CN100594657C - 制动力矩无级调节永磁式缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动力矩无级调节永磁式缓速器。包括定子和转子，还包括至少一弹力机构，转子置于定子的外侧，定子由磁铁保持架、磁铁支架、定子铸体、气缸及若干数量相等的固定永磁体和转动永磁体组成，活动磁铁支架可回转地置于磁铁保持架内，固定永磁体和转动永磁体分别周向排列在磁铁保持架内侧的活动和固定磁铁支架上，弹力机构连接活动磁铁支架与气缸。优点是：弹力机构和电磁阀的共同作用，使转动永磁体能根据需要转动任一定的角度，从而使制动力矩单调连续变化，以供驾驶者针对不同情况对制动力矩进行改变，实现制动力矩无级控制；采用电-气比例电磁阀来控制气缸的工作行程和压力，永磁式缓速器工作响应迅速，适应气源压力范围宽。

Description

制动力矩无级调节永磁式缓速器

技术领域

本发明涉及机动车辅助制动装置，尤其是制动力矩无级调节永磁式缓速器。

背景技术

车用永磁式缓速器是一种新型行车辅助制动装置，它由定子和转子构成，定子的永磁体产生磁场，磁场对带电的运动导体会产生阻止其转动的阻力，使转子鼓结构对称的两侧受到与其转动方向相反的阻力矩，从而对传动轴产生的制动或缓速作用。装有永磁式缓速器的车辆其作用是在不使用或少使用磨擦式制动器的条件下，使车速降低或保持稳定，保证车辆在山区下长坡时的稳定车速，避免超车失事，以及减轻或解除装机械式磨擦制动器行车制动时的负荷，解决在城市道路车辆频繁或长时间制动造成制动鼓及磨擦片严重磨损导致制动失效而引发重大交通安全事故等。

20世纪60年代，法国等国家就进行缓速器研究和生产，经过四十多年的实践证明，缓速器在技术上是可行的，它可以解决车辆特别是载重大型客车和货车安全制动问题。目前世界上缓速器生产厂家主要有法国的TELMA公司、德国的KLOFT公司、西班牙的KLAM公司、日本的泽藤电机株式会社和五十铃/住友(ISUZU/SUMITOMO)等，其中日本的泽藤电机株式会社和五十铃/住友(ISUZU/SUMITOMO)生产车用永磁式缓速器。深圳的特尔佳公司和冠亚公司、浙江温州的瑞立公司、江苏的超力公司等也生产缓速器，但国内还没有生产永磁式缓速器。

永磁式缓速器的特点是：几乎不消耗电能；可实现产品的轻量化、小型化；连续使用永磁体自身不会产生热量，能持续不断保持制动力的稳定性和持久性；在高速范围内其制动力矩能保持稳定；保养简单，只需定期检查气隙就行。

鼓式永磁缓速器结构形式有：磁铁轴向滑动式，磁铁保持架周向转动式和磁铁周向转动式三种。对应的专利分别是：日本专利1-218499、1-298947和美国专利5145038。

现有的永磁式缓速器由定子和转子构成，定子内沿圆周方向安装有一列固定永磁体和一列可在一定角度内转动的转动永磁体，两列永磁体数量相同，每列永磁体上相邻两永磁体极性相反，每一固定永磁体与对应一转动永磁体并列排列，每对并列排列的永磁体其极性要么相同，要么相反，随转动永磁体的转动与对应固定永磁体产生上述两种极性的交替变化，形成两种磁场回路，从而使永磁式缓速器只具有两种工作状态：制动或非制动状态。因此，驾驶者在车辆行驶时不能根据不同路面和车速情况提供相应所需制动力矩，不能实现制动力矩无级输出。

名称为“一种分级控制永磁式缓速器”的中国发明专利(专利申请号为200510037966.3)公开了一种永磁式缓速器，它在定子内增加了一列固定永磁体和可屏蔽该列固定永磁体的屏蔽环，该屏蔽环可从轴向或径向撤出，以使缓速器产生不同的制动力矩。但这种缓速器不仅结构相对复杂，而且其输出力矩的变化是分级的，即制动状态下只有两级制动力矩输出，同样不能根据行驶情况的不同提供适宜的制动力矩，实现制动力矩无级输出。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、价格低廉且安全性好、适应性强，并能让驾驶者根据不同路面环境和车速情况进行制动力矩无级调节的永磁式缓速器。它由以下技术方案来实现：

包括定子和转子，还包括至少一弹力机构，转子可旋转地置于定子的外侧，定子由磁铁保持架、活动和固定磁铁支架、定子铸体、气缸及若干数量相等的固定永磁体和转动永磁体组成，磁铁保持架固定在定子铸体上，活动磁铁支架和固定磁铁支架置于定子铸体与磁铁保持架内侧之间形成的空腔中，活动磁铁支架可在该空腔中转动，固定永磁体和转动永磁体分别周向排列在活动和固定磁铁支架上。其中弹力机构连接活动磁铁支架与气缸。

本发明的弹力机构是由推杆、压簧、连接滑块和挡块组成。推杆一端与气动机构连接，一端与连接滑块连接。压簧套接在推杆上，压簧的一端固定于推杆，一端抵触在挡块上。连接滑块上设有滑槽，所述活动磁铁支架上连接的销轴置于滑槽中，连接滑块与活动磁铁支架通过滑槽与销轴实现滑动连接，并推动活动磁铁支架转动。

本发明的压簧的最大压缩行程大于所述气动机构的最大工作行程，以保证系统可靠工作。

本发明的气缸由电-气比例电磁阀控制，对气缸的工作压力及行程进行控制，其输出端与气缸连接，其输入端与驱动气缸的气源连接。

本发明的永磁式缓速器在工作时，气缸上的活塞杆通过推杆、压簧、连接滑块推动活动磁铁支架转动，在其过程中电-气比例电磁阀根据驾驶者的输入信号调节气缸内工作气体压力，使其与压簧的弹力、定子内活动永磁体与固定永磁体间的斥力或吸力共同作用，让气缸在其工作行程范围内稳定地处于某一位置上，且该行程位置与电-气比例电磁阀的输入信号呈单调变化关系。在气缸活塞杆的驱动下，活动磁铁支架产生与电-气比例电磁阀输入信号相对应的转动角度，从而单调地改变永磁体在转子中产生的磁场强度，实现制动力矩的无级调节。

所以，本发明的有益效果是：1)制动力矩能单调连续变化，以供驾驶者根据不同的路面和车速情况对制动力矩进行改变，实现制动力矩无级调节；2)工作响应时间迅速，适应气源工作压力的范围广。

附图说明

图1本发明一实施例结构示意图。

图2本发明中弹力传动机构的结构示意图。

图3完全制动时磁力线分布图。

图4非制动时磁力线分布图。

图中，1气源，2电-气比例电磁阀，3转动永磁体，4固定永磁体，5磁性极子，6磁铁保持架，7转子，8活动磁铁支架，9滑片，10气缸，11销轴，12压簧，13连接滑块，14固定磁铁支架，15推杆，16挡块，17定子铸体，18滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明及其优点做进一步说明。

对照图1，固定永磁体4沿周向均布在固定磁铁支架14上，并通过该固定磁铁支架固定在磁铁保持架6内侧，形成一固定永磁体4的环形列。转动永磁体3沿周向均布在活动磁铁支架8上，该活动磁铁支架通过滑片9安装在定子铸体17上，置于磁铁保持架内侧，可相对磁铁保持架转动一定角度，这样形成一转动永磁体3的环形列。每列永磁体上的永磁体极性交替反向排列，即每列永磁体中相邻的两永磁体极性相反。活动磁铁支架8的一侧连接有销轴11，该销轴的一端置于连接滑块13的滑槽18内。磁铁保持架6位于转子7的内侧，它由非磁性材料铝制成，沿其周向对应于固定永磁体位置处均匀嵌接磁性极子5(请参见图2)。

对照图2，弹力机构由推杆15、压簧12、连接滑块13和挡块16组成，推杆15的一端与气缸10连接，另一端与连接滑块13连接，压簧12套接在推杆15上，其一端固定于推杆，一端抵触在挡块16上，该挡块固定在定子铸体17上，其上设有孔，推杆穿过该孔与连接滑块13连接。活动磁铁支架8上连接的销轴置于滑槽18中，连接滑块13与活动磁铁支架通过滑槽和销轴实现滑动连接。推杆在受到气缸推动时，通过连接滑块13上的滑槽18推动销轴11使活动磁铁支架转动，销轴11相对滑槽18滑动。

弹力机构推动活动磁铁支架8转动，以带动安装在其上的转动永磁体3转动。电-气比例电磁阀2通过控制气缸10的工作气体压力，并与压簧12的弹力、定子内转动永磁体3与固定永磁体4间的斥力或吸力共同作用，来控制气缸的工作行程，最终来控制转动永磁体3的转动角度。本实施例中的气源是整个车辆原有气动系统的一个部分。

根据永磁式缓速器的最大制动力矩，气动机构和弹力机构沿活动磁铁支架8的周向可均布数个，本实施例采用了一个气动机构和弹力机构。

完全制动状态时，通过电-气比例电磁阀2的控制，气缸10的活塞推动推杆15，使转动永磁体4转动到极性与其相同的对应固定永磁体4的位置处，此时磁路由一组处于相近位置的转动永磁体3和固定永磁体4、磁性极子5、转子7、与其相邻另一组处于相近位置的转动永磁体3和固定永磁体4、活动磁铁支架8和固定磁铁支架14构成回路。请参见图3，转子内产生涡电流，车辆的动能转化为热量散发掉。

非制动状态时，活动磁铁支架8转动到转动永磁体3极性与其相反的对应固定永磁体4的位置处，此时磁路由转动永磁体3、磁性极子5、固定永磁体4、活动磁铁支架8、固定磁铁支架14构成回路。磁力线不穿过转子7而是直接穿过保持架6上的磁性极子5回到另一个磁极，转子7不产生制动作用。

本发明由驾驶者根据路面及车速情况输入信号至电-气比例电磁阀2，由电-气比例电磁阀和弹力机构的共同作用，无级调节气缸的工作行程，来控制转动永磁体3的转动角度，使本发明中的缓速器在完全制动状态与非制动状态之间存在制动力矩无级可调的过渡制动过程。这时，当缓速器处于由非制动状态转变到完全制动状态过程中时，转动永磁体3与对应的固定永磁体4处于不完全重叠或错开相对位置关系，永磁体产生的磁路部分经过转子7，进而获得在非制动和最大制动力矩间连续变化的制动力矩。

Claims (4)

1.制动力矩无级调节永磁式缓速器，包括定子和转子，转子可旋转地置于定子的外侧，定子由磁铁保持架、活动和固定磁铁支架、定子铸体、气缸及若干数量相等的固定永磁体和转动永磁体组成，磁铁保持架固定在定子铸体上，活动磁铁支架可回转地置于磁铁保持架内，固定永磁体和转动永磁体分别周向排列在磁铁保持架内侧的固定磁铁支架和活动磁铁支架上，其特征在于还包括至少一弹力机构，该弹力机构连接活动磁铁支架与气缸。

2.根据权利要求1所述的制动力矩无级调节永磁式缓速器，其特征在于所述弹力机构由推杆、压簧、连接滑块和挡块组成，推杆一端与气缸连接，一端与连接滑块连接，压簧套接在推杆上，压簧的一端固定于推杆，一端抵触在挡块上，连接滑块上设有滑槽，所述活动磁铁支架上连接的销轴置于滑槽中，连接滑块与活动磁铁支架通过滑槽与销轴实现滑动连接，并推动活动磁铁支架转动。

3.根据权利要求2所述的制动力矩无级调节永磁式缓速器，其特征在于所述压簧的最大压缩行程大于所述气缸的最大工作行程。

4.根据权利要求1所述的制动力矩无级调节永磁式缓速器，其特征在于所述气缸由电-气比例电磁阀控制，该电磁阀的输出端与气缸连接，该电磁阀输入端与驱动气缸的气源连接。

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