RU2235230C1

RU2235230C1 - Hydraulic clutch for clutching driving gear of vehicle

Info

Publication number: RU2235230C1
Application number: RU2003104572/11A
Authority: RU
Inventors: В.А. Кузнецов (RU); В.А. Кузнецов; Ю.В. Кузнецов (RU); Ю.В. Кузнецов; ков И.Ф. Дь (RU); И.Ф. Дьяков
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-08-27

Abstract

FIELD: transport mechanical engineering.

SUBSTANCE: clutch has a set of clutch members one half of which is joined to the hub (driven shaft) through slots, and the other half is joined to the housing. The space between the clutch members is filled with a ferromagnetic liquid. The clutch members and housing are made of a nonmagnetic material. The outer periphery of the housing is provided with an electromagnet, which controls the clutch operation through a control block. The permanent magnets are made of two semi-rings and protect the bearings against the effect of the ferromagnetic liquid.

EFFECT: enhanced reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к трансмиссии транспортного средства и может быть использовано на автомобилях, где требуется включение ведущих мостов.The invention relates to the transmission of a vehicle and can be used on cars where the inclusion of drive axles is required.

Известна муфта вязкостного трения, состоящая из набора дисков, одна половина которых с помощью шлицев соединяется со ступицей, а другая с корпусом. Между дисками находится силиконовое масло высокой вязкости. При появлении изменения угловой скорости вращения ступицы относительно корпуса, которые связаны соответственно с передним и задним мостами, вследствие сопротивления относительному перемещению дисков в вязкой жидкости возникает блокирующий момент. Это означает, что при буксовании колес одной оси крутящий момент двигателя перераспределяется в большей степени на колеса другой оси (см. А. Пройкшат. Шасси автомобиля. Типы приводов. М.: Машиностроение, 1989. Патент США №3760922, заявлено 16.07.71 №163385).Known viscous friction clutch, consisting of a set of disks, one half of which is connected with a hub with a hub, and the other with the body. Between the discs is a high viscosity silicone oil. When there is a change in the angular velocity of rotation of the hub relative to the housing, which are associated with the front and rear axles, due to resistance to the relative movement of the disks in a viscous fluid, a blocking moment occurs. This means that when slipping the wheels of one axis, the engine torque is redistributed to a greater extent on the wheels of the other axis (see A. Proykshat. Chassis of the car. Drive types. M .: Mechanical Engineering, 1989. US Patent No. 3760922, filed July 16, 71 No. 163385).

Недостатком этой конструкции является высокая тепловая нагрузка при большой разности угловых скоростей (тепловыделение вследствие вязкостного трения жидкости) и связанное с этим изменение рабочих характеристик муфты, снижение стабильности работы, а также неспособность быстрого включения и отключения, блокирующего момента, когда того требуют дорожные условия и условия безопасности движения.The disadvantage of this design is the high heat load with a large difference in angular velocities (heat generation due to viscous friction of the fluid) and the associated change in the coupling’s performance, reduced stability, and the inability to quickly turn on and off, the blocking moment when road conditions and conditions require it traffic safety.

Технический результат - отсутствие высокой тепловой нагрузки на всех режимах работы, что повышает стабильность и надежность работы муфты, а также расширяет возможности автоматизации управления работой муфты, что повышает безопасность движения транспортного средства на скользких дорогах и проходимость.The technical result is the absence of a high heat load in all operating modes, which increases the stability and reliability of the coupling, and also extends the automation capabilities of controlling the operation of the coupling, which increases the safety of the vehicle on slippery roads and cross-country ability.

Технический результат - отсутствие высокой тепловой нагрузки на всех режимах работы, что повышает стабильность и надежность работы муфты, а также расширяет возможность автоматизации управления работой муфты, что повышает безопасность движения на скользких дорогах и проходимость.The technical result is the absence of a high thermal load in all operating modes, which increases the stability and reliability of the coupling, and also extends the ability to automate the operation of the coupling, which improves road safety on slippery roads and cross-country ability.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной вязкостной муфте, содержащей набор дисков, одна половина которых с помощью шлицев соединяется со ступицей (ведомым валом), а другая с корпусом и поджата крышкой, пространство между дисками выполнено с гарантированным зазором и заполнено ферромагнитной жидкостью, для повышения эффективности блокирования муфты на дисках выполнены отверстия, корпус с крышкой установлен на ступице (ведомом валу) с возможностью вращения на подшипниках, один из которых закреплен пружинными шайбами на ведомом валу и закреплен на крышке резьбовой заглушкой, в которой размещен постоянный магнит в форме двух полуколец для уплотнения от действия ферромагнитной жидкости, с другой стороны подшипник защищен от пыли и грязи уплотнением, выполненным из эластичного материала размещенным в крышке корпуса, другой подшипник, закрепленный в корпусе резьбовой заглушкой, в которой размещен постоянный магнит в форме двух полуколец для уплотнения от действия ферромагнитной жидкости, с другой стороны подшипник защищен от пыли и грязи выпуклой заглушкой, корпус, крышка, диски и резьбовые заглушки выполнены из немагнитного материала, на ступице корпуса размещено токосъемное устройство бесконтактного типа для подачи напряжения на электромагнит, размещенный на внешнем диаметре корпуса, в ступице корпуса закреплен шлифованный конец ведущего вала.The specified technical result is achieved by the fact that in a known viscous coupling containing a set of disks, one half of which is connected with a hub with a hub (driven shaft), and the other with a housing and pushed by a cover, the space between the disks is made with a guaranteed gap and is filled with ferromagnetic fluid, to increase the clutch lock efficiency, holes are made on the disks, a housing with a cover is mounted on the hub (driven shaft) with the possibility of rotation on bearings, one of which is secured by spring washers they are mounted on the driven shaft and fixed to the cover with a threaded plug, in which a permanent magnet is placed in the form of two half rings for sealing against the action of ferromagnetic fluid, on the other hand, the bearing is protected from dust and dirt by a seal made of elastic material placed in the housing cover, another bearing, fixed in the housing by a threaded plug, in which a permanent magnet is placed in the form of two half rings for sealing against the action of ferromagnetic fluid, on the other hand, the bearing is protected from dust and convex dirt aglushkoy, body, cover, discs and threaded caps made of non-magnetic material, the hub body taken by a slip-contact type apparatus for supplying a voltage to the electromagnet placed on the outside diameter of the housing, the housing is secured in the hub polished end of the drive shaft.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена жидкостная муфта включения ведущего моста транспортного средства, на фиг.2 - блочная электросхема.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a fluid coupling of a drive axle of a vehicle, and Fig. 2 is a block wiring diagram.

Жидкостная муфта, содержащая набор дисков 1, одна половина которых с помощью шлицев соединяется со ступицей 2 (ведомым валом), а другая с корпусом 3 и поджата крышкой 4 корпуса, пространство между дисками выполнено с гарантированным зазором и заполнено ферромагнитной жидкостью, для повышения эффективности блокирования муфты на дисках выполнены отверстия 5, корпус с крышкой 4 установлен на ступице 2 (ведомом валу) с возможностью вращения на подшипниках 6 и 7, один из которых закреплен пружинными шайбами 8 и 9 на ведомом валу и закреплен на крышке резьбовой заглушкой 10, в которой размещен постоянный магнит 11 в форме двух полуколец для уплотнения от действия ферромагнитной жидкости, с другой стороны подшипник защищен от пыли и грязи уплотнением 12, выполненным из эластичного материала и размещаемым в крышке 4 корпуса, другой подшипник 7, закрепленный в корпусе 3 резьбой заглушкой 13, в которой размещен постоянный магнит 14 в форме двух полуколец для уплотнения от действия ферромагнитной жидкости, с другой стороны подшипник защищен от пыли и грязи выпуклой заглушкой 15, корпус, крышка, диски и резьбовые заглушки выполнены из немагнитного материала, на ступице корпуса размещено токосъемное устройство 16 бесконтактного типа для подачи напряжения на электромагнит 17, размещаемый на внешнем диаметре корпуса, в ступице корпуса закреплен шлицованный конец ведущего вала 18. Жидкостная муфта работает следующим образом.A fluid coupling containing a set of discs 1, one half of which is connected to the hub 2 (driven shaft) by means of splines, and the other half is pressed into the housing 3 and pushed by the housing cover 4, the space between the disks is made with a guaranteed gap and is filled with ferromagnetic fluid to increase the blocking efficiency the couplings on the disks are made holes 5, the housing with the cover 4 is mounted on the hub 2 (driven shaft) with the possibility of rotation on bearings 6 and 7, one of which is secured by spring washers 8 and 9 on the driven shaft and mounted on the cover a threaded plug 10, in which a permanent magnet 11 is placed in the form of two half rings for sealing against the action of ferromagnetic fluid, on the other hand, the bearing is protected from dust and dirt by a seal 12 made of elastic material and placed in the housing cover 4, another bearing 7, mounted in housing 3 with a threaded plug 13, in which a permanent magnet 14 is placed in the form of two half rings for sealing against the action of ferromagnetic fluid, on the other hand, the bearing is protected from dust and dirt by a convex plug 15, housing, cover, disk and the threaded plugs are made of non-magnetic material, on the hub of the housing there is a non-contact type collector 16 for supplying voltage to an electromagnet 17 located on the outer diameter of the housing, the slotted end of the drive shaft 18 is fixed in the housing hub. The fluid coupling works as follows.

При подаче полного напряжения на электромагнит 17 образующийся магнитный поток проходит через ферромагнитную жидкость и переводит ее из жидкостного состояния в твердое, что заблокирует взаимное перемещение дисков 1, и тяговый момент двигателя передается через заблокированную муфту от ведущего вала 18 на ступицу (ведомый вал) 2, что соответствует включенному ведущему мосту (например, заднему в случае с постоянно включенным передним мостом) с коэффициентом блокировки, равным единице.When applying a full voltage to the electromagnet 17, the resulting magnetic flux passes through the ferromagnetic fluid and transfers it from the liquid state to the solid state, which blocks the mutual displacement of the disks 1, and the traction moment of the engine is transmitted through the blocked coupling from the drive shaft 18 to the hub (driven shaft) 2, which corresponds to the drive axle turned on (for example, the rear axle in the case of the front axle constantly on) with a blocking factor of one.

При подаче на электромагнит 17 уменьшенных значений напряжения ослабленный магнитный поток проходит через ферромагнитную жидкость и переводит ее из жидкостного состояния в загущенное, что позволяет дискам взаимно перемещаться, передавая на ступицу 2 (ведомый вал) от двигателя некоторый уменьшенный по величине тяговый момент, что соответствует значению коэффициента блокировки, меньшему единицы (например, для случая движения по гололеду, когда коэффициент блокировки не должен превышать коэффициент сцепления колес с дорогой).When applying a reduced voltage to the electromagnet 17, the weakened magnetic flux passes through the ferromagnetic fluid and transfers it from the liquid state to the thickened one, which allows the disks to move relative to each other, transmitting to the hub 2 (driven shaft) some reduced traction moment from the engine, which corresponds to the value blocking coefficient less than unity (for example, for the case of movement on ice, when the blocking coefficient should not exceed the coefficient of adhesion of the wheels to the road).

При снятии напряжения с электромагнита 17 ферромагнитная жидкость возвращается из твердого или загущенного состояния в жидкое, и диски 1 получают возможность свободного взаимного перемещения, что соответствует коэффициенту блокировки, равному нулю.When the voltage is removed from the electromagnet 17, the ferromagnetic liquid returns from a solid or thickened state to a liquid, and the disks 1 get the possibility of free mutual movement, which corresponds to a blocking coefficient of zero.

Таким образом, регулируя величину подаваемого напряжения на электромагнит 17, муфта позволяет менять коэффициент блокировки от нуля до единицы.Thus, by adjusting the magnitude of the supplied voltage to the electromagnet 17, the coupling allows you to change the blocking coefficient from zero to one.

Сигналом для подачи напряжения на электромагнит 17 является появление определенной разницы в угловых скоростях вращения ведомого и ведущего валов муфты, также резкое трогание с места на подъеме.The signal for supplying voltage to the electromagnet 17 is the appearance of a certain difference in the angular speeds of rotation of the driven and drive shafts of the clutch, as well as a sharp pulling away.

Принудительное включение режима "гололед" может последовать со стороны водителя при движении по скользкой дороге, когда коэффициент блокировки не должен превышать величину 0,3.Forced inclusion of the "ice" mode can follow on the driver’s side when driving on a slippery road, when the blocking coefficient should not exceed a value of 0.3.

Принудительное включение режима "тягач" может последовать со стороны водителя при движении с прицепом, когда коэффициент блокировки близок к единице.Forced inclusion of the "tractor" mode can follow on the driver's side when driving with a trailer when the blocking coefficient is close to one.

Сигналом для временного отключения муфты является торможение автомобиля (в случае постоянно включенного переднего моста).The signal for temporary disconnection of the clutch is the vehicle's braking (in the case of the front axle constantly on).

На фиг.2 показана блочная электросхема, управляющая командами включения муфты, где изображены бесконтактное токосъемное устройство 16, электромагнит 17, блок управления 19, источник тока 20, ввод команд принудительного включения со стороны водителя 21, ввод сигналов с датчика скорости вращения ведущего вала муфты 22, ввод сигналов с датчика скорости вращения ведомого вала муфты 23 и ввод сигнала с датчика крутящего момента на ведущем валу муфты 24.Figure 2 shows a block wiring diagram that controls the engagement of the clutch, which depicts a contactless current collector 16, an electromagnet 17, a control unit 19, a current source 20, input of the forced engagement commands from the driver 21, input of signals from the speed sensor of the drive shaft of the clutch 22 , inputting signals from the rotational speed sensor of the driven shaft of the clutch 23 and inputting a signal from the torque sensor on the drive shaft of the clutch 24.

Жидкостная муфта включения ведущего моста транспортного средства отличается повышенной надежностью и также расширением возможностей автоматизации управления работой муфты, что повышает безопасность движения и проходимость.The fluid coupling of the drive axle of the vehicle is characterized by increased reliability and also the expansion of automation capabilities to control the operation of the coupling, which increases traffic safety and maneuverability.

Claims

A fluid clutch for turning on the drive axle of a vehicle, containing a set of disks, one half of which is connected to the hub (driven shaft) by means of splines and the other to the housing, characterized in that the space between the disks is made with a guaranteed gap and is filled with ferromagnetic fluid, the disks and the housing is made of non-magnetic material, an electromagnet is placed on the outer diameter of the housing, which controls the operation of the coupling through the control unit, and permanent magnets made in the form of two half rings protect The bearings of the action ferrofluid.