前言電磁離合器是汽車空調壓縮機的乙個關鍵部件，約佔壓縮機總成本的２５％．在實際應用中，離合器部件故障卻很高．因此，不斷的深入研究，提高離合器的效能，對提高整機的質量水平是很有必要的．
汽車空調電磁離合器採用的是線圈固定單片乾式．線圈通電產生磁力，吸住磁吸盤元件，帶動壓縮機主軸．將發動機的動力傳遞給壓縮機。根據離合器作用磁極的數目，可分為四極、六極離合器．本文重點對
四、六極離合器的工作原理、結構等進行**、分析．
第一節：結構
如圖①所示，四、六極離合器均由三部分組成：線圈總成、皮帶輪總成、磁吸盤總成．
１：線圈總成主要由線圈殼體總成及線圈組成；線圈殼體由高導磁材料（一般用08al或10~20鋼）冷拉伸製成，線圈由ｈ級耐高溫強度圓漆包線製成（能承受150℃連續高溫，經160℃輻射10分鐘也不能影響工作效能）；再由塑封閉於殼體內。
2：皮帶輪總成由皮帶輪、轉輪及軸承三部分組成；皮帶輪、轉輪所用材質一般同於線圈殼體，通過焊接連為一體（也可同一整體製造）；軸承結構同於一般滾珠軸承，但對其效能要求很高，因為軸承的工作環境非常惡劣，既要承受冬天的嚴寒（-40℃），夏天的酷熱（40℃），又要承受4000~6500r/min的連續運轉和6500~8000r/min短時間運轉；皮帶輪軸承應能承受150℃的連續高溫和160℃的短時高溫，在任何情況下油脂都不應因高溫或密封件和受損而流失，否則軸承很快失效。在任何情況下不許撬開軸承兩端面的密封圈。
當然，也不能清洗或換油脂，一旦發現密封圈有外傷，就必須報廢不得使用。
3：磁吸盤總成由磁吸盤、驅動盤、輪毅、彈簧片、鉚釘等零件組成；磁吸盤也是由高導磁材料製成，四極離合器的磁吸盤中間開有乙個隔磁槽，而六極離合器則有兩個隔磁槽。六極離合器的彈簧片是由不鏽鋼薄片製成，彈力小，可增加扭矩，但可靠性低。
驅動盤和輪毅焊接連為一體，再以彈簧片連線在磁吸盤上。
圖①第二節：工作原理
首先我們要了解的是：線圈總成是壓裝在壓縮機主機的前蓋面上，為固定件；皮帶輪通過軸承內壁固定在主機前蓋的小軸徑上；是由發動機帶動的運動件。驅動盤通過輪毅壓裝在主軸端部；是由皮帶輪帶動的可運動件。
如圖②所示，線圈是通過外殼a固定於主機前蓋。皮帶輪裝配主機時由b面定位；線圈的外殼c以一定的空氣間隙與皮帶輪裡的u形環槽d配合。驅動盤通過花鍵e與主軸連線，由輪毅上的f面定位，再用手工將皮帶輪g面與磁吸盤h面間的空氣間隙調製成較小的數值（注：
輪毅與磁吸盤是通過有彈簧片連線，所以二者之間的相對位移是可以調節的）。
當線圈通電時，周圍產生磁場，皮帶輪g面和磁吸盤h面被磁場磁化而相互吸和，由於兩個接觸面比較粗燥，產生較大的靜摩擦力，此時磁吸盤便可隨皮帶輪一起轉動，並帶動主軸運動，壓縮機開始工作。當線圈斷電後，磁力消失，彈簧片迫使g面與h面脫開，皮帶輪隨發動機空轉，壓縮機不工作。
四極離合器總成（圖②）
第三節：磁極分析
四、六極離合器的分別主要就在於兩者所產生的磁極不同。
如圖③所示：六極離合器的轉輪上開有三圈隔磁槽，磁吸盤上開有兩圈隔磁槽。當線圈充電時，產生閉合磁迴路，因為磁力線容易在具有較強導磁的材料中傳導，而且當磁力線必須由乙個高導磁材料傳到另乙個高導磁材料時，磁力線會選擇最小的空氣間隙為介質傳導。
所以根據離合器結構設計及其材料的選用，對磁迴路的分析如下：線圈所產生的磁力線先由線圈殼體a 通過空氣間隙b傳入皮帶輪外殼c，避開隔磁槽，通過空氣間隙e傳入磁吸盤f，避開轉輪上3個隔磁槽及磁吸盤上2個隔磁槽通過空氣間隙e形成如圖所示的磁極，再由皮帶輪內壁個h通過空氣間隙i和j傳入線圈外殼a，形成乙個閉合迴路。如圖所示在轉輪上形成四個磁極區：
內磁極區，外磁極區，兩個中間磁極區。磁吸盤上形成三個磁極區：內磁極區，外磁極區，中間磁極區。
磁力線由皮帶輪進入和離開磁吸盤各3次，如果把進入件定為s極，則被射入件為n極，3次進入3次離開便是3個s極和3個n極，共六極，因此稱為六極離合器。
圖③1.線圈 2.皮帶輪 3.驅動盤
如圖④所示：四極離合器的轉輪上開有兩圈隔磁槽，磁吸盤上只有一圈隔磁槽。當線圈充電所產生的磁迴路分析如下：
磁力線先由線圈殼體a 通過空氣間隙b傳入皮帶輪外殼c，再避開隔磁槽，通過空氣間隙e傳入磁吸盤f，避開轉輪上2個隔磁槽及磁吸盤上1個隔磁槽通過空氣e形成如圖所示的磁極，再由皮帶輪內壁g通過空氣間隙h傳入線圈外殼a，形成乙個閉合迴路。如圖所示在轉輪上形成三個磁極區：內磁極區，外磁極區，中間磁極區。
磁吸盤上形成兩個磁極區：內磁極區，外磁極區。磁力線由皮帶輪進入和離開磁吸盤各2次，2次進入2次離開便是2個s極和2個n極，共四極，因此稱為四極離合器。
圖④1.線圈 2.皮帶輪 3.驅動盤
第四節：扭矩分析
一、 靜摩擦扭矩計算方法：
t=u·r△·f
其中：u—靜摩擦係數，取0.2
r△——當量摩擦半徑（mm）
f—電磁吸力
r△=2/3·（r外3-r內3）/（r外2-r內2）
其中r內、r外分別為摩擦面的內、外半徑（mm）
f=4/5·b2·a
其中：b—有效感應強度（t）
a—磁極截面積（mm2）
b=4πiw/［（1+σ）·l］*10-6
其中：l—氣隙長度，考慮吸合面加工粗糙度及形位公差，取0.4mm
σ—漏磁係數，取1
a=π/4*（d外2-d內2）
其中：d內、d外為線圈內鐵芯即轉輪內、外直徑mm
二、 影響扭矩的因素：1、線圈所產生的磁勢（i·w）；線圈產生的電流i越大，匝數w越多磁勢就越大，扭矩越高。電流增大，線圈消耗的功率增大（注：
功率p=iu），線圈產生的熱量也就增大。而線圈產生的熱量必須小於它所能散發的熱量，但在實際工作時，線圈所允許的散熱功率是固定的（跟線圈的散熱面積和漆包線允許的溫公升成正比），因此線圈的電流值應嚴格控制，不能輕易增大。線圈的匝數值影響線圈的諸多引數：
電阻、電流、外觀尺寸等；線圈的電阻與線圈的匝數成正比，與線圈的截面積成反比。因此要以增加線圈匝數來提高離合器的扭矩時，為使線圈的電流不變，就必須增大線圈的截面積，離合器的外形尺寸也增大，從而使得離合器的材料成本大幅度增加。從以上分析中可以看出：
無論是線圈的電流或是線圈的匝數都應該通過合理的計算進行控制。
而六極離合器在構造上取得新的突破，在能夠滿足一般離合器的靜態扭矩（一般要求在35n·m以上）要求時，可以相應地減小線圈的匝數及外觀尺寸；一般：
六極離合器：i=3.5a ， w=270匝。
四極離合器：i=3.3a ， w=334匝。
2、各部件間的氣隙；有四種氣隙，一是線圈斷電時磁吸盤與皮帶輪端麵的氣隙△0，其大小為0.5~0.85mm。
其功用是防止皮帶輪空轉時發生摩擦，從這點說△0宜大不宜小。但從充電後，磁力線克服彈簧彈力吸住磁吸盤這一要求說，是宜小不宜大。由於兩平面不是理想平面，吸合後有殘餘間隙△1。
估計△1=0.02mm。
再是氣隙△2——皮帶輪內壁與線圈外徑的徑向單邊距離，即圖④中的空氣間隙b，
以及氣隙△3——皮帶輪座孔壁與線圈殼的徑向單邊距離，即圖④中的空氣間隙h。
計算結果表明，整個磁力線傳導過程中約有80%~90%磁勢消失在△2和△3上，在皮帶輪——吸盤——線圈中的磁勢很小，只佔總磁勢的10%~20%，也就是說全部安匝數中只有10~20%是有效的。為便於觀察氣隙的影響，參照電機工程中已知磁勢用逼近法求磁感應強度的方法，列表計算如表1；從表1可知，內外氣隙均為0.45mm時，承載扭矩可達到51.
9n·m，0.55mm氣隙時降為37.9 n·m，下降27%。
0.65氣隙時降為29.4 n·m，下降43%，因此△2、△3越小越好。
3、 皮帶輪與磁吸盤間的摩擦力；電磁離合器是靠皮帶輪與磁吸盤間摩擦力來傳遞扭矩的，因而皮帶輪端麵與磁吸盤端麵是否良好貼合，對傳遞扭矩有重大的決定性意義。
表2是4組不同平面狀況對比試驗狀況，從表2資料中可知，平面狀況對扭矩影響是非常明顯的。組1脫滑扭矩最高，是由於皮帶輪端麵與磁吸盤端麵構成一對良好的貼合件，而組2則相反，是凸對凸，形成小面積接觸，承載能力最小，而組3和組4接近正常值，代表了大部分離合器的實際平面狀況。
在圖紙上，我們用平面度誤差小於0.05mm（只許凹）來限制上述端麵的平面度對皮帶輪來說，一般都是中凹0.01~0.
03mm，，可以滿足使用要求。問題較大的是磁吸盤，鉚合彈簧片後磁吸盤產生變形，在鉚釘附近時「低下」，在兩鉚釘連線的中點處是「高出」,整個平面變成有3個外凸波峰的複雜曲面，這對傳遞扭矩是非常不利的。
為提高磁吸盤的平面度，可採用如下措施：
1． 設計上，應當加大磁吸盤的厚度，現有厚度是:六極4.37±0.
1，四極4.65±0.15，如果將厚度增加至1.
12和1.05倍，剛度可增加40%和17%。
2． 鉚合工藝上，盡量改善夾具定位精度，減少鉚合力對平面度的不利影響，採取熱鉚可以減少鉚合應力。
3． 使用上，減少裝配、搬運、安裝、維修過程忠驅動盤因外力引起的變形，磁吸盤的剛度小，不良的使用和維護很易引起變形而大大降低承載能力。
表24、 高溫、高載、低電壓；
1、 電壓不足或線圈引出線接觸不良，假設實際輸入線圈的電壓只有10v，即為額定值的10/12=0.83，則線圈電流降為額定值的0.83，因為承載扭矩正比於磁感應強度b的平方，初始扭矩則降低為0.
69。2、 高溫使線圈電阻增加，若室溫時電阻是3.06ω，115℃時是4.24ω,假定線圈工作時溫度100℃，則電阻為r為4.
09ω，由於電阻增加，電流減少至3.06/4.09=0.
75，可以近似地認為扭矩降至0.752=0.56。
3、 高負荷，正常排氣壓力為1.5mpa左右，如果高負荷時達到2.5mpa，驅動扭矩可由正常情況下的15n·m 增至2.5/1.5=1.67倍，為25 n·m 。
三、 提高離合器承載能力的措施：
1、 製造方面： a.提高產品質量，尤其是減少平面度誤差和不平面度方向，不許超出圖紙要求；b.
鉚釘和鉚釘孔的尺寸、距離必須符合圖紙，鉚合後鉚釘孔應充滿，不許有間隙；c.減少鉚合應力；d.彈簧片無表面缺陷，成形後消除內應力。
2、 使用方面 a.防止外力撞擊驅動盤和皮帶輪；b.防止油漬進入吸合面；c.
線圈引接線應可靠，接觸面無生鏽、無鬆動、無虛接；d.直流電源的電壓宜高不宜低，最好在12v以上；e.發動機室的通風應良好，風機無故障，水箱無過熱，無塵土堵塞影響壓縮機散熱；f.
皮帶輪張力應適當，不打滑，不過度拉緊；g.冬天壓縮機停用期間，每天開動壓縮機1~2分鐘，使潤滑油飛濺到軸封等處，避免軸承乾涸引發故障。
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