CN105736598A - 一种新型电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明由两块含有多个独立电磁铁的圆盘同轴向相对放置组成，一块与发动机的动力输出轴相连，一块与变速箱的输入轴相连，它们有电磁铁的面相对放置，彼此独立，两个圆盘面上的电磁铁均按一个S极一个N极均匀摆放围成圆形，发动机侧的圆盘上每一个电磁铁的下方中心均对应有一个定位孔，均匀分布成圆形，变速箱侧圆盘上间隔120度方向的三个电磁铁下方中心均匀分布三个通孔，与发动机圆盘上的孔位置对应，它的背面中心有一个带三根定位销钉的磁力吸盘，吸盘吸合后销钉能将两圆盘连为一体，通过ECU程序对电磁线圈进行电流大小、方向及开闭进行控制来实现离合器的离合，圆盘上的电磁线圈通过能与圆盘旋转轴同步且同心旋转的电极供电。

Description

一种新型电磁离合器

技术领域

本发明涉及一种离合器，尤其是指一种新型电磁离合器。

背景技术

目前汽车自动变速箱的离合器主要是液压的，也有其他结构形式的离合器，但是换挡时的冲击比较大，目前使用较少，液压离合的结构又比较复杂，成本高，而且浪费发动机的动力，市场迫切需要一款性能能够达到甚至超过现有液压离合器，并且价格便宜、结构简单的新型离合器。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种新型电磁离合器。

本发明的目的是这样实现的：一种新型电磁离合器，其改进之处在于，它由两块含有多个独立电磁铁的圆盘同轴向相对放置组成，一块与发动机的动力输出轴相连，一块与变速箱的输入轴相连，它们有电磁铁的面相对放置，两个面中间留有间隙，两个圆盘和两根轴均独立，两个圆盘面上的电磁铁均按一个S极一个N极均匀摆放围成圆形，发动机侧的圆盘上每一个电磁铁的下方中心均对应有一个定位孔，均匀分布成圆形，变速箱侧圆盘上间隔120度方向的三个电磁铁下方中心均匀分布三个通孔，与发动机圆盘上的孔位置对应，变速箱圆盘的背面（靠近变速箱一侧）的中心有一个凹槽，凹槽底部的中心有一块小电磁铁，小磁铁的外侧是带有三根定位销钉的吸盘，吸盘的销钉插入变速箱圆盘的三个孔中固定吸盘，吸盘和小电磁铁中间有钢制的复位弹簧，吸盘的后面有固定在变速箱圆盘上能防止吸盘脱离的定位块；圆盘上的电磁线圈通过能与圆盘旋转轴同步且同心旋转的电极供电。

上述结构中，所述的一种新型电磁离合器，其改进之处在于，所述的两个圆盘均为钢质或其它不易被磁化的材质制成，电磁线圈嵌入圆盘内部，通过ECU程序可对电磁线圈进行电流大小、方向及开闭的控制；当电磁线圈不通电时，两个圆盘均可单独旋转，这时发动机与变速箱之间的动力传输是断开的；当变速箱挂入档位后，线圈通电，两个圆盘的相同磁极的磁铁会迅速吸合，发动机和变速箱能通过电磁铁的耦合力来传递动力，这时相当于传统离合器的半离合，我们可以通过逐步增加电流来实现结合时的平顺性；当发动机转速和车速等达到设定条件后，变速箱圆盘背面的小磁铁通电，迅速的将吸盘吸合，这时吸盘上的定位销钉将两个圆盘连接成了一体，发动机和变速箱通过销钉的机械连接来传递动力，同时两个圆盘上的电磁铁可以停止工作，减小线圈的发热和电力损耗；换挡时，两个圆盘线圈先最大电流吸合，然后小磁铁改变电流方向，与复位弹簧一起将定位销钉从变速箱圆盘中脱离，销钉脱离后所有电磁线圈断电，中断动力传递，同时变速箱换挡，换挡完成后重复前面的吸合动作。

上述结构中，所述的一种新型电磁离合器，其改进之处在于，所述的两个圆盘，将它们安装在同一根传动轴上时，可以组成一种电磁离合的新型自动变速箱；我们先将变速箱侧的圆盘（有吸盘的圆盘）与传动轴固定，并将发动机侧圆盘（有一圈圆孔的圆盘）的外圈加工成齿轮，通过推力轴承安装于传动轴上，两圆盘相对的磁力面中间留有间隙，并且安装一个与轴承内圈直径一致的钢制定位环，这样两个圆盘、轴承、定位环加在一起组成了一个圆盘组，我们将它的齿轮圈与另一根传动轴上固定的齿轮咬合，当线圈不通电时，有齿轮的圆盘会围绕传动轴自由转动，这时另外一根传动轴齿轮传递过来的力会被它的空转所抵消；当线圈通电时，圆盘组内部的两个圆盘之间会通过磁铁吸合和销钉定位变成一个固定齿轮，这样两根传动轴之间就有了动力传递，这时两根传动轴上的齿轮就组成了一个能自动离合的变速箱档位齿轮组，当有多组这样不同齿比的齿轮组叠加组合在这两个传动轴上时，就能组成一种新型的自动变速箱，倒挡齿轮组中间加一个固定齿轮，这种变速箱甚至不需要专门的离合器，为了取得更高的传动效率，我们可以将有线圈的齿轮组安装于直径较大的齿轮端；当应用于较小体积的变速箱（如行星齿轮）内时也可将有齿轮圈的圆盘电磁线圈改为嵌入强力磁铁。

上述结构中，所述的一种新型电磁离合器，其改进之处在于，所述的小电磁铁，安装于变速箱圆盘的背面凹槽底部中心，它的面只有一个磁极，改变电流方向能改变磁极极性。

上述结构中，所述的一种新型电磁离合器，其改进之处在于，所述的吸盘，它是一个永磁磁体，它的正面间隔120度的三个方向上有三个钢质或其它不易被磁化材质的定位销钉，对应变速箱圆盘的三个孔，它通过这三个销钉固定于圆盘上，可以轴向水平滑动，它与小电磁铁间安装有一个复位弹簧，它背面的定位块为钢质或其它不易被磁化的材质。

上述结构中，所述的一种新型电磁离合器，其改进之处在于，所述的电极，由一个中空的导电环通过圆形绝缘垫与圆盘的旋转轴相连，导电环为钢制或其它不易被磁化的导电材质制成，它可以与圆盘的旋转轴同心且同步旋转，电磁线圈的电源线通过圆盘旋转轴穿进导电环中间的孔，与导电环内部相连固定，导电环的外部连接一个与导电环表面滚动连接的导电轮，导电轮通过固定轴与U型支架连接，支架外包裹绝缘垫，支架的上部中间连接一个左右侧面是平面的金属圆柱体，支架通过金属圆柱与外部壳体上的非导体材质（或装有绝缘垫的金属材质）滑动相连，支架与壳体之间安装弹簧压紧，圆柱体顶端连接电源线和一个防脱板，通过导电环与导电滚轮的滚动连接形成供电回路，一个电极接一个极性的线，可多个电极并排使用。

相比于常见的液压离合器，本发明的有益效果在于它能最大的减少发动机的动力损耗，同时结构简单，成本低。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明的右侧视立体示意图

图2为本发明的左侧视立体示意图

图3为本发明的变速箱式结构的左侧视立体示意图

图4为本发明的变速箱示意图

图5为本发明的电极结构立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施例进行详细阐述。

如图1所示，本发明涉及一种新型电磁离合器，它包括与发动机动力输出轴1-1相连的圆盘1-2，它与变速箱相对的外侧面均匀分布多个小的电磁铁1-3，电磁铁的磁极一个S极一个N极排布，每个磁极的下方中心有一个小通孔1-4，对应磁极均匀分布组成一个圆圈；与变速箱输入轴2-1相连的圆盘2-2，它的背面（靠近变速箱一侧的面）有一个凹槽，凹槽的底部中心有一块小圆形电磁铁2-5，磁铁的外侧是带有三个定位销钉的吸盘2-6，吸盘与小电磁铁中间有复位弹簧2-7，吸盘的后面是固定在变速箱圆盘上的防脱板2-8，它可以阻止吸盘向后脱落，凹槽底部有一个走线槽2-9，电磁线圈的线通过它穿入传动轴与电极连接。

如图2所示，发动机侧圆盘的背面（靠近发动机侧的面）有一个台阶1-5，它与圆盘连为一体，既方便了磁力线圈走线又可给圆盘定位；变速箱侧圆盘与发动机相对的外侧面均匀分布多个小的电磁铁2-3，电磁铁的磁极一个N极一个S极排布，与发动机侧的圆盘相对应，变速箱圆盘120度的三个方向的磁铁下方中心共有三个通孔2-4，与发动机侧的圆盘孔位置对应，吸盘的三个销钉通过插入变速箱圆盘的三个孔内来固定吸盘，当吸盘被小电磁铁吸合时，三根销钉能插入到发动侧圆盘对应的三个孔中，将两个圆盘连为一体；电磁铁通过ECU程序对电磁线圈的电流大小、方向及开闭进行控制，当电磁线圈不通电时，两个圆盘均可单独旋转，这时是离合断开，线圈通电，两个圆盘相同磁极的磁铁会迅速吸合，两个圆盘能通过电磁铁的耦合力来传递动力，这时相当于半离合，我们可以通过逐步增加电流来实现结合时的平顺性；当发动机转速和车速等达到设定条件后，变速箱圆盘背面的小磁铁通电，迅速的将吸盘吸合，这时吸盘上的定位销钉将两个圆盘连接成了一体，这时是完全结合，同时两个圆盘上的电磁铁可以停止工作，减小线圈的发热和电力损耗；换挡时，两个圆盘线圈先最大电流吸合，然后小磁铁改变电流方向，与复位弹簧一起将定位销钉从变速箱圆盘中脱离，销钉脱离后所有电磁线圈断电，中断动力传递，同时变速箱换挡，换挡完成后重复前面的吸合动作。

如图3所示，本发明的两个圆盘安装在同一根轴上时，它能构成一种新型的自动变速箱，它的结构包括，中间是通孔的传动轴3-1，它的左侧安装的是经过改造的原发动机侧的圆盘，圆盘的外圈是一圈齿圈3-2，它通过径向推力轴承3-3安装在传动轴上，它可以围绕旋转轴自由旋转，传动轴右侧安装的圆盘是原变速箱侧圆盘，它不经任何改造，固定在传动轴上，与传动轴一起旋转，两个圆盘之间通过定位环3-4保持一定的间隙；左侧圆盘的齿圈与固定在另一根传动3-6上的齿轮3-5咬合，当电磁线圈不通电时，另一根轴上的齿轮旋转时传递过来的力，被有齿圈的圆盘空转所抵消，它所在的轴不旋转，当电磁线圈通电后，两个圆盘之间可通过磁力的耦合和被吸合后的吸盘销钉两种方式来传递动力，两个圆盘组成了一个圆盘组，它们和另一个轴上的齿轮一道组成了变速箱里的一个档位的齿轮组。

如图4所示，当有很多组这样不同齿比的齿轮组组合在一起的时候，就能组成一个新型的磁力传递的自动变速箱，为了达到最大的传动效率，我们可以将电磁线圈安装于直径较大的那一侧的齿轮上，如图，轴4-1上较大直径的齿轮为圆盘组4-2，它与轴5-1上的较小直径的固定齿轮5-2咬合组成了一个档位，同样轴5-1上另一端会对应一个较大直径的圆盘组5-3，它会与轴4-1上的齿轮4-3咬合组成另外一个档位，齿轮组数就是档位数。

如图5所示，所述的电极它的结构在于，一个圆形的导电环6-2，通过圆形绝缘垫6-1与圆盘的旋转轴同心相连，导电环的中心是走线孔6-3，线圈电源线通过圆盘旋转轴穿到它的内部与之相连，导电环的外圈滚动连接一个导电轮6-5，导电轮通过固定轴6-4与支架6-6相连，支架外部安装一个绝缘外壳6-7，支架的上方中心有一个左右两侧为平面的圆柱体6-8，圆柱体顶端连接电源线，电极通过圆柱体与变速箱外不导电部位滑动连接，通过弹簧6-9压紧，支架顶端装有一块防脱垫-10，一个电极连接一根线，可多组电极并排连接。

需要指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员在基于本发明技术方案内对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型电磁离合器，其特征在于，它由两块含有多个独立电磁铁的圆盘同轴向相对放置组成，一块与发动机的动力输出轴相连，一块与变速箱的输入轴相连，它们有电磁铁的面相对放置，两个面中间留有间隙，两个圆盘和两根轴均独立，两个圆盘面上的电磁铁均按一个S极一个N极均匀摆放围成圆形，发动机侧的圆盘上每一个电磁铁的下方中心均对应有一个定位孔，均匀分布成圆形，变速箱侧圆盘上间隔120度方向的三个电磁铁下方中心均匀分布三个通孔，与发动机圆盘上的孔位置对应，变速箱圆盘的背面（靠近变速箱一侧）的中心有一个凹槽，凹槽底部的中心有一块小电磁铁，小磁铁的外侧是带有三根定位销钉的吸盘，吸盘的销钉插入变速箱圆盘的三个孔中固定吸盘，吸盘和小电磁铁中间有钢制的复位弹簧，吸盘的后面有固定在变速箱圆盘上能防止吸盘脱离的定位块；圆盘上的电磁线圈通过能与圆盘旋转轴同步且同心旋转的电极供电。

2.如权利要求1所述的一种新型电磁离合器，其特征在于，所述的两个圆盘均为钢质或其它不易被磁化的材质制成，电磁线圈嵌入圆盘的内部，通过ECU程序可对电磁线圈进行电流大小、方向及开闭控制；当电磁线圈不通电时，两个圆盘均可单独旋转，这时发动机与变速箱之间的动力传输是断开的；当变速箱挂入档位后，线圈通电，两个圆盘的相同磁极的磁铁会迅速吸合，发动机和变速箱能通过电磁铁的耦合力来传递动力，这时相当于传统离合器的半离合，我们可以通过逐步增加电流来实现结合时的平顺性；当发动机转速达到设定转速后，变速箱圆盘背面的小磁铁通电，迅速的将吸盘吸合，这时吸盘上的定位销钉将两个圆盘连接成了一体，发动机和变速箱是通过销钉的机械连接来传递动力，同时两个圆盘上的电磁铁可以停止工作，减小线圈的发热和电力损耗；换挡时，两个圆盘线圈先最大电流吸合，然后小磁铁改变电流方向，与复位弹簧一起将定位销钉从变速箱圆盘中脱离，销钉脱离后所有电磁线圈断电，中断动力传递，同时变速箱换挡，换挡完成后重复前面的吸合动作。

3.如权利要求1所述的一种新型电磁离合器，其特征在于，所述的两个圆盘，将它们安装在同一根传动轴上时，可以组成一种电磁离合的新型自动变速箱，我们先将变速箱侧的圆盘（有吸盘的圆盘）与传动轴固定，并将发动机侧圆盘（有一圈圆孔的圆盘）的外圈加工成齿轮，通过推力轴承安装于传动轴上，两圆盘相对的磁力面中间留有间隙，并且安装一个与轴承内圈直径一致的钢制定位环，这样两个圆盘、轴承、定位环加在一起组成了一个圆盘组，我们将它的齿轮圈与另一根传动轴上固定的齿轮咬合，当线圈不通电时，有齿轮的圆盘会围绕传动轴自由转动，这时另外一根传动轴齿轮传递过来的力会被它的空转所抵消；当线圈通电时，齿轮组内部的两个圆盘之间会通过磁铁吸合和销钉定位变成一个固定齿轮，这样两根传动轴之间就有了动力传递，这时两根传动轴上的齿轮就组成了一个能自动离合的变速箱档位齿轮组，当有多组这样不同齿比的齿轮组叠加组合在这两根传动轴上时，就能组成一种新型的自动变速箱，倒挡齿轮组中间加一个固定齿轮，这种变速箱甚至不需要专门的离合器，为了取得更高的传动效率，我们可以将有线圈的齿轮组安装于直径较大的齿轮端；当应用于较小体积的变速箱（如行星齿轮）内时可将有齿轮圈的圆盘的电磁线圈改为嵌入强力磁铁。

4.如权利要求1所述的一种新型电磁离合器，其特征在于，所述的小电磁铁，安装于变速箱圆盘的背面凹槽底部中心，它的面只有一个磁极，改变电流方向能改变磁极极性。

5.如权利要求1所述的一种新型电磁离合器，其特征在于，所述的吸盘，它是一个永磁磁体，它的正面间隔120度的三个方向上有三个钢质或其它不易被磁化材质的定位销钉，对应变速箱圆盘的三个孔，它通过这三个销钉固定于圆盘上，可以轴向水平滑动，它与小电磁铁间安装有一个复位弹簧，它背面的定位块为钢质或其它不易被磁化的材质。

6.如权利要求1所述的一种新型电磁离合器，其特征在于，所述的电极，由一个中空的导电环通过圆形绝缘垫与圆盘的旋转轴相连，导电环为钢制或其它不易被磁化的导电材质制成，它可以与圆盘的旋转轴同心且同步旋转，电磁线圈的电源线通过圆盘旋转轴穿进导电环中间的孔，与导电环内部相连固定，导电环的外部连接一个与导电环表面滚动连接的导电轮，导电轮通过固定轴与U型支架连接，支架外包裹绝缘垫，支架的上部中间连接一个左右侧面是平面的金属圆柱体，支架通过金属圆柱与外部壳体上的非导体材质（或装有绝缘垫的金属材质）滑动相连，支架与壳体之间安装弹簧压紧，圆柱体顶端连接电源线和一个防脱板，通过导电环与导电滚轮的滚动连接形成供电回路，一个电极接一个极性的线，可多个电极并排使用。