客车电涡流缓速器的概述

发表时间:2019/8/15   来源:《信息技术时代》2018年12期   作者:朱洪雷
[导读] 通过分析国内汽车电涡流缓速器发展现状、缓速器具体结构组成及工作原理,提出电涡流缓速器的合理优化改进方式。进而提升制动性能。

(安徽安凯汽车股份有限公司,安徽 合肥 230051

摘要:通过分析国内汽车电涡流缓速器发展现状、缓速器具体结构组成及工作原理,提出电涡流缓速器的合理优化改进方式。进而提升制动性能。

关键词:制动性能;热衰退;电涡流缓速器;发展现状

 


前言

目前,我国大部分汽车采用的制动形式多为摩擦制动。摩擦制动的主要优点是效率高,但随着汽车制造技术的不断提高,摩擦制动的弊端也越来越突出。在遇到汽车行驶在长下坡和交通拥挤的城市道路等工况时,摩擦制动会因频繁制动,使制动器的热负荷增大,制动性能下降,更有甚者会出现制动失效。由此可见,为提高汽车制度安全性,急需增加一个辅助制度装置——缓速器制动。

1、缓速器发展现状

电涡流缓速器在发达国家已广泛使用,近几年在国内中高档客车上也开始普遍应用。从缓速器发展里程来看,缓速器第一次出现在历史舞台是在1936年法国的车辆上,随后1954年法国召开宪法会议,并在会议上提出车辆使用缓速器的必要性,并作出规定,车辆满载质量超过8吨的需要加装缓速器。

1971年欧洲共同体也开始制定相关法规,约定车辆超过10吨或者载客量超过8人的车辆必须满足制动性能测试,即必须安装缓速器。

国内法规对缓速器的应用规定相对较晚。我国第一部国家交通运输行业标准在1997年颁布,标准内开始明确要求大型高三级客车应设有ABS防抱死制动装置及缓速器。直到20026月,国家交通部颁布实施中华人民共和国交通行业标准JT/T325-2002《营运客车类型划分及等级评定》。该标准规定中型客车中高二级,大型客车中高一级、高二级和高三级客车都必须装置缓速器。目前,我国法规规定,9米以上的营运客车必须装配缓速器及紧急制动系统等要求,以保证车辆运输过程中的安全性。

2、缓速器的结构特点

电涡流缓速器主要由机械部分和电气部分组成。机械部分主要包括支架总成、转子总成和定子总成。支架总成通常固定于变速箱后盖或后桥轴承盖端盖上,并与定子总成相连接; 转子总成连接在变速箱输出突缘或后桥输入突缘上,与传动轴一起转动。缓速器的转子与定子之间存在较小的间隙,主要为了保证缓速器在汽车正常运行过程避免相对摩擦,以保证运动的无阻力性自由转动和制动。电涡流缓速器主要是靠电来运行工作,其中电气部分主要包括控制器总成、电源总开关、温度传感器、气压传感器和仪表显示器等组成。当我们给缓速器的定子线圈通入直流电的时候,电流会使定子线圈会产生磁场,该磁场在相邻铁心、磁极板之间形成一个回路,此时如果转子和定子相对运动,就会切割磁力线,产生另外一个感生磁场,该磁场和已经存在的磁场产生相反作用力,阻碍其运动,形成减速制动的效果。这就是缓速器制动力矩的来源。同时,需要进一步说明:转子是一个很大的导体,其在转子上产生的感生电流是以涡电流的形式存在的,所以称为电涡流缓速器。从能量守衡来说,当缓速器起制动作用的时候,是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉。这就是我们卫生需要在电涡流缓速器上安装温度传感器的原因,主要是为了监控其工作温度,防止意外发生。

3、缓速器的安装形式及特点

目前电涡流缓速器的安装方式根据其结构和位置不同主要分为三种。首先是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。该安装形式是目前后置客车安装最多的一种,典型的代表主要有Telma缓速器、洪泉缓速器等。该形式的电涡流缓速器其扭矩从1000N.m2800N.m不等。该方式具有安装省事、检修方便等优点。缺点主要是突缘串动时易使转子与定子擦伤。其次是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,典型代表由特尔佳R型、纽曼的T型等。该类缓速器主要优点是结构简单、布局紧凑、重量轻,尺寸小,拆装方便等。缺点主要是散热性能不佳,不适用于大型常工作类型的客车。最后一种是安装在传动轴中间的结构形式,该结构类型如同第一种,只是转子和定子用一根花键轴串联为一个整体,出厂时已经调试好,装车时整体吊装即可。国内应用代表主要集中前置客车或者卡车上,具体型号有TelmaA系列等。该形式的电涡流缓速器主要优点是结构紧凑,独立支承安装,对后桥和变速箱基本没有影响。其主要缺点是质量大,制造成本高,维修费用大。

电涡流缓速器的电气控制系统由ECU导入导出的,在车辆运输过程中,ECU根据车速进行判断,当达到一定设定值时,ECU控制模块即开启待命模式,一旦有输入信号,比如踩刹车或者手制动等,电涡流缓速器就立即开启工作模式。电涡流缓速器本身也有一个工作模态,他会根据输入的信号不同进行判断,输出不同扭矩大小的力,一致车辆不发生危险。

4、电涡流缓速器的优越性:

㈠、安全性方面

电涡流缓速器能够承担车辆在运行过程中主要的制动扭力,使车辆制动器的温度降低,进而保护了车轮制动系统。其次,电涡流缓速器可以在一个相当宽的运行速度范围内进行制动,目前来说,可以在车上20km/h以上的速度范围内实现良好的制动力矩,帮助车辆停止工作。接着,电涡流缓速器是一个相对独立的辅助制动系统,以其具有较高的灵敏度,实现随司机的意图进行工作,提供制动力矩。最后,电涡流缓速器是采用电流直接驱动,没有中间环节,其操纵响应时间非常短,仅有40毫秒时间。

㈡、经济性方面

电涡流缓速器的定子和转子之间没有接触,不存在磨损,故其损坏故障的概率极低。平时车辆维修保养时,对其进行检查,保持清洁即可。另外,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。与此同时,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,不影响车辆的正常使用。

㈢、环保方面主要表现为:

电涡流缓速器能够承担车轮制动器大部分的负荷,避免制动片在摩擦过程中会产生很多粉尘,粉尘因温度发生变异,甚至形成致癌物质;

5、电涡流缓速器的发展趋势

1、轻量化

电涡流缓速器的轻量化对整车的油耗及动力性都有着巨大作用。目前来说,只有通过不断研究优化新型材料,才可以更进一步实现轻量化设计。材料选择的好,不仅可以实现订单设计要求,而且还可以降低油耗,提高乘坐舒适性。

2、冷却效率的提高

温度对制动性能影响较大,因此,需要在设计时主要转子盘的冷却气流设计;因此,我们需要提升其流速;或是增加冷却系统对缓速器进行冷却。

3、集成化

将电涡流缓速器与车桥集成一体,这种内置式缓速器整体车桥是由一根中心车桥、一组差速系统、一个两半片式电涡流缓速器和两个标准空气制动系统组成的。

6、结束语

综上所述,电涡流缓速器作为主制动系统的辅助,具有如下优势:

1)安全性优势:辅助制动系统减少了主制动系统的使用,可以有效的避免由于制动器温度过高而引起的热衰退现象,汽车行驶更安全。

2)经济性优势:辅助制动的使用,可减少摩擦片的磨损,有效避免因为温度过高而引起的爆胎现象,可延长制动器及轮胎使用时间,使维修更换成本降低。

3)环保优势:传统制动器在使用过程中会产生粉尘和制动噪声,使用辅助制动后,可减少粉尘和噪声的产生,更加环保。


参考文献

[1]汪贵友 新型减速器——电涡流缓速器 《现代汽车》200110/11

[2]唐仕明 电涡流缓速器在大客车上的应用 《汽车电器》2002年第三期.



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