磁轭,磁轭上安装有驱动衔铁的电磁线圈装置,固定磁轭的支持体与压盘之间的输出轴上穿设有压缩弹簧,所述电磁线圈装置包括至少两个线圈组,每个线圈组包括至少两个周向均布在磁轭上的电磁线圈。
所述各线圈组的电磁线圈交错排布。
所述各线圈的对应电磁线圈同轴设置。
本发明的拖拉机方案是:一种拖拉机,包括发动机与变速器之间的电磁式离合器,其输入轴上固定装配有主动轮,输出轴上滑动装配有与主动轮挤压、摩擦配合的压盘,压盘上装配有衔铁,输出轴上还固定设有磁轭,磁轭上安装有驱动衔铁的电磁线圈装置,固定磁轭的支持体与压盘之间的输出轴上穿设有压缩弹簧,所述电磁线圈装置包括至少两个线圈组,每个线圈组包括至少两个周向均布在磁轭上的电磁线圈,各线圈组的电磁线圈串联或并联;拖拉机上还设有控制离合器各线圈组通电、断电的控制装置,控制装置用于在离合器接合时,使各线圈组逐次断电。
所述各线圈组的电磁线圈交错排布。
所述各线圈的对应电磁线圈同轴设置。
本发明的离合控制方法方案是:一种电磁式离合器控制方法,将离合器的电磁线圈设置成至少两组;在离合器接合时,首先使一组电磁线圈断电,延时一定时间,再使下一组电磁线圈断电,依次类推,直到各组电磁线圈全部断电。
将线圈装置分层多个线圈组,以便逐次切除线圈组,从而实现电磁力分级的方案,在离合器接合动作过程中,线圈产生的电磁力缓慢消失,压缩弹簧的弹性恢复力得到平稳释放,离合器实现了平稳结合,有效减少了换挡冲击对应机械对位及性能的影响,提高了换挡品质和传动系统使用寿命。
附图说明
图1是本发明的发动机和电磁式离合器结构图;
图2是本发明的一种线圈布置方式;
图3是本发明的另一种线圈布置方式;
图4是图3的侧视图(示意);
图5是本发明的一种控制电路图;
图6是另一种控制电路图;
图7是一种PLC延时控制电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
方法实施例
将离合器的电磁线圈设置成至少两组;在离合器接合时,首先使一组电磁线圈断电,延时一定时间,再使下一组电磁线圈断电,依次类推,直到各组电磁线圈全部断电。
离合器实施例
如图1所示的电磁式离合器及其相关结构,离合器的主要结构包括:穿设输出轴上的压缩弹簧5,压缩弹簧5一端固定有磁轭9,磁轭9上装配电磁线圈装置8,压缩弹簧5另一端设有压盘11,压盘11与主动轮14顶压摩擦配合,压盘11上安装有受电磁线圈装置8驱动的衔铁1。
一些具体结构介绍:衔铁1外圈与压盘11固定在一起,其内圈通过固定架2固定在横向推力轴承3上,固定架2采用十字型结构。横向推力轴承3装在法兰盘毂4的凸起部分上。横向推力轴承3与压缩弹簧5的一端固定,压缩弹簧5的另一端固定在支撑体6上。磁轭9呈圆环柱状,内圈通过键固定在支撑体6上,支撑体6与离合器壳固定在一起。如图2,磁轭9上开设有若干通孔,各分级离合线圈安装在磁轭9的通孔中。采用周向均布的分组方式是为了能够在压盘上产生均匀的压力。
电磁线圈装置8包括三个线圈组,每个线圈组包括四个电磁线圈,四个电磁线圈周向均布在磁轭9上。第一组线圈为101,102,103,104,第二组线圈为201,202,203,204,第三组线圈为301,302,303,304。 每组线圈可以串联也可以并联。
线圈的排布方式,一种实施方式如图2所示,三个线圈组的各电磁线圈交错排布。101——304依次顺时针处于12点到11点位置。另一种实施方式如图3、图4所示,每各线圈组的对应电磁线圈处于同一个铁芯上,对于12个线圈,共需4根铁芯。两个实施例中,各个线圈大小、材质、匝数等参数可以根据情况设计。
拖拉机实施例
本实施例中,采用图2方式的电磁离合器。12个线圈大小、材质、匝数等参数完全相同,每组四个线圈串联(并联也可以),统一控制。12个线圈均通电后,产生的合力为N。当离合器接合时,采用分组逐步断电的方式,即第一组先断电,产生的合力为2N/3,然后第二组也断电,产生合力为N/3,最后第三组断电,合力为0。由于产生的电磁力逐步减少,压缩弹簧5逐步恢复,在压缩弹簧5恢复力的作用下,衔铁1带动压盘11向主动轮方向逐渐移动,逐渐压紧从动盘12,最终经滑磨后,压盘11、离合器从动盘12、主动轮14完全压紧,离合器重新开始传递转矩。
采用电气控制的控制电路如图5所示,继电器KM1、KM2、KM4((a)、(b)、(c)路)的主触头分别处于三个线圈组的控制回路中。所以,各线圈组通断受继电器KM1、KM2、KM4的线圈((a)、(b)、(c)路)控制。
当开关SB1动作,(a)路通过KM2-2触头、KM1-1动合触头保持通电状态,(b)路通过KM2-1的动合触头保持通电状态,(c)路通过KM4触头闭合保持通电状态——>(a)、(b)、(c)路通电——>产生电磁力N。同时对于(d)、(e)、(f),(d)路中KM1-2断开,(d)路断电——>(e)、(f)均断电。
当开关SB2动作,(a)路断电——>KM1失电;同时,(d)路中KM1-2吸合——>KT、KM3的线圈得电——>KM3-1触头吸合保持(d)路状态——>KM3-2触头断开保持(a)路断电状态——>电磁力变为2N/3。
经过时间继电器KT的延时,(b)路中KT-1断开,(e)路中KT-2、KM2-3吸合——>(b)路断电,(e)路通电,KT1线圈得电——>电磁力变为N/3。
再经过时间继电器KT1的延时,(c)路中KT1-1断开——>KM4断电——>电磁力为零。同时,(f)路中,KT1-2吸合——>KT2得电。另外,由于KM1,KM2已经失电,(a)、(b)路保持断电状态。
再经过时间继电器KT2的延时,(g)中KT2触头吸合,KM5线圈得电——>(d)路和(e)路中KM5-1、KM5-2断开——>KM3、KT1线圈失电,KM3、KT1各触头复位——>(d)路中KM3-1断开——>KT线圈失电。同时对于(f)、(g),(f)路通过KM5-3动合触头保持通电状态,(g)路通过KT2动合触头保持通电状态;然后,断开SB3——>(f)路中KT2线圈失电——>KT2触头断开,(g)路中KM5线圈失电——>KM5各触头复位。至此,(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)均断电。
如图6所示为另一种电气控制电路,当SB0按下,(a)、(b)、(c)路通电——>产生电磁力N。当SB1打开,(a)路断电——>产生电磁力2N/3;经过KT1的延时,(b)路断电——>产生电磁力N/3;再讲给KT2的延时,(c)路断电——>产生电磁力0。然后打开SB2,使各路均断电,效果与图5电路相同。
上述图5、图6中的各开关可以通过PLC控制器进行控制,延时由继电器产生。作为其他实施方式,也可以由控制器实现延时控制。如利用PLC控制器,PLC控制器7固定在磁轭9上(如图1靠近外壳10)。在PLC控制器中设定相应的时间,设定的时间到时,切断相应控制支路。如图7,(a)(b)(c)为三条PLC控制支路,它们结构相同,以(a)为例,包括继电器KM1、电源开关SB0与相应的断电开关SB10,一个通电保持用的KM1的触头与电源开关SB0并联。SB0、SB10、SB20、SB40均受控制器控制,在PLC控制器中设定相应的时间,设定时间到,相应的断电开关动作,切断相应控制支路。
Claims (7)
1.一种电磁式离合器,其输入轴上固定装配有主动轮,输出轴上滑动装配有与主动轮挤压、摩擦配合的压盘,压盘上装配有衔铁,输出轴上还固定设有磁轭,磁轭上安装有对应衔铁的电磁线圈装置,固定磁轭的支持体与压盘之间的输出轴上穿设有压缩弹簧,其特征在于,所述电磁线圈装置包括至少两个线圈组,每个线圈组包括至少两个周向均布在磁轭上的电磁线圈。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式离合器,其特征在于,所述各线圈组的电磁线圈交错排布。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式离合器,其特征在于,所述各线圈的对应电磁线圈同轴设置。
4.一种拖拉机,包括发动机与变速器之间的电磁式离合器,其输入轴上固定装配有主动轮,输出轴上滑动装配有与主动轮挤压、摩擦配合的压盘,压盘上装配有衔铁,输出轴上还固定设有磁轭,磁轭上安装有对应衔铁的电磁线圈装置,固定磁轭的支持体与压盘之间的输出轴上穿设有压缩弹簧,其特征在于,所述电磁线圈装置包括至少两个线圈组,每个线圈组包括至少两个周向均布在磁轭上的电磁线圈,各线圈组的电磁线圈串联或并联;拖拉机上还设有控制离合器各线圈组通电、断电的控制装置,控制装置用于在离合器接合时,使各线圈组逐次断电。
5.根据权利要求4所述的一种拖拉机,其特征在于,所述各线圈组的电磁线圈交错排布。
6.根据权利要求4所述的一种拖拉机,其特征在于,所述各线圈的对应电磁线圈同轴设置。
7.一种电磁式离合器控制方法,其特征在于,将离合器的电磁线圈设置成至少两组;在离合器接合时,首先使一组电磁线圈断电,然后延时一定时间,再使下一组电磁线圈断电,依次类推,直到各组电磁线圈全部断电。
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