CN103032485B - 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 (4)
1.一种拖拉机，包括发动机与变速器之间的电磁式离合器，所述电磁式离合器的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，衔铁外圈与压盘固定在一起，衔铁内圈固定在横向推力轴承上，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。
2.根据权利要求1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。
3.根据权利要求1所述的一种拖拉机，其特征在于，所述各线圈组的对应电磁线圈同轴设置。
4.一种用于权利要求1所述的拖拉机的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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