衔铁组件包括沿径向或轴向分布磁极的永磁体，例如径向内侧为 N极，径向外侧为S极，反之亦可；或者轴向一侧为N极，另一侧为S极。优选方案为径向分布，这样可以使电磁铁组件所需要的电磁力最小，即电流最小，能耗最低。在本实施例中，通过对圆环形的衔铁19进行磁化，使衔铁19成为永磁体。在可选实施例中，永磁体结构可以是设置在衔铁19上的多个圆形的或者环形的构件。衔铁通过螺钉23与衔铁架31安装在一起。
由从动轮18和模型块20构成的从动轮组件沿轴向安装在衔铁19与衔铁架31之间。从动轮18如图6-8所示，具有：轴向延伸的圆筒形主体，用于固定(可以是过盈配合，也可以是其他安装方式)在转轴7上(参见图2)，以及在远离主动轮的一端处径向延伸的多个等间隔分布(圆周方向上)的径向管18a。径向设有安装孔，用于将衔铁架31、楔形块20通过楔块轴22安装于径向臂上。在所示实例中，设置有三个径向臂。但是本实用新型不限于此，可以根据需要设置数量不同于三的多个径向臂。
可选地，从动轮18在轴向上可以设置为双层结构，其左侧(靠近主动轮一侧)设置有软磁材料制成的圆环形结构，其可以作为第二转子181；其右侧(远离主动轮一侧)设置有如上的多个径向臂18a。径向臂18a可以是与从动轮18的圆筒形主体一体设计，也可以是分离的部件通过焊接或其他方式与圆筒形主体固定连接在一起。可选地，多个径向臂18a也可以是从圆筒形主体径向延伸的单个环形结构。
在设置有第二转子181的情況下，模形块20通过模块轴22收容在从动轮的双层结构之间，即在第二转子181与多个径向管18a之间。并且，衔铁组件中的衔铁19及衔铁架31分别设置在第二转子181的轴向两侧，其中衔铁19靠近图1中的左侧，衔铁架31靠近图1中的右侧。
如图9-11所示，模形块20包括摆臂20a及楔面20b，摆臂20a通过楔块轴22安装在从动轮18的径向臂18a上。模形块20可绕模块轴22旋转。本实施例中，楔块轴22与从动轮18的径向臂18a的配合关系以及楔块轴22与楔形块20的配合关系可以分别是：a过盈配合和间隙配合；或 b间隙配合和间隙配合；或c间隙配合和过盈配合。
从动轮18的径向臂18a与楔块轴22左端沉孔冲压配合，形成模块轴对径向臂18a 的左端的止挡面。楔块轴22与衔铁架31相配合的轴径大于楔块轴22与从动轮18的径向臂18a配合的轴径，从而形成对从动轮右侧的止挡面 。借此，楔块轴在轴向被限位在从动轮上 。 衔铁架31也通过模块轴22安装在从动轮18(的径向臂)上，受楔块轴22导向约束(模块轴22与衔铁架31是间隙配合)，并能轴向往复移动。当衔铁组件移动至左侧(第一位置)时，衔铁架31抵接在从动轮的径向臂的右侧，当衔铁组件移动至右侧(第二位置)时，衔铁抵接在从动轮的左侧，即从动轮的端面可以在轴向上对衔铁组件的移动进行限位止挡。
如图12-14所示，衔铁架31具有环形主体31a以及设置在环形主体外周上的多个u形拨叉31b。拨叉包括第一拨杆31b1及第二拨杆31b2，第一拨杆、第二拨杆外侧面相对于转轴轴线可以是圆柱形面，也可以是平面的，第一、第二拨杆上与模形块的配合面311、312相对于转轴轴线为螺旋面或者斜平面，该斜平面与转轴的轴线相交且不垂直。优选方案中，配合面为螺旋面。
当衔铁组件被驱动沿轴向方向移动时，配合面推动装在楔块轴22上的模形块20，这种推动力存在与圆周方向相切的力分量，使得模形块绕模块轴旋转，即将衔铁组件的轴向运动转换成模形块圆周方向的旋转运动，从而使模形块20的模面与主动轮2的内圆筒形表面摩擦接合或者分离。
可选地，楔块20上设置有外形呈圆柱形或弧形的金属箍20c，金属箍20c一体或装配设置在楔块20上，用以与衔铁架31的配合面311、312相配合，减少摩擦，使配合更加顺畅。
图2-3示出了电磁离合器的组装状态，单幅构件3与主动轮配合安装，从而在电磁离合器的一侧形成封单。各部件之间的相互装配可以利用已知手段进行，这里不再详细描述。
下面参考图1描述根据本实用新型的电磁离合器的操作。
首先描述电磁铁组件通/断电时，衔铁组件的轴向运动。当向电磁铁组件通第一方向电流，电磁铁组件的极性与衔铁组件的永磁体的极性相反/相吸，作用在衔铁组件上。因此，在电磁力作用下，衔铁19与安装在一起的衔铁架31 克服弹性件的作用力向第一位置，优选为离合器的分离位置移动。
当衔铁组件移动至左侧(第一位置)时，衔铁组件中的永磁铁会与软磁材料制成的第一转子2b相吸合。该吸合是有间隙的磁力吸合，在其他实施方式中，对应于其他的离合器结构，该吸合也可以是具有机械接触的磁力吸合。衔铁组件由于自身永磁体与第一转子的软磁材料相吸，因此，即使关闭电磁铁的电流，仅通过衔铁组件的永磁体与第一转子的软磁材料的磁性吸合力作用也可以将衔铁组件保持在第一位置，或者可以通过向电磁体组件通减小的电流就可以将衔铁组件保持在第一位置。
当向电磁铁组件通与第一方向相反的第二方向的电流时，电磁铁组件所形成的磁场的极性与衔铁组件的永磁铁极性相同/相斥，电磁铁组件排斥/推动衔铁组件向右侧移动。在电磁力及弹性件的共同作用下，使衔铁组件向右侧(第二位置，按合位置)移动。此时，衔铁组件与第一转子的间隙增大，衔铁组件与第一转子之间的磁性吸合力可以忽略，衔铁组件可以仅在弹性件的作用下保持在右侧。此时可以停止对电磁铁的供电，以降低能耗。当在从动轮上设置了第二转子时，该第二转子可以为软磁材料制成。当衔铁组件移动至右侧时，与第二转子吸合，该吸合可以是有机械接触的磁性吸合，或者是有间隙的磁性吸合。衔铁组件与第二转子的吸合力及弹性件对衔铁组件的作用力共同作用更加确保将衔铁组件保持在右侧位置(第二位置)。
通过在插座28上整合一个控制部件，例如一个计数换向器，也可以通过车载继电器直接控制电磁线圈32中的电流方向来控制电磁铁的磁极。
如上，在本实用新型创造中，电磁铁组件通过与永磁体相同或相反的磁极极性直接对含有永磁体的衔铁组件施加相斥或相吸磁性作用力，不需要像现有专利那样克服永磁体对衔铁组件的作用力或者抵消永磁体的磁场。因此，在本实用新型创造中，电磁铁组件的作用力可以大幅减小，相对于前述日本专利公开和美国专利公开的电磁离合器，本实用新型的电磁铁组件中的电流的大小可以降低至现有技术中电流的约一半。同时，在衔铁组件移动至左侧或者右侧后，衔铁组件可以无需电磁铁作用力(或仅需很小作用力)即可以保持在相应的位置，即可以停止对电磁铁的供电(或仅需很小电流)，可以大幅减少能耗，即大电流脉冲的作用时间很短，可以以秒计算。相对于前述现有技术中的电磁铁的数分钟作用时间，在本实用新型中电磁铁组件的作用时间缩短了两个数量级，大大降低了电磁铁发热的可能。
接下来描述当电磁铁组件通/断电时，随着衔铁组件的轴向运动，从动轮组件的运动。
[0065] 当向电磁铁组件通与第一方向相反的第二方向的电流使得使衔铁组件向右侧(第二位置，接合位置)移动时，衔铁组件(衔铁19与衔铁架31)带动位于衔铁组件的衔铁19与衔铁架31之间的从动轮组件沿轴向向第二位置运动。当衔铁架31沿轴向向第二位置运动时，衔铁架31的u形拨叉的第二拨杆31b2的配合面311对模形块20的金属箍20c施加与圆周方向相切的作用力，使得模形块20绕模块轴22旋转，楔块轴的轴线与转轴轴线相平行。此时，以模块轴22为旋转轴线使模形块20的楔面与主动轮2的圆筒形壁2a的内表面摩擦面接合的方向转动。当楔形块20的模面与主动轮2的圆筒形壁2a的内表面摩擦接触后，模形块20会受到与衔铁架31的配合面311的推动力相同方向的来自主动轮2的圆筒形壁2a的内表面的摩擦作用力，使模形块20与离合器主动轮2的圆筒形壁2a的内表面保持楔入式接合，并将二者之间的摩擦力通过模块轴22推动从动轮18从而传递旋转动力至转轴。模入式结合是指模形块的模面与主动轮的圆筒形壁的内表面的接合点与模形块旋转轴线的连线以及模形块旋转轴线与转轴轴线的连线呈一个夹角，且该模入式结合不是自锁式结合。
将第二拨杆31b2(使模形块与主动轮接合的拨杆)设计为弹性件，从而使配合面311更好地与模形块20配合。第二拨杆31b2的弹性变形可以使多个(在图示实例中为三个)模形块与带轮的压力基本一制。 假设因为制造公差/安装公差的原因，模形块与带轮的接合有先有后，则可以通过第二拨杆的弹性变形使三个模形块基本同步的与带轮内表面结合。
当衔铁架31随衔铁组件向第一位置方向被驱动移动时，衔铁架31的第一拨杆31b1的配合面312推动模形块20以模块轴22为旋转轴线向使楔形块20的楔面与主动轮2的圆筒形壁2a的内表面分离的方向转动，从而使模面与主动轮2的圆筒形壁2a的内表面分离，实现主动轮与从动轮的旋转动力的分离功能，使得主动轮相对于从动轮空转。
代替的，在其他实施方式中，衔铁架也可以与衔铁一起设置在从动轮的左侧，通过对应地设置拨叉的配合面的倾斜/旋转方向，同样可以实现衔铁组件在轴向第一位置及第二位置移动时，使模形块与主动轮的圆筒形壁的内表面的接合或者分离。
作为从动部分的第二位置保持件的弹性件30沿轴线方向远离第一转子的方向施加作用力于衔铁组件上，使得在断开电磁铁组件的电流后，弹性件30能够将从动部分驱动回到第二位置，在第二位置，衔铁组件(具体地，衔铁19)与电磁组件的吸合被断开。弹性件可以是螺旋弹簧，也可以片形弹簧，或者波形弹簧。数量也可以依据需要设置为一个，也可以是多个叠加或者分散设置。作用方式可以是拉伸衔铁组件，也可以是偏压衔铁组件。本实施例中，弹性件是一个螺旋弹簧或者多个轴向叠加的波形弹簧，其一端偏压在转轴的端部或后面描述的第二转子的端面，另一端偏压在衔铁组件的衔铁架上。在其他实施例中，弹性件也可以是多个分散设置的螺旋弹簧，其一端抵接在从动轮上，另一端抵接在衔铁组件上。当然也可以采用本技术领域中广泛使用的片形弹簧，具体方式不再赘述。
对于从动部分，可以采用现有技术的其它结构，代替本实用新型上述拨叉—模形块结构。例如中国专利申清公开CN200980145448.X的卷绕线圈以及如日本专利公开JP特开2007-205513的滚珠式结构。
在电磁铁失效时，水泵可能停止工作，发动机温度上升。包含永磁体的衔铁组件在受水泵传导热量影响下上升到居里点时，即衔铁组件所处环境温度达到设计失磁温度时，永磁体磁性降低或消失，进而引起衔铁组件的永磁体与第一转子的软磁材料之间的相互吸引作用力或者与被施加有减小的第一电流的电磁铁产生的磁场与衔铁组件的永磁体之间的吸引作用力降低或消失，进而弹性件向衔铁组件施加的作用力使衔铁组件向第二位置运动；当永磁体的衔铁组件恢复到设计温度时，其磁性可以恢复，或者磁序恢复，并由电磁铁组件对永磁体进行充磁，即永磁体是非永久性失磁的材料，在衔铁组件的永磁体的磁性或者磁力恢复至设计值后，电磁离合器仍然可以正常工作。
考虑到这种情況，优选地，如本实用新型示例性实施例中那样，将衔铁组件和从动部分构造成当衔铁组件位于第二位置 (衔铁组件的吸合被断开)时，从动部分的，楔形块与主动轮的内表面楔合。因此，当衔铁组件与第一转子的吸合力或者衔铁组件与第一转子的吸合力与电磁铁对衔铁组件的作用力之和小于弹性件对衔铁组件的作用力时，衔铁组件向右侧(第二位置)移动，使楔形块20沿着使其模面与主动轮2的圆筒形壁2a的内表面接合的方向转动，使模形块与主动轮的圆筒形壁2a的内表面保持楔入式接合，并将二者之间的摩擦力通过模块轴22推动从动轮18从而将旋转动力传递至转轴， 以正常驱动水泵工作， 进而实现电磁离合器的安全有效。
本实用新型中，可以采用弹力较小的弹性件30，这样向电磁铁通较小的电流即可将衔铁组件吸引向左移动，电磁铁不容易发热。
此外，在本实用新型中，由于以模块轴为旋转轴向使模形块沿着使其模面与离合器主动轮的圆筒形壁2a的内表面接触的方向转动，当楔块的楔面(摩擦面)与离合器主动轮的圆筒形壁2a的内表面接触后，楔块会受到与衔铁架的配合面(优选为螺旋面)推动力相同方向的、来白主动轮的圆筒形壁2a的内表面的摩擦作用力，使楔块与高合器主动轮的内表面保持模入式接合；并且，离合器传递的扭矩越大，楔块与主动轮之间就越紧，传递的扭矩就越大。只要所传递的扭矩不大于使两者发生结构性破坏，离合器就不会出现传动失效的情況。借助于这样的结构特点，即使在楔块与主动轮之间的摩擦面之间有水或油导制摩擦系数严重下降时，也会由于，楔入式结合的作用而保持离合器能传递设计需要的扭矩。
受电磁铁的电磁力作用的包含永磁体的衔铁在电磁力作用下与安装在一起的衔铁架位于接合位置(第一位置)或分离位置(第二位置)时，在电磁力消失后，均由于自身永磁体与周边铁磁性元件(软磁材料)相吸而能够保持所处位置不变，从而实现位置保持功能，可以使电磁铁的工作时间大为缩短。只要能把衔铁推动或拉动到接合位置或分离位置，就可以切断电源，从而使得离合器的电磁线圈绕组通电时间极短，不会产生因发热而使电磁铁功能降低的不利情况。
