2022年汽车新装置_缓速器 .pdf

四川省汽车工程学会 成都市汽车工程学会 四川省第九届（2009 年）汽车学术交流年会 149汽车新装置 缓速器冯正军 朱云钟 成都军区 78606 部队 摘要：汽车缓速器作为一种方便可靠的辅助制动系统，越来越得到人们的认可，已经广泛的应用于各种中重型车辆上，很好的解决了车辆长距离下坡时制动轮毂过热的现象。本文介绍了缓速器的分类，阐述了电涡流缓速器的结构、工作原理，并针对电涡流的特点，对安装方法及使用进行了讨论，最后介绍了电涡流缓速器的发展方向。关键词:缓速器分类 结构 工作原理 特点 使用 随着我国经济的快速发展，我国公路状况不断改善，汽车制造技术不断提高，汽车车速及车载质量也在不断攀升。近年来重型车辆、尤其是特大型客车及重型货车因制动轮毂过热引起爆胎、制动失灵引发的交通事故逐年上升。汽车缓速器作为一种方便可靠的辅助制动系统，越来越得到人们的认可，已经广泛的应用于各种中重型车辆上，很好的解决了车辆长距离下坡时制动轮毂过热的现象，提高了车辆行驶的安全性。一、缓速器分类 按缓速器在底盘布置位置的不同分为两级缓速器：一级缓速器，安装在发动机上或在变速器的前面；二级缓速器安装在变速器的后面，汽车驱动桥的前面。一级缓速器包括所有远离车轮、且与离合器和变速器可机械脱离的装置。除了内部被动阻力、所有与曲轴机械连接的装备、伺服机构和装置所产生的扭矩外，一级缓速器参与发动机制动。二级缓速器安装在变速器后部、传动轴中部、驱动桥前部，一般通过支架固定在底盘上。二级缓速器按工作原理可分为：电磁缓速器、液力缓速器、空气动力缓速和电机缓速。电磁缓速器按磁场产生的方式不同，又可分为电涡流缓速器和永久磁铁缓速器。电涡流缓速器的机械部分按其结构和安装位置的不同，可分为三类(原理都相同)。A类：安装在变速箱输出端或后桥输入端，结构为两转子夹一个定子。其优点是制动力矩范围广,800Nm 3300N.m,安装、维修方便，旋转的螺旋式散热风道非常有利于散热，缺点是凸缘窜动时易使转子与定子擦伤。B类：安装在变速箱输出端或后桥输入端，结构为一个“叵”字型，即圆桶型的转子包住圆形的定子，气隙为径向分布。其优点是：机构紧凑、重量轻，尺寸小，拆装方便，磁场呈径向分布，从而转子间隙不受轴向窜动的影响，轴向长度小，转子重量轻，对原车的传动系统影响小，所须安装空间小，尤其实用于后悬短、传动轴无法缩短的中型车辆和公交车。缺点是散热性能不如A类，不适合作大扭矩的缓速器。C类：安装在传动轴中间（如发动机前置的卡车和客车），结构类似A类，只是转子和定子用一根花键轴串联为一个整体，出厂时气隙已经调试好，装车时整体吊装即可。优点是结构紧凑，装配工艺简单，另外由于独立支承在大梁上，对后桥和变速箱基本没有影响。缺点是质量大，制造成本高，只能安装在发动机前置车的传动轴中间，且要定期加黄油，否则会烧毁里面的锥轴承。电涡流缓速器由于制动迅速灵活，低功耗，重量轻，体积小，散热性能好，制动力矩大且安装维护方便可靠，越来越被人们广泛应用，所以本文主要介绍电涡流缓速器。二、电涡流缓速器的结构电涡流缓速器的结构是由机械装置和电控装置两部分组成。1.电涡流缓速器的机械装置部分。由定子、转子和固定架等部件组成。电涡流缓速器定子上一般有8 个高导磁材料制成的铁芯，呈圆周分布，均匀地安装在高强度固定架上。8个励磁线圈套于铁芯上，共同构成磁极。圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极，并且相邻两个磁极均为N和 S相间，这样就形成相互独立的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -四川省汽车工程学会 成都市汽车工程学会 四川省第九届（2009 年）汽车学术交流年会 1504 组磁极。转子通常由前转子盘、后转子盘和转子轴构成。前、后转子盘均为圆环状，一般用导磁性能高且剩磁率低的铁磁材料制成，实际生产中常选用电磁纯铁或低碳钢等材料。为了及时将涡流生产的热量散发掉，通常转子盘上铸有散热叶片和通风气道。转子通过连接凸缘与传动轴相连，并随传动轴自由转动。前、后转子盘与定子磁极间有极小的均匀气隙，以使转子盘旋转时不会刮擦到定子上，气隙一般在0.76mm至 1.70mm范围内变动。电涡流缓速器一般是固定安装于变速器的后端外壳或驱动桥的主减速器外壳上，以及安装在变速器和驱动桥之间两传动轴固定支架上。2.电涡流缓速器的电控装置部分。一般是由手(脚)控开关、指示灯、制动气压传感器、继电器、车速信号传感器和ABS控制装置组成。手控开关一般分4 个档位。开关处于0档位时，5 条线全部断开；第一档位时，1号线接通搭铁，继电器盒内l 号继电器吸合，则第一组励磁线圈通电，这时缓速器产生的制动力矩为最大力矩的14；第二档位时，1 号线与 2 号线同时接通搭铁，继电器盒内1 号与 2 号继电器吸合，则第一组和第二组励磁线圈同时通电，这时缓速器产生的制动力矩约为最大力矩的12；第三和第四档位类推。脚控开关受制动气压控制，当踩下制动踏板时，缓速器自动起作用，并根据制动踏板的行程，气压制动开关上的4 个气压传感器将依次接通，其作用与手控开关一样。控制单元接受车速、ABS 等车辆状态信号，判断缓速器是否符合工作条件。(1)当车速达到一定值（一般为310Km/h）且 ABS未工作时，缓速器即处于待命状态，此时拨动手动开关或踩制动踏板即可使缓速器工作。(2)当车速低于3km h时，切断缓速器的脚控功能，以避免不必要的电流消耗。(3)当 ABS出现故障时，它将切断缓速器的脚控功能，但仍保留手控制动功能，以保证行车安全。三、电涡流缓速器的工作原理 电涡流缓速器其工作原理是，利用利欧?傅科电磁感应原理把车辆行驶的动能转化为热能而散发掉，从而实现车辆的减速和制动。电涡流缓速器制动力矩的产生具体过程是：当驾驶员接通缓速器的控制手柄(或踩下制动踏板开关)进行减速或制动时，其励磁线圈接通直流电而励磁，产生的磁场在定子磁极、气隙和前后转子盘之间构成回路。这时在旋转的转子盘上，其内部无数个闭合导线就切割励磁线圈所产生的磁力线，从而在转子盘内产生无数涡旋状的感应电流即涡电流(简称涡流)。一旦涡电流产生后，磁场就会对带电的转子盘产生阻止其转动的阻力(即产生制动力)，阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的制动力矩。同时涡流在转子盘内部流动时，会产生热效应而导致转子发热，这样车辆行驶的动能就通过感应电流转化为热能，并通过转子盘上的叶片将热能散发出去。四、电涡流缓速器的特点1、安全性方面的主要特点（1）能够承担汽车运行中绝大部分制动时的负荷，使车轮制动器的温度大大降低，确保车轮制动器处于良好的技术状态，在紧急情况时，汽车能平稳可靠的制动。（2）能够在一个相当宽的转速范围内提供强劲的制动力矩，而且低速性能良好。车速在10km h 的时候，缓速器就能提供缓速制动；车速达到20km h，缓速器就能达到最大的制动力矩。（3）此装置是一个相对独立的反应灵敏的辅助制动系统，它的转子与传动轴紧固在一起，任何时候都能按司机的意愿提供制动力矩，因而它的性能优于发动机排气制动。（4）采用电流直接驱动，没有中间环节，其操纵响应时间非常短，仅有40 毫秒，比液力缓速器的响应时间快20 倍。2、经济性方面的主要特点（1）由于电涡流缓速器的定子和转子之间没有接触，不存在磨损，因而故障率极低，平时除了做好例行检查，保持清洁以外，其他工作很少，所以维修费用极低。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -四川省汽车工程学会 成都市汽车工程学会 四川省第九届（2009 年）汽车学术交流年会 151（2）由于电涡流缓速器能够承担车辆大部份制动力矩，因而能够延长车轮制动器的使用寿命，降低用于车辆制动系统的维修费用，提高经济效益。据统计，安装了电涡流缓速器的车辆。其车轮制动器使用寿命至少可以延长4-7 倍，从而节省了维修材料和人工费用以及轮胎消耗。（3）电涡流缓速器如果发生故障，在维修配件不能及时供应的情况下，可以关闭缓速器，车辆仍可以继续运行，基本不影响车辆的正常使用。3、环保方面的主要特点 由于制动片在摩擦过程中会产生很多粉尘，粉尘中含有因高温作用而发生变异的有害物质，甚至含有致癌物质；制动器的频繁维修，会产生较多的维修废弃物，以及制动过程中的噪音，这些都对环境造成污染。电涡流缓速器能够承担车轮制动器大部分的负荷，因而也就能大大减少车轮制动器对环境带来的影响。五、如何安装电涡流缓速器 A类电涡流缓速器安装：由于目前国内主要是客车装缓速器，客车装缓速器多装在齿轮箱输出端。加装缓速器，要购买一套缓速器机械部分、电器控制部分和线束、一套可装缓速器的专用后盖及凸缘、一根缩短的传动轴。安装时，先将原齿轮箱后盖和凸缘拆下，换装上可装缓速器的后盖及凸缘，然后装上缓速器定子支架，在凸缘上装前转子和连接法兰，在定子支架上装定子，再把后转子装上，调整定子和转子之间的气隙（一般在0.76mm至 1.70mm的范围内），再用缓速器辅助支撑，将缓速器支撑在大梁内外侧，辅助支撑上有缓冲橡胶垫，最后装传动轴。缓速器上的所有螺栓、螺母、螺杆处必须加螺纹紧固胶并按规定扭矩拧紧。B类电涡流缓速器安装：部分客户认为缓速器连接在齿轮箱后盖上，不仅对齿轮箱有负面影响，而且维护齿轮箱时很不方便，而且公交车大多是低地板车，缓速器无法装在齿轮箱上。由于B类缓速器的众多优点，多数公交公司将B类缓速器装在后桥上。方法是将后桥轴承座更换成可装缓速器的轴承盖，缓速器的定子连接到后桥轴承盖上，转子连接到后桥凸缘与传动轴之间，由于该转子连接板的厚度一般在10mm 左右，所以一般不需要更换传动轴。B类缓速器也可以装在齿轮箱上，同样也需更换专用齿轮箱后端盖和凸缘（A、B类缓速器的专用后盖和凸缘不一样）。C类电涡流缓速器安装：由于此类缓速器在出厂时就已装配为一个整体，所以只需用连接板将其悬吊在大梁之间。六、电涡流缓速器的使用只有正确的使用电涡流缓速器，才能保证电涡流正常工作，减少电涡流缓速器的故障产生。1.打开钥匙开关，不管是否踩下制动踏板，缓速器都不会工作。汽车起动后，达到一定车速(约5 公里/小时)，准备工作指示灯亮，即表示控制器进入工作待命状态，慢慢踩下刹车踏板，可以从缓速器的工作指示灯看到缓速器的工作情况。而当车辆速度降低到约5 公里/小时后,缓速器停止工作。2.缓速器本身只是车辆制动系统中的一个辅助制动系统，它本身只能起到减速的作用，而不能使车辆完全制动。所以汽车进站、停车或是紧急刹车时还必须靠汽车本身的制动系统来将车辆完全制动停止。3.要严格按缓速器的使用维护手册，进行使用及维修保养缓速器。七、电涡流缓速器的发展 1轻量化电涡流缓速器的一大缺点是比较重。选用既能满足性能要求，同时质量较轻的材料是各生产厂家研发的目标。2整体化 以前电涡流缓速器都是生产后再加装到车辆传动系中，这样除了对原车的安装部位要改造外，也要对原车传动系统造成一定影响。现在各生产厂根据安装位置，整体设计，安装方便，使用安全可靠。3电子控制化 现有的电涡流缓速器多采用分级控制，它所产生的制动力矩是分级阶梯状不连续的。其发展方向是采用无级调节技术，即通过电子控制装置调节励磁线圈中的电流大小来控制磁场产生，从而使得所产生的制动力矩连续变化，以更好适应车辆的制动要求。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -四川省汽车工程学会 成都市汽车工程学会 四川省第九届（2009 年）汽车学术交流年会 152随着汽车控制系统发展，电涡流缓速器控制系统与车轮的ABS和 ASR连线，由ABS和 ASR的计算机系统根据车辆行驶工况对缓速器进行控制，从而使装有电涡流缓速器的车辆获得更安全和可靠的制动性能。作者简介：冯正军:78606部队电器教研室讲师 朱云钟:78606部队底盘教研室讲师 通讯地址：成都 市 华 阳 镇 78606部 队邮 编：610214 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -