Электромагнитная муфта

Виды муфт ЭТМ

Условно муфты ЭТМ можно разделить на три группы:

• Зубчатые. Вращение в данном случае передается с помощью двух колец зубчатого типа, соединение и разъединение которых происходит с помощью генерируемого катушкой магнитного поля. Такие устройства могут использоваться в любых условиях.
• Многодисковые. Крутящий момент в таких устройства передается через пакет дисков. Для корректной работы таких муфт необходимо регулярно осуществлять их смазку.
• Однодисковые. Предназначены для работы в сухой среде.

В свою очередь, зубчатые муфты делятся на:

• устройства с постоянным током;
• с токосъемными кольцами;
• разъединяющие с закрепленным корпусом катушки;
• разъединяющие с токосъемным кольцом и пружиной;

Многодисковые устройства имеют следующую классификацию:

• с токосъемным кольцом;
• с закрепленным корпусом.

Также имеются и другие классификации. Все устройства подразделяются на несколько видов в зависимости от следующих параметров:

• принцип вращения;
• конструкция ротора;
• способ подачи питания;
• способ охлаждения;
• тип исполнения.

Чтобы электромагнитная муфта эффективно справлялась с поставленными перед ней задачами, следует расположить ее горизонтально в месте, защищенном от воды и эмульсии. Окружающая среда не должна быть взрывоопасной. В ней не должно содержаться концентрированных газов, агрессивных паров, жидкостей и токопроводящей пыли. Качественное устройство должно оставаться стойким к морозам и высокой относительной влажности воздуха. Его транспортировка должна осуществляться в специальной таре.

Электромагнитные муфты

Электромагнитные фрикционные многодисковые муфты широко используют в приводах главного движения и подач станков с ЧПУ. Муфты различают по исполнению – контактные (ЭТМ … 2), бесконтактные (ЭТМ … 4) и тормозные (ЭТМ … 6) и по габариту (от 05 до 16). Муфты пятого габарита имеют наружный диаметр 80 мм, муфты шестнадцатого габарита имеют диаметр 270 мм. Соответственно с увеличением габарита увеличиваются основные силовые характеристики муфт. Примеры обозначения муфт: ЭТМ082 – муфта контактного исполнения 8-го габарита, ЭТМ 134 – муфта бесконтактного исполнения 13-го габарита.

Технические характеристики

Технические характеристики должны отражать следующие параметры:

Мн – номинальное значение передаваемого момента, Н×м;

Мв – вращающий (динамический) момент, развиваемый включенной муфтой при разгоне, торможении и реверсировании нагрузки, Н×м;

МO.В.-остаточный момент вращения, развиваемый отключенной муфтой при скольжении в дисках, Н-м;

МO.П.-остаточный момент покоя, Н×м;

nmах – максимально допустимая частота вращения, об/мин;

А1 – максимально допустимая энергия, рассеиваемая в муфте за один цикл (включение-отключение), кДж;

Рк – мощность, потребляемая катушкой муфты при температуре 20 °С, Вт;

Iн – номинальный ток катушки при температуре 20 °С, А.

Электропитание муфт осуществляется от любых источников постоянного тока напряжением 24 В.

Рис. 51. Муфта контактного, исполнения ЭТМ…2 (поводок в сдвинут вправо, выведен из зацепления с наружными дисками)

Муфты контактного исполнения

Муфты контактного исполнения (рис. 51) ЭТМ … 2 состоят из корпуса 1 с катушкой и токоподводящим кольцом 5, пакета фрикционных магнитопроводящих дисков 4, 5, работающих со смазкой, якоря 6 и общей втулки 7. Внутренние диски 4 расположены на шлицах (с эвольвентным профилем) втулки 7, наружные диски 5 имеют 6-8 пазов шириной 10-25 мм (в зависимости от габарита муфты) для зацепления с поводком 8 – соединительной деталью механизма, в котором используется муфта.

На катушку 2 с помощью щетки, контактирующей с токопод-водящим кольцом 3, подается напряжение, магнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь и пакет дисков притягиваются к полюсам корпуса 1, и между сжатыми дисками возникает фрикционное сцепление. Крутящий момент передается по цепн« втулка 7 – внутренние диски 4 – наружные диски 5 – поводок 8.

Боковые поверхности нагруженных фрикционных дисков специально делают не совсем плоскими и снабжают спиральными маслораспределительными канавками, благодаря чему происходит быстрое и четкое расцепление дисков при отключении муфты. Такие диски обеспечивают малую величину остаточных моментов и высокое значение вращающего (динамического) момента при переходных процессах (разгоне, торможении, реверсировании).

Рис. 52. Муфта бесконтактного исполнения ЭТМ…4 (без поводка)

Рис. 53. Тормозная муфта ЭТМ…6

Муфты бесконтактного исполнения

Муфты бесконтактного исполнения ЭТМ … 4 (рис. 52) отличаются от муфт ЭТМ … 2 наличием составного магнитопроводз, образуемого неподвижным корпусом 2 и вращающимся катушко-держателем 1, разделенных так называемыми балластными зазорами. Исключен контакт в элементах токоподвода (щетки и то-коподводящего кольца). За счет наличия балластного зазора снижается теплопередача от фрикционных дисков к катушке, что обусловливает повышение эксплуатационной надежности муфт ЭТМ … 4 при тяжелых работах. Наблюдается предпочтительное использование в станках с ЧПУ муфт бесконтактного исполнения ЭТМ … 4 по сравнению с муфтами ЭТМ … 2.

Тормозная муфта ЭТМ … 6 (рис. 53) имеет фланцевой поводок 1 и охватывающий корпус 2. Якорь 6 подвешен на поводке с помощью кольца 7, закрепленного на поводке /. Наружные диски 5 сцеплены с неподвижным поводком. Внутренние диски 4 и шлицевая втулка 3, отделенная зазорами от корпуса и якоря, при отключенной муфте свободно вращаются вместе с валом.

При включении муфты к валу прикладывается тормозной момент, равный вращающему моменту муфты. Сила торможения замыкается на корпус механизма по цепи: втулка 3 – внутренние диски 4 – наружные диски 5 – фланец поводка 1-детали крепления. Поводок может быть прикреплен к стенке узла как плоскостью А, так и плоскостью Б.

Размеры посадочных мест едины для всех трех исполнений муфт. Смазка муфты осуществляется поливом струей, направленной по радиусу муфты.

Схема полного привода с электромагнитной муфтой

На многих автомобилях полный привод подключаемый. Так же устроен и полный привод на автомобилях Чери Тигго, привод на задние колеса здесь подключаемый автоматически, через электромагнитную муфту.

Муфта управляется блоком управления полным приводом. Принцип работы электромеханической муфты практически такой же как и у сцепления. При подаче напряжения на муфту диски внутри муфты прижимаются друг к другу и через них начинает передаваться крутящий момент на задние колеса.

Полный привод подключается на чери тигго только в момент пробуксовки передних колес, причем примерно после второго проворота колеса. Когда надобность в полном приводе отпадает, он отключается. Так же привод отключается при превышении определенного порога скорости, потому что работа муфты не рассчитана на большие скорости.

На панели приборов чери есть лампа проверки полного привода. При включении зажигания лампа загорается и производится самотестирование системы. Если все в порядке, то лампа гаснет. При наличии неисправностей лампа продолжит гореть.

К сожалению никаких опозновательных знаков того, что привод включился, в машине нет. Но вы без труда это поймете, когда застрянете и начнете буксовать. Когда привод задних колес подключится, вы почувствуете легкий толчок, и машина начнет неспеша былазить из завала.

Крутящий момент к задним колесам передается через раздаточную коробку (2), передний кардан (4), электромагнитную муфту (5), задний кардан (6), редуктор (7) заднего моста и приводы задних колес.

Схема трансмиссии полного привода автомобиля

1 — коробка передач, 2 — раздаточная коробка, 3 — приводы передних колес, 4 — передняя карданная передача, 5 — электромагнитная муфта, 6 — задняя карданная передача, 7 — редуктор заднего моста, 8 — приводы задних колес.

Раздатка жестко крепится на картере коробки передач. Приводом для раздатки служит коробка дифференциала. Сама раздаточная коробка двухступенчатая. Межосевой дифференциал в раздатке отсутствует, а перераспределение момента между осями выполняет электромагнитная муфта в зависимости от дорожных условий.

Валы карданных передач сделаны из тонкостенной стали. Электромагнитная муфта передает крутящий момент на задние колеса только когда муфта частично или полностью блокируется от сигнала блока управления полным приводом.

Блок управления полным приводом расположен под сиденьем водителя. Блок привода получает информацию от блока управления двигателем и на основании полученных данных включает или отключает муфту, подавая или снимая таким образом крутящий момент к задним колесам.

Блок получает следующую информацию:

— нагрузка двигателя (от ЭБУ двигателя)

— продольное ускорение автомобиля (от датчика ускорения под консолью панели приборов)

— скорость движения автомобиля и разность частоты вращения колес (от колесных датчиков)

— режим торможения (от блока ABS)

Электромагнитная муфта не нуждается в обслуживании.

Применение – фрикционная передача

Применение фрикционных передач в настоящее время ограничивается средними и малыми мощностями, так как при больших моментах соответственно возрастают усилия прижатия и передачи получают значительные габариты.  

Применение фрикционных передач для больших мощностей приводит к соответствующему возрастанию усилий на валы и опоры и увеличению габаритов передачи. Фрикционные передачи не могут применяться в тех механизмах, где недопустимо накопление ошибок в углах поворота звеньев, что связано с наличием скольжения в этих передачах.  

Применение фрикционных передач для больших мощностей приводит к соответствующему возрастанию нагрузок на валы и опоры и увеличению габаритов передачи.  

Правомерно применение сооеных фрикционных передач г полностью уравновешенным. При необходимости большой редукции можно применять фрикционные волновые передачи, но они работают с существенной потерей скорости.  

В обычных случаях применения планетарных фрикционных передач, когда требуются значительное расширение диапазона регулирования фрикционной передачи и редуцирование чисел оборотов, применяются схемы, в которых передаточное отношение выражается разностью двух членов ( табл. 138), а не суммой. При этом целесообразно выбирать схемы, в которых ведомый вал соединяется с наиболее тихоходным элементом планетарной передачи – с водилом.  

В обычных случаях применения планетарных фрикционных передач, когда требуются значительное расширение диапазона регулирования фрикционной передачи и редуцирование чисел оборотов, применяют схемы, в которых передаточное отношение выражается разностью двух членов ( табл. 7), а не суммой. При этом целесообразно выбирать схемы, в которых ведомый вал соединяется с наиболее тихоходным элементом планетарной передачи – с водилом.  

Схемы фрикционных передач для постоянного передаточного отношения.

Последнее является решающим для применения фрикционных передач, так как передачи зацеплением не допускают бесступенчатого регулирования.  

Вторым методом регулирования числа оборотов шнека является применение механической фрикционной передачи от электродвигателя с постоянным числом обо – ротов. Регулирование числа оборотов шнека шприцпрессов большего размера осуществляют при помощи вариатора скорости с клиновидными ремнями и шестеренчатой передачи. Такие вариаторы пригодны для передачи мощности до 110 кет, но при применении этих передач возникают затруднения при работе на низких скоростях из-за большой величины передаваемого вращающего момента. Обычно для предохранения узлов пресса от перегрузки применяют предохранительный срезной штифт или фрикционную муфту.  

Простейшим способом передачи работы между вращающимися валами является применение фрикционной передачи. Фрикционная передача осуществляется обычно при помощи двух гладких колес, прижимаемых одно к другому с определенной силой. Благодаря наличию этой силы при вращении ведущего колеса в месте соприкосновения колес возникает сила трения, через которую передается вращение ведомому колесу. Такую передачу называют фрикционной, а колеса – колесами трения.  

Большая величина силы Q является основным фактором, ограничивающим применение фрикционной передачи с цилиндрическими катками. Это наглядно видно из приведенного ниже примера.  

Большая величина силы Q является основным фактором, ограничивающим применение фрикционной передачи с цилиндрическими катками. Это наглядно видно из приведенного ниже примера.  

Большие нагрузки на валы и опоры и неизбежность проскальзывания между телами качения ограничивают применение фрикционных передач, несмотря на их существенные достоинства – простоту, бесшумность и возможность использования для бесступенчатого регулирования скорости.  

Схема цилиндрической фрикционной передачи.| Схемы фрикционных передач с постоянным передаточным числом. а – с цилиндрическими катками. Я – передача катками с клинчатым ободом. а – с коническими катками.

Большие нагрузки на валы и опоры и неизбежность проскальзывания между телами качения ограничивают применение фрикционных передач, несмотря на их существенные достоинства – простоту, бесшумность и возможность использования для бесступенчатого регулирования скорости. Фрикционные передачи с постоянным передаточным числом применяют преимущественно в кинематических цепях приборов.  

Муфта 4-го поколения

На современные полноприводные автомобили устанавливается муфта 4-го поколения. Принцип её действия схож с принципом действия муфт предыдущих поколений. Однако в устройстве имеется уже электронный насос. Разность скоростей имеет теперь второстепенное значение, работа муфты осуществляется на основании обмена сигналами между различными датчиками и блоком управления.

Таким образом, можно отметить, что современная муфта полного привода – это достаточно эффективное устройство, позволяющее целесообразно распределять крутящий момент между осями автоматически, без участия человека.

Существенным минусом подобных муфт является то, что они, при больших нагрузках, могут выходить из строя. А их замена или ремонт – дело дорогостоящее.

Ферропорошковая с электромагнитным управлением

У такой детали можно осуществить соединение частей как жестко, так и с проскальзыванием ведомой от ведущей.

За счет этого возможна регулировка частоты вращения механизма привода без вмешательства в саму частоту вращения приводного двигателя.

Конструкция элемента следующая. Обе части муфты — это стальные цилиндры, которые представляют собой магнитопроводы. В ведомой части имеется паз, к которому подводят обмотку возбуждения. Она, в свою очередь, подключается к источнику питания при помощи контактных колец совместно со щеткой. Пространство между частями заполняют ферромагнитной смесью. Она может быть порошкообразной или жидкой.

Особенности эксплуатации полноприводного автомобиля Renault/Nissan

• В режиме 2WD напряжение на муфту не подается ни при каких режимах движения.
• Недопустима установки сзади колес меньшего наружного диаметра. В противном случае не будет происходить подключение задней оси вплоть до значительной пробуксовки колес передней.
• Вне зависимости от включенного режима управления трансмиссией все валы, все редукторы, все пары шестерен в части трансмиссии от коробки передач и до задних колес автомобиля всегда вращаются. Так что значительной экономии топлива в режиме 2WD на хороших дорогах ожидать не следует. И, тем не менее, самый правильный режим летом на шоссе — 2WD.
• Эксплуатация автомобиля с заблокированной муфтой на асфальте вызовет ее нагрев и износ, а также перерасход топлива, износ шин и трансмиссии. По инструкции Дастер блокирует муфту до 80 км/ч. Ниссан Икс-Трейл — до 40 км/ч. После превышения порога система переходит в режим AUTO.
• При буксировке прицепа следует повышать давление в задних колесах, чтобы получить хотя бы небольшой крутящий момент на них в режиме AUTO.

Классификация электромуфт

В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:

1. Устройство может применяться для снижения вероятности воздействия импульсных нагрузок.
2. На холостом ходу конструктивные особенности определяют незначительные потери. Этот момент определяет то, что основные элементы не нагреваются при эксплуатации.
3. Есть возможность провести быстрый пуск механизма даже в случае, если оно находится под большой нагрузкой.

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.

Вариант исполнения кондиционерного компрессора представлена в виде узла, который состоит из следующих элементов:

1. Катушки электромагнитного типа. Она изготавливается при применении специальных сплавов, которые характеризуются определенными свойствами. Катушка требуется для непосредственной генерации электромагнитного поля.
2. Пластин прижимного типа. Этот элемент конструкции должен характеризоваться высокой прочностью.
3. Шкива, который передает усилие от электрического двигателя. Привод подобного типа получил довольно широкое распространение, так как он обеспечивает защиту устройства от перегрева при большой нагрузке. За счет смены шкивов есть возможность регулировать количество оборотов на выходе.

В рассматриваемом случае на катушку подается электричество, которое образует электромагнитное поле. За счет этого происходит притягивание прижимной пластины к шкиву. Подобное перемещение дает свободу валу, и механизм начинает работать.

Компрессорные установки получили весьма широкое распространение

Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:

1. Довольно часто встречается ситуация, когда подшипник шкива деформируется. В этом случае достаточно провести замену элемента.
2. Прижимная пластина изготавливается из тонкого метала, поэтому на момент эксплуатации она может деформироваться. Кроме этого, проблема возникает в случае неправильной установки зазора.
3. Встречается ситуация сгорания самой муфты. Она чаще всего связана с высоким напряжением, которое подается на катушку.

Развитие современных технологий определило то, что в автомобилях проводится установка электромагнитной муфты сцепления. Она делиться на несколько различных типов в зависимости от привода:

1. Гидравлический. Этот вариант исполнения характеризуется тем, что передача усилия осуществляется за счет жидкости в системе. Масло и вода хорошо подходят для передачи усилия. Однако, гидравлический привод на сегодняшний день характеризуется относительно низкой надежностью.
2. Механический. Подобное устройство характеризуется тем, что передача усилия проводится за счет сочетания различных элементов. Примером можно назвать звездочки, шестерни и другие детали.
3. Муфта сцепления электромагнитная.

Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:

1. По показателю трения выделяют мокрые и сухие. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения, которые могут работать только при добавлении масла.
2. Классификация проводится и по режиму включения: непостоянные и постоянные.
3. Выделяют муфты с одним или несколькими ведомыми дисками. Выбор проводится в зависимости от того, какие требуются эксплуатационные характеристики.
4. По виду управления также выделяют несколько основных видов механизма. Примером можно назвать механический, гидравлический и комбинированный.

Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.

Читать также: Спектр излучения ксеноновой лампы

Полный привод кроссоверов Renault и Nissan: экспертный разбор «За рулем»

Renault > Kaptur

Renault > Duster

Renault > Koleos

Nissan > X-Trail

Nissan > Terrano

Nissan > Qashqai

Чтобы разобраться в особенностях полноприводных кроссоверов, начать надо, как ни странно, с их моноприводных собратьев.

Итак, современный переднеприводной кроссовер — это обычный автомобиль с кузовом хэтчбек или универсал с несколько увеличенными в диаметре колесами и немного (всего на 25 — 75 мм) подросшим клиренсом. Кроме того, он чаще всего создается на платформе популярного легкового автомобиля. На всех созданных таким образом кроссоверах двигатель расположен поперечно, а ведущими колесами, конечно, будут передние.

Однако не все фирмы соглашаются с наличием только таких «недоприводных» кроссоверов в гамме выпускаемых автомобилей.

Электромуфта — как она работает?

Важным элементом внутренней конструкции автомобиля является муфта. Техника сегодня не стоит на месте, поэтому в разных моделях авто могут быть установлены разные элементы. Необходимо четко разобраться в вопросе об электромуфтах — о чем-то малоизвестном.

Что такое электромуфта?

Муфта электромагнитная — это устройство, предназначенное для соединения и разъединения пары основных валов или же вала и детали, которая свободно на нем сидит. Сфер применения у электромагнитной муфты очень много. Кроме использования в конструкции транспортных средств, подобные устройства широко используются в тепловозах, устанавливаются в станках для резки металла и схожих устройствах. Но вот в разных механизмах используются и разные виды муфт. Даже в камазе и в газели установлены муфты разного вида.

Выделены следующие разновидности электромагнитных муфт:

— конусная и дисковая фрикционные электромуфты;

— зубчатая электромуфта (зубцы расположены на торцевой поверхности муфты);

— порошковая или жидкостная электромуфта (магнитопроводящий люфт между частями муфты наполнен порошкообразной смесью с жидкой консистенцией, содержащей ферримагнитный порошок).

Классификация электромуфт

Классификацию будем рассматривать исходя из той области, где применяется то или иное устройство.

Муфты электромагнитные ЭТМ

Это приспособление призвано защищать механизмы и устройства от импульсных перегрузок. Подобная муфта обеспечивает небольшие потери на холостом ходу. Это крайне благоприятно влияет на тепловой баланс системы, а также разрешает быстро запускать устройство, даже если оно находится под воздействием нагрузок. Такие муфты, в свою очередь, подразделяются на:

— контактные электромуфты;

— тормозные электромуфты;

— бесконтактные электромуфты.

Электромуфты кондиционерного компрессора

Такая электромуфта представлена в виде узла, который нужно устанавливать перед компрессором, состоящий из:

— электромагнитной катушки;

— прижимной пластины;

— шкива, который приводится в движение ремнем.

Соединение между прижимной пластиной и основным валом самое непосредственное, а вот катушку и шкив нужно устанавливать на передней стенке компрессора. Когда на катушку подается питание, то образуется магнитное поле, притягивающее прижимную пластину к шкиву. За счет этого компрессорный вал начинает двигаться, шкив и пластина также начинают вращаться, причем вместе.

Электромуфта компрессора кондиционера может выдавать разные результаты во время диагностики, поэтому Вы наверняка будете думать над полученными итогами. В действительности же, неисправности могут возникать из-за:

— дефектов подшипников шкива (в этом случае нужно произвести замену подшипников);

— сломана прижимная пластина (происходит это потому, что изначально зазор был выставлен неправильно);

— сама муфта «сгорела» (признак того, что внутри авто есть серьезные проблемы компрессора, поэтому нужно произвести капитальную диагностику).

Электромуфта привода вентилятора

Такое устройство широко применяется в системах охлаждения двигателя. функция такой муфты – поддерживать заданный температурный режим (в диапазоне от 85 до 90 градусов). Если такая муфта установлена в Вашем автомобиле, то:

— зимой температурный режим движка будет лучше поддерживаться при работающем двигателе;

— в значительной мере уменьшатся потери мощности на приводе вентилятора, а это существенно сократит расход горючего.

Электромуфта сцепления

Они делятся на:

— механические электромуфты;

— гидравлические электромуфты;

— муфты сцепления.

Наиболее распространенными является последний вид электромуфт, причем они также делятся на следующие категории:

1) По разновидности трения: сухие и мокрые (работающие в масле);

2) По режиму включения: постоянно и непостоянно замкнутые;

3) По количеству ведомых дисков: одно-, двух- и многодисковые;

4) По типу нажимных пружин и положению: с расположенной по периферии нажимного диска пружиной и с центральной диафрагменной пружиной;

5) По виду управления: с гидравлическим, механическим и комбинированным приводом.