磁粉离合器在汽车差速系统中的应用

　　0 前言

　　汽车在行驶中，左右车轮在同一时间内所滚动的路程往往是不相等的。如汽车转弯时内侧车轮行程短;左右两车轮气压不等。胎面摩损不均匀，两侧车轮上的负荷不一致引起车轮的半径不相等，左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等。这样如果驱动桥的左右刚性联接，则不论转弯行驶或直线行驶，均会造成车轮在路面上的滑移，滑转，导致通过性差难以操作。为此，在驱动桥的左右轮间都装有轮间差速器，以提高车辆的通过性和操作性。目前的差速器大都为机械式即齿轮式，摩擦片式，强制锁止式等。新设计的差速器采用磁粉摩擦介质。通过转速传感器，方向传感器控制左，右轮的力矩达到了差速差力的目的。　　

　　1 磁粉离合器的设计

　　1.1磁粉离合器工作原理

　　普通磁粉离合器如图1所示，它由导电环1，励磁线圈2，磁粉3，转子4，定子5组成。当励磁线圈没有励磁电流时，散沙的磁粉象液体一样不能阻碍转子与定子的相对运动，离合器呈分离状态;励磁线圈通电，所产生的主磁通沿设置的磁路形成闭合回路，磁粉离合器转子与定子这间的磁粉迅速磁化，并沿磁路结成链状固态，定子与转产生啮合力，实现力矩传递。这个啮合力的大小与励磁线圈上的电流是线性关系。[1]如图2所示。只要改变励磁线圈的电流就可以得到所需要的相应大小的转矩。

　　1.2双级的双盘式磁粉离合器

　　一种双级双盘式磁粉离合器的设计，它解决了在一根贯通轴上的恒力，差力到差速的传动问题，可在汽车桥的传动中得到广泛的应用。如图3所示。它的工作原理是磁粉离合器的定子(外壳6)转动时当5，5’两轴上有负载如果2，2’上没有励磁电流散沙似的磁粉不能阻碍4，4’转子的转动，因为5，5’分别与4，4’刚性连结，离合器处于分离状态。当励磁线圈通电时，产生的主磁通沿设置的磁路形成闭合回路，磁粉离合器主动件6定子(外壳)与从动件4，4’间的磁粉迅速磁化，沿磁路结成链状固态，主动件6定子(外壳)与从动件4，4’产生齿合力，由于磁粉离合器的励磁线圈电流与力矩成线性关系变化。励磁电流的增大使主、从动件上的齿合力增大，从动件5，5’上的输出扭矩增大，由图4特性曲线可知， 输出轴的转矩只对应某一电流值，而与转速无关，因此通过励磁线圈改变励磁电流值，达到改变输出转速和转矩的目的。[2]

　　由于双级双盘式磁粉离合器它是由两个分别独立的励磁线圈2。2’和两个分别独立的转子4，4’组成，那么只有当励磁线圈2，2’上的励磁电流完全相等时，输出5，5’上的扭矩相等，可见当改变2，2’上的励磁电流使它们不相等时，输出轴上的扭矩和转速将发生变化，这个变化在5，5’上有负载时就很易控制。