纳米磁流变流体离合器的制造方法_2

文档序号:10279552阅读:来源:国知局
对所述励磁线圈中的电流值进行控制,通过改变所述电流值来调节纳米磁流变流体的横向 剪切力,从而调整从主动件传递到被动件的扭矩大小。
[0030] 根据本实用新型的一实施例,纳米磁流变流体包括:纳米级的可磁化的磁颗粒,其 中,所述磁颗粒的平均粒径小于100纳米;载液流体,其中,所述磁颗粒弥散分布在所述载 液流体中;以及添加到所述载液流体中的添加剂。
[0031] 根据本实用新型的一实施例,励磁线圈构造为在通电时分别在离合器主动件侧和 离合器被动件侧产生磁场N极和S极。
[0032] 在磁场作用下,纳米磁流变流体中的可磁化的纳米磁颗粒在两极之间产生抗剪应 力作用,所述纳米磁颗粒的剪切应力大于屈服应力时,纳米磁流变流体从流体变成高黏性 体或固体,使所述离合器主动件和离合器被动件同步旋转。
[0033] 根据本实用新型的一实施例,上述纳米磁流变流体的平均粒径小于80纳米,优选 不大于50纳米,更优选在5-50纳米之间。
[0034] 根据本实用新型的一实施例,所述磁流变流体密封组件包括密封壳,该密封壳附 连到所述离合器主动件上形成内部密封空间,所述密封空间充满纳米磁流变流体,使纳米 磁流变流体与所述离合器主动件接触,且所述离合器被动件密封设置在所述密封空间中。
[0035] 根据本实用新型的一实施例,分别对所述离合器主动件和离合器被动件设置线 圈,以便共同作用产生期望磁场。
[0036] 根据本实用新型的一实施例,纳米磁流变流体中的磁颗粒的材料可选自铁、铁 合金、铁钻合金、铁销合金、铁的氧化物、氣化铁、碳化铁、幾基铁、银、钻、^氧化络、FePt、 SmCo、NdFeB、不锈钢、硅钢,或是这些材料的组合。
[0037] 根据本实用新型的一实施例,所述载液流体是有机液体,优选为α -烯烃。
[0038] 根据本实用新型的一实施例,所述载液流体还包含添加剂,所述添加剂选自表面 活性剂、分散剂、防沉降剂、有机触变剂,增稠剂,抗氧化剂,润滑剂,粘度调节剂、阻燃剂、有 机粘土类流变性添加剂、含硫化合物以及这些添加剂的组合,所述添加剂的量占磁流变流 体组合物的总体积的约0. 01%至约10%。
[0039] 根据本实用新型的一实施例,所述磁颗粒的体积占流体总体积约10%至70 %。
[0040] 根据本实用新型的一实施例,纳米磁流变流体在无磁场和大约40°C的状态下其粘 度约0. 2至约1000厘泊。
[0041] 根据本实用新型的一实施例,所述磁颗粒是形状各向异性的和/或磁晶各向异性 的。
[0042] 根据本实用新型的一实施例,所述形状各向异性的磁颗粒具有非球形的形状。
[0043] 根据本实用新型的一实施例,所述非球形的形状选自片状、条状、棒状、圆柱状、棱 柱状或者它们的任意组合。
[0044] 根据本实用新型的一实施例,所述片状或条状是细长的片状或条状。
[0045] 根据本实用新型的一实施例,所述磁晶各向异性的磁颗粒具有非立方晶系的磁晶 结构,例如六方晶系或菱晶。
[0046] 根据本实用新型的一实施例,所述纳米级的可磁化的磁颗粒是具有包覆壳的核/ 壳结构的纳米磁颗粒。
[0047] 根据本实用新型的一实施例,磁颗粒的平均粒径在0. 1 DSP_100 DSP之间,优选在 0. 1 DSP-10 DSP之间,更优选在 0. 1 DSP-1 DSP之间。
【附图说明】
[0048] 通过结合以下附图阅读本说明书,本实用新型的特征、目的和优点将变得更加显 而易见,在附图中:
[0049] 图1是传统的现有技术摩擦式离合器处于离合状态的示意图;
[0050] 图2是传统的现有技术摩擦式离合器处于接合状态的示意图;
[0051] 图3是传统的现有技术摩擦式离合器的一种示意性结构;
[0052] 图4是一种磁流变流体离合器的示意图;
[0053] 图5是图4所示的磁流变流体离合器的示意图,简单示意了其处于接合状态时,磁 流变流体的链式构造;
[0054] 图6显示了磁颗粒的矫顽磁力与粒径的关系。
[0055] 图7图示了部分铁磁材料的单域粒径(Dsd)和超顺磁性转换粒径(DSP)。
【具体实施方式】
[0056] 在以下对附图和【具体实施方式】的描述中,将阐述本实用新型的一个或多个实施例 的细节。从这些描述、附图以及权利要求中,可以清楚本实用新型的其它特征、目的和优点。
[0057] 下面将对本实用新型的若干具体实施例进行更详细的描述。
[0058] 在进一步描述本实用新型的实施方式之前,发明人想阐释本实用新型的若干术语 如下。
[0059] 在本实用新型中,术语"各向异性"有着几个方面的含义。
[0060] 第一,术语"各向异性"可代表磁流变流体中的纳米磁颗粒的形状方面的各向异 性,这种各向异性能够使得在施加磁场后纳米磁颗粒能够以较强的结合力和抗扭力快速结 合成链,对外加磁场的响应快速,并且在去掉外加磁场后快速恢复之前的原始状态。相比之 下,例如,现有的磁颗粒,例如美国Lord公司的磁颗粒,不仅尺寸大,例如高达1微米左右, 而且其磁颗粒一般展示球状或大致球状,使得对外加磁场的响应缓慢。
[0061] 由于磁流变流体中的磁颗粒的尺寸在纳米级的范围内,因此纳米磁颗粒的呈现各 向异性的形状属于微观形状,需要在足够放大的状态下,例如在SEM或TEM下才能够清楚地 显现。例如但不限于,纳米磁颗粒的呈现"各向异性"的形状优选是非球形的形状,包括但 不限于片状、条状、棒状、柱状、棱柱状、圆柱形等等。本实用新型的发明人通过试验令人惊 奇地发现,优选为片状或条状的纳米磁颗粒便于在外加磁场后快速成链而使得磁流变流体 具有优越的抗扭性能,特别是,细长的片状或条状的纳米磁颗粒是优选的。
[0062] 第二,术语"各向异性"可代表磁流变流体中的纳米磁颗粒的磁晶结构的各向异 性。本实用新型的发明人出人意料地发现,纳米磁颗粒的不同的磁晶结构,会对纳米磁颗粒 在外加磁场后的例如响应性和快速成链性能以及抗扭方面的性能产生显著影响。与各向同 性的磁晶结构相比,具有各向异性的磁晶结构的纳米磁颗粒能够在例如响应性和快速成链 性能、抗扭强度等方面提供更加优越的性能。例如,在这方面,面心立方(fee )、体心立方结 构(bee)的晶体结构被视为是各向同性的磁晶结构,因此不是优选的。作为对比,各向同性 的磁晶结构,例如六方晶系、部分立方晶系、菱晶等磁晶结构在外加磁场后能够提供显著改 良的性能,因此是优选的。
[0063] 在本实用新型中,本领域的普通技术人员完全可以理解,术语"超顺磁"、"超顺磁 性"指的是,磁颗粒的剩磁和矫顽磁力基本为零,不会出现磁滞现象。
[0064] 传统的磁流变流体制备技术不能使磁颗粒的粒径小于超顺磁性转换粒径(DSP),为 了降低剩磁,磁颗粒的优选粒径在1 ym以上(参见US 6203717B1等专利),从而带来易沉 降、粘度高和对部件磨损等问题。
[0065] 图1和2描绘了传统的现有技术摩擦式离合器10的结构示意图。离合器的输入 轴4与发动机相联接,输出轴5是变速箱的输入轴。在车辆行驶过程中,驾驶员可根据需要 踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向 变速器输入的动力。该摩擦式离合器10包括与输入轴固定地联接的主动旋转摩擦盘1,与 输出轴5固定联接的被动旋转摩擦盘2,以及压紧机构3,其用来保证离合器处于接合状态 并能传递动力。离合器10还包括操纵机构,通过该操纵机构来机械地控制离合器的离合或 者接合,该操纵机构可例如包括机动车辆的离合器踏板组件及相关联的机构,这些在图中 均未示出。
[0066] 在不需要将发动机的动力传递到变速器时,可通过操作者(如驾驶员)对操纵机构 进行操作(例如踩下离合器踏板)来使主动旋转摩擦盘1与被动旋转摩擦盘2脱离接合。在 需要将发动机的动力传递到变速器,被动旋转摩擦盘2在压紧机构3的作用下逐渐朝向主 动旋转摩擦盘1移动直至接合,并通过压紧机构3的力将主动旋转摩擦盘1与被动旋转摩 擦盘2压紧在一起,最终实现以同样的速度旋转,从而将动力从输入轴4传递到输出轴5。 [0067]图3简单示出了传统的现有技术摩擦式离合器10的一种具体实施例的结构示意。 其中,压紧机构3包括压板31和弹簧32。在离合器接合状态下,弹簧32对压板31施加弹 簧力,通过压板31将被动旋转摩擦盘2压靠在与离合器输入轴联接的主动旋转摩擦盘(飞 轮)1上,从而将飞轮的旋转传递到与被动旋转摩擦盘2固定地联接的输出轴5上。在需要 分离时,弹簧32回
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