本發(fā)明屬于汽車傳動領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用電流變自動離合器。

背景技術(shù)：
近年來，由于具有傳統(tǒng)摩擦式離合器所不具備的優(yōu)越特性，電流變液離合器在汽車上的應(yīng)用研究受到了廣泛關(guān)注。電流變液在通常條件下是一種懸浮液，它在電場的作用下可瞬間發(fā)生液體-固體的轉(zhuǎn)變。當(dāng)外加電場強度大大低于某個臨界值時，電流變液呈液態(tài)；當(dāng)電場強度大大高于這個臨界值時，它就變成固態(tài)；在電場強度的臨界值附近，這種懸浮液的粘滯性隨電場強度的增加而變大。通過利用電流變液這種特性研發(fā)的離合器，可以彌補傳統(tǒng)摩擦式離合器接合不平順，摩擦片易于磨損等的缺點。因此，可以使車輛的平順性能得到改善，避免傳動部件磨損，避免打滑，延長傳動部件壽命等。電流變液離合器包括主動傳動機構(gòu)、電流變液體、從動傳動機構(gòu)和供電裝置。主動傳動機構(gòu)，作為動力輸入件，傳遞由發(fā)動機一側(cè)輸入的動力。電流變液體，可通過改變加載電壓改變其粘度，控制主、從動傳動裝置的接合和中斷。從動傳動機構(gòu)，可以傳遞經(jīng)主動機構(gòu)和電流變液傳遞的動力，保證離合器能夠?qū)l(fā)動機的動力傳遞給變速器。供電裝置，用作為電流變液體的提供工作所需電壓。在電流變液離合器中，當(dāng)離合器斷開時，主動機構(gòu)與從動機構(gòu)之間無電壓，電流變液狀態(tài)保持為粘度很低的液體，主、從動機構(gòu)分離，動力中斷。當(dāng)按一定規(guī)律在主、從動機構(gòu)之間施加電壓時，電流變液體的粘度相應(yīng)增加，主、從動機構(gòu)接合，此時動力由主動機構(gòu)輸入，經(jīng)電流變液傳遞給從動傳動裝置輸出；隨著電流變液體粘度不斷增大，最終使主、從動傳動裝置以相同速度運動。對于這種的新型離合器在汽車上的應(yīng)用，已提出了多種方案。各種方案普遍采用多片式傳動機構(gòu)，即主、從動機構(gòu)均具有不止一片傳動片，電流變液充滿主、從動機構(gòu)各傳動片之間空隙。運用此種結(jié)構(gòu)成功解決了單片電流變液離合器傳遞轉(zhuǎn)矩小等缺點，使離合器能夠傳遞較大轉(zhuǎn)矩，可以完成汽車起步、換擋等必要操作。但要傳遞汽車起步、換擋等所需的轉(zhuǎn)矩，電流變液體工作電壓較高，安全性因此降低，還會造成較大的功率損耗，不利于節(jié)能；而且主、從動機構(gòu)傳動片加工難度大，多片式結(jié)構(gòu)的主、從傳動機構(gòu)會增加加工難度，延長加工周期；具有多片式結(jié)構(gòu)傳動機構(gòu)的電流變液離合器內(nèi)部，傳動機構(gòu)占據(jù)大部分空間，不利于其他構(gòu)件布置，也不利于離合器減小體積，減輕重量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
考慮到以上不足，本發(fā)明提供一種汽車用電流變自動離合器，其中安裝有一套電流變液傳動裝置和一套動力分配機構(gòu)，能夠減小電流變液所需傳遞的動力、降低電流變液體工作電壓，而同時又能保證汽車正常起步和換擋。本發(fā)明的目的是通過以下方案實現(xiàn)的，結(jié)合附圖：一種汽車用電流變自動離合器，包括離合器殼體、變速器一軸8、供電裝置，離合器殼體通過螺釘與發(fā)動機飛輪2連接，還包括電流變液傳動裝置和行星齒輪組；電流變液傳動裝置布置在離合器殼體內(nèi)部徑向最外側(cè)，電流變液傳動裝置包括主動機構(gòu)19、從動機構(gòu)20，主動機構(gòu)19通過傳動環(huán)23與離合器殼體連接，主動機構(gòu)19與從動機構(gòu)20徑向交錯排列，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20之間的空隙內(nèi)充滿電流變液體；行星齒輪組包括依次嚙合的齒圈3、行星輪4和太陽輪6、以及用于行星輪4的支撐行星齒輪保持架5，太陽輪6與從動機構(gòu)20連接，齒圈3通過螺釘與離合器殼體固定連接，行星齒輪保持架5與變速器一軸8采用花鍵連接。主動機構(gòu)、電流變液和從動機構(gòu)用于傳遞或中斷來自發(fā)動機的動力；行星齒輪組用于分配發(fā)動機產(chǎn)生的動力，使得只有發(fā)動機輸出動力一部分通過電流變液傳動裝置，減小通過電流變液體所需傳遞的動力，進而減小電流變液體工作電壓，提高安全性，降低能耗。所述的一種汽車用電流變自動離合器，其中，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20均為多層筒式結(jié)構(gòu)，主動機構(gòu)和從動機構(gòu)均包括多個沿徑向依次固定連接的金屬筒，主動機構(gòu)19最外圈金屬筒通過傳動環(huán)23與離合器殼體連接，主動機構(gòu)19各金屬筒與從動機構(gòu)20各金屬筒在空間上相互交錯排列，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20各個金屬筒之間的空隙充滿電流變液體。所述的一種汽車用電流變自動離合器，其中，從動機構(gòu)20通過傳動內(nèi)筒7與太陽輪6連接，行星齒輪組布置在傳動內(nèi)筒7靠近發(fā)動機一側(cè)的環(huán)槽內(nèi)。所述的一種汽車用電流變自動離合器，其中，離合器殼體包括左殼體16和右殼體17，左、右殼體通過螺釘與發(fā)動機飛輪連接為一整體。所述的一種汽車用電流變自動離合器，其中，供電裝置包括高壓電源、絕緣內(nèi)筒26、導(dǎo)電蓋27、導(dǎo)電片25和電刷29，導(dǎo)電蓋27固定在絕緣內(nèi)筒26上，導(dǎo)電片25兩端分別固定在導(dǎo)電蓋27和離合器殼體上，電刷29與導(dǎo)電蓋27接觸且與高壓電源電連接。供電裝置中的絕緣內(nèi)筒和橡膠墊用于將電流變液與供電裝置各構(gòu)件隔開，導(dǎo)線、電刷、導(dǎo)電蓋和導(dǎo)電片等構(gòu)件用于傳導(dǎo)電能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明利用電流變材料在一定規(guī)律的外加電場作用下，液體粘度會發(fā)生改變甚至產(chǎn)生液-固轉(zhuǎn)變的材料特性，設(shè)計出一種新型汽車用自動離合器，用以解決摩擦材料易于磨損，不易控制，起步、換擋時存在沖擊等傳統(tǒng)的汽車用干式摩擦離合器的常見問題。2、本發(fā)明采用電流變液主、從傳動裝置與行星齒輪機構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，既能充分發(fā)揮電流變液離合器易于控制、起步迅速、換擋平穩(wěn)、可長時間滑磨等優(yōu)點，又能克服在一定體積內(nèi)電流變液材料傳遞轉(zhuǎn)矩的限制，減小電流變液材料所需傳遞的轉(zhuǎn)矩，進而減小所需加載電壓，避免因加載電壓過大引起漏電等危險，提高安全性，也更利于節(jié)能。3、本發(fā)明所述的新型汽車用電流變液離合器的電流變液傳動裝置采用多筒式結(jié)構(gòu)，避免了片式傳動裝置在離合器運行過程中因震顫而使的主、從傳動裝置接觸引起短路。4、本發(fā)明所述的新型汽車用電流變液離合器因采用行星齒輪結(jié)構(gòu)，減小電流變液材料所需傳遞的轉(zhuǎn)矩，進而減少了多片式電流變液離合器所需的傳動片片數(shù)。傳動片加工精度高，工藝復(fù)雜，減少傳動片片數(shù)可減小難度，縮短加工周期，節(jié)約制造成本。5、本發(fā)明所述的新型汽車用電流變液離合器的離合器殼體，分為左殼體和右殼體。左、右殼體通過螺釘與發(fā)動機飛輪連接為一整體，作為離合器動力輸入工件。行星齒輪保持架作為離合器的動力輸出工件，可以與變速器一軸通過花鍵直接連接。因此，本發(fā)明所述的新型汽車用新型電流變液離合器可直接應(yīng)用于普通車輛，且易于安裝。附圖說明圖1是本發(fā)明所述的汽車用電流變自動離合器的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明所述的汽車用電流變自動離合器一個實例的結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；圖3是本發(fā)明所述的汽車用電流變自動離合器一個實例的結(jié)構(gòu)組成主視圖上的局部剖視圖；1-密封墊片(絕緣)，2-發(fā)動機飛輪，3-齒圈，4-行星輪，5-行星齒輪保持架，6-太陽輪，7-傳動內(nèi)筒，8-變速器一軸，9-O型圈，10-螺釘，11-連接銷，12-襯套，13-彈性墊片，14-螺釘，15-螺釘，16-左殼體，17-右殼體，18-絕緣內(nèi)筒，19-主動機構(gòu)，20-從動機構(gòu)，21-導(dǎo)線，22-可控高壓電源，23-傳動環(huán)，24-螺釘，25-導(dǎo)電片，26-絕緣內(nèi)筒，27-導(dǎo)電蓋，28-絕緣支撐塊，29-電刷，30-橡膠墊，31-螺釘，32-螺釘具體實施方式在下文中，本發(fā)明的第一個典型實例，將結(jié)合附圖進行說明。如圖1、圖2所示，一種汽車用電流變自動離合器，包括供電裝置、離合器殼體、電流變液傳動裝置和行星齒輪組，離合器殼體通過螺釘與發(fā)動機飛輪2連接；電流變液傳動裝置布置在離合器殼體內(nèi)部徑向最外側(cè)，電流變液傳動裝置包括主動機構(gòu)19、從動機構(gòu)20，主動機構(gòu)19通過傳動環(huán)23與離合器殼體連接，主動機構(gòu)19與從動機構(gòu)20徑向交錯排列，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20之間的空隙內(nèi)充滿電流變液體；行星齒輪組包括依次嚙合的齒圈3、行星輪4和太陽輪6、以及用于行星輪4的支撐行星齒輪保持架5，太陽輪6與從動機構(gòu)20連接，齒圈3通過螺釘與離合器殼體固定連接，行星齒輪保持架5與變速器一軸8采用花鍵連接。由發(fā)動機飛輪2傳遞給左殼體16的動力作為輸入，被行星齒輪組分為兩部分，最終動力由行星齒輪保持架5傳遞給變速器一軸8作為輸出。輸入動力的其中一部分被傳遞給電流變液傳動裝置的主動機構(gòu)19，以控制動力的傳遞和中斷。電流變液傳動裝置的主動機構(gòu)通過離合器殼體與發(fā)動機飛輪相連接，并與其轉(zhuǎn)速保持一致，從動機構(gòu)與行星齒輪組太陽輪相連接，使太陽輪可與從動機構(gòu)以共同速度一同轉(zhuǎn)動。若電流變液傳動裝置主、從動機構(gòu)接合，則此部分動力繼續(xù)經(jīng)電流變液和從動機構(gòu)20傳遞給太陽輪6，其余動力被直接傳遞給行星齒輪組齒圈3。僅有在電流變液傳動裝置接合的情況下，動力才會經(jīng)齒圈3和太陽輪6傳遞給行星齒輪保持架5，最終傳遞到變速器一軸8；當(dāng)電流變液恢復(fù)為粘度很低的液體，即主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20斷開時，僅有齒圈3帶動行星輪4進行轉(zhuǎn)動，行星齒輪保持架5并不向變速器一軸8輸出動力，從而實現(xiàn)離合器的中斷。參閱圖2，離合器殼體包括左殼體16和右殼體17,用螺釘32連接兩者,并用螺釘15將發(fā)動機飛輪2、左殼體16、右殼體17連接為一體，從而使左殼體16、右殼體17形成箱體支撐和容納離合器其他構(gòu)件并隨發(fā)動機飛輪2共同轉(zhuǎn)動。電流變液傳動裝置安裝在箱體內(nèi)徑向最外側(cè)，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20采用多層筒式結(jié)構(gòu)，即主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20均由多個金屬筒組成。其中主動機構(gòu)19最外圈金屬筒通過傳動環(huán)23與右殼體17連接，傳動環(huán)23內(nèi)外兩端面分別通過過盈配合與右殼體17和主動機構(gòu)19最外層金屬筒連接。主動機構(gòu)19各金屬筒一端通過過盈配合連接，另一端留有空隙，從而使主動機構(gòu)19各金屬筒與離合器殼體和發(fā)動機飛輪2以相同速度共同轉(zhuǎn)動。從動機構(gòu)20各金屬筒與主動機構(gòu)19結(jié)構(gòu)相似，各金屬筒一端留有空隙，另一端通過過盈配合相互連接，傳動內(nèi)筒7外壁與從動機構(gòu)20最內(nèi)圈金屬筒通過過盈配合進行連接，傳動內(nèi)筒7環(huán)槽內(nèi)壁與太陽輪6內(nèi)孔通過過盈配合進行連接，從而實現(xiàn)從動機構(gòu)20和太陽輪6的連接，使二者可以共同轉(zhuǎn)動。主動機構(gòu)19各金屬筒與從動機構(gòu)20各金屬筒在空間上相互交錯排列，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20各個金屬筒之間的空隙充滿電流變液體。通過控制電流變液的固-液轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20的斷開和接合。主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20的金屬筒數(shù)量可根據(jù)離合器需要傳遞的扭矩和電流變液體剪切應(yīng)力進行適當(dāng)調(diào)整，本實例中主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20均采用兩個金屬筒。行星齒輪組用于將發(fā)動機輸入動力分配為兩部分，一部分傳遞到電流變液傳動裝置的主動機構(gòu)19，其余部分動力直接傳遞給齒圈3。如圖1所示，該行星齒輪組包括一個太陽輪6、一個齒圈3和一個行星齒輪保持架5可轉(zhuǎn)動地互鎖在一起。齒圈3安裝在傳動裝置主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20最內(nèi)圈金屬筒內(nèi)靠近左殼體16一側(cè)，與左殼體16用螺釘14連接在一起，從而齒圈3可以與左殼體16整體轉(zhuǎn)動。太陽輪6與電流變液傳動裝置從動機構(gòu)20最內(nèi)圈金屬筒通過一個傳動內(nèi)筒7連接，傳動內(nèi)筒7一端與從動機構(gòu)20最內(nèi)圈金屬筒通過過盈配合連接，另一端與太陽輪6內(nèi)孔通過過盈配合相連接，使太陽輪6與電流變液傳動裝置從動機構(gòu)20一同轉(zhuǎn)動。行星齒輪保持架5利用花鍵連接在變速器一軸8上作為輸出件，行星輪4可轉(zhuǎn)動地被支撐于行星齒輪保持架5上。行星輪4位于太陽輪6和齒圈3之間，并可轉(zhuǎn)動地同時與太陽輪6和齒圈3嚙合。通過上述電流變液傳動裝置和行星齒輪組相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，減少了多片式電流變液離合器所需傳動片的數(shù)量，在電流變液傳動裝置主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20各金屬筒內(nèi)靠近右殼體17一側(cè)可形成一處空間，供電裝置可布置在此空間內(nèi)。如圖2，在傳動內(nèi)筒7旁靠近右殼體17一側(cè)，布置有一個絕緣內(nèi)筒26和橡膠墊30，用于隔絕電流變液，支撐各導(dǎo)電構(gòu)件。在絕緣內(nèi)筒26上固定有導(dǎo)電蓋27，導(dǎo)電片25用螺釘31和螺釘24分別固定在導(dǎo)電蓋27和右殼體17上。電刷29用一個絕緣支撐塊28固定，與導(dǎo)電蓋27接觸，并用導(dǎo)線21與高壓電源連接。通過這種設(shè)計和布置方式，可以減少電流變液傳動裝置主、從動機構(gòu)金屬筒個數(shù)，從而減少加工難度和周期，降低成本，并減輕離合器重量，合理利用離合器內(nèi)部空間，使得導(dǎo)線、電刷等供電裝置構(gòu)件易于布置。此外，可直接將本發(fā)明所述的新型電流變液離合器殼體用螺釘固定在發(fā)動機飛輪上，行星齒輪保持架可與變速器一軸通過花鍵直接連接，便于安裝。上述結(jié)構(gòu)的新型汽車用電流變液離合器的工作過程將如下所述，根據(jù)汽車實際行駛時經(jīng)歷的起步和換擋過程進行說明。<起步過程>汽車開始起步時，動力由發(fā)動機飛輪2傳遞給離合器殼體，與左殼體16相連接齒圈3和與右殼體17通過傳動環(huán)23連接的主動機構(gòu)19的各金屬筒也隨離合器殼體一起共同轉(zhuǎn)動，且與發(fā)動機飛輪2轉(zhuǎn)速一致。此瞬間，變速器一軸8靜止不動，因此與變速器一軸8用花鍵連接的行星齒輪保持架5靜止不動。此時，供電裝置按一定規(guī)律在主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20之間加載電壓，隨電壓升高，電流變材料由液態(tài)變?yōu)楣腆w僅需幾毫秒至幾十毫秒，在此過程中電流變液粘度隨電壓的升高而迅速增大，動力由主動機構(gòu)19經(jīng)電流變液傳遞給從動機構(gòu)20，隨著電流變液粘度增加從動機構(gòu)20與主動機構(gòu)19轉(zhuǎn)速趨于一致。太陽輪6在從動機構(gòu)20帶動下與齒圈3之間的轉(zhuǎn)速差迅速減小。行星齒輪保持架5與齒圈3轉(zhuǎn)速也迅速趨于一致，進而將發(fā)動機輸出動力傳遞給變速器一軸8。本實例中行星齒輪組的特性參數(shù)選取為α＝2，根據(jù)行星齒輪組轉(zhuǎn)矩傳遞特性，行星齒輪保持架5上的輸出轉(zhuǎn)矩由兩部分合成，一部分經(jīng)齒圈3傳遞，占輸出總轉(zhuǎn)矩的2/3；另一部分由右殼體17經(jīng)主動機構(gòu)19、電流變液、從動機構(gòu)20傳遞給太陽輪6最終傳遞給行星齒輪保持架5，該部分占輸出總轉(zhuǎn)矩的1/3。<換擋過程>換擋時，首先撤去加載在主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20之間的電壓，則電流變液很快恢復(fù)成粘度很低的液態(tài)，主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20分離。此時行星齒輪組的三個元件各自獨立運轉(zhuǎn)，不會將發(fā)動機動力傳遞給變速器，從而實現(xiàn)離合器的分離，方便換擋。換擋完成后，再在主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20之間按一定規(guī)律施加電壓，電流變液粘度相應(yīng)增加，最終使主動機構(gòu)19和從動機構(gòu)20以相同速度轉(zhuǎn)動，即通過電流變液傳動裝置使太陽輪6和齒圈3連接在一起，則行星齒輪組按照1:1的速比將動力傳遞給變速器，完成了電流變液離合器的接合過程，實現(xiàn)了發(fā)動機動力向變速器的傳遞。