一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器专利检索-液力变矩器传动系统变速箱和齿轮专利检索查询-专利查询网

一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器

阅读：1013发布：2021-01-21

专利汇可以提供一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，由输入组、输出组、弹簧活塞组构成。输入组包括输入轴和电磁线圈等。输出组包括输出轴内轴、输出轴外轴和电机等，输出轴内轴通过直线轴承支撑在输出轴外轴内侧的空腔中，输出轴外轴和输出轴内轴通过类花键齿结构配合，输出轴内轴末端与电机的输出涡轮配合；电机转动时带动输出轴内轴做轴向的移动，从而使输入轴与输出轴构成的环形空腔的长度和相邻面积发生改变。活塞凸轮组包括固定在输出轴外轴上的活塞和四根弹簧，活塞开有泄流孔，四根弹簧两侧分别与活塞头部和内壁连接。当活塞头部受到磁场力而向左移动时，其可以挤压环形空腔内的磁流变液体，提升离合器传递力和力矩的能力。，下面是一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：由输入组、输出组和弹簧活塞组构成；
所述输入组主要由输入轴(1)、与其配合的电磁线圈(6)以及输入端壳体(3)组成，输入轴(1)通过滚动轴承Ⅱ(25)与输入端壳体(3)配合；
所述输出组主要由输出轴、输出端壳体(7)和电机(23)组成，输出轴通过滚动轴承Ⅲ(26)与输出端壳体(7)固定，输出轴包括输出轴内轴(14)和输出轴外轴(13)，输出轴内轴(14)通过直线轴承(17)与输出轴外轴(13)的壳体内部配合，且输出轴内轴(14)与输出轴外轴(13)通过花键配合，电机(23)位于输出轴内轴(14)和输出轴外轴(13)之间的空腔内，通过电机支撑杆(24)固定在输出轴外轴(13)内壁上，电机(23)的电机涡轮(16)与输出轴内轴(14)末端的蜗杆结构(15)啮合；
所述活塞凸轮组主要由活塞(10)和四根弹簧(11)组成，活塞(10)通过滚动轴承Ⅰ(20)固定在输出轴外轴(13)上，弹簧(11)的两侧分别与活塞(10)的活塞头部(12)以及活塞(10)内侧壁相连，活塞头部(12)将活塞(10)内部的空腔分为左右两部分，左侧充满磁流变液体(21)且开有泄流孔(9)；
所述输入端壳体(3)与输出端壳体(7)相连，输出轴内轴(14)与输入轴(1)配合形成环形空腔(22)，其内充满磁流变液体(21)，活塞头部(12)能够左右移动挤压环形空腔(22)内的磁流变液体(21)。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述输入组还包括与输入端壳体(3)相连的输入端端盖(2)和设置在电磁线圈(6)两侧的环形橡胶块(5)，输入端端盖(2)与输入端壳体(3)通过螺栓连接，且设有防松垫圈。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述输出组还包括与输出端壳体(7)相连的输出端端盖(8)，输出端端盖(8)与输出端壳体(7)通过螺栓连接，且设有防松垫圈。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述输入端端盖(2)和输出端端盖(8)中均设有密封毛毡。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述输出轴内轴(14)的外圆周设有花键齿结构(19)，输出轴外轴(13)的内壁设有花键槽结构(18)，花键槽结构(18)与花键齿结构(19)配合使输出轴内轴(14)做轴向移动时能够保持水平，降低输出轴内轴(14)对直线轴承(17)和末端的电机涡轮(16)的附加应力。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述输入端壳体(3)与输出端壳体(7)通过螺栓连接，且设有防松垫圈。
7.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述电磁线圈(5)和电机(23)通电后，输出轴内轴(14)向离合器外侧做较小位移的轴向移动，环形空腔(22)的长度和相邻面面积变大。
8.根据权利要求1所述的一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，其特征在于：所述环形空腔(22)内的磁流变液体(21)与活塞(10)内部的液体处于连通状态。

说明书全文

一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器

技术领域

[0001] 本发明属于汽车车用离合器技术领域，具体涉及一种应用于汽车底盘的基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器。

背景技术

[0002] 离合器是发动机动力与外部输出的“连接器”，它是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件。汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员需要操纵离合器使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力。离合器的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到一定的保护作用。

[0003] 离合器分为电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器和液力离合器四种。由于传统的车用离合器在汽车起步、换挡、加速时由于操作不当都会有“卡顿”现象，故本文基于传统车用离合器的设计基础上改变离合器的形状，使用磁流变液体，以减少汽车换挡时离合器的抖动和冲击。

[0004] 磁流变液体是一种铁磁性细微颗粒，是由能使磁性颗粒均匀分散的溶剂水、矿物油、硅油等及表面活性剂组成的稳定悬浮液体，在磁场的可极化具有高饱和磁化强度。磁流变液体是一种新型的液体，其屈服应力随着外加磁场的变化而变化。基于磁流变液的这种特殊力学性质，它们能用于外加磁场控制的器件，如磁流变离合器、阻尼器、减震器等。磁流变液体离合器是磁流变液体的一个重要的应用方向。通过控制外加的磁场的强度和有无可以保证离合器的平稳结合和分离。传统离合器具有易磨损、噪声大等缺点，而磁流变液体离合器具有其结构简单、能耗低、响应速度快等特点，能有效解决上述问题。但是，磁流变液的缺点在于剪切屈服应力不足、扭转力不够，这些缺点一直制约着磁流变液体的应用。

发明内容

[0005] 本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器。

[0006] 其原理在于运用磁流变液体在电磁线圈通电后由类液体转化为类固体的过程中产生的剪切力来实现输出轴和输出轴无机械接触传动力和力矩，这可以克服普通离合器在传递来自发动机的力和力矩时的抖动和冲击。由于磁流变液体剪切屈服应力不足、扭转力不够，故本发明中将输出轴分为输出轴内轴和输出轴外轴，内轴在电机涡轮转动带动下可以轴向移动，改变输入轴和输出轴相互配合后形成环形空腔的长度和相邻面积的大小，这样磁流变液体在通电后形成的剪切力分布在多个曲面内，增大了总的剪切力。另外，通电后环形圆筒活塞头部在磁场力的作用下可以挤压活塞内部的磁流变液体进入输入轴和输出轴构成的环形空腔中，对磁流变液体的挤压可以提升磁流变液体传递力和力矩的能力。虽然这一措施对于加强离合器的传递能力有一定的提升，但是由于商用车底盘传动系传递的力和力矩很大，故此发明不适用商用车领域。

[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下：

[0008] 一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器，由输入组、输出组和弹簧活塞组构成。

[0009] 所述输入组包括输入轴1、输入端端盖2、输入端壳体3、环形橡胶块4、电磁线圈5等。输入轴1通过滚动轴承Ⅱ25支撑在输入端壳体4上，滚动轴承Ⅱ25的内、外侧分别通过轴肩和输入端端盖2加以固定，输入端端盖2内设置密封毛毡防止液体泄漏。电磁线圈5的内圆与输入轴1外圆配合，其左右两侧分别设置环形橡胶块4加以固定并实现输入端壳体3与输出端壳体7连接处的密封。

[0010] 所述输出轴分为输出轴内轴14和输出轴外轴13。输出轴外轴13通过滚动轴承Ⅲ26固定在输出端壳体7上，滚动轴承Ⅲ26的内、外侧分别通过轴肩和输出端端盖8加以固定，输入端端盖8内设置密封毛毡防止液体泄漏。输出轴内轴14与输出轴外轴13之间设有直线轴承17，输出轴内轴14通过直线轴承1支撑在输出轴外轴13壳体内部空腔中。输出轴内轴14左侧可与输入轴1右侧配合形成环形空腔22。输出轴内轴14的中部外圆周有一端制作成类花键齿结构18，输出轴外轴13内壁与之对应部分一部分长度制作成类花键槽结构19，输出轴内轴14和输出轴外轴13通过上述类花键结构配合，其能够保持输出轴内轴14轴向移动时能够保持水平，减轻作用在直线轴承17和电机涡轮16上面的附加应力。

[0011] 所述输出轴内轴14右侧有一部分外圆周制作成涡杆螺纹结构，输出轴外轴13与输出轴14之间的空腔中设置电机23，电机23通过电机支撑杆24支撑在输出轴外轴13的内壁上。离合器工作时，电机23随输出轴外轴13一起做圆周运动。电机23的动力输出端—电机涡轮16与对应输出轴内轴14末端的类蜗杆结构15相配合。在电机23通电工作转动时，电机涡轮16转动带动输出轴内轴14末端的类蜗杆结构15做轴向移动，进而实现输出轴内轴14在轴向方向的移动，使环形空腔22的长度和相邻面面积发生改变。电机23的通电时间由电机转速和输出轴内轴14的M面与输出轴外轴13的N面之间的轴向距离综合设定，当M面与N面即将接触时，电机23断电，类蜗杆结构15和电机涡轮16保持啮合状态。

[0012] 所述弹簧活塞组包括活塞10、四根弹簧11、滚动轴承Ⅰ20和磁流变液体21等。输入轴1和输出轴内轴14、输出轴外轴13装配后形成的环形空腔22内充满着磁流变液体21。活塞10内圆通过滚动轴承Ⅰ20固定在输出轴外轴13外圆周上，活塞头部12将活塞10内部的空腔分为左右两部分，左侧腔体内充满磁流变液体21且开有泄流孔9。四根刚度较弱的弹簧11一侧呈圆周均匀连接在活塞10侧壁上，另外一侧连接在活塞头部12，实现活塞10的左右移动挤压环形空腔22内的磁流变液体21。活塞头部12可在磁场力或弹簧弹力的作用下向左或向右移动。

[0013] 所述输出轴内轴14和输出轴外轴13与输入轴1配合形成的环形空腔22的距离以及相邻接触面面积可以在离合器工作时对输出轴内轴14的轴向位置做出改变而改变，同时磁场力对活塞头部12的吸引可以挤压环形空腔22内的磁流变液体21，提升离合器工作时传递力和力矩的能力。

[0014] 本发明中输入端端盖2和输出端端盖8中均设有密封毛毡，防止液体泄漏。

[0015] 所述输入端端盖2与输入端壳体3、输出端端盖8与输出端壳体7、输入端壳体3与输出端壳体7之间均通过螺栓连接，且设有防松垫圈；

[0016] 所述输入轴1与输入端壳体3、输出轴外轴13与输出端壳体7之间均设有滚动轴承，滚动轴承内侧通过轴肩固定，外侧分别通过输入端端盖2和输出端端盖8固定。

[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明中基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器中的输入轴和输出轴构成的可伸缩环形夹层增加了输入轴与输入轴之间的间接接触面积，可以在一定程度上弥补磁流变液体在传递力和力矩方面剪切力不足的缺点，并且输出轴内轴的轴向移动可以增加环形空腔的长度和相邻面的面积。同时由于活塞的挤压作用和液体的离心效果，可以在离合器工作时对充斥在输入轴和输出轴构成的环形空腔中的磁流变液体有一定的挤压作用，可以进一步提高传递力和力矩的能力。由于采用环形空腔充斥磁流变液的方法，可以在保证离合器输入轴强度的前提下，减少制造轴的材料的浪费，同时可以降低离合器的质量，更重要的是由于使用了磁流变液，可以避免传统离合器的输入轴和输出轴在机械接触时产生的抖动和冲击，提高驾驶舒适性和动力性。本发明为非接触式减振降噪离合器，在原有离合器的基础上，对输入轴和输出轴的形状做出改变，用新型材料—磁流变液体充当输入轴和输出轴连接的介质。同时降低了离合器的质量，提升离合器传递力和力矩的能力，降低了传递时的抖动和冲击。本发明具有结构简单可靠，方便使用，经济性能高等优点。

附图说明

[0018] 图1为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器输出轴剖视图；

[0019] 图2为图1的C-C剖面图；

[0020] 图3为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器输出轴类涡轮蜗杆结构示意图；

[0021] 图4和图5为图3的部分结构局部放大图；

[0022] 图6为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器不工作时的剖视图；

[0023] 图7和图8为图6的部分结构局部放大图；

[0024] 图9为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器工作时的剖视图；

[0025] 图10和图11为图9的部分结构局部放大图；

[0026] 图12为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器A-A剖视图；

[0027] 图13为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器B-B剖视图；

[0028] 图14为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器右视图；

[0029] 图15为图14的部分结构局部放大图。

[0030] 图16为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器活塞轴向剖视图；

[0031] 图17为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器活塞周向剖视图。

[0032] 图中，1.输入轴 2.输入端端盖 3.输入端壳体 4.环形橡胶块 5.电磁线圈 6.环形密封圈 7.输出端壳体 8.输出端端盖 9.泄流孔 10.环形圆筒活塞 11.弹簧 12.活塞头部13.输出轴外轴 14.输出轴内轴 15.类蜗杆结构 16.电机涡轮 17.直线轴承 18.类花键槽结构 19.类花键齿结构 20.滚动轴承Ⅰ 21.磁流变液体 22.伸缩环形空腔 23.电机 24.电机支撑杆 25.滚动轴承Ⅱ 26.滚动轴承Ⅲ。

具体实施方式

[0033] 本发明提供的离合器的设计思想是：利用磁流变液体充当输入轴和输出轴之间的传递介质，电磁线圈通电后产生的磁场力拉动活塞头部向活塞开有泄流孔的一侧移动，挤压环形空腔的磁流变液体。同时电机通电后，电机涡轮转动带动输出轴内轴向右侧移动，此时输入轴和输出轴之间的环形空腔长度和相邻面积增大，使更多的磁流变液体充入环形空腔中。由于环形空腔中充满磁场，磁流变液体由类液体介质转换为类固体介质，磁流变液体沿磁场方向相互吸引形成链状，这种链状结构增大了磁流变液的相对运动产生的剪切阻力，此时通过磁流变液体的剪切力产生的粘滞力带动输出轴内轴和输出轴外轴转动。输出轴外轴和输出轴内轴中部一段长度制作成类花键结构，输出轴内轴和输出轴外轴装配后，类花键结构使两输出轴同角速度转动，从而使输入轴和输出轴无机械接触结合。在这过程中输入轴和输出轴没有机械接触，从而降低传统离合器主动部分和从动部分接触时产生的抖动和冲击。

[0034] 离合器分离时，电磁线圈断电，此时离合器内部壳体内无磁场作用，充斥在环形空腔和活塞内部的磁流变液体由类固体状态变为类液体状态，磁流变液体在环形空腔内筒壁上产生的剪切力几乎为零，输入轴的动力无法通过磁流变液体传到输出轴。同时输出轴末端的电机通电，但是此时电机反向转动，电机的动力输出结构——电机涡轮反向转动，推动与其配合的输出轴末端的类蜗杆结构向离合器内部做轴向移动，进而输出轴内轴做向左做轴向移动，环形空腔的长度和相邻面积变小。原本充斥在其中的磁流变液体被挤压进入活塞内部，活塞头部在磁流变液体挤压和弹簧推动的作用下向右移动。相同的，电机反向通电转动的时间由电机转速和输出轴内轴的M面与输出轴外轴的N面之间的距离综合设定，当M面与N面即将接触时，电机断电，类蜗杆结构和电机涡轮保持啮合状态。

[0035] 下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0036] 本发明旨在解决普通乘用车离合器在换挡结合时的抖动和冲击，由于磁流变液体性能限制不适用于商用传递大功率、大负载的场合。基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器由输入组、输出组、弹簧活塞组构成。输出轴内轴14通过直线轴承17支撑在输出轴外轴13内侧的空腔中，两轴共轴线。输出轴外轴13中部的类花键槽结构19与输出轴内轴14对应部位的类花键齿结构18配合，类花键槽结构19的长度略大于类花键齿结构18的长度，保证输出轴内轴14在轴向移动时，其上的类花键齿结构18能够始终与类花键槽结构19处于啮合状态。输出轴内轴14末端制作成类蜗杆结构15，类蜗杆结构15与电机涡轮
16配合，电机涡轮16是电机23 动力输出装置。电机23通过电机支撑杆24固定在输出轴外轴
13内壁上，电机23通电时，电机涡轮16转动可以带动与其配合的类蜗杆机构15做轴向移动，从而实现输出轴内轴14做轴向的移动，进而使输入轴1与输出轴构成的环形空腔22的长度和相邻面积变大。输入轴1和输出轴分别通过滚动轴承Ⅱ25和滚动轴承Ⅲ26支撑在输入端壳体4和输出端壳体9上，两壳体通过螺栓连接并在连接处设置环形橡胶块4实现密封。活塞
10通过滚动轴承Ⅰ20固定在输出轴外轴13外圆周上，活塞10外圆开有泄流孔9，四根刚度较弱的弹簧11一侧连接活塞头部12上，另一侧呈圆周均匀连接在活塞10的内侧壁上。当活塞头部12受到磁场力而向左移动时，其可以挤压环形空腔22(通电后环形空腔的体积会随着输出轴内轴的移动发生改变)内的磁流变液体21，提升离合器传递力和力矩的能力。

[0037] 如图1、图2所示，为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器输出轴剖视图和C-C视图。如图1所示，输出轴主要由输出轴内轴14和输出轴外轴13构成，输出轴左侧的环形圆筒和输入轴1配合可形成环形空腔22。输出轴外轴13与输出轴内轴14通过直线轴承17支撑，同时配合使用截面形状为“L”的环形密封圈6防止输出轴内轴14做轴向移动时，磁流变液体21通过输出轴内、外接触面泄露。如图2所示，输出轴内轴14和输出轴外轴13中部某段做成类花键结构。输出轴外轴13某段长度的内壁制作成类花键槽结构19，输出轴内轴14某段长度的外圆周制作成类花键齿结构18且类花键槽结构19的长度要适当大于对应输出轴内轴14外圆周上的类花键齿结构18对应的长度,输出轴内轴14和输出轴外轴18始终通过类花键结构处于结合状态。

[0038] 如图3、图4和图5所示为本发明基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器输出轴末端类蜗轮蜗杆结构剖视图、类涡轮蜗杆结构局部放大图。为了实现输出轴内轴14的轴向移动，将输出轴内轴14的末端制作成类蜗杆结构15，输出轴外轴13与输出轴内轴14之间的空腔内设有电机23，电机23通过电机支撑杆24与输出轴外轴13内壁固定。电机23通电时的动力输出端—电机涡轮16转动带动类蜗杆结构17向右侧移动，此时输出轴内轴
14整体向右侧轴向移动，输出轴外轴13与输出轴内轴14配合后的花键结构仍然处于啮合状态。输出轴内轴M面与输出轴外轴N面之间的间隙减小，此时输出轴内轴14左侧与输入轴1配合形成了环形空腔22，增加磁流变液体21产生剪切力的工作面积和长度。电机23通电转动的时间由电机转速和输出轴内轴14的M面与输出轴外轴13的N面之间的距离综合设定，当M面与N面即将接触时，电机23断电，类蜗杆结构15和电机涡轮26保持啮合状态。

[0039] 如图6、图7和图8以及图9、图10和图11所示，为本发明基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器不工作状态下的剖视图与工作状态下的剖视图和对应部分结构放大图。输入轴1通过滚动轴承Ⅲ26支撑在输入端壳体3上，滚动轴承Ⅲ26内侧通过轴肩固定，外侧通过输入端端盖2固定，输入端端盖2与输入端壳体3通过螺栓连接，并在输入端端盖2内部设置密毛毡，电磁线圈5内圆与输入轴1最外圆配合，两侧设置环形橡胶块4实现电磁线圈5的轴向固定和两壳体连接处的密封。活塞10通过滚动轴承Ⅰ20固定在输出轴外轴13上，活塞10外侧开有泄流孔9使活塞10内部与环形空腔22的磁流变液体21连通。活塞10内绕圆周均置四根弹簧11，弹簧11的一侧与活塞10内侧壁相连，另一侧与活塞头部12相连。输入轴1和输出轴配合形成环形空腔22，里面充斥着磁流变液体21，输出轴内轴14通过直线轴承17支撑在输出轴外轴13空腔中，当离合器处于工作状态时，电机23通电，输出轴内轴14右侧的类蜗杆机构15在电机23的动力输出端——电机涡轮16带动下做轴向的移动，进而改变环形空腔22的长度和相邻曲面面积。使用截面形状为“L”的环形密封圈6防止输出轴内轴
14做轴向移动时，磁流变液体21通过内、外轴接触面泄露。

[0040] 如图12、图13所示，为本发明基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器工作状态下A-A剖视图和B-B剖视图。由于离合器工作时输出轴内轴14可以轴向移动，故使得输入轴1和输出轴15,16之间的环形空腔22的长度和相邻曲面面积发生改变。在离合器正常工作时，能够改变磁流变液体21产生剪切力的工作面积，提升离合器传递力和力矩的能力。

[0041] 如图14、图15所示，为本发明基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器右视图和局部放大图。输入端壳体3与输出端壳体7通过螺栓连接。输出端端盖8与输出端壳体7通过螺栓连接。输出轴内轴14末端的类蜗杆结构15与电机23的动力输出端——电机涡轮16啮合，电机23通过电机支撑杆24固定在输出轴外轴13内壁上。当离合器工作时，电机23顺指针转动，使输出轴内轴14向右侧移动；当离合器断开时，电机23逆时针转动，使输出轴内轴14向左侧移动。

[0042] 如图16-图17为本发明基于磁流变液体设计的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器活塞结构轴向和周向剖视图。活塞10外壁上开有泄流孔9，活塞头部12将活塞10内部分为两部分，右侧空间呈空腔状态，左侧充满磁流变液体21。四根弹簧11绕圆周均置于活塞10内部，弹簧11的一侧连接在环形圆筒活塞10侧壁上，另一侧连接在活塞头部12上。

[0043] 本发明具体的工作流程：

[0044] 当离合器的处于断开状态时，电磁线圈5和电机23均没有通电，故离合器内部无磁场，活塞10的活塞头部12因为无磁场力的作用几乎处于原位置，连接活塞头部12的弹簧11处于自由伸长的状态，活塞头部12不会挤压活塞10内部的磁流变液体21；同时由于电机23没有转动，离合器输出轴内轴14不发生轴向移动，输入轴1和输出轴内侧不能配合形成环形空腔22。环形空腔22内壁的粘滞力几乎为零，离合器输入轴1输入的动力和力矩不会通过磁流变液体21带动输出轴转动，此时输入轴1和输出轴15,16相当于处理分离状态。

[0045] 当离合器工作时，电机23先通电，此时电机23的动力输出端——电机涡轮16顺时针转动，带动与之配合的输出轴内轴14末端的类蜗杆结构15移动，输出轴内轴14向右侧移动，输入轴1和输出轴内侧14配合形成环形空腔22，磁流变液体21充入其中。电机23通电转动的时间由电机转速和输出轴内轴14的M面与输出轴外轴13的N面之间的距离综合设定，当M面与N面即将接触时，电机23断电，类蜗杆结构15和电机涡轮26保持啮合状态。后续电磁线圈5通电后，输入端壳体3，输出端壳体7，环形空腔22，环形圆筒活塞10之间的缝隙内存在磁场力，其中的磁流变液体中的悬浮粒子在磁场的作用下产生磁化，沿磁场方向相互吸引形成链状，这种链状结构增大了磁流变液的相对运动产生的剪切阻力，此时通过磁流变液体的剪切力产生的粘滞力带动输出轴转动，从使输入轴1和输出轴无接触结合，处于工作状态。另外，由于活塞10的活塞头部12受到向左磁场力的作用，随着电磁线圈5中电流的增大，磁场力增大，连接活塞头部12的弹簧11由因受到越来越大的磁场力从自由伸长的状态缓慢缩短长度，活塞头部12挤压活塞10内部的磁流变液体21从活塞10泄流口9流出。活塞10泄流口9流出的磁流变液体21与原本位于伸缩环形空腔23中的磁流变液体21连通，从而活塞头部12的移动可以挤压整个密闭空间内所有磁流变液体21，这样可以增加离合器传递力和力矩的能力。当离合器传递的转矩和力逐渐上升时，可以增加电磁线圈5内的电流以增加活塞10的压缩程度，进而挤压出更多的磁流变液体21至环形空腔22中，保证磁流变液体21剪切产生的粘滞力增加，实现输入轴1和输出轴的转动滑差减小，直至输入轴1和输出轴同步旋转。

[0046] 当离合器由工作到停止工作时，此时电磁线圈5断电。此时离合器内部无磁场，充斥在输入轴1和输出轴构成的环形空腔22中的磁流变液体21呈类液体，环形空腔22内壁的粘滞力几乎为零。此时电机23逆时针转动，电机23的动力输出端——电机涡轮24带动与之配合的类蜗杆结构15做轴向左移，从而实现输出轴内轴14向左移动。输入轴1和输出轴内轴14构成的环形空腔22减小。同时由于磁场力消失，活塞10内部的弹簧11复位，在弹簧11的推力作用和原本在环形空腔22内的磁流变液体21的溢出影响下，磁流变液体21通过泄流孔11流入活塞10内部。电机23通电转动的时间由电机转速和输出轴内轴14的M面与输出轴外轴
13的N面之间的距离综合设定，当M面与N面即将接触时，电机23断电，类蜗杆结构15和电机涡轮26保持啮合状态。

[0047] 以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改,都落入本发明保护的范围。

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一种基于磁流变液体的轴向可移动挤压式多层圆筒离合器

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