摘 要 离合器转矩传递特性是提高起步和换挡品质的基本依据之一。汽车的平稳起步和平顺换挡与离合器传递转矩特性密切相关。故本文特别研究离合器转矩传递特性。
关键词 电磁离合器 转矩 电磁力
中图分类号：U463.2 文献标识码：A
1汽车电磁离合器的结构及其工作原理
摩擦片式电磁离合器具有单片和多片等形式，单片摩擦式电磁离合器具有结构简单，传动转矩大，响应快，无空转矩，散热良好等优点；摩擦片常在干式状态下使用，磨损快，需及时更换摩擦衬。多片摩擦式电磁离合器由于摩擦片的厚度较薄，传动相同转矩时，虽轴向尺寸增加但径向尺寸明显减少，因而结构紧凑。以本文要研究的线圈静止（无滑环）多片摩擦式电磁离合器为例介绍电磁离合器的结构及其工作原理。
图1：线圈静止多片摩擦式电磁离合器
上图为线圈静止（无滑环）多片摩擦式电磁离合器。磁轭1安置在滚动轴承上固定不动，内、外导磁体2、4与轴套9组成转动部分。线圈通电时产生磁力吸引衔铁8压紧内、外摩擦片5、6。内摩擦片5与轴套9、外摩擦片6与外连接件7均滑动连接，实现主、从部件的接合。隔磁环3的作用是为了避免磁短路。这种具有恒定工作气隙的结构，可以缩短离合器脱开的时间，但整个磁阻较大，在传递相同转矩条件下，所需的磁力比滑环式大，因此结构尺寸较大，成本较高，但因取消了刷和滑环，使得其转动惯量小，适用于高速转动的轴系，安装维修方便，可靠性高，使用寿命长。此外，由于线圈与摩擦片相距较远，不直接接触，因而散热条件好，温升较低。
2电磁离合器的电磁力、传递转矩转矩计算
一般电磁离合器的传递转矩T由主、从动片间的摩擦力大小决定，而摩擦力除了与摩擦面积、摩擦系数有关外，主要取决于主、从动片间的压紧力F。
3电磁离合器转矩特性
3.1静摩擦转矩特性
静摩擦转矩是指线圈通电励磁后在离合器完全接合状态下，从主动侧传给被动侧的最大转矩，故静摩擦转矩也称最大转矩。在一定型式的离合器上，如果摩擦系数、平均有效半径和摩擦面数一定，而电磁吸力将随励磁电流大小而变化。若改变励磁电流值，就可以达到增减电磁吸力。利用这一特点可以很方便地调整离合器所产生的转矩。图2表示湿式离合器的静转矩与励磁电流特性曲线。
图2：励磁电流与静转矩的特性曲线
曲线表明：一定范围内，转矩随电流成比例增加，达一定值后再增加电流其转矩几乎不变，这是磁路饱和所致。磁路饱和情况随磁路材料而异。一般磁感应强度达到15000～20000 Gs时磁路饱和。转矩与励磁电流的特性曲线在干式和湿式离合器上基本相同。转矩的调整就是利用此特性曲线。一般在20%～30%额定电流以下衔铁就不能吸引，从而不能发生摩擦力矩。
3.2动摩擦转矩特性
动摩擦转矩是指线圈通电后，在离合器接合过程中产生滑移的条件下，从主动侧传递到被动侧的转矩。此时的摩擦系数是动摩擦系数，故动摩擦转矩一定比静摩擦转矩小。图3是表示湿式多片型离合器在连接过程的动作曲线。当开关接通时，因为线圈中存在电阻及电感，使电流随时间呈指数上升。当电流达到一定值时，衔铁被吸动，磁路间隙变小，磁阻变小，电路中电感急剧增加，结果就使电流减小一些。当衔铁被吸引而使摩擦片压紧时，开始传递转矩，此转矩随电流一起增加到一定值，此后主动侧和被动侧的相对转速就逐渐减少，当相对转速为零的那一瞬间，转矩增至最大，即达到静摩擦转矩。
参考文献
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