一种间距可调式液冷磁流变双离合器的制作方法

本实用新型涉及汽车变速器技术领域，更具体的是，本实用新型涉及一种间距可调式液冷磁流变双离合器。

背景技术：

磁流变液是一种将微米级的磁极化颗粒均匀分散于非磁性液体中，再加以表面活性剂而形成的稳定悬浮液体。作为一种典型的智能材料，磁流变液的屈服应力和黏性随外加磁场强度的变化而改变，且改变是连续可逆的。其具体为在零磁场作用下表现为流动性良好、粘度很小的牛顿液体，而在强磁场作用下表现为可在毫秒级的时间内粘度增加两个数量级以上并呈类固性的bingham塑性体。利用磁流变液的特殊力学性质，可以实现通过外加磁场来控制离合器，实现传动部件的柔性连接。

形状记忆合金是一种具有变形恢复能力和超弹性的感温材料，具体原理是变形过程中材料内部发生的热弹性马氏体相变，其高温相奥氏体相、低温相马氏体相会根据不同的热力载荷条件呈现出两种性能。形状记忆合金宏观上表现为轴向的伸长，若其轴向两段受到约束则会产生驱动力并向外做功。形状记忆效应分为单程、双程和全程三种类型，其中全程记忆效应表现为加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状。

现有的离合器基本都是直接摩擦结合的，响应速度慢，也存在着噪声大，易磨损等缺点，而磁流变液的优异性能使得磁流变液离合器成为研究的热点，其具有结构简单、能耗低、结合柔顺、响应速度快等特点，但是磁流变液需要工作在一定温度范围内，否则会造成磁流变液失效，降低传递效率。

技术实现要素：

本实用新型设计开发了一种间距可调式液冷磁流变双离合器，目的之一是在第一腔体和第二腔体内设置有磁流变液和励磁线圈来传递转矩，实现了变速器的接合平顺性和不中断动力换挡。

目的之二是设置有第一通槽和第二通槽，并在其中设置有散热装置，能够实现离合器的加速散热。

本实用新型提供的技术方案为：

一种间距可调式液冷磁流变双离合器，包括：

第一壳体和第二壳体，其周向贴合固定连接，并围成密闭中空圆柱结构；

第一外隔板和第二外隔板，其间隔设置在所述第一壳体和第二壳体之间，且周向与所述第一壳体和第二壳体固定连接；

其中，所述第一外隔板与所述第一壳体围成第一腔体，所述第二外隔板与所述第二壳体围成第二腔体，所述第一腔体和第二腔体内设置有磁流变液；

第一励磁线圈隔板和第二励磁线圈隔板，其为圆环形，分别同轴设置在所述第一腔体和第二腔体内，并分别围成密闭第一圆环腔和第二圆环腔；

第一励磁线圈和第二励磁线圈，其分别同轴设置在所述第一圆环腔和第二圆环腔内；

第一输出盘，其设置在靠近所述第一壳体的所述第一腔体内；

第一磁性输入盘，其配合套设在位于所述第一腔体内的所述第一外隔板的空心轴上；

第二输出盘，其设置在靠近所述第二壳体的所述第二腔体内；

第二磁性输入盘，其配合套设在位于所述第二腔体内的所述第二外隔板的空心轴上；

多个连杆，其分别可旋转穿过所述第一外隔板和第二外隔板，且轴向两端分别与所述第一磁性输入盘和第二磁性输入盘周向固定连接；

其中，所述第一磁性输入盘和所述第二磁性输入盘与所述第一外隔板和所述第二外隔板同步转动，且分别能够沿所述第一外隔板的空心轴和所述第二外隔板的空心轴的轴向运动；

第一输出盘轴，其一端与所述第一输出盘中心固定连接，另一端同轴可旋转穿过所述第一磁性输入盘、第一外隔板的空心轴、第二外隔板的空心轴、第二磁性输入盘和第二输出盘，并穿出所述第二壳体；

第二输出盘轴，其一端与所述第二输出盘中心固定连接，另一端同轴空套在所述第一输出盘轴上，并穿出所述第二壳体；

其中，所述第一输出盘和第一磁性输入盘、第二输出盘和第二磁性输入盘的相对侧面能够分别匹配同步转动。

优选的是，还包括：

第一冷却液隔板和第二冷却液隔板，其贴合设置在所述第一外隔板和第二外隔板之间，且围成共心且相互连通的第一环形冷却液腔和第二环形冷却液腔，并在所述第一环形冷却液腔和第二环形冷却液腔之间围成多个圆柱形容纳腔，用于容纳所述连杆。

优选的是，所述连杆还包括：

平衡块，其为圆柱形，且固定套设在位于所述圆柱形容纳腔内的所述连杆上且与所述连杆一体成型；

多个回复弹簧，其设置在所述圆柱形容纳腔内，且分别对称套设在位于所述平衡块两侧的所述连杆上，所述回复弹簧一端与所述平衡块接触，另一端与所述圆柱形容纳腔内壁接触；

其中，所述回复弹簧无弹性形变时，所述平衡块处于所述圆柱形容纳腔中心。

优选的是，还包括：

多个第一通槽，其为圆柱形，沿所述第一冷却液隔板周向均匀设置，位置与所述第一环形冷却液腔对应，并贯穿所述第一冷却液隔板、第二冷却液隔板、第一外隔板和所述第二外隔板；

多个第二通槽，其为圆柱形，沿所述第一冷却液隔板周向均匀设置，位置与所述第二环形冷却液腔对应，并贯穿所述第一冷却液隔板、第二冷却液隔板、第一外隔板和所述第二外隔板；

多个第一形状记忆合金，其为圆柱形，且分别轴向设置在所述第一通槽内；

多个第二形状记忆合金，其为圆柱形，且分别轴向设置在所述第二通槽内；

多个第一散热圆环，其分别固定套设在所述第一形状记忆合金轴向两端；

多个第二散热圆环，其分别固定套设在所述第二形状记忆合金轴向两端；

多个第一复位弹簧，其分别套设在所述第一散热圆环之间的所述第一形状记忆合金上；

多个第二复位弹簧，其分别套设在所述第二散热圆环之间的所述第二形状记忆合金上；

其中，每个第一形状记忆合金上套设有两个第一复位弹簧，其一端与对应所述第一散热圆环固定连接，另一端与所述第一通槽内壁固定连接；每个第二形状记忆合金上套设有两个第二复位弹簧，其一端与对应所述第二散热圆环固定连接，另一端与所述第二通槽内壁固定连接；以及

初始状态时，所述第一散热圆环完全处于第一通槽内，所述第二散热圆环完全处于第二通槽内；

当对第一形状记忆合金和第二形状记忆合金受热时，靠近所述第一环形冷却液腔和第二环形冷却液腔的第一形状记忆合金和第二形状记忆合金一侧伸长，使得对应第一散热圆环和第二散热圆环的一端进入所述第一环形冷却液腔和第二环形冷却液腔内，另一端仍位于对应所述第一通槽和第二通槽内；

当对第一形状记忆合金和第二形状记忆合金冷却时，靠近所述第一腔体和第二腔体的第一形状记忆合金和第二形状记忆合金一侧伸长，使得对应第一散热圆环和第二散热圆环的一端进入所述第一腔体和第二腔体内，另一端仍位于对应所述第一通槽和第二通槽内。

优选的是，还包括：

冷却液出口和冷却液入口，其分别设置在所述第一壳体和第二壳体上，且分别与所述第一环形冷却液腔连通。

优选的是，所述第一输出盘轴穿进所述第一外隔板的空心轴处套设有密封圈，穿出所述第二外隔板的空心轴处套设有密封圈；所述第二输出盘轴穿进所述第二壳体处套设有密封圈。

优选的是，靠近所述圆柱形容纳腔两侧的所述第一外隔板和所述第二外隔板上同轴固定设置有密封圈，用于连杆密封穿过。

优选的是，与所述第一通槽和第二通槽对应的所述第一外隔板与第一冷却液隔板的接触处、所述第二外隔板与第二冷却液隔板的接触处固定设置有密封圈，用于第一形状记忆合金和第二形状记忆合金密封穿过。

优选的是，所述第一输出盘轴通过轴承可旋转穿过所述第一磁性输入盘、第一外隔板的空心轴和第二外隔板的空心轴；所述第二输出盘轴通过轴承可旋转穿过所述第二壳体。

优选的是，所述第一输出盘和第一磁性输入盘、第二输出盘和第二磁性输入盘的相对侧面上分别设置有对应匹配的圆台形凸起和凹槽结构。

本实用新型所述的有益效果

1.本实用新型提供了一种间距可调式液冷磁流变双离合器，其中特别运用到了智能材料磁流变液实现了传递转矩的目的。利用磁流变液能在毫秒级时间内反应的特点，实现了离合器工作的精确而有效的控制；利用对两边励磁线圈中的相对电流大小控制，实现了变速器的不中断动力换挡。

2.本实用新型提供的间距可调式液冷磁流变双离合器，输出盘和输入盘之间会形成不规则磁流变液腔体，与普通圆盘式的磁流变离合器相比能传递更大的转矩。

3.本实用新型提供了可轴向移动的输入圆盘组件，在励磁线圈的引力作用下会靠近正在工作的离合器输出盘，从而减小两者之间的间隙，有效增大传递的转矩范围；同时可以使另一离合器的输入输出盘远离，避免其存在一定转矩的可能；且在不工作时可利用弹簧实现输入圆盘组件自动复位。

4.本实用新型提供了一个位于离合器中央的冷却液通道，供冷却液流通，实现离合器的液冷；同时利用感温材料形状记忆合金和散热圆环组成的散热装置，一方面将热能转换为驱动散热圆环轴向移动的机械能，另一方面移动后散热圆环的受热面积更大，能够实现离合器的加速散热，有效地克服了温度过高条件下磁流变液失效的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述间距可调式液冷磁流变双离合器的剖面结构示意图。

图2为本实用新型所述第一冷却液隔板的结构示意图。

图3为本实用新型所述第一外隔板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-3所示，本实用新型提供一种间距可调式液冷磁流变双离合器，包括：第一壳体110和第二壳体120，其周向贴合固定连接，并围成密闭中空圆柱结构，第一壳体110与动力输入轴连接；在第一壳体110和第二壳体120之间间隔设置有第一外隔板130和第二外隔板140，其周向与第一壳体110和第二壳体120固定连接；第一外隔板130与第一壳体110围成第一腔体111，第二外隔板140与第二壳体120围成第二腔体121，在第一腔体111和第二腔体121内设置有磁流变液300。

在第一腔体111和第二腔体121内同轴设置有第一励磁线圈隔板150和第二励磁线圈隔板160，其为圆环形，且轴向两端分别与对应壳体和外隔板固定连接，围成密闭第一圆环腔和第二圆环腔。在第一圆环腔和第二圆环腔内同轴设置有第一励磁线圈151和第二励磁线圈161，两者单独工作。隔板有利用避免两个腔体中励磁线圈磁场的相互干扰。

在第一腔体111内，靠近第一壳体110设置有第一输出盘170，其为圆盘状。在位于第一腔体111内的第一外隔板130的空心轴上配合套设有第一磁性输入盘171。在第二腔体121内，靠近第二壳体120设置有第二输出盘180，其为圆盘状。第二输出盘，其设置在靠近所述第二壳体的所述第二腔体内；在位于第二腔体121内的第二外隔板140的空心轴上配合套设有第二磁性输入盘181。多个连杆190，其沿第一外隔板130周向均匀设置，并分别可旋转穿过第一外隔板130和第二外隔板140，且轴向两端分别与第一磁性输入盘171和第二磁性输入盘181周向固定连接。第一磁性输入盘171和第二磁性输入盘181与对应第一外隔板130的空心轴和第二外隔板140的空心轴配合连接，使得第一磁性输入盘171和第二磁性输入盘181与第一外隔板130和第二外隔板140以及壳体同步转动，且分别能够沿第一外隔板130的空心轴和第二外隔板140的空心轴的轴向运动；

在第一输出盘170中心固定连接第一输出盘轴172，并通过轴承174同轴可旋转穿过第一磁性输入盘171、第一外隔板130的空心轴131、第二外隔板140的空心轴141、第二磁性输入盘181和第二输出盘180，并穿出第二壳体120；在第一输出盘轴172穿进第一外隔板130的空心轴处套设有密封圈，穿出第二外隔板140的空心轴处套设有密封圈173，避免磁流变液进入空心轴内。在第二输出盘180中心固定连接第二输出盘轴182，其同轴空套在第一输出盘轴172上，并通过轴承184穿出第二壳体120，能够实现第一输出盘轴172和第二输出盘轴182的相对转动，在第二输出盘轴182穿进第二壳体120处套设有密封圈183，避免磁流变液泄漏。在第一输出盘170和第一磁性输入盘171、第二输出盘180和第二磁性输入盘181的相对侧面上分别设置有对应匹配的图案，优选为圆台形凸起和凹槽结构。使得第一磁性输入盘171或者第二磁性输入盘181靠近第一输出盘170或第二输出盘180并能够完成接合实现同步转动，将动力输出。

在第一外隔板130和第二外隔板140之间相互贴合设置有第一冷却液隔板210和第二冷却液隔板220，且第一冷却液隔板210和第二冷却液隔板220围成共心且相互连通的第一环形冷却液腔211和第二环形冷却液腔212，并在第一环形冷却液腔210和第二环形冷却液腔220之间围成多个圆柱形容纳腔230，用于容纳所述连杆190。在第一壳体110和第二壳体120上分别设置有冷却液出口和冷却液入口，且冷却液出口和冷却液入口分别与所第一环形冷却液腔211连通。

在位于圆柱形容纳腔230内的连杆190上固定套设且一体成型有平衡块240，其为圆柱形。多个回复弹簧241，其设置在圆柱形容纳腔230内，且分别对称套设在位于平衡块240两侧的连杆190上，回复弹簧241一端与平衡块240接触，另一端与圆柱形容纳腔230内壁接触；当回复弹簧241无弹性形变时，平衡块240处于圆柱形容纳腔230中心。

当一方离合器工作时，励磁线圈产生引力，使输入圆盘组件向同侧的离合器输出盘靠近，减小两者间的工作间隙，同时输入输出盘形成不规则腔体，均可增大传递转矩。回复弹簧一方面可以防止输入圆盘组件受磁力吸引移动时直接与冷却液隔板硬性碰撞接触，另一方面也可以在双离合器均断开时实现输入圆盘组件的自动复位。

多个第一通槽250，其为圆柱形，沿第一冷却液隔板210周向均匀设置，位置与第一环形冷却液腔211对应，并贯穿第一冷却液隔板210、第二冷却液隔板220、第一外隔板130和第二外隔板140；多个第二通槽260，其为圆柱形，沿第一冷却液隔板130周向均匀设置，位置与第二环形冷却液212腔对应，并贯穿第一冷却液隔板210、第二冷却液隔板220、第一外隔板130和第二外隔板140；在第一通槽250和第二通槽260内分别对应轴向设置有第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金261，在第一形状记忆合金251轴向两端和第二形状记忆合金261轴向两端分别固定设置有第一散热圆环252和第二散热圆环262，在第一散热圆环252之间的第一形状记忆合金251上分别套设有两个第一复位弹簧253，在第二散热圆环262之间的第二形状记忆合金261上分别套设有两个第二复位弹簧263。其一端与对应散热圆环固定连接，另一端与通槽内壁固定连接。

初始状态时，第一散热圆环252完全处于第一通槽250内，第二散热圆环262完全处于第二通槽260内；当对第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金261进行加热时，靠近第一环形冷却液腔211和第二环形冷却液腔212的第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金261一侧伸长，使得对应第一散热圆环252和第二散热圆环262的一端进入第一环形冷却液腔211和第二环形冷却液腔212内，另一端仍位于对应第一通槽250和第二通槽260内，避免冷却液进入通槽内，在受热时，能够将磁流变液腔体中的热能转换为散热圆环的机械能耗散，另一方面加大了散热圆环与冷却液的接触面积，加速散热速度；当对第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金261进行冷却时，靠近第一腔体111和第二腔体121的第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金261一侧伸长，使得对应第一散热圆环252和第二散热圆环262的一端进入第一腔体111和第二腔体121内，另一端仍位于对应第一通槽250和第二通槽260内，在受冷时，能够避免磁流变液进入通槽内，加速热能的传递，同时实现对磁流变液的挤压。

在靠近圆柱形容纳腔230两侧的第一外隔板130和第二外隔板140上同轴固定设置有密封圈191，用于连杆190密封穿过，避免磁流变液进入柱形容纳腔230内。在与第一通槽250和第二通槽260对应的第一外隔板130与第一冷却液隔板210的接触处、第二外隔板140与第二冷却液隔板220的接触处固定设置有密封圈254，用于第一形状记忆合金251和第二形状记忆合金262密封穿过，避免磁流变液和冷却液进入通槽内混合。

工作原理：

当双离合器均断开时，励磁线圈均未通电，两边磁流变液体均表现为牛顿流体特性；冷却液停止泵入；输入轴组件在弹簧的作用下保持在初始中间位置，散热装置不会发生机械运动，散热圆环在弹簧的作用下保持在初始位置。

当需要第一离合器单独工作时，励磁线圈通电，在该腔体中产生磁场，磁流变液中磁性颗粒快速形成链状结构，通过第一磁性输入盘和第一输出盘不规则腔体中的磁流变液传递剪切应力，传递发动机的转矩。随着电流的增加，磁流变液能够传递的转矩液越大；同时线圈对磁性输入圆盘组件的引力就越大，输入圆盘组件离输出圆盘的距离就越近，进一步加大能够传递的转矩。离合器逐渐由分离状态进入滑摩状态，最终当离合器间磁流变液的剪切应力大于传递的发动机转矩时实现转矩的传递。通过控制励磁线圈中的电流即可控制磁流变液的剪切应力，进而控制相应奇数档位的离合器结合程度。在离合器工作期间，冷却液开始泵入，流经整个冷却液通道。由于离合器会随输入轴转动，冷却液得到更加充分的流动，散热效果比较好。另一方面散热装置开始工作，形状记忆合金部分轴向伸长，推动一侧的散热块进入冷却液通道中，由此一方面将磁流变液腔体中的热能转换为散热圆环和弹簧的机械能耗散，另一方面加大了散热圆环与冷却液的接触面积，加速散热速度。当受冷时，形状记忆合金部分反向轴向伸长，推动另一侧的散热圆环进入磁流变液腔体中，加速热能的传递，同时实现对磁流变液的挤压。当第二离合器单独工作时，工作原理与第一离合器相同，区别在第二离合器一般控制偶数档位。

当需要换挡时，提前使变速器中该档位的齿轮啮合。啮合完全后，随即减小控制前档位中离合器中的励磁线圈电流，增大控制当前档位的离合器中磁力线圈电流，实现不间断动力换挡。当前档位离合器完全结合后，前档位的离合器中电磁线圈中电流减小至零，停止工作。

本实用新型提供的间距可调式液冷磁流变双离合器，利用磁流变液能在毫秒级时间内反应的特点，实现了离合器工作的精确而有效的控制；利用对两边励磁线圈中的相对电流大小控制，实现了变速器的接合平顺性和不中断动力换挡。在位于离合器中央的冷却液通道，供冷却液流通，实现离合器的液冷；同时利用感温材料形状记忆合金和散热圆环组成的散热装置，一方面将热能转换为驱动散热圆环轴向移动的机械能，另一方面移动后散热圆环的受热面积更大，能够实现离合器的加速散热，有效地克服了温度过高条件下磁流变液失效的问题。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。