Асинхронная муфта сцепления

Область техники, к которой относится полезная модель
Асинхронная муфта сцепления (АМС) является устройством для передачи вращающего момента и может быть применена на всех видах автомобилях, имеющих двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в качестве передачи вращающего момента от выходного вала ДВС к переднему карданному валу автомобиля.
Уровень техники
При использовании асинхронной муфты сцепления в автомобиле, автомобиль имеет плавность движения, как при наборе скорости, так и при трогании с места, что сопоставимо с автоматической коробкой переключения передач (АКПП), но по отношению к АКПП есть преимущества в том, что потери мощности в АМС приблизительно сопоставимы с потерями в механической коробке переключения передач (МКПП), то есть меньше, чем в существующих АКПП, а также надежна и проста при ее эксплуатации и ремонте.
Наиболее близкие аналоги полезной модели асинхронной муфты сцепления - SU 257952 А1 (Королев В.И., Сясин А.В.), 20.11.1969 и RU 2656240 (Ходырев А.Г.), 04.06.2018.
Раскрытие сущности полезной модели
Сущность полезной модели асинхронной муфты сцепления (АМС) заключается в том, что передача вращающего момента от выходного вала ДВС к переднему карданному валу автомобиля осуществляется благодаря электромагнитному моменту. То есть на обмотку возбуждения внутреннего ротора подается постоянное напряжение от блока управления, который запитан от стационарного генератора автомобиля. При этом соответственно создается переменное электромагнитное поле при вращении внутреннего ротора от выходного вала ДВС автомобиля, что вследствие этого наводится ЭДС в короткозамкнутой обмотке внешнего ротора, тем самым создавая электромагнитный момент, который приводит к вращению внешнего ротора асинхронно по отношению к внутреннему ротору, и тем самым передавая вращающий момент соответственно переднему карданному валу автомобиля. Изменяя частоту вращения выходного вала ДВС при нажатии педали газа автомобиля, создаются разные по величине электромагнитные моменты в АМС, которые служат для передачи вращающего момента от выходного вала ДВС к переднему карданному валу автомобиля в зависимости от его внешней нагрузки, а также и при регулировании блоком управления величины постоянного напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения внутреннего ротора. Тем самым мы получаем плавную, без рывков, передачу вращающего момента от выходного вала ДВС к переднему карданному валу, как при трогании автомобиля с места, так и уже при его движении, независимо от величины внешней нагрузки на переднем карданом валу автомобиля, так же как в и уже существующих АКПП. Но помимо этого, потери мощности в электромагнитной муфте сцепления приблизительно сопоставимы с потерями мощности МКПП при передаче вращающего момента от выходного вала ДВС к карданному валу автомобиля и составляют от 1% до 4% от мощности ДВС в зависимости от режима работы ДВС. Из этого следует, что КПД АМС составляет 0,96-0,99.
Осуществление полезной модели.
Асинхронная муфта сцепления (фиг. 1) состоит из: внутреннего ротора (1), имеющего щеточный аппарат (2) и обмотку возбуждения, где обмотка возбуждения выполнена с не явно выраженными полюсами, вал (3) вращения внутреннего ротора с одной стороны соединяется с выходным валом двигателя внутреннего сгорания автомобиля; внешнего ротора (4) с короткозамкнутой обмоткой, внешний ротор установлен и закреплен на наружном кольце подшипников качения (5) вала вращения внутреннего ротора, используя щиты крепления (6), благодаря этому внешний ротор может вращаться вокруг продольной оси ротора за счет электромагнитного момента, где с одной стороны щит крепления внешнего ротора соединяется с передним карданным валом автомобиля; блока управления постоянного напряжения (7) и соединительных проводов (8). Блок управления постоянного напряжения запитан от стационарного генератора автомобиля и предназначен для подачи постоянного напряжения разной величины в зависимости от режима работы ДВС на обмотку возбуждения ротора через его щеточный аппарат с помощью соединительных проводов. Пример расчета был произведен для двигателя BMW 5-серии, 2020, 7 поколение.
Его данные: У-2.0 л., Р=184 л.с, АКПП, задний привод, Ммах=290 Нм. При=156 л.с. и 270 Нм, тогда Р=156·0,735=114,6 кВт.
В итоге:
а) при установившимся режиме (4500 об/мин):
потери мощности в ЭКПП от развиваемой мощности ДВС при данной частоте оборотов - Рп=0,91%;
б) при пусковом режиме (от 0 до 1500 об/мин за 1 с):
потери мощности в ЭКПП от развиваемой мощности ДВС при данном диапазоне частоте оборотов - Рп=3,6%.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена асинхронная муфта сцепления.