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AUTO PARTS | 汽车零部件电磁离合器的发展林建军 林子程 杨景文 袁永锋 林永汉 李书其 叶伟军龙泉市中泰汽车空调有限公司 浙江省龙泉市 323700摘 要： 电磁离合器在航空航天、汽车、家用设备等行业有着广泛应用，本文总结了近年来电磁离合器产业的发展，概括了电磁离合器的分类、理论研究和应用方面的最新进展。
关键词：电磁离合器 分类 理论研究 应用1 引言离合器是汽车零部件的重要组成部分，在1820年到1830年才出现了多片盘式、干式单片离合器，并且从这时起，除了汽车行业，其他制造行业也纷纷引入离合器。
约在1920年，离合器出现了一种新的形式：干式单片型电磁离合器。
并在此基础上研发出了干式多片型、湿式多片型结构。
在自动雕刻机上首先出现了这种技术。
再加上磁力传动技术的兴起，电磁离合器也就随之而来，电磁离合器能够满足远程操控及自动化的要求，且它的响应速度很快，操作简便，调节灵敏度很高，生产效率得到了有效的提升，人们看到了电磁离合器的重大潜力，电磁离合器也被投入到各个行业之中。
世界第一台离合器诞生于1889年，现今已经有了百余年发展历史，也已经积累了无数人的知识经验。
随着社会经济的不断发展，尤其是当下信息时代的快速发展，对于电磁离合器的发展有着极大的帮助。
在亚洲区域，日本生产电磁离合器的数量要远高于其他国家，从1966年到1992年，日本电磁离合器的年产量从十万台左右提升至500万台，实现了巨大飞跃。
在我国，台湾某公司于1970年后开始生产电磁离合器，目前每年生产量年也超30万台。
然而内地的电磁离合器技术和相关的机械工艺发展较晚，在1980年之后才开始有相关技术产品的研究，但随着我国近年来的飞速发展，电磁离合器行业的研发也逐步提升，无论在航空、航天、军工国防、民用机械等行业都可以见到电磁离合器的身影。
可以看出我国电磁离合器也受到了极大的关注，发展也越来越迅速，在工业飞速发展的当下，研究电磁离合器技术无疑是提升国内工业制造地位的得力助手。
电磁离合器DLM9-10A 工作原理
所属类
别：
多片电磁离合器->湿式多片电磁离合器编号：D LM9
名称：D LM9(ERD)系列无滑环湿式多片电磁离合
描述：㈠、主要用途：DLM9系列是无滑环湿式多片电磁离合器，需在润滑的条件下工作，摩擦片磨损少，使用寿命长，径向尺寸小、力矩大。
可广泛用于机床、轧钢、冶金采矿、金属压延、搬运、船舶渔业等设备的机械传动系统中，起到离合、换向、变速等作用。
㈡、使用条件：
1.海拔高度不超过不超过2000m；
2.周围空气温度为-5℃～+40℃；
3.周围介质中无爆炸危险且无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃；
4.离合器线圈的供电电压波动不超过+5%和-15%的额定电压；
5.摩擦片间需要有油润滑。
㈢、安装：
1.离合器安装前应清洗干净；
2.安装时应轴向固定，如分轴安装应保持同轴度为9级；
3.离合器工作时应向摩擦片供油。
在高速运转和高频工作时，应采取轴心供油法（供应量见表）；
4.离合器润滑油应清洁，否则会影响其使用可靠性。
主要性能参数：
Main Technical Data
外形与安装尺寸
Overall and Installation Dimensions。
第53卷第6期2022年6月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.6Jun.2022磁流变离合器非线性迟滞特性试验与建模王书友1，肖鹿1，陈飞1，孟德远1,2，田祖织1，李艾民1，吴向凡3(1.中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州，221116；2.江苏科技大学江苏省船舶机械装备先进制造与工艺技术重点实验室，江苏镇江，212003；3.徐州工程学院机电工程学院，江苏徐州，221018)摘要：首先，试验探究磁流变离合器的迟滞特性，得到磁流变离合器转矩−电流迟滞曲线；其次，探讨和分析影响迟滞行为的因素，通过去除多余的描述黏性项与压力项的模型结构，提出一种简化的Bouc-Wen 模型来诠释MR 离合器的电流−转矩滞回行为；第三，为避免模型参数陷入局部最优解，针对Bouc-Wen 模型非线性和不连续性，采用基于柯西变异的改进遗传算法对相关模型参数进行识别；最后，通过试验和数值仿真验证简化Bouc-Wen 和所提算法的有效性和准确性。
研究结果表明：简化的Bouc-Wen 模型精度显著优于Bingham 模型精度，各激励电流频率和幅值下的均方根误差远小于Bingham 模型的均方根误差。
相比传统遗传算法，改进的遗传算法在辨识Bouc-Wen 模型参数时具有更高的稳定性及寻求全局最优解的能力。
关键词：磁流变离合器；迟滞建模；Bouc-Wen 模型；参数辨识；遗传算法中图分类号：TP202文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2022）06-2049-11Experiment and modeling of nonlinear hysteresis propertyof MR clutchWANG Shuyou 1,XIAO Lu 1,CHEN Fei 1,MENG Deyuan 1,2,TIAN Zuzhi 1,LI Aimin 1,WU Xiangfan 3(1.School of Mechatronic Engineering,China University of Mining &Technology,Xuzhou 221116,China;2.Jiangsu Provincial Key Laboratory of Advanced Manufacture and Process for Marine Mechanical Equipment,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang 212003,China;3.School of Mechanical and Electrical Engineering,Xuzhou University of Technology,Xuzhou 221018,China)Abstract:Firstly,the hysteresis characteristics of MR(magnetorhelogic)clutch were investigated by experiment,and the hysteresis curve between torque and current of MR clutch was obtained.Secondly,the factors affectingthe收稿日期：2021−09−20；修回日期：2021−11−10基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51875560，5207427，52005426)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20190155)；江苏省研究生科研与实践创新项目(SJKY19-1829)；中国矿业大学研究生科研与实践创新项目(KYCX19-2141)；江苏省高校优势学科建设项目(Projects(51875560,52074272,52005426)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(BK20190155)supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province;Project(SJKY19-1829)supported by Jiangsu Postgraduate Research and Practice Innovation Project;Project(KYCX19-2141)supported by Postgraduate Research and Practice Innovation Project of China University of Mining and Technology;Project supported by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions)通信作者：陈飞，教授，从事电液系统控制与磁流变复合传动研究；E-mail ：****************DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.06.007引用格式：王书友,肖鹿,陈飞,等.磁流变离合器非线性迟滞特性试验与建模[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(6):2049−2059.Citation:WANG Shuyou,XIAO Lu,CHEN Fei,et al.Experiment and modeling of nonlinear hysteresis propertyof MR clutch[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(6):2049−2059.第53卷中南大学学报(自然科学版)hysteresis behavior were discussed and analyzed.A simplified Bouc-Wen model was proposed to interpret the current-torque hysteresis behavior of MR clutch by removing the redundant viscous and pressure terms.Thirdly,in order to avoid the model parameters falling into the local optimal solution,the improved genetic algorithm basedon Cauchy variation was used to identify the relevant model parameters of torque and current in view of the nonlinear and discontinuous characteristics of Bouc-Wen model.Finally,the effectiveness and accuracy of the simplified Bouc-Wen and the proposed algorithm were verified by experiment and numerical simulation.The results show that the accuracy of the simplified Bouc-Wen model is significantly better than that of Bingham model.The root mean square error(RMSE)of each excitation current frequency and amplitude are far less than those of Bingham model.In addition,compared with the traditional genetic algorithm,the improved genetic algorithm has higher stability and the ability to find the global optimal solution when identifying Bouc-Wen model parameters.Key words:MR(magnetorhelogic)clutch;hysteresis modeling;Bouc-Wen model;parameter identification; genetic algorithm磁流变液(MRF)是一种能够响应外磁场而快速可逆地改变其流变特性的智能材料[1−2]。
哈尔滨工业大学科技成果——双稳态电磁离合器
主要研究内容
本项目所研究的一体化电磁离合器是与全自动洗衣机直接驱动用电机系统配套使用的专用产品，主要应用于家电中的全自动洗衣机领域。
离合器系统采用电磁控制方式自动完成洗涤、脱水状态的切换，并与驱动电机系统一体化设计，简化结构，降低成本。
在性能指标方面，可以达到如下要求：
1、脱水时内外轴之间的啮合力矩应大于2Nm；
2、由脱水切换到洗涤时，脱水桶的定位精度优于5°；
3、洗涤时脱水桶的锁紧力矩大于15Nm；
4、切换的成功率为100%。
技术特点及优势
1、与驱动电机系统一体化优化设计，不需另加部件，充分简化了结构和提高了工作可靠性。
2、与现在减速离合器中的机械超越离合器不同的是采用了电控
与机械结构相配合的控制方式，保证了脱水状态与洗涤状态切换的成功率；
3、采用了高强度同心齿轮传动方式，保证了洗涤状态时脱水桶的锁紧力矩和脱水状态时传动轴的传动力矩。
本项目受哈尔滨市科技攻关计划资助，并已经获得国家发明专利受理。
新型线控电磁离合器的磁场建模与动态响应分析齐臣;曲金玉;张攀;郭政斌;吕娜娜【摘要】In order to improve the maximum speed and increase the maximum transfer torque of the electromagnetic clutch, a new electromagnetic clutch with line control centrifugal ball arm engagement device was designed,the smooth engagement process of the clutch was achieved by the centrifugal force which generated by the line control centrifugal ball arm engagement device at high-speed rotation, and the clutch control of release process and engagement process was realized by outage and energization of the electromagnetic coil.Based on the electromagnetic finite element method,the magnetic field of the clutch armature travel was simulated and analyzed by using the PDE toolbox in bined with the working principle of electromagnetic clutch, the mathematical model of dynamic response time was established and accurate calculation was carried out.The experimental results show that the new electromagnetic clutch exhibits significantly enhanced performances, in comparision with existing electromagnetic clutches, having maximum transfer torque of 200 N· m,average power of 18 W, maximum speed of 3 500 r/min,and dynamic response time of 0.32 s.And when being used as a power shift clutch, its dynamic response characteristics meet the requirements of the automatic transmission shift time.%为了提高电磁离合器的最高转速,增加最大传递扭矩,提出了一种新型线控离心球臂接合装置式电磁离合器,利用线控离心球臂接合装置高速旋转产生的离心力来实现离合器的平稳接合,通过电磁线圈的通断电实现离合器分离过程和接合过程的控制.基于电磁有限元法,利用Matlab中的PDE工具箱对离合器衔铁行程处磁场进行了模拟分析;结合电磁离合器工作原理,建立电磁离合器动态响应时间数学模型,并进行精确的计算分析.实验结果表明,新型线控电磁离合器的最大传递扭矩为200 N· m,平均功率为18 W,最高转速可达3500 r/min,动态响应时间为0.32 s,与现有电磁离合器相比,其各方面性能均有显著提高,且作为动力换挡离合器使用时,其动态响应特性满足自动变速器换挡时间的要求.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(043)002【总页数】8页(P454-461)【关键词】电磁离合器;磁场建模;有限元分析;动态分析【作者】齐臣;曲金玉;张攀;郭政斌;吕娜娜【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言现有的电磁离合器可分为牙嵌式电磁离合器、磁粉离合器、转差式电磁离合器和摩擦片式电磁离合器等。
一、超越离合器原理介绍1.超越离合器原理介绍：利用牙的啮合、棘轮-棘爪的啮合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩的离合器。
常用的是滚柱式超越离合器（见图[滚柱式超越离合器]），它由内圈、滚柱、外圈、弹簧和顶销等组成。
一般内圈为主动件，外圈为从动件。
当内圈逆时针转动时，滚柱被楔紧而带动外圈转动，离合器接合；当内圈顺时针转动时，滚柱退入宽槽部位，外圈则不动，离合器分离。
如外圈由另一系统带动与内圈同向转动,当外圈转速低于内圈时,离合器即自动接合；若外圈转速高于内圈，离合器则自动分离。
滚柱式超越离合器的滚柱数目较少，元件接触应力大，故承载能力低。
滚柱能在滚道内自由滚转，与内、外圈接触点经常变化，磨损比较均匀，但内圈制造工艺较复杂，安装精度要求较高。
楔块式超越离合器和滑块式超越离合器因楔块和滑块较多，承载能力较高，其工作原理与滚柱式离合器相似。
2.超越离合器双向楔块超越离合器，它一端轴孔接主动轴，另一端轴孔接从动轴，当外环不动，主动轴顺时针或逆时针转动时，从动轴也同步转动，而当从动轴受外力矩的作用时，顺时针和逆时针都不能转动。
常与滚珠丝杠副或其它部件配套，作为防止逆转机构，也可以单独使用作为精确定位，传递力矩或切断力矩的传递。
北京机械工业学院朱春梅北京新兴超越科技开发公司孔庆堂孔炜朱自成[摘要]本文介绍了楔块超越离合器国内外发展的概况，阐述楔块超越离合器的特点、结构形式及其适用范围。
关键词楔块超越离合器特点1、楔块超越离合器的发展及其应超越离合器是机械传动的基础件之一。
它是用主、从动部件的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的一种离合器，用途广泛。
滚柱式超越离合器历史悠久，据文献报道于1878年以“换向电动机”为题载入德国DRP2804.47h5专利中，用在换向机构上。
随后的近百年，滚柱超越离合器不断的发展和完善，结构型式增多，应用也较普遍。
楔块超越离合器是继滚柱超越离合器之后开发的一种新型离合器。
磁流变减振器的外特性及非线性特性王靖岳;郭胜;王浩天【摘要】In order to study the motion state of the Magnetorheological (MR) damper, the influence of the cur-rent and the piston velocity on the external characteristics of the MR damper is investigated by using the test data of the MTS849 damper test bench .Considering the nonlinear characteristics of magnetorheological damping force , Using LabVIEW software to design the program diagram of the polynomial and the front panel , and the damping force of MR damper polynomial fitting simulation , accurate polynomial mathematical model is established , and in comparison with the use of MATLAB software to establish a polynomial model and the data of test bench test .The results show that when the speed is constant , the damping force increases with the increase of the control current . The damping force increases relatively slowly when the current is small , and the damping force increases rapidly when the current is larger .When the current is constant , the damping force increases with the increase of piston speed .The polynomial model fitted by LabVIEW software is more close to the experimental data curve , which shows that the polynomial mathematical model can well describe the hysteretic and nonlinear characteristics of the damping force of the MR damper .%为了更好地研究控制磁流变减振器的运动状态,运用MTS849减振器试验台测试的试验数据来探究电流和活塞运动速度对磁流变减振器外特性的影响.考虑到磁流变阻尼力非线性的特性,运用LabVIEW软件设计出了多项式的程序框图和前面板,并进行了磁流变减振器阻尼力的多项式拟合仿真,准确地建立了多项式数学模型,并与利用MATLAB软件建立的多项式模型和试验台测试的数据相比较.结果表明:当速度一定时,随着控制电流的增加,减振器阻尼力也随着增加,电流较小时阻尼力增加相对较慢,电流较大时阻尼力增加相对较快;当电流一定时,减振器阻尼力随着活塞速度的增加而增加.运用LabVIEW软件拟合的多项式模型更接近试验数据曲线,说明该多项式数学模型能很好地描述磁流变减振器阻尼力的滞回特性和非线性特性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)034【总页数】5页(P332-336)【关键词】磁流变阻尼器;LabVIEW;多项式模型;滞回特性;非线性【作者】王靖岳;郭胜;王浩天【作者单位】沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳 110159;沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳 110159;沈阳航空航天大学自动化学院,沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】U461.4磁流变液(MRF)是一种低磁滞性、高磁导率的微小软磁性颗粒，与非导磁性液体混合组成的智能材料[1]。
磁粉离合器力矩曲线
磁粉离合器力矩曲线是机械工程领域中的一个重要概念，它描述了在磁粉离合器运行过程中，输出轴的扭矩与输入轴的扭矩之间的变化关系。
同时，它也可以反映出血轮离合器的工作状况，为工程师提供了重要的参考信息。
磁粉离合器是一种常用于工业领域的传动装置，它的工作原理主要依赖于磁粉离合器的摩擦特性。
在磁粉离合器中，输入轴和输出轴的扭矩是有一定关系的，这种关系可以用力矩曲线来描述。
力矩曲线可以分为三个部分，即滞后力矩、超行程力矩和行程力矩。
滞后力矩是指输出轴在接收轴扭矩之后产生的扭矩，它通常与摩擦因数和负载有关。
超行程力矩是指输出轴在超过接收轴扭矩之前产生的扭矩，它主要与摩擦因数和轴向负载有关。
行程力矩是指输出轴在超过接收轴扭矩之后产生的扭矩，它主要与轴向负载和摩擦因数有关。
磁粉离合器力矩曲线的特点在于，它是一个非线性的曲线，并且与负载和摩擦因数密切相关。
因此，在设计和分析磁粉离合器时，需要充分考虑这些因素，以确保设备的正常运行和寿命。
对于工程师来说，了解磁粉离合器力矩曲线的基本原理是非常重要的。
只有充分掌握了力矩曲线的特点，才能更好地为自己的设备提供服务，并有效提高设备的效率和稳定性。
总之，磁粉离合器力矩曲线是机械工程领域中一个非常重要的概念，它反映了磁粉离合器在运行过程中扭矩的变化情况，为工程师提供了宝贵的参考信息。
同时，了解磁粉离合器力矩曲线的特点，也可以帮助工程师更好地为自己的设备提供服务，以提高设备的效率和稳定性。
磁粉离合器张力控制原理的透彻解析磁粉离合器是工业自动化领域的重要组件，其精确的张力控制对于确保机械设备平稳运行至关重要。
要全面理解磁粉离合器张力控制的原理，需从其工作原理、张力控制机制和实际应用三个方面进行深入分析。
一、磁粉离合器的工作原则与结构组成（1）工作原理磁粉离合器的核心在于利用磁场来控制传递的扭矩。
当电流通过离合器的线圈时，产生磁场，磁场使得填充在工作空间内的磁粉产生磁极化，这些磁粉颗粒彼此之间形成链状结构，从而在驱动部件和从动部件之间传递扭矩。
（2）结构组成一般而言，磁粉离合器主要由驱动轴、磁粉、线圈、外壳和从动部分所组成。
其中，驱动轴连接动力源，如电机，而从动部分则常连接需要被控制的机械设备。
磁粉填充于驱动轴和从动部分之间的空间里，而线圈则嵌设于外壳内部。
二、张力控制机制分析（1）张力控制的物理基础张力控制基于的物理现象是磁粉的磁化过程，以及磁化后产生的粘性力矩。
磁场的强度与电流成正比，而产生的粘性力矩则与磁场强度呈非线性关系，这决定了张力控制的灵活性和精确性。
（2）电流调节与张力反馈机制通过调节流入线圈的电流大小，可以准确控制磁场的强弱，进而对扭矩的传递进行精细调整。
现代磁粉离合器常配备有传感器，这些传感器能够实时监测并反馈设备的张力状态，配合控制系统，确保输出力矩与预设张力相匹配。
三、磁粉离合器在实际应用中的控制策略（1）常规控制策略在大多数应用场合，控制系统会设定一个张力的目标值。
操作者或自动控制系统通过实时监测并调整输入到线圈的电流，以达到预期的张力控制效果。
（2）先进的张力控制算法随着工业自动化技术的提升，更加复杂的控制算法被应用以提升磁粉离合器的控制性能。
这些算法能够动态调整电流输出，甚至能够预测并补偿即将发生的负载变化，确保张力控制更加精确且响应迅速。
总结上述分析，磁粉离合器通过其精细的张力控制，不仅提升了工业设备的运行效率，同时也保证了生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
