專利名稱：汽車用電流變自動離合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種屬于汽車傳動技術領域的離合器，更具體地說，本實用新型涉及一種汽車用電流變自動離合器。
背景技術：
離合器是汽車傳動系統中連接發動機與變速箱的部件，目前在汽車上使用的離合器大多數為摩擦式離合器，它利用主動盤和從動盤之間的接合與分離進行動力的傳遞與中斷。這種離合器存在一些弊端，如長期使用時隨著摩擦片的磨損壓盤預緊力逐漸變小，從而使離合器所能傳遞的扭矩逐漸變小，最終使其打滑失效；另外，在汽車起步及換擋過程中， 摩擦式離合器分離與接合的過程時間較長且不平穩，將引起起步及換擋沖擊，影響駕駛舒適性及傳動部件壽命。電流變液(Electrorheological Fluids簡稱ER)在通常條件下是一種懸浮液，它在電場的作用下可瞬間發生液體-固體的轉變。當外加電場強度大大低于某個臨界值時， 電流變液呈液態；當電場強度大大高于這個臨界值時，它就變成固態；在電場強度的臨界值附近，這種懸浮液的粘滯性隨電場強度的增加而變大。利用電流變液的這種特性，可以研究一種新型離合器，即通過改變電場強度的大小來改變其粘滯性，從而改變傳遞扭矩的大小，實現動力的傳遞和中斷。Oravsky等人對電流變離合器進行過相關的研究，但針對汽車用的電流變離合器目前還沒有研究和應用。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的問題，提供了一種利用電流變液的變化特性實現汽車發動機與變速箱之間動力傳遞及中斷的汽車用電流變自動
離合器。為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的所述的汽車用電流變自動離合器包括右端蓋、左端蓋、中心軸、導電環、6片結構相同的主動片、5片結構相同的從動片、5個結構相同的1號隔套、左絕緣套、右絕緣套、4個結構相同的2號隔套、6片結構相同的1號絕緣片、連接板、5片結構相同的2號絕緣片、套筒、6個結構相同的螺栓與電流變液體。套筒安裝在右端蓋與左端蓋之間成接觸連接，并套裝在6片結構相同的主動片與 5個結構相同的1號隔套上成滑動連接。6片結構相同的主動片中相鄰兩者之間設置1個 1號隔套，6片結構相同的主動片中心處的隔套通孔上分別安裝有1號絕緣片，采用6個結構相同的螺栓把右端蓋、相間放置的6片結構相同的主動片與5個結構相同的1號隔套和左端蓋固定連接。中心軸和5片結構相同的從動片采用花鍵副連接，5片結構相同的從動片采用4個結構相同的2號隔套隔開，5片結構相同的從動片的周邊分別安裝有2號絕緣片， 5片結構相同的從動片與6片結構相同的主動片相間設置。中心軸中等直徑的中直徑軸上裝有左絕緣套與右絕緣套，左絕緣套與右絕緣套通過2號軸承與1號軸承安裝在左端蓋與右端蓋中心處的通孔內成轉動連接。在相鄰的主動片和從動片之間形成的空腔內充滿電流變液體。中心軸的輸出端固定套裝有導電環，連接板固定安裝左端蓋的左端面上。技術方案中所述的安裝在右絕緣套右端的1號軸承和固定安裝在右端蓋右端面上的軸承端蓋接觸連接，安裝在左絕緣套左端的2號軸承和定位環右端面接觸連接，定位環左端面和連接板的右端面接觸連接；所述的中心軸的右端為安裝導電環的通過聯軸器和變速箱輸入軸連接的小直徑軸，中心軸中間處設置為和從動片配裝的花鍵軸即大直徑軸， 大直徑軸的兩側設置為安裝左絕緣套與右絕緣套的等直徑的中直徑軸，即中心軸是由從右端至左端的小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸依次連成一體。小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸的回轉軸線共線；所述的右端蓋和左端蓋是結構相同的圓盤類結構件，右端蓋和左端蓋的周邊均布有 6個用于穿過螺栓的通孔，右端蓋和左端蓋一側的中心處設置有凸臺，在凸臺的中心處加工有安裝右絕緣套與1號軸承和左絕緣套與2號軸承的通孔，在右端蓋的左端面與左端蓋的右端面上設置有安裝有4號密封圈的4號密封槽；所述的主動片是圓環盤形結構件，主動片的周邊均布6個用于安裝螺栓的螺栓通孔，主動片的中心處設置一個用于套裝在左絕緣套的右端、2號隔套或右絕緣套的左端的隔套通孔，在隔套通孔與6個用于安裝螺栓的螺栓通孔之間均布4 6個用于灌注電流變液與連通空腔的主通孔。所述的從動片是圓環盤形結構件，從動片的中心處設置一個和中心軸中設置有花鍵的大直徑軸配裝的花鍵孔，花鍵孔的周圍均布4 6個用于灌注電流變液與連通空腔的從通孔；所述的1號絕緣片與2號絕緣片是環形的橫截面為U字形的尼龍材質的防止不同極性的主動片與從動片短路的結構件；所述的空腔的厚度h為0. 5 2mm ；所述的右端蓋的左端面與套筒的右端面和套筒的左端面與左端蓋的右端面之間分別安裝有4號密圈；所述的螺栓兩端分別設置有結構相同的 3號環形密封槽，2個3號環形密封槽內分別安裝有3號密封圈；所述的左絕緣套與左端蓋中心處的通孔和右絕緣套與右端蓋中心處的通孔之間分別安裝有1號密圈。所述的左絕緣套與中心軸左端中直徑軸和右絕緣套與中心軸右端中直徑軸之間分別安裝有2號密圈。與現有技術相比本實用新型的有益效果是1.本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器可以通過改變外加電場來改變電流變液的粘滯性，從而改變離合器傳遞扭矩的大小。2.本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器中所采用的電流變液從液體變成固體只需要千分之幾秒，所以汽車用電流變自動離合器響應快。 3.本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器的整個離合器的功率只有幾瓦，所以汽車用電流變自動離合器能耗比較低。4.本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器中的電流變液隨著電壓變化可以迅速地從液體變固體或者從固體變液體，所以具有連續可控性；由于電流變液的連續可控性，使得換擋平穩，因此可以通過合理控制電流變液的電場強度大小實現汽車迅速且平穩的起步及換擋。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明
圖1為本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器的結構組成主視圖上的全剖視圖；圖2為本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器中所采用的電流變液的工作原理示意圖；圖中1.右端蓋，2.軸承端蓋，3.中心軸，4.導電環，5.高壓電源，6.主動片，7.從動片，8. 3號密封圈，9. 1號隔套，10. 4號密封圈，11. 1號密封圈，12.左絕緣套，13. 2號密封圈，14. 2號隔套，15. 1號絕緣片，16.連接板，17. 2號絕緣片，18.套筒，19.空腔，20.螺栓， 21.定位環。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細的描述本實用新型所述的汽車用電流變自動離合器對離合器的結構進行了重新設計，采用了電流變液，是一種創新結構的離合器。本實用新型可以通過改變外加電場來改變電流變液的粘滯性，從而改變離合器傳遞扭矩的大小。電流變液從液體變成固體只需要千分之幾秒，所以響應快；整個離合器的功率只有幾瓦，所以能耗比較低；隨著電壓變化，電流變液可以從液體變固體或者從固體變液體，而且響應快，所以具有連續可控性；由于電流變液的連續可控性，使得換擋平穩；因此可以通過合理控制電流變液的電場強度大小實現汽車迅速且平穩的起步及換擋。參閱
圖1與圖2，汽車用電流變自動離合器包括離合器殼體(右端蓋1、套筒18、左端蓋)、軸承端蓋2，中心軸3、導電環4、6片結構相同的主動片6、5片結構相同的從動片7、 12個結構相同的3號密封圈8、5個結構相同的1號隔套9、2個結構相同的4號密封圈10、 2個結構相同的1號密封圈11、左絕緣套12、右絕緣套、2個結構相同的2號密封圈13、4個結構相同的2號隔套14、6片結構相同的1號絕緣片15、連接板16、5片結構相同的2號絕緣片17、6個結構相同的螺栓20、2個結構相同的軸承與電流變液體。所述的右端蓋1和左端蓋是結構相同的圓盤類結構件。右端蓋1和左端蓋的周邊均布有6個用于穿過螺栓20的通孔，右端蓋1和左端蓋一側的中心處設置有凸臺，并在凸臺的中心處加工有安裝右絕緣套與軸承和左絕緣套12與軸承的通孔。所述的中心軸3是一階梯軸類結構件，右端為安裝導電環4的為通過聯軸器和變速箱輸入軸連接的小直徑軸即輸出軸，中心軸3中間處設置為花鍵軸即大直徑軸，大直徑軸(花鍵軸)的兩側設置為安裝左絕緣套12與右絕緣套的等直徑的中直徑軸。所以說中心軸3是由從右端至左端的小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸依次連成一體，小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸的回轉軸線共線。所述的鋼質的圓環盤形的主動片6在本實用新型的實施例中共采用6片，6片主動片6的結構相同，每一片主動片6的周邊均布6個用于安裝螺栓20的螺栓通孔，每一片主動片6的中心處設置一個用于套裝在左絕緣套12的右端、2號隔套14或右絕緣套的左端的隔套通孔，在隔套通孔與6個用于安裝螺栓20的螺栓通孔之間均布4 6個用于灌注電流變液(連通空腔19)的主通孔。所述的鋼質的圓環盤形的從動片7在本實用新型的實施例中共采用5片，5片從動片7的結構相同，每一片從動片7的中心處設置一個和中心軸3中的花鍵軸配裝的花鍵孔。花鍵孔的周圍均布4 6個用于灌注電流變液(連通空腔19)的從通孔。配裝后的花鍵孔和中心軸3中的花鍵軸的回轉軸線共線。離合器殼體由左端蓋、套筒18和右端蓋1組成，其中左端蓋的左端面固定安裝在連接板16的右端面上，連接板16的左端面固定安裝在發動機飛輪上。左端蓋和右端蓋1 之間裝有6片結構相同的主動片6，6片結構相同的主動片6的相鄰兩者之間采用1號隔套 9隔開，5個1號隔套9結構相同，用螺栓20把右端蓋1、6片結構相同的主動片6、5個結構相同的1號隔套9和左端蓋固定連接在一起。其中主動片6的數量可根據汽車用電流變自動離合器需要傳遞的扭矩適當調整。中心軸3和5片結構相同的從動片7采用花鍵副連接，5片結構相同的從動片7用 4個結構相同的2號隔套14相互隔開。5片結構相同的從動片7與6片結構相同的主動片 6相間設置，即相鄰2片主動片6之間設置1片從動片7。中心軸3中相同直徑的軸段上裝有左絕緣套12與右絕緣套，左絕緣套12與右絕緣套結構相同，左絕緣套12與右絕緣套通過軸承安裝在左端蓋與右端蓋1中，安裝在右絕緣套右端的1號軸承外軸承環的右端面和固定在右端蓋1右端面上的軸承端蓋2左端面上的定位凸緣接觸連接，實現了 1號軸承與右絕緣套的軸向定位，安裝在左絕緣套12左端的2號軸承外軸承環的左端面和定位環21 的右端面接觸連接，定位環21的左端面和固定在發動機飛輪上的連接板16的右端面接觸連接，實現了 2號軸承與左絕緣套12的軸向定位。中心軸3的右端即輸出端固定套裝有導電環4，高壓電源5通過一彈性架與導電環4電(接觸)連接，導電環4通電后使中心軸3 和從動片7上帶有正電。中心軸3的右端通過聯軸器與絕緣件和變速箱的輸入軸連接，離合器中心軸3的回轉軸線和變速箱輸入軸的回轉軸線共線。其中從動片7等的數量可根據汽車用電流變自動離合器中主動片6數量的變動而變動。在相鄰的主動片6和從動片7之間形成一個厚度h為0. 5 2mm的圓環體形的空腔19，往這10個圓環體形的空腔19中充滿電流變液體。從動片7因與導電環4相連為正極，主動片6因與車體相連為負極，因此在空腔19處形成電場，作用于電流變液上。中心軸3與左端軸承之間裝有左絕緣套12，中心軸3與右端軸承之間裝有右絕緣套，可防止中心軸3和左端蓋與右端蓋1短路，并可通過它把5個結構相同的從動片7相互壓緊。5片結構相同的從動片7的外圈(周邊)有橫截面為U(或說是門字)形的尼龍材質的2號絕緣片17包裹，主動片6的內圈有橫截面為U字(或說是門字)形的尼龍材質的1 號絕緣片15包裹，可防止不同極性的主動片6與從動片7的短路。在左絕緣套12與右絕緣套的通孔上開有2號環形密封槽，放置2號密封圈13 ；在左絕緣套12與右絕緣套的大直徑圓環體的外圓柱面上開有1號環形密封槽，放置1號密封圈11 ；在螺栓20的左右兩端分別設置有結構相同的3號環形密封槽，裝有結構相同的3號密封圈8 ；在右端蓋1的左端面與左端蓋的右端面上設置有較大的4號密封槽，在右端蓋1 與左端蓋上的4號密封槽中分別安裝有4號密封圈10，套筒18安裝在右端蓋1與左端蓋之間成接觸連接，并套裝在6片結構相同的主動片6與5個結構相同的1號隔套9上成滑動連接，再采用6個結構相同的螺栓20固定連接，右端蓋1與左端蓋上的4號密圈10起密封作用，能夠防止電流變液的泄漏。汽車用電流變自動離合器的工作原理發動機飛輪帶動連接板16轉動，進而依次帶動和連接板16固定相連的左端蓋、套筒18、6片結構相同的主動片6、5個結構相同的1號隔套9、右端蓋1和6個結構相同的螺栓轉動，接通電源后通過電流變液的傳力特性將扭矩從6片結構相同的主動片6傳遞到5 片結構相同的從動片7，進而傳遞到中心軸3，最終傳遞到變速箱。由于電場強度的大小影響電流變液的粘滯性，所以可以通過改變外加電場的大小改變由發動機傳遞到變速箱的扭矩大小，其范圍從零到發動機最大扭矩。 本實用新型的實施例中6片結構相同的主動片6和5片結構相同的從動片7所形成的10個結構相同的圓環體形的空腔19的厚度設計為1mm，10個結構相同的圓環體形的空腔19的外徑約150mm，內徑約30mm，在導電環4上加0-3KV的電壓，因此在10個結構相同的圓環體形的空腔19中形成0-3KV/mm電場強度的環形勻強電場，電流變液的壓強lOKPa。 隨著電場強度的增加，離合器可傳遞的扭矩從零逐漸增加，最大可達200N · m以上，滿足一般汽車的使用性能。
權利要求1.一種汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的汽車用電流變自動離合器包括右端蓋(1)、左端蓋、中心軸(3)、導電環G)、6片結構相同的主動片(6)、5片結構相同的從動片(7)、5個結構相同的1號隔套(9)、左絕緣套(12)、右絕緣套、4個結構相同的2號隔套(14)、6片結構相同的1號絕緣片(15)、連接板(16)、5片結構相同的2號絕緣片(17)、 套筒(18)、6個結構相同的螺栓00)與電流變液體；套筒(18)安裝在右端蓋(1)與左端蓋之間成接觸連接，并套裝在6片結構相同的主動片(6)與5個結構相同的1號隔套(9)上成滑動連接，6片結構相同的主動片(6)中相鄰兩者之間設置1個1號隔套(9)，6片結構相同的主動片(6)中心處的隔套通孔上分別安裝有 1號絕緣片(15)，采用6個結構相同的螺栓00)把右端蓋(1)、相間放置的6片結構相同的主動片(6)與5個結構相同的1號隔套(9)和左端蓋固定連接，中心軸(3)和5片結構相同的從動片(7)采用花鍵副連接，5片結構相同的從動片(7)采用4個結構相同的2號隔套 (14)隔開，5片結構相同的從動片(7)的周邊分別安裝有2號絕緣片(17)，5片結構相同的從動片(7)與6片結構相同的主動片(6)相間設置，中心軸(3)中等直徑的中直徑軸上裝有左絕緣套(1 與右絕緣套，左絕緣套(1 與右絕緣套通過2號軸承與1號軸承安裝在左端蓋與右端蓋(1)中心處的通孔內成轉動連接，在相鄰的主動片(6)和從動片(7)之間形成的空腔(19)內充滿電流變液體，中心軸(3)的輸出端固定套裝有導電環G)，連接板 (16)固定安裝左端蓋的左端面上。
2.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的安裝在右絕緣套右端的1號軸承和固定安裝在右端蓋(1)右端面上的軸承端蓋( 接觸連接，安裝在左絕緣套(1 左端的2號軸承和定位環右端面接觸連接，定位環左端面和連接板(16)的右端面接觸連接。
3.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的中心軸(3)的右端為安裝導電環的通過聯軸器和變速箱輸入軸連接的小直徑軸，中心軸(3)中間處設置為和從動片(7)配裝的花鍵軸即大直徑軸，大直徑軸的兩側設置為安裝左絕緣套(12) 與右絕緣套的等直徑的中直徑軸，即中心軸C3)是由從右端至左端的小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸依次連成一體，小直徑軸、右端的中直徑軸、設置有花鍵的大直徑軸與左端的中直徑軸的回轉軸線共線。
4.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的右端蓋(1)和左端蓋是結構相同的圓盤類結構件，右端蓋(1)和左端蓋的周邊均布有6個用于穿過螺栓 (20)的通孔，右端蓋(1)和左端蓋一側的中心處設置有凸臺，在凸臺的中心處加工有安裝右絕緣套與1號軸承和左絕緣套(1 與2號軸承的通孔，在右端蓋(1)的左端面與左端蓋的右端面上設置有安裝有4號密封圈(10)的4號密封槽。
5.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的主動片(6)是圓環盤形結構件，主動片(6)的周邊均布6個用于安裝螺栓OO)的螺栓通孔，主動片(6) 的中心處設置一個用于套裝在左絕緣套(1 的右端、2號隔套(14)或右絕緣套的左端的隔套通孔，在隔套通孔與6個用于安裝螺栓OO)的螺栓通孔之間均布4 6個用于灌注電流變液與連通空腔(19)的主通孔；所述的從動片(7)是圓環盤形結構件，從動片(7)的中心處設置一個和中心軸(3)中設置有花鍵的大直徑軸配裝的花鍵孔，花鍵孔的周圍均布4 6個用于灌注電流變液與連通空腔(19)的從通孔。
6.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的1號絕緣片 (15)與2號絕緣片(17)是環形的橫截面為U字形的尼龍材質的防止不同極性的主動片(6) 與從動片(7)短路的結構件。
7.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的空腔(19)的厚度h為0. 5 2mm。
8.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的右端蓋(1)的左端面與套筒(18)的右端面和套筒(18)的左端面與左端蓋的右端面之間分別安裝有4號密圈(10)。
9.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的螺栓00)兩端分別設置有結構相同的3號環形密封槽，2個3號環形密封槽內分別安裝有3號密封圈 ⑶。
10.按照權利要求1所述的汽車用電流變自動離合器，其特征在于，所述的左絕緣套 (12)與左端蓋中心處的通孔和右絕緣套與右端蓋(1)中心處的通孔之間分別安裝有1號密圈(11)；所述的左絕緣套(1 與中心軸( 左端中直徑軸和右絕緣套與中心軸( 右端中直徑軸之間分別安裝有2號密圈(13)。
專利摘要本實用新型公開了汽車用電流變自動離合器，其包括右端蓋、左端蓋、中心軸、主動片、從動片、左絕緣套、右絕緣套、套筒與電流變液體。套裝在主動片與1號隔套上的套筒安裝在右端蓋與左端蓋之間，相鄰兩主動片之間放置1號隔套，主動片的隔套通孔上安裝有1號絕緣片，用螺栓把右端蓋、相間放置的主動片與1號隔套和左端蓋固定連接，中心軸和從動片采用花鍵副連接，相鄰兩從動片之間放置2號隔套，從動片的周邊安裝有2號絕緣片，從動片與主動片相間設置。中心軸通過左絕緣套、右絕緣套、2號軸承與1號軸承安裝在左端蓋與右端蓋上，在相鄰的主動片和從動片之間形成的空腔內充滿電流變液體，中心軸的小直徑軸套裝有導電環，連接板固定安裝左端蓋上。
文檔編號F16D35/00GK202073954SQ201120172479
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者劉杰, 徐豪, 王云成, 王建華, 謝飛 申請人:吉林大學